日志
多级离心泵叶片的加长改造
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引言对离心泵叶片进行切割或加长改造，扩大其使用范围，是离心泵生产和使用过程中常见的一种手段【I1。小幅度提高泵的流量、扬程可以通过增大通流面积或提高泵的转速来实现。在不改变水泵驱动方式或水泵转速已达最高情况下，增大通流面积，特别是增加叶片长度是普遍采用的办法。http://baoduo518.com/
在离心泵叶片的加长技术改造中，单级泵叶片加长技术较为成熟，且应用较多。由于受到叶片强度、平衡稳定性、效率和电机过载等诸多因素的影响，多级离心泵的叶片加长较为复杂。
某DG500-180型多级离心水泵，叶轮级数i=9，叶轮叶片外径D2=405 mm，内径D,=206 mm,转速n=2985r1min。在设计工况下流量仇=500 tlh(因是锅炉给水泵，水高温，用重量流量t/h，不用体积流量m3/h)，扬程Ha-1850m，效率刀0=78.5%，配套电机功率3200 kW。该泵正常工作时流量Q=492 t/h，扬程H=1690 m，效率刀=77.87%。现在由于系统改造，需要增加流量及扬程，要求流量最大值为510 t/h、扬程最大值为1910 ma本着因地制宜、发挥潜能、提高效率、经济节能的原则，采用叶轮叶片加长的办法进行技术改造。
技术的关键。目前对多级离心泵叶片加长问题，缺乏一定的理论指导和实践论证。多级泵叶片加长过程中，一般采用单级泵叶片的加长方法，先计算出总加长量，然后再根据实际需要的增幅进行调整，并在各级中进行分配。
1.1叶片加长量计算方法叶片加长量的计算方法主要有:加长曲线近似计算法和经验公式近似计算法。
不同计算方法的计算结果不同。相对来说，加长曲线法的计算方法理论性强，但有时与实际结果有较大出人，现场实际采用较少。总之，不论采用何种方法计算的加长量都不是精确值，都要根据泵的实际需要增幅在实际操作中逐步修正。
1.2加长量计算根据多级泵比转数计算公式，ne=可知，该泵na=74.8。由于该项技术改造对流量、扬程皆有要求，分别采用公式085s+0.2937s儡s3aaa+o.sa3a儡(1一1)
(1-2)
1叶片加长量离心泵叶片加长量的确定，是离心泵叶片加长计算加长量。将口=492 t/h ,口'=510 t/h代入公式(1-1)后，求出增加流量所需加长量△D9=11 mm o将H=1690 m, H'=1910 m代人公式(1-2)后，求出增加扬程所需加长量△D,,=24 mmo2叶片加长位置多级离心泵比单级离心泵结构复杂，多级泵叶轮的级与级之间装配有导叶，叶轮与导叶的配合对泵运行的稳定性和流动效率有很大关系。多级泵叶轮与导叶的配合如图1所示。
多级泵各级叶轮与导叶有配合要求，径向间隙A为控制系统振动的重要参数，径向间隙B可控制系统噪声和导向流动特性[2)。一般，径向间隙A相对较小，径向间隙B相对较大。该水泵叶轮盖板直径416 mm，叶轮叶片直径405 mm，有加长空间。
我们沿叶片的末端，在前后盖板间进行加长，前后盖板保持不动。加长后叶片直径最好不超过原盖板直径，这样可以很好地保证流动的稳定性。
3多级离心泵叶片加长量分配多级离心泵叶片加长量的分配是多级泵叶片加长后能否满足需求的决定因素，也是与单级离心泵叶片加长的最大区别。我们经广泛调研、总结，提出了多级离心泵叶片加长的一般原则和调整方法。
3.1一般原则1.多级离心泵的首级叶轮对水泵性能影响较大，一般不作加长处理。
2.如果增加流量，首级以后的各级叶轮都要加长△Dqo3.如果增加扬程，所增扬程小于单级扬程20%时，可加在一级上(一般只加长末级)，否则，要在次级叶轮中进行平均分配，各级叶轮加长幼,,l(i-I)。
3.2实际调整计算该多级离心泵所增扬程与单级扬程的比例H'-HHa li-1910-16901850/9=107%可见，该泵所增扬程大于单级扬程20%，加长量必须进行分配。单级加长过大，易造成泵性能下降，而且叶轮强度也难以保证，甚至造成电动机过载、振动等。
多级泵在一定程度上相当于若干台性能相同的单级泵串联。根据泵串联的特点可知:泵串联后，通过各泵的流量相同，其总扬程等于各泵扬程之和;串联后各泵的流量要比各泵单独运行时的流量偏大，各泵的扬程要比各泵单独运行时的扬程偏低。也就是说，泵串联后流量有所提高，扬程增加的倍率低于泵串联的台数;串联的台数越多，增加的倍率越少。
