三元流技术在循环水泵节能技术改造中的应用实践

针对某大型化工企业循环水系统存在的"大马拉小车"现象和水泵长期处于"大流量、超扬程"的偏设计工况运行的特点,提出采用"三元流技术"对水泵进行纠偏节能技术改造,通过更换高效三元流叶轮达到提高水泵运行效率及降低能耗的目标。实施改造后,水泵效率提高近10%,单台水泵每年节约电能76.8万kW·h,节能效果显著。     

水厂送水泵机组的优化改造与成果

造成水泵运行效率偏低,配水电耗过大的原因有很多,比如水泵叶轮损坏或不匹配,水泵振动和噪声过大都对配水电耗产生负面影响。水泵叶轮出现某种损坏或叶轮尺寸与低流量不匹配会使水泵运行在低效区,振动和噪声的原因可能是水泵机组同轴度的各项指标偏差可能过大(包括轴向偏差和径向偏差),进而造成水泵机组消耗的额外功率加大。     

车削技术在潜水泵使用中的应用

依据水泵相似理论，运用切割定律，对叶轮外径进行车削，调节水泵运行工作点，使水泵在新的工况下运行效率较高或更高。     

岱海电厂凝结水泵去叶轮改造分析

介绍了岱海电厂二期机组凝结水泵去叶轮改造的基本情况,并根据凝结水泵去叶轮改造前后运行参数的对比,计算出了改造后的具体节能效果。同时根据运行中已发现的问题,分析并总结了凝结水泵改造后对各相关系统及设备安全的影响,提出了相应的预防措施,并取得了一定的效果。     

KQSN型高压泵叶轮的改进设计与应用

针对水泵的流量设计偏大，分析了水泵供水运行现状，通过利用叶轮车削原理对叶轮进行改进设计，改变了叶．轮直径，并对改造后的水泵进行效益分析，避免了设备“大马拉小车”，为节能技改，提供了一种值得借鉴的方法。     

自动真空快速引水器在凌桥水厂的应用

介绍自动真空快速引水器在凌桥水厂取水头部及出水泵房的应用,阐述了其工作原理、特点及电气控制。它的应用使水泵能在大流量、吸水井水位和天文潮水位变化较大的条件下运行,保证水泵在可供汽蚀余量下运行,大大减轻水泵叶轮的汽蚀,为安全供水和节能起到了积极的作用。     

大型循环水泵的节能改造

某公司循环水系统6台大型双吸泵存在过度扬程现象,且在偏离设计工况点的大流量区运行,效率低下,存在很大的能源浪费。本文通过对几种解决方案的综合对比分析,在不改变水泵其它零部件的前提下,采用高效叶轮设计方法对叶轮进行重新设计与加工,将水泵的额定流量从2898 m~3/h提高至3200 m~3/h,改造后的单台水泵机组每年节约电耗约540万kW·h,节能效果显著。     

PT检测技术在水泵叶轮上的应用

扼要地介绍了水泵及叶轮部件在火电厂发电的重要性,为确保叶轮关键部件在水泵运行中安全稳定,对叶轮采用着色渗透(简称PT)探伤及磁粉(MT)探伤两种无损检测方法进行了分析,得出用PT探伤优于MT探伤,并对叶轮进行PT探伤操作过程进行了重点阐述,通过PT探伤可发现水泵叶轮在运行状态下难以发现的细小缺陷,从而避免了由于叶轮叶片裂纹导致的水泵不能工作及对火电生产产生不良影响,确保火电生产的稳定运行。     

城市排污泵站水泵节能改造实践

为降低泵站运行能耗,建立了污水泵站水泵特性和装置特性的在线检测方法。利用泵站现场管路条件,对泵站单泵进行水力特性测试,研究了泵站节能的措施。通过重新设计水泵叶轮,使供需达到平衡,获得简单合理的节能方法,提高了水泵的运行性能。     

