淺析水泵節(jié)能技術(shù)途徑

劉憲民

摘 要：水泵是我國工業(yè)生產(chǎn)中最主要的耗能設(shè)備之一，廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)生活的各個(gè)方面，據(jù)統(tǒng)計(jì)現(xiàn)現(xiàn)階段水泵的耗電量大致占到全國發(fā)電總量的20%，由此可見提高水泵的效率、降低水泵能耗對(duì)我國節(jié)能工作有著重要的意義。本文主要對(duì)水泵節(jié)能技術(shù)途徑進(jìn)行了分析探討。

關(guān)鍵詞：循環(huán)水泵；節(jié)能技術(shù)；途徑

中圖分類號(hào)： S210 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

引言

火力發(fā)電廠中，廠用電約占總發(fā)電量的8%～10%，泵與風(fēng)機(jī)的耗電量約占廠用電的70%～80%，因此，降低泵與風(fēng)機(jī)的功耗對(duì)于提高電廠經(jīng)濟(jì)效益有很大作用。循環(huán)水泵的耗電量與季節(jié)和負(fù)荷都有關(guān)系，對(duì)其進(jìn)行變頻改造，既可以保證其有效地工作，又可以保證其在低負(fù)荷和不同季節(jié)的最低功耗，運(yùn)用靈活、節(jié)能效果明顯。

一、水泵節(jié)能技術(shù)在我國發(fā)展的趨勢(shì)

目前，國內(nèi)外許多電力拖動(dòng)場(chǎng)合已將矢量控制的變頻器廣泛應(yīng)用于通用機(jī)械、紡織、印染、造紙、軋鋼、化工等行業(yè)中交流電動(dòng)機(jī)的無級(jí)調(diào)速，已明顯取得節(jié)能效果并滿足工藝和自動(dòng)調(diào)速要求。但在風(fēng)機(jī)、水泵應(yīng)用領(lǐng)域仍沒有得到充分應(yīng)用。其主要原因是對(duì)風(fēng)機(jī)、水泵類負(fù)載可大量節(jié)能了解不夠。故此，我們將風(fēng)機(jī)、水泵的節(jié)能原理和應(yīng)用狀況向客戶介紹。全國風(fēng)機(jī)、水泵用電量占工業(yè)用電的60%以上，如果能在這個(gè)領(lǐng)域充分使用變頻器進(jìn)行變頻無級(jí)調(diào)速，對(duì)我們發(fā)展加工制造業(yè)又嚴(yán)重缺電的國家，是興國之策。風(fēng)機(jī)，是傳送氣體裝置。水泵，是傳送水或其它液體的裝置。就其結(jié)構(gòu)和工作原理而言，兩者基本相同。現(xiàn)先以風(fēng)機(jī)為例加以說明。自然通風(fēng)冷卻塔、循環(huán)水泵、循環(huán)水管道及管道附件是電廠循環(huán)水系統(tǒng)的重要組成部分，在電廠初步設(shè)計(jì)中研究系統(tǒng)方案確定最優(yōu)化系統(tǒng)配置，對(duì)于降低工程建設(shè)造價(jià)具有積極意義。循環(huán)水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中最核心部分就是自然通風(fēng)冷卻塔、循環(huán)水泵的合理選擇配置，在循環(huán)水系統(tǒng)建設(shè)中它們的投資費(fèi)用最多、施工最復(fù)雜，對(duì)電廠總投資影響最大。直接影響電力工程建設(shè)的單位造價(jià)與電廠投資回收年限。供水系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)是系統(tǒng)方案選擇的基礎(chǔ)，其中對(duì)方案設(shè)計(jì)影響最大的是循環(huán)水泵電動(dòng)機(jī)的年費(fèi)用。在保證汽輪機(jī)運(yùn)行安全滿負(fù)荷發(fā)電的前提下，如何降低電動(dòng)機(jī)的年費(fèi)用，值得每一位工程設(shè)計(jì)人員思考。

