自來水廠機(jī)泵設(shè)備節(jié)能降耗措施的探討

常旭東+劉容非

摘 要： 機(jī)泵設(shè)備為自來水廠的主要設(shè)備，其能耗是決定水廠經(jīng)濟(jì)效益的主要指標(biāo)。本文在分析了自來水廠機(jī)泵設(shè)備能耗高的原因的基礎(chǔ)上，以不同原因?yàn)槌霭l(fā)點(diǎn)，提出了具體的節(jié)能降耗措施。目的在于降低自來水廠機(jī)泵設(shè)備運(yùn)行對(duì)能源的損耗，滿足可持續(xù)發(fā)展理念的需求，使水廠的經(jīng)濟(jì)效益得以提升。

關(guān)鍵詞： 自來水廠；機(jī)泵；節(jié)能降

前言：自來水廠需24小時(shí)不間斷的運(yùn)行，耗電量極大。用電成本，為水廠成本的主要組成部分，占據(jù)總成本的比例高達(dá)95%。作為水廠的主要設(shè)備之一，機(jī)泵設(shè)備的耗電量最大。因此，節(jié)能降耗必須從機(jī)泵入手來實(shí)現(xiàn)。但就目前的情況看，在多因素的作用下，電廠機(jī)泵設(shè)備的能耗仍然較高。對(duì)其加以優(yōu)化尤為必要。

1 自來水廠機(jī)泵設(shè)備能耗高的原因

導(dǎo)致自來水廠設(shè)備能耗高的原因，與液體腐蝕、設(shè)備的自然損耗以及設(shè)備的質(zhì)量不達(dá)標(biāo)有關(guān)。具體如下：

1.1 液體腐蝕

自來水廠機(jī)泵長(zhǎng)期使用過程中，如受腐蝕較為嚴(yán)重，運(yùn)行效率則會(huì)大大降低，致使單位時(shí)間內(nèi)的工作量降低，能耗顯著增加。

自來水廠中，自來水與污水的排放，均需接觸機(jī)泵。長(zhǎng)此以往，泵殼與泵輪在摩擦力的作用下，機(jī)泵的耗電量即可增加。除此之外，液體流經(jīng)泵體后，部分由化學(xué)用品的使用所產(chǎn)生的污垢，容易堆積在機(jī)泵表面。當(dāng)污垢積累達(dá)到一定程度時(shí)，泵體的摩擦系數(shù)同樣會(huì)有所提升，致使耗電量增加。

1.2 自然損耗

自然損耗同樣屬于導(dǎo)致水廠機(jī)泵設(shè)備能耗量增加的原因之一。在運(yùn)行狀態(tài)下，受水面負(fù)壓的影響，機(jī)泵葉片周圍會(huì)形成一定的氣穴。加之化學(xué)腐蝕，葉輪表面損耗速度加快，耗電量增加。自然損耗不可避免，需從延長(zhǎng)設(shè)備耐損耗時(shí)間的角度出發(fā)，解決上述問題。

1.3 質(zhì)量因素

根據(jù)機(jī)泵自身質(zhì)量的不同，其能耗同樣不同。與質(zhì)量較好的設(shè)備相比，質(zhì)量差者往往能耗更高。另外，低質(zhì)量的設(shè)備，耐腐蝕及損耗的時(shí)間會(huì)大大縮短、運(yùn)行發(fā)生故障的幾率較高。因此，設(shè)備的耗電量同樣較大。

2 自來水廠機(jī)泵設(shè)備節(jié)能降耗的措施

針對(duì)上述問題，自來水廠應(yīng)采取以下措施應(yīng)對(duì)：

2.1 加強(qiáng)技術(shù)投入

可加強(qiáng)技術(shù)投入，以解決由液體腐蝕所帶來的設(shè)備能耗量大的問題。機(jī)泵腐蝕位置通常為葉輪表面。實(shí)踐研究發(fā)現(xiàn)，葉輪的耐腐蝕時(shí)間，與之表面材料的種類有關(guān)。將噴涂材料與密封技術(shù)應(yīng)用到機(jī)泵的保護(hù)過程中，能夠有效減緩腐蝕的速度，以使機(jī)泵的能耗得以降低。原理如下：（1）機(jī)泵葉輪被腐蝕，根本原因在于所受摩擦力過大。降低摩擦力，即可在一定程度上解決該問題。將高分子材料噴涂至葉輪表面，可有效提高其表面的光滑度，降低摩擦力，達(dá)到降低機(jī)泵能耗的目的。另外，光滑的表面還能夠有效減少流體的分層，使機(jī)泵的容積損失得以降低，使機(jī)泵的耗電量得以減少。（2）高分子材料本身即具有較強(qiáng)的抗腐蝕性，將其噴涂至機(jī)泵表面后，材料的抗腐蝕同樣會(huì)有所提升。（3）將密封填充材料注入到機(jī)泵的填料函中后，當(dāng)機(jī)泵運(yùn)行時(shí)，密封材料可隨著軸套而旋轉(zhuǎn)，形成不動(dòng)層，以緩解摩擦力，降低能耗。實(shí)踐表明，將上述密封技術(shù)應(yīng)用到機(jī)泵的節(jié)能降耗設(shè)計(jì)過程中，效果同樣十分顯著。