聚氨酯弹性体在固海扬黄水泵叶轮磨蚀防护中的应用

固海扬黄水泵长期遭受黄河泥沙磨蚀,其叶轮、泵壳等过流部件磨蚀严重,导致泵站普遍存在可靠性差、运行效率低、能耗高等问题。钢板焊接叶轮技术是专门针对水泵叶轮磨蚀严重开发的新技术,但长期使用结果表明,叶轮表面涂覆的复合树脂砂浆涂层抗汽蚀能力有限,在叶轮易发生汽蚀部位容易剥落。一个灌季结束后,叶轮出现多处穿孔情况,严重影响了水泵的使用效率。为解决复合树脂砂浆抗汽蚀问题,首次引进黄河水利科学研究院研发的聚氨酯弹性体技术,采用目前抗汽蚀性能最好的聚氨酯材料,加人适当的助剂对聚氨酯进行改性,并研发了高强粘结剂和机械联接方式,大大提高了聚氨酯涂层与水泵叶轮的粘接强度;利用真空浇注技术得到抗磨-抗汽蚀性能优良的水泵叶轮涂层。该技术于2015年3月率先在固海大战场泵站进行试验,经一年运行后,发现涂层效果明显,水泵运行效率长期稳定,达到了预期效果,该技术为引黄泵站和水泵制造厂家解决水泵叶轮汽蚀问题提供了借鉴和参考。     

基于轴流泵间隙流动的新水力设计方法

轴流泵叶轮轮毂与轮缘处间隙流动及边界层对轴流泵性能的影响很大,应用Numeca及Flu-ent等软件对轴流泵叶轮轮缘间隙中的流动进行数值模拟,根据流动模拟结果对叶轮叶片型线及轮毂、轮缘处的叶型设计进行修正,使其速度-压力分布比较理想,并提出了基于间隙流动的轴流泵水力设计方法,这种新的水力设计方法有利于改进轮缘和轮毂处边界层以及轮缘间隙中的流动,达到提高轴流泵效率的目的。     

对旋轴流叶轮不同转速比的设计及CFD分析

在相同的设计流量和设计扬程条件下，设计了3种不同转速比的对旋轴流叶轮，得到了叶片不同的特征参数。结果表明：对旋式轴流泵前置叶轮与后置叶轮的转速比采用稍小于l的设计是较为合理的，并且可以获得较宽的运行高效区。以此叶片设计结果为数值模拟的对象，对前后叶轮采用7种不同的转速比进行数值模拟，得到各自全流道下紊流流场的压力、速度等值线及分布云图，预测一定转速比下的叶轮外特性性状，为实际运行和选型应用提供了依据。     

旋涡泵内部流动分析及水力设计

依据摩擦力和离心力双重做功效应原理,阐述了旋涡泵的工作过程及泵内能量损失的原因。在分析5个代表性旋涡泵优秀水力模型主要技术参数基础上,拟合出叶片数Z、叶轮外径D、叶片宽度b、流道面积A及直径系数ε、宽度系数β和流速系数λ经验计算公式。通过分析比较提出旋涡泵机械效率ηm、容积效率ηv和流动效率ηh计算公式。25WZB1.5-25-0.75自吸旋涡泵开发的案例验证了本文设计方法具有较高的准确性。     

对转轴流泵的设计与数值分析

对转轴流泵是由2个叶轮串联在一起,以相反的方向绕同一轴心旋转的轴流泵.与常规前、后导叶式轴流泵相比,在同样设计参数条件下,对转式轴流泵具有相对体积小、运转速度低、抗空化性能好和推重比高等特点.为探究对转轴流泵的设计理论和方法,设计了一对转轴流泵的前、后置叶轮,应用Matlab软件实现参数化设计,搭建了自动分析优化平台,...     

