水泵設(shè)計(jì)及使用中的節(jié)能降耗

孔江峰+曹崇宏+仇偉偉

摘 要：目前，我國(guó)所使用水泵的數(shù)量非常大，被廣泛運(yùn)用到冶金采礦、船舶工業(yè)、核電、火力發(fā)電、石油化工、動(dòng)力工業(yè)、農(nóng)田灌溉等各個(gè)方面。因此，加強(qiáng)對(duì)水泵設(shè)計(jì)和使用中節(jié)能降耗技術(shù)的研究具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。鑒于此，本文從水泵運(yùn)行能耗過(guò)高的原因入手，深入分析水泵節(jié)能使用中存在的問(wèn)題，并在此基礎(chǔ)上詳細(xì)闡述在水泵設(shè)計(jì)及應(yīng)用中節(jié)能降耗的有效途徑，希望本文能為實(shí)現(xiàn)水泵的節(jié)能降耗提供一些有益的參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：水泵；設(shè)計(jì)使用；節(jié)能降耗

中圖分類(lèi)號(hào)：TE08 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

在我國(guó)，水泵被廣泛地應(yīng)用在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域，是一種主要的耗能設(shè)備。有關(guān)資料顯示，目前全國(guó)水泵的年耗電量大約占全國(guó)年發(fā)電量的五分之一。因此，提升水泵工作效率、減少水泵能耗，對(duì)促進(jìn)我國(guó)節(jié)能降耗具有重要的意義。如何改善水泵節(jié)能技術(shù)，成為目前擺在我們面前亟待解決的重要課題。

1 水泵運(yùn)行能耗過(guò)高的原因分析

（1）系統(tǒng)復(fù)雜，水泵串聯(lián)或并聯(lián)運(yùn)行配置不科學(xué)，水送能耗增加；（2）管道與水泵不匹配，存在“大馬拉小車(chē)”的情況，水泵存在“高功耗、低效率、大流量”運(yùn)行的情況；（3）管路施工、設(shè)計(jì)或運(yùn)行原因造成局部阻力增大，增加水送能耗；（4）系統(tǒng)回路阻力不平衡，增加水泵能耗和主機(jī)能耗；（5）水流旁通、回路漏滲，無(wú)效流量增加，增加水泵能耗；（6）水泵質(zhì)量差，工作效率低，增加水泵能耗。

2 水泵節(jié)能使用中存在的問(wèn)題

2.1 水泵設(shè)計(jì)缺陷

現(xiàn)在，我國(guó)還是采用傳統(tǒng)方法設(shè)計(jì)水泵，革新速度較緩，缺乏技術(shù)含量，很難在提升效率上實(shí)現(xiàn)突破。水泵設(shè)計(jì)單位投入資金不足，規(guī)范要求不明確，不重視對(duì)水泵設(shè)計(jì)人員的培訓(xùn)，導(dǎo)致設(shè)計(jì)人員技能水平和專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)不高，無(wú)法提升水泵的技術(shù)含量，很難達(dá)到節(jié)能減耗的目的。在水泵設(shè)計(jì)過(guò)程中，制造企業(yè)更加重視經(jīng)濟(jì)效益，不重視水泵的節(jié)能降耗，國(guó)家在優(yōu)惠政策和扶持方面又很欠缺，導(dǎo)致水泵制造企業(yè)缺乏對(duì)水泵進(jìn)行節(jié)能升級(jí)改造的積極性，最終導(dǎo)致水泵的效率無(wú)法提高。

2.2 水泵節(jié)能誤區(qū)

在水泵節(jié)能方面，過(guò)去的認(rèn)識(shí)存在一定的片面性，有一定的誤區(qū)，認(rèn)為只要提高了水泵的指標(biāo)就可以達(dá)到水泵節(jié)能的目的。但是，水泵節(jié)能范圍廣泛，不只是一個(gè)效率指標(biāo)，還有水泵性能的可靠性、穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性等各種因素。與此同時(shí)，還要考慮水泵的使用環(huán)境，結(jié)合實(shí)際情況，根據(jù)不同的用途、環(huán)境開(kāi)展節(jié)能設(shè)計(jì)，確保水泵的耐高溫性、密封性和水利性能。