针对本次技术改造，若次级叶轮每级加长幼，(11 mm)，流量可能会大于期望流量Q' (510 t/h);次级叶轮每级加长△风/(i-1)(3 mm)，总扬程可能会小于期望扬程H' (1910 m)。所以，流量加长量应略适当缩小，可取每级10 mm;扬程加长量应适当放大，可取每级4 mm，即△Dq=10 mm, QD,,=34mm o当系统既需增加流量又需增加扬程时，经常会出现流量加长量与扬程加长量不一致的情况，如本次改造中的为增加流量，叶片需加长10 mm;为增加扬程，叶片需加长4 mm。针对这一矛盾，我们认为，可以以某一加长量为基准，根据扬程加长量与流量加长量之间的比例，通过减少所需加长叶轮的级数来解决。
本项技术改造中，以流量加长量(10 mm)为基准，根据扬程加长量与流量加长量的比，即△Dh/△久=32/10=3.2，认为可只加长后4级叶轮，每级加长10 mmo4改造及性能试验采用人工堆焊的办法进行叶片加长，叶片加长时按叶片原方向，保持出口安装角不变。为保证叶片强度，加长一次完成。叶片加长后做静、动平衡试验，保证了平衡。
不论采用何种方法计算的加长量都是近似值，加长后必须做性能试验，以确定改造效果，对于未达到效果的，根据试验结果重新修正，直到满足需求为止。叶片加长后性能试验[j3)[4]，其结果如表1所示。
5结果分析及其改进叶片初次加长后，流量、扬程提高，同时功率、电流明显增加，效率有所下降。
将加长后试验值与期望值对比，如表2所示。
由对比结果可以看出，扬程与期望值相差较远，流量稍低于期望值。
扬程与期望值相差较远，说明叶片的加长量不够。分析后认为，若适当再加长一级，扬程将会有较大提高，流量增加得不会太多。将第5级也加长10 mm，动平衡实验后，性能试验结果如表3所不。
从表3可以看出，改进后，流量、扬程基本满足要求。功率、电流有所提高，效率下降，但仍在允许范围之内。
6结论通过该技术改造，得到多级离心泵叶片加长经验措施:(1)多级离心泵的首级叶轮对水泵性能影响较大，一般不作加长处理。
(2)如果给定所需增加的流量:计算流量加长量，应适当缩小，加在各次级叶轮上。
(3)如果给定所需增加的扬程:计算扬程加长量，若加长量不大，可只加在末级;如加长量较大，应适当放大，在次级叶轮中平均分配。
(4)如果同时给定所需增加的流量、扬程，且流量加长量与扬程加长量不一致时，可以以某一加长量为基准，根据扬程加长量与流量加长量之间的比例，通过改变所需加长叶轮的级数来解决。
该多级离心泵叶片加长技术改造不仅节约了物力和财力，而且缩短了工期(所更换的水泵需要定制，制造厂需要一年左右时间)，充分发挥了该泵的潜能。水泵改造后，运行性能良好。
在离心泵叶片的加长技术改造中，单级泵叶片加长技术较为成熟，且应用较多。由于受到叶片强度、平衡稳定性、效率和电机过载等诸多因素的影响，多级离心泵的叶片加长较为复杂。
某DG500-180型多级离心水泵，叶轮级数i=9，叶轮叶片外径D2=405 mm，内径D,=206 mm,转速n=2985r1min。在设计工况下流量仇=500 tlh(因是锅炉给水泵，水高温，用重量流量t/h，不用体积流量m3/h)，扬程Ha-1850m，效率刀0=78.5%，配套电机功率3200 kW。该泵正常工作时流量Q=492 t/h，扬程H=1690 m，效率刀=77.87%。现在由于系统改造，需要增加流量及扬程，要求流量最大值为510 t/h、扬程最大值为1910 ma本着因地制宜、发挥潜能、提高效率、经济节能的原则，采用叶轮叶片加长的办法进行技术改造。
技术的关键。目前对多级离心泵叶片加长问题，缺乏一定的理论指导和实践论证。多级泵叶片加长过程中，一般采用单级泵叶片的加长方法，先计算出总加长量，然后再根据实际需要的增幅进行调整，并在各级中进行分配。
1.1叶片加长量计算方法叶片加长量的计算方法主要有:加长曲线近似计算法和经验公式近似计算法。
不同计算方法的计算结果不同。相对来说，加长曲线法的计算方法理论性强，但有时与实际结果有较大出人，现场实际采用较少。总之，不论采用何种方法计算的加长量都不是精确值，都要根据泵的实际需要增幅在实际操作中逐步修正。
1.2加长量计算根据多级泵比转数计算公式，ne=可知，该泵na=74.8。由于该项技术改造对流量、扬程皆有要求，分别采用公式085s+0.2937s儡s3aaa+o.sa3a儡(1一1)
(1-2)
1叶片加长量离心泵叶片加长量的确定，是离心泵叶片加长计算加长量。将口=492 t/h ,口'=510 t/h代入公式(1-1)后，求出增加流量所需加长量△D9=11 mm o将H=1690 m, H'=1910 m代人公式(1-2)后，求出增加扬程所需加长量△D,,=24 mmo2叶片加长位置多级离心泵比单级离心泵结构复杂，多级泵叶轮的级与级之间装配有导叶，叶轮与导叶的配合对泵运行的稳定性和流动效率有很大关系。多级泵叶轮与导叶的配合如图1所示。