二、水泵在使用過程中的問題

1、水泵本身設(shè)計(jì)技術(shù)含量不高

現(xiàn)階段我國水泵設(shè)計(jì)主要是沿襲傳統(tǒng)的模型換算法和速度系數(shù)法，這些設(shè)計(jì)方法從某種程度上來說已經(jīng)過時(shí)，因?yàn)檫@是建立在舊的水泵設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上的，在設(shè)計(jì)過程中無法超越過去的設(shè)計(jì)水平，無法在效率提升上有所突破。再加上水泵設(shè)計(jì)單位對(duì)技術(shù)的資金投入和人員投入不足，水泵設(shè)計(jì)人員的創(chuàng)新動(dòng)力不足、缺乏創(chuàng)新意識(shí)，從而導(dǎo)致了水泵產(chǎn)品的技術(shù)含量得不到一個(gè)質(zhì)的提升，水泵本身的技術(shù)含量無法提升，節(jié)能工作自然也做不到。再加上水泵制造企業(yè)片面著重經(jīng)濟(jì)效益，而忽視了水泵的節(jié)能工作，國家也沒有這方面的政策扶持和財(cái)政優(yōu)惠，造成了水泵制造企業(yè)對(duì)水泵節(jié)能、提高水泵效率也沒有積極性。

2、水泵節(jié)能存在誤區(qū)

我們過去對(duì)水泵節(jié)能的理解主要是提高水泵的各項(xiàng)效率指標(biāo)，其實(shí)這是對(duì)水泵節(jié)能理解的一個(gè)誤區(qū)，是一種片面的理解。我們所說的節(jié)能范圍不只是一個(gè)效率指標(biāo)，而且也包含水泵的性能的穩(wěn)定性、水泵的壽命、對(duì)材料的節(jié)省等各個(gè)方面的因素。再就是具體到水泵的使用環(huán)境中，我們也要有針對(duì)性的進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)，比如水泵的密封性能、水泵的水力性能、水泵的耐高溫性能等，這些都要針對(duì)不同的環(huán)境，不用的用途進(jìn)行設(shè)計(jì)。因此水泵的節(jié)能研究是一項(xiàng)非常復(fù)雜的工作，我們對(duì)節(jié)能概念的理解也不能過于片面，而要有一個(gè)全面的整體的理解。

3、使用單位和個(gè)人的因素

使用單位和人人在采購水泵時(shí)，往往關(guān)注的是水泵是不是符合自己的需求，價(jià)格是不是比較便宜，而對(duì)水泵的節(jié)能技術(shù)指標(biāo)，卻并不是很在意。消費(fèi)者的這種需求也打消了水泵設(shè)計(jì)單位和制造單位進(jìn)行節(jié)能技術(shù)革新的積極性。并且很大一部分消費(fèi)者在選擇水泵時(shí)，要選用流量和揚(yáng)程裕量過大的水泵，以確保可以滿足自己的使用需要，這樣的后果就直接造成水泵在使用過程中，實(shí)際運(yùn)行效率遠(yuǎn)低于水泵的最高效率，一直不能在高效區(qū)運(yùn)轉(zhuǎn)。另外在使用過程中，由于使用單位的管理和檢查不嚴(yán)格，操作和養(yǎng)護(hù)不適當(dāng)，維修的不及時(shí)等，使水泵在使用過程中經(jīng)常出現(xiàn)故障，造成很多的能源浪費(fèi)。

三、水泵節(jié)能技術(shù)途徑

1、水泵本身的節(jié)能

水泵設(shè)計(jì)和制造單位在設(shè)計(jì)和制造水泵的過程中，設(shè)計(jì)和制造人員頭腦中要有節(jié)能意識(shí)，作為水泵的設(shè)計(jì)和制造單位，有責(zé)任向廣大的消費(fèi)者提供高效節(jié)能的水泵產(chǎn)品。水泵的設(shè)計(jì)單位在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)要選用優(yōu)秀的水力模型，研究科學(xué)高效的水力設(shè)計(jì)方法，在設(shè)計(jì)過程中，要進(jìn)行水泵的可靠性試驗(yàn)，產(chǎn)品的材料選擇試驗(yàn)，從而提高水泵產(chǎn)品的使用效率。水泵制造單位在制造過程中要制訂高于國家機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)的自己的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，想方設(shè)法減少水力損失。在制造過程中對(duì)各流程嚴(yán)格控制，盡量減小過流部件的粗糙程度，精心處理縫隙處，適當(dāng)減小間隙值，以提高水泵的使用效率，達(dá)到水泵節(jié)能的目的。