2.3 使用者因素

使用者在購(gòu)買(mǎi)水泵時(shí)，更多關(guān)注的是水泵價(jià)格、水泵能否滿(mǎn)足自身的需求，對(duì)水泵的節(jié)能技術(shù)指標(biāo)不太重視。使用者的這種需求無(wú)法促進(jìn)水泵節(jié)能技術(shù)的提高，延緩了水泵技術(shù)革新的步伐。大部分使用者在購(gòu)買(mǎi)水泵時(shí)，缺乏對(duì)水泵知識(shí)的了解，認(rèn)為只有揚(yáng)程和流量大的水泵才能滿(mǎn)足自己的需求，不能結(jié)合自身情況選擇適合自己的水泵，浪費(fèi)了資金，降低了水泵的使用價(jià)值。在使用水泵過(guò)程中，使用單位管理制度不完善，存在一些不正當(dāng)操作，容易造成一系列問(wèn)題的出現(xiàn)，在養(yǎng)護(hù)和維修過(guò)程中，如果處理方法不恰當(dāng)或者未及時(shí)進(jìn)行處理，就可能增加水泵對(duì)能源的損耗，造成資金的浪費(fèi)。

3 水泵設(shè)計(jì)及應(yīng)用中的節(jié)能降耗

3.1 水泵設(shè)計(jì)節(jié)能

設(shè)計(jì)水泵的單位在設(shè)計(jì)水泵的過(guò)程中，首先要建立健全各項(xiàng)規(guī)章制度，按照不同的需求，加大對(duì)設(shè)計(jì)人員的培訓(xùn)力度，不斷增強(qiáng)設(shè)計(jì)人員的節(jié)能意識(shí)，提高設(shè)計(jì)人員的專(zhuān)業(yè)技能，進(jìn)一步加大宣傳力度，為廣大客戶(hù)提供更為節(jié)能高效的水泵產(chǎn)品。其次，要在自主研發(fā)的基礎(chǔ)上，注重向先進(jìn)發(fā)達(dá)國(guó)家學(xué)習(xí)，不斷引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)水泵技術(shù)，進(jìn)一步加大研究力度，從中選擇好的水泵模型，通過(guò)研發(fā)制定出合理科學(xué)的水泵設(shè)計(jì)方案，在進(jìn)行水泵設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要從水泵的穩(wěn)定性、可靠性等綜合因素出發(fā)，開(kāi)展選擇性的試驗(yàn)，不斷提升水泵的運(yùn)行效率，減少水力損失。在水泵加工制造過(guò)程中，應(yīng)從水泵的整體出發(fā)，實(shí)行全面的控制，降低部件粗糙程度，精心處理水泵縫隙，最大限度地提升水泵使用效率，從而實(shí)現(xiàn)水泵節(jié)能減耗目的，力求做到水泵系統(tǒng)節(jié)能。

水泵設(shè)計(jì)單位要在關(guān)注水泵指標(biāo)的基礎(chǔ)上，注重水泵產(chǎn)品自身的節(jié)能，要致力于水泵節(jié)能系統(tǒng)工程的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)中各個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)的最佳匹配，從而不斷提升水泵系統(tǒng)的使用壽命和使用效率。

3.2 水泵運(yùn)行中的節(jié)能

對(duì)水泵的整個(gè)系統(tǒng)都進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)，進(jìn)而提升水泵的運(yùn)行效率，這是實(shí)現(xiàn)水泵節(jié)能的一個(gè)方面。其次，還要注重水泵在運(yùn)行過(guò)程中的節(jié)能。在實(shí)際使用水泵的過(guò)程中，往往存在因操作使用不當(dāng)而影響水泵節(jié)能效果的情況，導(dǎo)致水泵不能發(fā)揮應(yīng)用的作用。同時(shí)，水泵的使用環(huán)境比較復(fù)雜，不同的使用環(huán)境對(duì)水泵有著不同工藝參數(shù)要求和工藝流程需求，使用者應(yīng)當(dāng)在使用過(guò)程中結(jié)合使用環(huán)境靈活進(jìn)行調(diào)節(jié)。例如，在對(duì)水泵系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)，應(yīng)當(dāng)注重減少能源損耗，盡量不用節(jié)流調(diào)節(jié)方式，應(yīng)當(dāng)從變速、變角、車(chē)削等角度去思考和解決問(wèn)題，以確保水泵和電機(jī)可以高效率地完成工作。

