科技信息○科教前沿○ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ2013年第1期
提高循环软化水系统水泵输出压力研究
甄耀家
（广东中烟工业有限责任公司广州卷烟厂，广东广州510310）
【摘要】在现代卷烟行业中，锅炉为二氧化碳膨胀烟丝提供蒸汽，缓冲烟丝膨胀过程的因含水率过低造成破碎。因此锅炉设备能否按工作需要提供连续正常的蒸汽对烟草生产时至关重要的。通过研究，我们发现主要造成锅炉设备运行报警的原因是2号供水泵的压力输出过低造成，并且在更换新水泵后仍旧不能有效解决问题。最后通过管道流体力学的分析，对供水管道进行优化，达到提高循环软化水系统水泵输出压力的目标。
【关键词】锅炉；软化水系统；水泵；沿程压损在卷烟行业锅炉设备主要是为烟叶回潮工序提供温度适当的蒸汽使烟叶达到一定的可加工强度，另外也为二氧化碳膨胀烟丝工序提供蒸汽保持膨胀过程的稳定与减少膨胀烟丝的破碎，并且蒸汽的供给必须贯穿烟丝生产的全过程，故此若锅炉设备故障停机也就会直接造成烟草设备停机。广州卷烟二厂生产二部的锅炉循环软化水系统是由交换塔、1号泵、2号泵、输入输出管道、软化水罐、省煤器、除氧塔、锅筒构成。在实际工作中于2011年3月末多次发现锅炉的除氧塔出现低水位报警以及省煤器输入水温升高。为了保护锅炉设备以及生产的正常运行，我们以此为题开展了下面相关的研究。
锅炉循环软化水系统简图：
造成除氧塔低水位报警以及省煤器入水温高的原因分析：
翻查2011年12月至2012年4月的生产纪录，引起上述问题的原因小结如下表：
序号
原因
引起次数
所占百分率
累计百分率
1市政供水压力不足213.3%13%2交换塔交换效率低16.7%20%3软化水罐水位低
0020%41号泵输出压力不足0020%52号泵输出压力不足
1173.3%93.3%7
其他
1
6.7%
100%
通过现状调查一得出结论一：造成除氧塔低水位报警以及省煤器输入水温高的原因是2号泵输出压力不足。
据检查
1、2号泵的参数相同，均为：
型号
Y160M 2-2B5C+
驱动电机
功率15KW 转速
2930r/min
输入、输出管径
DN50
型号
GR50-21-88
管道泵
流量21m 3扬程88m 气蚀余量
2.2m
泵输出压力与省煤器入睡温度对比表：
日期
1号泵输出2号泵输出省煤器输入水省煤器输入温度压力（MPa ）
压力（MPa ）
温（开1号泵）
（开2号泵）
2012-3-150.590.5773742012-3-200.580.5673742012-3-230.60.4373832012-3-270.60.3273862012-4-030.60.37487（仅为试验）2012-4-050.580.327486（仅为试验）2012-4-10
0.6
0.3
73
86（仅为试验）
由表中可见2号泵的输出压力仅为1号泵的1/2。经实验性试运行，单独开启1号泵，省煤器的输入水温为73℃，并可以长期正常运行。单独开2号泵，由于输出压力不足及流量过小，省煤器的输入水温增高至86℃，并且2号泵也产生伴随有急剧振动的气蚀现象。连续运行15分钟后除氧塔水位下降82mm 〔由除氧塔水镜测量得〕，至此试验结束，按上述情况推算25分钟左右必定会触发锅炉低水位报警，停止输出蒸气，也就说2号泵起不到一开一备的作用。
针对2号泵的原有工况条件，希望通过本次研究使2号泵的输出压力提升至1号泵的95%以上（即0.57MPa 以上），
通过两台水泵的安装布局的观察，1、2号泵的安装位置和输入、输出布管长度有别，1号泵的输入管道较短，所以不能要求两泵输出压力完全相等，主要以满足生产为归宿。2号泵的输入管道布局如下，从软化水罐出来后经过手动阀，平行布管1380mm ，为了避让安装高度为300mm 的2号泵电源管线垂直向下布管置地面，经过手动阀门后，该段紧贴地面的管道重新垂直向上布管630mm ，与泵输入口处与于同一水平面，最后通过一个90°弯头接到泵的入口。原有的管道设计存在缺陷，主要体现为那段“凹”字型的管道上。这样布管不但延长了管道，而且垂直向下再垂直向上的布管方式对流体顺利被离心泵吸上是明显不利的。
上述结论是根据实际观察和经验推理得出的初步论断，后面我们引入泵允许吸上高度进行验证。计算如下：
2
2
沿程压损：Δp f =λ1l ρv 2d =0.033×5．473×980．5×1．672×0．05
＝4．977m
公式解读：Δp f 沿程压损；λ1沿程阻力系数（原管道布局情况取值）；
ρ液体的密度；d 管道内径；v 液体的平均流速；l 管路长度。
85