多级泵各级叶轮与导叶有配合要求，径向间隙A为控制系统振动的重要参数，径向间隙B可控制系统噪声和导向流动特性[2)。一般，径向间隙A相对较小，径向间隙B相对较大。该水泵叶轮盖板直径416 mm，叶轮叶片直径405 mm，有加长空间。
我们沿叶片的末端，在前后盖板间进行加长，前后盖板保持不动。加长后叶片直径最好不超过原盖板直径，这样可以很好地保证流动的稳定性。
3多级离心泵叶片加长量分配多级离心泵叶片加长量的分配是多级泵叶片加长后能否满足需求的决定因素，也是与单级离心泵叶片加长的最大区别。我们经广泛调研、总结，提出了多级离心泵叶片加长的一般原则和调整方法。
3.1一般原则1.多级离心泵的首级叶轮对水泵性能影响较大，一般不作加长处理。
2.如果增加流量，首级以后的各级叶轮都要加长△Dqo3.如果增加扬程，所增扬程小于单级扬程20%时，可加在一级上(一般只加长末级)，否则，要在次级叶轮中进行平均分配，各级叶轮加长幼,,l(i-I)。
3.2实际调整计算该多级离心泵所增扬程与单级扬程的比例H'-HHa li-1910-16901850/9=107%可见，该泵所增扬程大于单级扬程20%，加长量必须进行分配。单级加长过大，易造成泵性能下降，而且叶轮强度也难以保证，甚至造成电动机过载、振动等。
多级泵在一定程度上相当于若干台性能相同的单级泵串联。根据泵串联的特点可知:泵串联后，通过各泵的流量相同，其总扬程等于各泵扬程之和;串联后各泵的流量要比各泵单独运行时的流量偏大，各泵的扬程要比各泵单独运行时的扬程偏低。也就是说，泵串联后流量有所提高，扬程增加的倍率低于泵串联的台数;串联的台数越多，增加的倍率越少。
针对本次技术改造，若次级叶轮每级加长幼，(11 mm)，流量可能会大于期望流量Q' (510 t/h);次级叶轮每级加长△风/(i-1)(3 mm)，总扬程可能会小于期望扬程H' (1910 m)。所以，流量加长量应略适当缩小，可取每级10 mm;扬程加长量应适当放大，可取每级4 mm，即△Dq=10 mm, QD,,=34mm o当系统既需增加流量又需增加扬程时，经常会出现流量加长量与扬程加长量不一致的情况，如本次改造中的为增加流量，叶片需加长10 mm;为增加扬程，叶片需加长4 mm。针对这一矛盾，我们认为，可以以某一加长量为基准，根据扬程加长量与流量加长量之间的比例，通过减少所需加长叶轮的级数来解决。
本项技术改造中，以流量加长量(10 mm)为基准，根据扬程加长量与流量加长量的比，即△Dh/△久=32/10=3.2，认为可只加长后4级叶轮，每级加长10 mmo4改造及性能试验采用人工堆焊的办法进行叶片加长，叶片加长时按叶片原方向，保持出口安装角不变。为保证叶片强度，加长一次完成。叶片加长后做静、动平衡试验，保证了平衡。
不论采用何种方法计算的加长量都是近似值，加长后必须做性能试验，以确定改造效果，对于未达到效果的，根据试验结果重新修正，直到满足需求为止。叶片加长后性能试验[j3)[4]，其结果如表1所示。
5结果分析及其改进叶片初次加长后，流量、扬程提高，同时功率、电流明显增加，效率有所下降。
将加长后试验值与期望值对比，如表2所示。
由对比结果可以看出，扬程与期望值相差较远，流量稍低于期望值。
扬程与期望值相差较远，说明叶片的加长量不够。分析后认为，若适当再加长一级，扬程将会有较大提高，流量增加得不会太多。将第5级也加长10 mm，动平衡实验后，性能试验结果如表3所不。
从表3可以看出，改进后，流量、扬程基本满足要求。功率、电流有所提高，效率下降，但仍在允许范围之内。
6结论通过该技术改造，得到多级离心泵叶片加长经验措施:(1)多级离心泵的首级叶轮对水泵性能影响较大，一般不作加长处理。
(2)如果给定所需增加的流量:计算流量加长量，应适当缩小，加在各次级叶轮上。
(3)如果给定所需增加的扬程:计算扬程加长量，若加长量不大，可只加在末级;如加长量较大，应适当放大，在次级叶轮中平均分配。
(4)如果同时给定所需增加的流量、扬程，且流量加长量与扬程加长量不一致时，可以以某一加长量为基准，根据扬程加长量与流量加长量之间的比例，通过改变所需加长叶轮的级数来解决。
该多级离心泵叶片加长技术改造不仅节约了物力和财力，而且缩短了工期(所更换的水泵需要定制，制造厂需要一年左右时间)，充分发挥了该泵的潜能。水泵改造后，运行性能良好。