轴流式管道发电机叶轮设计与优化

叶轮是流体机械中进行直接能量转换的核心部件,其结构参数会严重影响轴流式管道发电机能量转化效率及性能。为了使叶轮获得更好的水力性能、空蚀性能、工作稳定性能,采用Wilson法设计轴流式管道发电机叶轮的结构,优化叶轮的结构参数,获得性能优异的叶形结构。通过CFD仿真,结果表明:优化结构参数后的叶片能显著改善叶轮的水力性能、空蚀性能、工作稳定性能。通过实验对仿真进行验证,结果证明了本文设计方法的有效性以及改进后叶轮性能的优越性。对轴流式管道发电机的叶轮结构设计与优化有一定的指导意义。     

Particle image velocimetry in a centrifugal pump: Details of the fluid flow at different operation conditions

Centrifugal pumps are present in the daily life of human beings. They are essential to several industrial processes that transport single- and multi-phase flows with the presence of water, gases, and emulsions, for example. When pumping low-viscous liquids, the flow behavior in impellers and diffusers may affect the centrifugal pump performance. For these flows, complex structures promote instabilities and inefficiencies that may represent a waste of energetic and financial resources. In this context, this paper aims at characterizing single-phase water flows in one complete stage of a centrifugal pump to improve our understanding of the relationship between flow behavior and pump performance. For that, a transparent pump prototype was designed, manufactured and installed in a test facility, and experiments using particle image velocimetry (PIV) were conducted at different conditions. The acquired images were then processed to obtain instantaneous flow fields, from which the flow characteristics were determined. Our results indicate that the flow morphology depends on the rotational speed of the impeller and water flow rate: (i) the flow is uniform when the pump works at the best efficiency point (BEP), with streamlines aligned with the blades, and low vorticity and turbulence in the impeller; (ii) the velocity field becomes complex as the pump begins to operate at off-design conditions, away from BEP. In this case, velocity fluctuations and energy losses due to turbulence increase to higher numbers. Those results bring new insights into the problem, helping validate numerical simulations, propose mathematical models, and improve the design of new impellers.     

固液两相离心泵内部非定常流动特性研究

为研究固液两相流离心泵内部的非定常流动特性,基于滑移网格方法,采用RNGκ-ε湍流模型以及ASMM代数滑移混合物模型,对一台高比转速固液两相离心泵内部流场进行非定常流动的数值模拟,通过分析清水工况数值计算结果、外特性性能实验结果以及固液两相流非定常数值计算结果,获得了非定常条件下固液两相输送离心泵的瞬时外特性曲线和内部流动及磨损规律。研究结果表明:在一个转动周期内,离心泵的扬程、效率和轴功率均呈现正弦波动特征;动静干涉效应使得叶轮出口处的速度和静压分布均呈现周期性波动;模型泵叶轮前后盖板的磨损情况比蜗壳壁面的磨损严重。上述计算结果可为实现高比转速固液两相流离心泵的优化水力设计和减轻磨损提供一定的理论参考。     

基于熵产的侧流道泵流动损失特性研究

侧流道泵是一种介于容积式泵和离心泵之间的径向式叶片泵。泵内流体以螺旋轨迹方式在叶轮和侧流道中反复运动,整个运动是一种典型的全三维、高湍流强度、空间非对称的湍流流动,因此不可避免地产生较大的流动损失。利用热力学第二定律,基于熵产的流动损失分析方法对一种单级侧流道泵模型湍流流动损失进行研究,主要通过理论和数值计算求解湍流流动过程中增加的熵产,定性分析侧流道泵流动损失出现的位置及分布特点。结果表明,侧流道泵内部流动损失主要与湍流流动增加的熵产有关,而热量交换产生的熵产相对较小,在侧流道泵的损失研究中可以忽略;叶轮流道和侧流道内的湍动耗散率均远远大于直接耗散率;叶轮流道内的损失主要出现在叶轮内缘至0.4 r处,在侧流道内,流动损失主要出现在流道进口、流道中间靠近内缘部分以及出口附近。     

基于CFD的汽车冷却系统水泵叶轮设计与实验

针对某类型汽车发动机冷却水泵功率大,效率低等缺点,基于离心泵设计与计算流体力学（CFD）理论,提出了一种新型半闭式摆线型水泵叶轮设计方法,建立了水泵压力-速度耦合流体力学模型,结合实验对新、旧水泵流量、功率、效率等特性进行了分析,结果表明新水泵在功率上有大幅降低,效率得到提高。