科技信息○科教前沿○ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ2013年第1期
提高循环软化水系统水泵输出压力研究
甄耀家
（广东中烟工业有限责任公司广州卷烟厂，广东广州510310）
【摘要】在现代卷烟行业中，锅炉为二氧化碳膨胀烟丝提供蒸汽，缓冲烟丝膨胀过程的因含水率过低造成破碎。因此锅炉设备能否按工作需要提供连续正常的蒸汽对烟草生产时至关重要的。通过研究，我们发现主要造成锅炉设备运行报警的原因是2号供水泵的压力输出过低造成，并且在更换新水泵后仍旧不能有效解决问题。最后通过管道流体力学的分析，对供水管道进行优化，达到提高循环软化水系统水泵输出压力的目标。
【关键词】锅炉；软化水系统；水泵；沿程压损在卷烟行业锅炉设备主要是为烟叶回潮工序提供温度适当的蒸汽使烟叶达到一定的可加工强度，另外也为二氧化碳膨胀烟丝工序提供蒸汽保持膨胀过程的稳定与减少膨胀烟丝的破碎，并且蒸汽的供给必须贯穿烟丝生产的全过程，故此若锅炉设备故障停机也就会直接造成烟草设备停机。广州卷烟二厂生产二部的锅炉循环软化水系统是由交换塔、1号泵、2号泵、输入输出管道、软化水罐、省煤器、除氧塔、锅筒构成。在实际工作中于2011年3月末多次发现锅炉的除氧塔出现低水位报警以及省煤器输入水温升高。为了保护锅炉设备以及生产的正常运行，我们以此为题开展了下面相关的研究。
锅炉循环软化水系统简图：
造成除氧塔低水位报警以及省煤器入水温高的原因分析：
翻查2011年12月至2012年4月的生产纪录，引起上述问题的原因小结如下表：
序号
原因
引起次数
所占百分率
累计百分率
1市政供水压力不足213.3%13%2交换塔交换效率低16.7%20%3软化水罐水位低
0020%41号泵输出压力不足0020%52号泵输出压力不足
1173.3%93.3%7
其他
1
6.7%
100%
通过现状调查一得出结论一：造成除氧塔低水位报警以及省煤器输入水温高的原因是2号泵输出压力不足。
据检查
1、2号泵的参数相同，均为：
型号
Y160M 2-2B5C+
驱动电机
功率15KW 转速
2930r/min
输入、输出管径
DN50
型号
GR50-21-88
管道泵
流量21m 3扬程88m 气蚀余量
2.2m
泵输出压力与省煤器入睡温度对比表：
日期
1号泵输出2号泵输出省煤器输入水省煤器输入温度压力（MPa ）
压力（MPa ）
温（开1号泵）
（开2号泵）
2012-3-150.590.5773742012-3-200.580.5673742012-3-230.60.4373832012-3-270.60.3273862012-4-030.60.37487（仅为试验）2012-4-050.580.327486（仅为试验）2012-4-10
0.6
0.3
73
86（仅为试验）
由表中可见2号泵的输出压力仅为1号泵的1/2。经实验性试运行，单独开启1号泵，省煤器的输入水温为73℃，并可以长期正常运行。单独开2号泵，由于输出压力不足及流量过小，省煤器的输入水温增高至86℃，并且2号泵也产生伴随有急剧振动的气蚀现象。连续运行15分钟后除氧塔水位下降82mm 〔由除氧塔水镜测量得〕，至此试验结束，按上述情况推算25分钟左右必定会触发锅炉低水位报警，停止输出蒸气，也就说2号泵起不到一开一备的作用。
针对2号泵的原有工况条件，希望通过本次研究使2号泵的输出压力提升至1号泵的95%以上（即0.57MPa 以上），
通过两台水泵的安装布局的观察，1、2号泵的安装位置和输入、输出布管长度有别，1号泵的输入管道较短，所以不能要求两泵输出压力完全相等，主要以满足生产为归宿。2号泵的输入管道布局如下，从软化水罐出来后经过手动阀，平行布管1380mm ，为了避让安装高度为300mm 的2号泵电源管线垂直向下布管置地面，经过手动阀门后，该段紧贴地面的管道重新垂直向上布管630mm ，与泵输入口处与于同一水平面，最后通过一个90°弯头接到泵的入口。原有的管道设计存在缺陷，主要体现为那段“凹”字型的管道上。这样布管不但延长了管道，而且垂直向下再垂直向上的布管方式对流体顺利被离心泵吸上是明显不利的。
上述结论是根据实际观察和经验推理得出的初步论断，后面我们引入泵允许吸上高度进行验证。计算如下：
2
2
沿程压损：Δp f =λ1l ρv 2d =0.033×5．473×980．5×1．672×0．05
＝4．977m
公式解读：Δp f 沿程压损；λ1沿程阻力系数（原管道布局情况取值）；
ρ液体的密度；d 管道内径；v 液体的平均流速；l 管路长度。
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