在安裝水泵蠔時(shí)，應(yīng)當(dāng)結(jié)合使用環(huán)境，通過(guò)調(diào)整消耗葉輪角度的方式進(jìn)行調(diào)節(jié)，確定合理的葉片安裝角，以提高水泵的工作效率。

車(chē)削調(diào)節(jié)主要是指通過(guò)調(diào)節(jié)車(chē)削葉輪直徑來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)水泵性能的調(diào)節(jié)，這是最為方便和簡(jiǎn)單的節(jié)能降耗方式。在車(chē)削調(diào)節(jié)中，車(chē)削葉輪前后流量、揚(yáng)程、軸功率與車(chē)削前后的葉輪直徑、直徑平方、直徑三次方成正比。在進(jìn)行車(chē)削調(diào)節(jié)時(shí)，應(yīng)當(dāng)確保在一個(gè)安全范圍內(nèi)實(shí)行調(diào)節(jié)，不能夠進(jìn)行無(wú)限制的調(diào)節(jié)。

變速調(diào)節(jié)也是一種常用、直接的調(diào)節(jié)方式，變速調(diào)節(jié)直接利用水泵轉(zhuǎn)速變化改變水泵的性能，該種調(diào)節(jié)方式不產(chǎn)生功率損耗的問(wèn)題。

在實(shí)際使用過(guò)程中，最主要的實(shí)現(xiàn)方式包括：通過(guò)皮帶轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)、通過(guò)齒輪變速箱實(shí)現(xiàn)、通過(guò)電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)、通過(guò)變頻實(shí)現(xiàn)等，其中變頻調(diào)速是最理想的方式，其具有無(wú)級(jí)調(diào)速、效率高、調(diào)速范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)具有投資高的缺點(diǎn)。

4 科學(xué)使用和保養(yǎng)維護(hù)

在使用水泵的過(guò)程中，使用者應(yīng)當(dāng)樹(shù)立起節(jié)能意識(shí)，選擇適合的水泵系統(tǒng)，以達(dá)到節(jié)能減耗的目的。在使用過(guò)程中，使用者還要注重對(duì)水泵的日常保養(yǎng)和維護(hù)，確保水泵系統(tǒng)正常運(yùn)行，利用日常維護(hù)和保養(yǎng)及時(shí)發(fā)現(xiàn)水泵存在的問(wèn)題，并及時(shí)采取相應(yīng)措施，有效解決水泵出現(xiàn)的這些問(wèn)題，以增加水泵系統(tǒng)的使用年限，提升水泵的使用效率。

結(jié)語(yǔ)

總而言之，要實(shí)現(xiàn)水泵的節(jié)能是一項(xiàng)系統(tǒng)性和復(fù)雜性的工程，為達(dá)到水泵節(jié)能減耗目的，設(shè)計(jì)者要從水泵整體系統(tǒng)出發(fā)，不斷完善各項(xiàng)規(guī)范要求，制定行之有效的措施。還應(yīng)加強(qiáng)對(duì)水泵設(shè)計(jì)人員的培訓(xùn)，使其牢固樹(shù)立節(jié)能素養(yǎng)和節(jié)能意識(shí)，使設(shè)計(jì)人員在充分掌握各項(xiàng)專(zhuān)業(yè)知識(shí)前提下，對(duì)水泵節(jié)能降耗指標(biāo)進(jìn)行有效控制。與此同時(shí)，還要注重引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)水泵技術(shù)，不斷進(jìn)行創(chuàng)新和研究，提升我國(guó)的水泵設(shè)計(jì)和制造水平，提高水泵的使用效率，不斷減少水泵能源消耗，達(dá)到節(jié)能降耗的目的，促進(jìn)我國(guó)社會(huì)的健康、可持續(xù)發(fā)展。

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