2.2 優(yōu)化使用機(jī)組

由自然損耗所導(dǎo)致的機(jī)泵高能耗，根本原因在于機(jī)組使用時(shí)間的調(diào)整與控制不合理。就目前自來水廠機(jī)組的調(diào)度情況來看，各類型的機(jī)泵均需同時(shí)運(yùn)行，機(jī)泵與機(jī)泵之間的特點(diǎn)未被有效區(qū)分，優(yōu)勢(shì)得不到發(fā)揮，能耗量較大。提高機(jī)組使用的優(yōu)化性，能夠有效延長(zhǎng)各個(gè)機(jī)泵耐損耗的時(shí)間，延長(zhǎng)其使用壽命，使之能耗得以降低。具體調(diào)度方法如下：（1）由專業(yè)人員，單獨(dú)測(cè)試每一機(jī)泵的性能。了解每一機(jī)泵的不同特點(diǎn)及使用優(yōu)勢(shì)。根據(jù)不同機(jī)泵的不同特點(diǎn)，將其有針對(duì)性的分配到不同的功能區(qū)域而使用，降低機(jī)泵的能耗。（2）將效率低的機(jī)泵，用于調(diào)整自來水污水的壓力，以降低機(jī)泵的運(yùn)行負(fù)擔(dān)，提高其運(yùn)行效率，降低能源消耗量。將效率較高的機(jī)泵用作主機(jī)，以滿足水廠運(yùn)行的需求。（3）部分機(jī)泵在偏高揚(yáng)程的環(huán)境下，性能較為穩(wěn)定?？蓪⒃摬糠謾C(jī)泵用作白天用水高峰時(shí)期供水。采用上述方法調(diào)度機(jī)泵，能夠有效提高整個(gè)機(jī)組的運(yùn)行效率，從整體上使機(jī)泵的能耗得以降低。

2.3 提高機(jī)泵質(zhì)量

應(yīng)合理選擇機(jī)泵、合理選擇變頻調(diào)速器，或通過葉輪切割改造，提高機(jī)泵的質(zhì)量：

2.3.1 機(jī)泵的選擇

機(jī)泵的質(zhì)量是影響其能耗的直接因素。當(dāng)前，大部分自來水廠所應(yīng)用的機(jī)泵，均以離心泵為主。機(jī)泵啟動(dòng)前，需將水灌入到泵及進(jìn)水管中。啟動(dòng)水泵后，灌入泵中的水會(huì)隨之流向四周。該過程反復(fù)循環(huán)，即可完成連續(xù)吸水及壓水的過程。為提高離心泵的工作效率及性能，必須選擇葉輪片機(jī)泵殼構(gòu)造較為良好的水泵供水廠使用，以降低電力能源的消耗量。

2.3.2 變頻調(diào)速器的選擇

應(yīng)在合理選擇變頻調(diào)速器的基礎(chǔ)上，以變頻調(diào)速技術(shù)為依托，降低機(jī)泵運(yùn)行所消耗的能源量。變頻調(diào)速器的應(yīng)用效果較好，但價(jià)格較高，對(duì)維修費(fèi)用的要求同樣較高。因此，水廠需視自身實(shí)際情況，考慮是否采用該方法節(jié)能降耗。

2.3.3 葉輪切割改造

機(jī)泵本身構(gòu)造不合理，會(huì)對(duì)其工作效率造成嚴(yán)重的影響。對(duì)此，水廠可通過切割葉輪的方法解決問題。葉輪的切割量需視之外徑的大小而確定。當(dāng)切割完成后，機(jī)泵的特性曲線可隨之發(fā)生變化，運(yùn)行效率同樣能夠得到一定的提升。需注意的是，該方法適用范圍不大，被改造的機(jī)泵必須滿足構(gòu)造不合理的標(biāo)準(zhǔn)。水廠需對(duì)上述問題加以重視，以免改造錯(cuò)誤，增加水廠運(yùn)行成本。

結(jié)論：

綜上，當(dāng)前自來水廠機(jī)泵設(shè)備能耗量過大的問題較為嚴(yán)重，對(duì)水廠的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展不利。水廠應(yīng)深入分析導(dǎo)致機(jī)泵能耗量過大的原因，以實(shí)施針對(duì)性的措施解決問題。如高能耗由機(jī)泵本身所導(dǎo)致，則需將改革的重點(diǎn)落實(shí)到提高機(jī)泵質(zhì)量方面。如高能耗與腐蝕及磨損有關(guān)，則應(yīng)考慮通過提高技術(shù)水平及優(yōu)化調(diào)度機(jī)組等方法解決問題，以為水廠整體競(jìng)爭(zhēng)力的提升奠定基礎(chǔ)。

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