2、提高水泵系統(tǒng)節(jié)能

除了要關(guān)注水泵產(chǎn)品自身的節(jié)能外，我們還要重視對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的節(jié)能技術(shù)進(jìn)行開發(fā)研究，水泵的使用效率和與之相關(guān)的配套設(shè)施也有很大的關(guān)系，系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)甚至比水泵自身的節(jié)能技術(shù)還要重要。對(duì)系統(tǒng)的節(jié)能技術(shù)研究，要著力于從節(jié)能的角度去開展系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)，使組成系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)能夠達(dá)到最佳的匹配效果，在水泵的運(yùn)行過程中，整個(gè)水泵系統(tǒng)都能發(fā)揮自己的最大使用效率。在這方面主要包括水泵和電機(jī)的連接、管網(wǎng)的設(shè)計(jì)、相關(guān)附件的連接和配合等，使它們都能發(fā)揮出自己的最大作用，從而提高水泵系統(tǒng)的使用效率和使用壽命。

3、水泵運(yùn)行中的節(jié)能

水泵本身的效率提高了，整個(gè)水泵系統(tǒng)也進(jìn)行了節(jié)能的設(shè)計(jì)，但這只是一個(gè)方面，還有一個(gè)很重要的方面就是在水泵運(yùn)行這一環(huán)節(jié)。在實(shí)際中經(jīng)常由于對(duì)水泵的使用不當(dāng)造成水泵不能高效地發(fā)揮自己的作用，再加上水泵的使用環(huán)境非常復(fù)雜，不同的環(huán)境需要不同的工藝流程和工藝參數(shù)，在使用過程中對(duì)這些方面都要靈活地進(jìn)行調(diào)節(jié)。比如在調(diào)節(jié)水泵系統(tǒng)時(shí)，要注意盡量降低能量的損耗，少用節(jié)流調(diào)節(jié)方式，可以從變角、變速、車削等角度去解決問題，以保證電機(jī)和水泵都能高效率地工作。在對(duì)水泵蠔安裝時(shí)，要根據(jù)具體使用環(huán)境所需，調(diào)整消耗葉輪的角度進(jìn)行變角調(diào)節(jié)，合理確定葉片安裝角，以便水泵可以高效率地工作。車削調(diào)節(jié)指通過車削葉輪直徑來對(duì)水泵的性進(jìn)行調(diào)節(jié)，這是消耗伯節(jié)能措施中最簡單、方面的一種，在車削調(diào)節(jié)中有一個(gè)常識(shí)就是車削葉輪前后的流量、揚(yáng)程、軸功率與車削前后的葉輪直徑、直徑平方、直徑三次方成正比。在運(yùn)用車削調(diào)節(jié)時(shí)要注意的一個(gè)問題就是調(diào)節(jié)要在一個(gè)安全的范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)，而不能無限制地進(jìn)行調(diào)節(jié)。變速調(diào)節(jié)是日常使用中最直接、最常用的一種調(diào)節(jié)方式，它不會(huì)產(chǎn)生功率的損耗，直接通過水泵轉(zhuǎn)速的變化來改變水泵的性能。在日常生活中主要實(shí)現(xiàn)方式有通過齒輪變速箱實(shí)現(xiàn)、通過皮帶傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)、通過變頻實(shí)現(xiàn)、通過電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)等等。在這些方式中最理想的方式是變頻調(diào)速，優(yōu)點(diǎn)是效率高、無級(jí)調(diào)整速、調(diào)速范圍廣，但在應(yīng)用的缺點(diǎn)是投資較高。

4、使用單位和個(gè)人在水泵使用中的節(jié)能

在具體的使用環(huán)境中，選擇了合理的水泵系統(tǒng)，在運(yùn)行和使用過程中，使用單位和個(gè)人也要注意樹立節(jié)能意識(shí)，進(jìn)行嚴(yán)格管理，以便使水泵在運(yùn)行過程中實(shí)現(xiàn)節(jié)能。同時(shí)在作用過程中要經(jīng)常對(duì)水泵系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)，使水泵系統(tǒng)能處在最佳的運(yùn)行狀態(tài)，并通過平常的檢修發(fā)現(xiàn)水泵系統(tǒng)中存在的問題，進(jìn)行維修養(yǎng)護(hù)，既延長了水泵系統(tǒng)的使用壽命，又可以收到良好的節(jié)能效益。

結(jié)束語

隨著現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展，一些新的設(shè)計(jì)方法、先進(jìn)的鑄造、加工工藝也在生產(chǎn)中得以應(yīng)用，這都很好的提高了水泵的效率，促進(jìn)了節(jié)能工作的開展。我們當(dāng)前水泵的節(jié)能工作中存在的這些問題，隨著人們意識(shí)的提高、技術(shù)的進(jìn)步，相信一定要得到解決，水泵節(jié)能工作的前景是非常美好的。

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