水泵節(jié)能技術(shù)研究

史優(yōu)國+張曉亮

摘 要：本文分析了水泵運(yùn)行高能耗的原因以及目前國內(nèi)主要的節(jié)能技術(shù)，介紹了單項(xiàng)節(jié)能方案和單綜合節(jié)能方案，進(jìn)一步強(qiáng)化了節(jié)能理論，有利于水泵的節(jié)能。

關(guān)鍵詞：水泵；節(jié)能技術(shù)；研究

1 水泵運(yùn)行高能耗原因分析

1.1 造成水泵運(yùn)行高能耗的四大因素

造成水泵運(yùn)行高能耗的四大因素有：

⑴ 閥門關(guān)閉不嚴(yán)；

⑵ 水泵效率不高。

⑶ 水泵主機(jī)運(yùn)行組合錯(cuò)誤；

⑷ 系統(tǒng)維保不良，有跑、漏、堵塞現(xiàn)象。

1.2 造成水泵運(yùn)行高能耗的六大方面

造成水泵運(yùn)行高能耗的六大方面有：

⑴ 水泵和管道不相匹配，“大馬拉小車現(xiàn)象”嚴(yán)重，水泵處于“大流量、低效率、高功耗” 的不利工況運(yùn)行；

⑵ 對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)，水泵并聯(lián)或串聯(lián)運(yùn)行配置不合理，增加水送能耗；

⑶ 管路因設(shè)計(jì)、施工或運(yùn)行原因?qū)е戮植孔枇ζ叩牟徽，F(xiàn)象，增加了水送能耗；

⑷ 回路漏滲、水流旁通，增加無效流量，增加水泵能耗；

⑸ 系統(tǒng)回路阻力嚴(yán)重不平衡，增加主機(jī)能耗和水泵能耗；

⑹ 水泵質(zhì)量偏差，效率偏低，增加能耗。

2 目前國內(nèi)主要的節(jié)能技術(shù)

目前國內(nèi)主要的水泵節(jié)能技術(shù)有：

1、變頻調(diào)速節(jié)能技術(shù)：利用變頻器根據(jù)工況情況進(jìn)行調(diào)速，以達(dá)到降低能耗的目的，適用于較大型的管網(wǎng)系統(tǒng)，要求系統(tǒng)壓力及流量有變化，投資較大。

2、葉輪切削節(jié)能技術(shù)：葉輪切削也是有限度的，而且此種方法不可逆，即切削后的葉輪不能復(fù)原了。

3、減流阻節(jié)能技術(shù)：在不破壞原有設(shè)備及管網(wǎng)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，降低表面粗糙度（凹坑修復(fù)和高分子超滑涂層）；形成柔順壁面，用柔性邊界面替代剛性邊界面，從流體外側(cè)邊界創(chuàng)造條件來影響流體流動(dòng)，從而達(dá)到減阻效果。

3 節(jié)能方案的選擇

要針對(duì)給水系統(tǒng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析結(jié)果選擇不同的節(jié)能方案，而且節(jié)能方案要從整個(gè)系統(tǒng)綜合考慮，以期用有限的資金發(fā)揮最大的效益。

3.1 單項(xiàng)節(jié)能方案的選擇

針對(duì)單個(gè)水泵，針對(duì)下面的不同情況，可以選用如下節(jié)能方案：

⑴ 淘汰高耗能設(shè)備，合理配套，降低各種損耗。大膽采用新型設(shè)備，如高效供配電設(shè)備、高效水泵等。小型泵的傳動(dòng)軸，要采用剛性連軸，傳動(dòng)效率可達(dá)100%。

⑵ 對(duì)于水泵實(shí)際運(yùn)行工作點(diǎn)偏于額定工作點(diǎn)右側(cè)較遠(yuǎn)處，即流量超過額定流量，實(shí)際揚(yáng)程偏低，動(dòng)力機(jī)超載，可以采用車削葉輪或降低水泵轉(zhuǎn)速的方法，但車削和調(diào)速范圍不能過寬，否則反而耗能增高。

⑶ 當(dāng)水泵實(shí)際工作點(diǎn)偏離水泵額定工作點(diǎn)左側(cè)時(shí)，可采用管路改造方案，以減少管路阻力，這樣不僅提高了管路效率而且同時(shí)提高了水泵效率，節(jié)能效果明顯。

⑷ 吸、揚(yáng)水管路的改造策略：吸水管吸水條件不好，安裝不合理，對(duì)水泵的出水量和效率影響很大，應(yīng)盡量減少吸水管的水頭損失。

⑸ 水泵換型節(jié)能潛力很大，如其他改造無效，在技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較前提下，考慮更換水泵葉輪或水泵換型的可行性。

⑹ 管網(wǎng)的擴(kuò)能提效以及局部管網(wǎng)的改造要以技術(shù)經(jīng)濟(jì)計(jì)算為依據(jù)，合理實(shí)施，做到即滿足用水需求又高效節(jié)能。

3.2 綜合節(jié)能方案的選擇

泵站目標(biāo)電耗節(jié)能技術(shù)指采用軟硬件結(jié)合的方法，根據(jù)泵站系統(tǒng)的工藝要求（壓力、流量、溫度等）、設(shè)備參數(shù)（水泵、電機(jī)、調(diào)速裝置等）和不同的輸送介質(zhì)（水、油、氣、顆?；旌衔锏龋┑?，找出一套滿足工藝要求條件下的電耗最低的運(yùn)行搭配和調(diào)速策略。使泵站系統(tǒng)整體運(yùn)行效率最高，從而保持泵站系統(tǒng)在既滿足運(yùn)行工況同時(shí)又輸送水的電單耗最小的狀態(tài)下經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

3.3 技術(shù)理論

泵站的噸水電耗表達(dá)式：

（6）式中的第一部分是由于泵站運(yùn)行效率η（Q，H）偏離最高效率ηmax（Q，H）形成效率偏差△η（Q，H）而造成的節(jié)電潛力（或電能浪費(fèi)），第二部分是由于泵站運(yùn)行存在富裕揚(yáng)程△H（Q，t）而造成的。

參考文獻(xiàn)：

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[3] 雷亞麗.淺議水泵節(jié)能技術(shù)途徑 [J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2012.

作者簡介：

史優(yōu)國，男，1977年10月，110223197710094973，研究方向 機(jī)電一體化自動(dòng)化

張曉亮，男，1985年07月，410423198507275919，研究方向：控制理論與控制工程。