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1、安徽晋煤中能化工股份有限公司第二届科技进步奖项目名称：实施脱碳泵改造，降低消耗成本申报单位：化二车间申报项目基本情况项忖名称实施脱碳泵改造，降低消耗成本任务来源技术改造研制起止时间2008年1月-2009年3月成果应用时间2009年6月组织鉴定单位鉴足日期基层申报单位安徽晋煤中能化工股份有限公司申报部门化二车间归口行业组化工成果登记号基层申报等级申报部门初审等级行业组评审等级评委会评定等级主要完成单位安徽晋煤中能化工股份有限公司化二车间主要完成人张彦民、郭飞张士彬、土中朝张标、张开志当前省内外（市内外）同类先进技术概况目前，国内离心泵的利用效率普遍偏低，在70%左右，D
2、J450-60*7多级离心泵应用在脱碳岗位工艺上，从实际运行情况分析，在泵出口阀全开的情况下，泵出口压力在4.3〜4.5MPA,而脱碳岗位的工作压力<3.0MPA,实际此型号的多级离心泵还有较大的节能空间。现在省内外对此多级离心泵的技术改造还未完全实现，此次对DJ450-60*7型多级离心泵的技术改造无论在省内外还是在市内外，都是较先进的，属首创。（纸面不敷，请加页）请奖项目详细内容一、深题来源与背景据中能公司企管处资料统计，目前泵类的耗电量占公司工业用电量的30%左右，而如今，在实际生产应用过程中，许多泵乂处于偏工况运行，利用效率偏低存在着很大的浪费，要想做好节能降耗
3、工作，就必须对这些偏离工况运行的泵进行技术改造，在不影响工况运行、投资少的情况下，实施技术改造，从而提高泵的利用效率，达到节能降耗的目的。冃前高新技术示范项冃2”合成氨系统脱碳岗位有三台DJ450-60*7型多级离心泵，此多级离心泵在生产实际运行中，泵出口阀全开的情况下，泵出口压力仍达到4.3MPa,而脱碳岗位的工作压力是W3・OMPa,从此压力分析，此脱碳泵的利用效率偏低，出口压力较高，能耗较大，具有相当大的技改空间，为此我们决定寻求新方法，利用新措施，实施新方案,解决此问题，推动中能公司的技术进步。二、技改原因分析该系统共有DJ450-60*7型多级离心泵3台，水泵
4、是上海第一水泵厂生产。铭牌标定（设计）参数：流量Q=450m3/h,扬程H=420m,转速=1480r/mino配套电机额定功率Ne=850KW,额定电压Ue=6000V,额定电流Ie=96.5AO该系统实际运行方式为开3台DJ450-60*7型多级离心泵，全天连续运行。进口压力忽略不计，出口压力（泵头压力）为4.3-4.5MPa,汇管流量为：1296n?/h,带涡轮机运行。进口阀门不节流，出口阀门开度为全开，机组为同一规格型号，水泵实际单台流量Q=432m7h,电机实际电压V=6220V,实际电流：95.0A,CoSf=0.83,泵内流体是碳酸丙稀脂，密度1.198克
5、/毫升（25摄氏度）。机组运行时单台电机输入功率为：P=V3*V*I*CoS少=1.732*6220*95*0.83=849454.2W二849・4KWh总结：从以上运行数据分析，此脱碳泵在带涡旋轮机运行的情况下，泵出口压力4.3-4.5MPa,流量432m3/h,电流95.0A,输入功率849.4KWh,现有电机基木满负荷运行，泵出口压力较高，能耗损失较大，泵利用效率低,具有很大的技改空间。三、解决方案针对脱碳泵存在能耗损失较大，利用效率低的问题，我们联系能技处，进行积极探索，反复考察、论证、决定采用新技术，在不改变泵流量的前提下，降低泵的扬程对脱碳泵实施技术改造，从
6、而达到节能降耗,提高泵利用效率的目的，并于2009年6月份进行了实施改造。四、技术方案实施2009年6月份，在能技处的指导下，组织机修车间人员分别对1“、23法三台泵进行了技术改造，更换泵组的叶轮。此更换叶轮设计采用国际上最前沿的泵水力性能解决方案，其设计方法是全三元黏性正问题计算与反问题设计选代法（以下简称全三元设计法），即主要设计流程按照反问题设计-正问题计算-反问题修正设计-正问题计算-反问题优先设计的选代过程运行。全三元黏性正问题计算是根据水泵叶轮和泵体等过流部件的几何尺寸、形状特征及流体进出口条件，应用全三元CFD理论和技术直接求解泵内流场的特征参数，该方法
7、的主要特点是（1）采用了全三维粘性流体力学模型；（2）求解控制方程组的离散方法采用了适合工程应用的有限体积法；（3）采用提高计算收敛速度的多重网格法；（4）采用成熟的网络划分技术和前后数据处理技术。通过计算可以得到泵内三维粘性流场的速度分布、压力分布及其它流动特征参数，为反问题设计提供真实可靠的理论依据。反问题则是根据实际运行需要流量、扬程、功率和效率等工况参数，以及流动控制边界条件等要素，设计出水泵叶轮和蜗壳等过流部件的儿何尺寸和形状，从而实现对给定内流流动特征的控制。正反混合问题是对单一求解对象的同一求解区域來用正反问题混合求解，设计
