刚性传力接头应用于大型泵房管路

宋红伟¹， 孙宏达²， 陈守庆³
(1.中国石油集团工程设计有限责任公司东北分公司，吉林吉林 132021；
2.中国石油吉林化学公司， 吉林 吉林 132021；3.中国市政工程华北设计研究院，天津 300074)

　　摘　要：针对将可曲挠橡胶接头用于大型循环水泵管路时所出现的电机过热、电流过高问题，采用刚性传力接头进行了替换改造，运行表明该措施明显地提高了电机工作效率并取得了一定的经济效益。
　　关键词：泵房管路；可曲挠橡胶接头；刚性传力接头
　　中图分类号：TU991.4
　　文献标识码：C
　　文章编号：1000-4602(2002)09-0080-02

　　管道接头的种类很多，其中柔性可曲挠橡胶接头(俗称“避震喉”)和刚性传力接头已广泛应用于工业、民用建筑中的泵房管路上，前者通常应用于对减震降噪有较高要求的楼宇泵站及其他有特殊要求的小型工业用泵管路上，而后者通常应用于大型工业用泵的压水管路上。若接头选择不当则会给系统带来危害，如在某循环水泵房就遇到了这一问题，原设计为在泵出口安装普通的可曲挠橡胶接头，但在实际运行中因水泵达不到设计工况而导致运行中电机电流过大、电机过热，却被人们误认为是“小马拉大车”，为此对该泵房进行了改造。?

1 泵房概况

　　此循环水泵房的设计规模为4000m³/h，泵房内共设3台离心泵(2用1备)。单泵设计流量为2000m³/h、扬程为490kPa、轴功率为343kW、转速为960r/min、额定电流为46.9A、配用电机功率为400kW、电压为6000V。泵房管路布置见图1。
　　在水泵的吸水、压水管路上分别设有可曲挠橡胶接头，水泵基础为刚性，吸、压水管穿墙处均设有刚性防水套管。

　　自1997年10月泵房投入运行以来，电机电流偏大、温度过热，以至当流量达到1700m³/h时电流值已接近额定电流、电机最高温度达到140℃，需在电机附近设轴流风机以散热。为此生产车间在操作时总是格外小心地控制流量以降低轴功率，同时由于流量可调节范围缩小使冬季操作的灵活性大大降低。尽管如此，运行近四年中烧毁电机1台、送电机厂大修7次、小修更是不断，甚至在泵房内设1台备用电机，严重影响了生产。
　　经分析认为，可能是可曲挠橡胶接头对水泵机组运行产生了不利影响，故需进行改造。

2 改造措施及运行结果

　　在对机组改造前曾测量了1#、3#水泵在开、停两种状态下的吸水、压水管路上可曲挠橡胶接头长度，测量数据见表1。?

表1 可曲挠橡胶接头长度测量结果　mm 机组状态 1#水泵 3#水泵 吸水管路 压水管路 吸水管路 压水管路 开 285.06 301.48 280.04 259.74 停 285.00 288.96 287.44 246.52

　　由表1可以看出，在吸水管路上1#泵的橡胶接头位移为0.06mm、3#泵为-7.40mm。在泵运行状态下，由于吸水管路承受负压故橡胶接头应收缩即位移量应为负值，1#泵可能因安装过紧而导致位移量不大，3#泵虽有收缩但数值偏小；在压水管路上的1#泵橡胶接头位移为12.52mm、3#泵为13.22mm，皆因为承受正压而受到拉伸且位移量较大。
　　具体改造措施为将压水管路上的橡胶接头改为双法兰传力接头。对改造前、后的水泵流量、送水压力和电机电流值进行实测的结果表明，改造效果相当明显(见表2)。?

表2 改造前、后效果比较 项 目 泵号 改造前 改造后 相同流量(1 700m³/h)下的电流(A) 1# 45 42 2# 46 43 3# 45 42 相同电流(45 A)下的流量(m³/h) 1# 1680 1950 2# 1700 2000 3# 1700 2000 相同电流(45A)下供水干管的流量和压力(开双泵) 流量(m³/h) 3 200～3300 3 600～3700 压力(MPa) 0.40～0.41 0.42～0.43

　　由表2可见，水泵在同一流量下的电机电流值明显降低，而且在同一电流下的供水流量也大大增加，从而达到了设计工况，收到了预期效果。
　　经分析认为，橡胶接头产生的位移除作用于管道、阀门、管件及垫片外，同样也会作用于泵体而使水泵产生由压水口到吸水口方向的推力进而传到泵轴，使电机轴与水泵轴产生偏移而增加阻力并降低传动效率。将橡胶接头替换为双法兰传力接头后，因泵与管道连为一个整体故可将轴向推力传递至整个管道，从而避免了泵轴的偏移进而有效地保护了泵及电机。
　　根据实测数据，单台水泵改造后所减少的功率约为3A×6kV=18kW，查水泵性能曲线可知在Q=1700m³/h时的电机轴功率为319 kW，则机组传动效率可提高5.64%。

3　经济效益分析

　　改造后可节约的运行电费为26.81×10⁴(kW·h)/a，若按1.10元/(kW·h)计则可节约电费为29.5万元/a。此外，还可节约散热用轴流风机的电费及更换电机、橡胶接头(使用寿命为3～4a)的费用。

4 结语

　　将泵压水管路上的橡胶接头换成双法兰传力接头后，明显地提高了电机工作效率并保护了水泵，此外还能取得一定的经济效益，因此在对减震降噪要求不太高的大型工业泵站中，其压水管路应尽量选用刚性传力接头。

　　电　　话：(0432)3990529
　　收稿日期：2002-01-31