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方案實施的確定
理論依據
泵的工況點是泵特性曲線與裝置特性曲線(管路阻力曲線)的交點，改變工況點有3種途徑：(1)改變泵的特性曲線;(2)改變裝置的特性曲線;(3)同時改變泵的特性曲線和裝置的特性曲線。根據現場泵的運行情況來看，裝置的特性曲線已經改變，所以需要改變泵特性曲線來完成泵的改造。因裝置處于運行期間，從成本和實施風險綜合考慮，較佳的辦法就是按照新的參數重新設計和制造一套過流部件，新設計的轉子需對應原有的泵體，以保證泵的安裝要求，并能大幅降低泵運行電流，起到節能減震的目的。
改進方案
在保證原設備安裝尺寸不變的情況下，對原泵進行節能改造，由于額定流量由原來的140 m³/h降低到71 m³/h，原泵過流部件已不能適用，故除了外殼體和底座等固定件留用外，其他所有過流部件都要重新設計制造，包括葉輪、導葉和中段等。同時機械密封的安裝尺寸盡量與原泵保證一致，可以保證機械密封沖洗系統及電機現場的使用。新設計葉輪效率高的區盡量包含設備運行的3個工況點，在結構方面盡量與原設備一致，首級葉輪為雙吸形式，葉輪與軸之間采用過盈配合分半卡環定位，葉輪密封環與中段的表面硬度差大于HB50。密封環與葉輪之間，密封環與殼體之間采用過盈配合，推力軸承采用載荷能力比較好的圓錐滾子軸承，徑向軸承采用圓柱滾子軸承。
水力設計、軸向力的計算
在滿足原外形尺寸的前提條件下按照新參數設計首級、次級葉輪，通過調整葉輪進口尺寸及葉片的相關幾何參數，來達到提高效率，減小流量、揚程的目的，具體如下：(1)首先計算出合適的葉片數，并適當減小葉輪的進口直徑以達到減少流量的目的;(2)計算匹配的葉片的進口沖角和包角;(3)改變葉片流線，適當使葉片進口邊前伸并減薄，使葉道加長，減小相對速度擴散;(4)計算匹配的葉輪葉片出口角，控制相鄰葉片間流道出口和進口面積之比，以減小流動的擴散損失;(5)適當減小葉輪出口寬度，從而減小壓水室中的水力損失;(6)適當減小次級葉輪的葉輪直徑，調整葉片流線，使新工況點在新葉輪的效率高的區。
轉子動力學分析
多級泵的轉子動力學分析，就是在設計研制階段對轉子系統的動力學特性進行計算分析，內容主要包括軸承動特性分析，系統臨界轉速和不平衡響應計算，各種激勵下的瞬態響應計算以及系統穩定性分析。掌握了轉子系統的這些動力學特性，就可以在設計過程中選擇合理參數，如軸承跨度、質量分布和軸承特性等。
對轉子系統進行剛性支承、彈性支承模態分析，比較軸承單元不同模化方式對計算結果的影響，精準地計算出轉子系統的前四階臨界轉速和相應振型。
基于有限元分析軟件ANSYS進行轉子系統的諧響應分析，研究工作轉速下偏心量位置不同時轉子系統系的不平衡響應，以及不同轉速下偏心位置不同時轉子系統不平衡響應。把分析的結果運用到轉子的水力設計上，確保轉子在原泵殼內運行時的水力平衡，使改造后的泵穩定運行。
試驗和效果
根據計算結果和計算機模擬試驗設計的葉輪、導葉和中段等過流部件，制造完成后安裝到原泵內，在試驗臺上進行了全性能試驗。通過試驗得出的數據，對葉輪進行了二次切割，從新安裝后，試驗數據滿足設計要求。進料泵在裝置內已運行10個月，數據顯示各部位振動值均不超過2.3 mm/s，泵的效率為61%，軸功率降低了1/3，節約電能達45 kWh/h，每年可節電380 MWh左右，節能效果顯著。而且設備在這段時間內運行穩定，沒有出現故障檢修，說明泵的改造是成功的。
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(責任編輯：壓濾機專用入料泵http://www.aihappygou.com)
