泵站的節(jié)能環(huán)保與經(jīng)濟性運行方法

張 羽

（昆明西科工貿(mào)有限公司，云南昆明 650000）

0 引言

冶金工業(yè)的用水量比較大，配置的水泵種類多，耗電量大。為提升泵站運行效率，在泵站建立過程中必須考慮節(jié)能環(huán)保環(huán)節(jié)，但節(jié)能環(huán)保措施經(jīng)常影響經(jīng)濟性。因此，在設計方案時做到節(jié)能環(huán)保和經(jīng)濟性的同步適用是保證泵站高效運行的關鍵。

1 水泵機組的節(jié)能途徑

隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展，供電越來越緊張，尤其是需要供水不間斷的冶金工業(yè)，最急需解決的是水泵機組的節(jié)電問題,最大限度地降低電能消耗，有效的方法是對低效能水泵機組進行技術改造。使用水量表、標準孔板或噴嘴等節(jié)流裝置，容積水箱（適用于流量不大、出口壓力不高的開放式系統(tǒng)的水泵）,以及高速、中速、低速流速計等測定各類水泵的流量，參考不同的機具儀器測定各類數(shù)據(jù)。

2 合理接線

泵站的主接線基本上按照泵站的負荷特色和運行特色來定。因為中小型泵站的負荷特征為3級負荷，容量較小，高壓供電采納經(jīng)濟型變壓器連接線體例，當使用2臺及2臺以上的變壓器時，也可采用單母線接線線路（容積不應超過3頤1）。同時，為避免變壓器環(huán)流造成的損耗和負載分配給變壓器的不等同，盡量不要多臺變壓器并聯(lián)運行。當安裝站的數(shù)據(jù)大且操作靈活時，電機的電壓母線可以通過單母線分段連接與多臺電機和其他電氣設備連接。

3 提升效率

提升效率的關鍵在于提高泵站的效率，即提高傳動裝置、動力機械、管道及零部件、水泵的進出口效率。發(fā)電廠的效率隨著輸出功率與動力機器輸入功率的比值而提升。因此不僅要注意改進動力機械的設計和制造，還應注意：淤泵合理匹配功的概率儲備系數(shù)不能太大。因為負荷不達標，降低電機的效力，降低電機的功率因數(shù)，使得輸電路線和變壓器的耗損增加，并且在不加載柴油機的情況下增加燃料耗損。于可以通過改變電機型號、規(guī)格和體積，調(diào)整電機轉(zhuǎn)速，使泵站運轉(zhuǎn)效率提高，但又不降低傳動效率和改變電機繞組。對于柴油機機組來說，除了更換合適的柴油機型號外，還可以從改變柴油機轉(zhuǎn)速入手，使柴油機經(jīng)濟運行。盂用戶應多接觸新興產(chǎn)品，選擇由正規(guī)廠家生產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。電機的效率是由生產(chǎn)過程的水平、工藝和材料決定的，電機的功率損耗包括銅損、鐵損和渦流損耗。選擇設備時，應選取高質(zhì)量、高效率的電機產(chǎn)品。后期保障過程也要嚴謹要求質(zhì)量，如固定轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)子之間的均勻磁隙，讓間隙尺寸在標準要求范圍，定轉(zhuǎn)子的磁心相對高度應控制在相應的范圍內(nèi)；否則電機運行不穩(wěn)定，效率也會有所降低。榆減少泵的機械損失、體積損失和液壓損失。這些損失與泵的布局、軸承的潤滑、葉片尺寸和葉輪內(nèi)表面有直接關系。因此，在泵的選擇和維修中，應嚴格控制這些指標在規(guī)定范圍內(nèi)。加大軸承的潤滑度可以削減機器損耗，優(yōu)化葉輪殼體外形可以削減液壓，削減葉輪葉片與葉輪殼之間的裂縫，改良填料和其他密封位置的密封。虞進出口是連接泵外池的重要管道，它的形狀和內(nèi)表面條件影響管道的阻力系數(shù)。阻力系數(shù)又決定了必然流量下的水力喪失，因此必需合理規(guī)劃流道布局和外形，充分利用水力。另外，轉(zhuǎn)輪的水力損失與流量的平方成正比，控制好流量也是降低液壓損失的一個要點。

4 配件的選擇

高質(zhì)量的變壓器可以降低能源的消耗,但需要注意選擇容量小的變壓器。盡量按經(jīng)濟性原則選擇配件,負載率應逸50%。沒有排灌需求時可停止主變壓器的運行，如果有照明或其他需要,可改換小變壓器，以降低變壓器的“鐵損”，節(jié)省電能。做好后期保障工作，定期檢查電機性能,正確操作電機的啟動、運行、停機。應加強對柴油機機車的管理，為了減少機器摩擦損耗，必須保證相對運動部件之間的適當間隙，選擇適合的潤滑油，確保正常的潤滑油溫度。另一方面，為了提高柴油機的燃油效率，運行中控制噴淋質(zhì)量和冷卻水溫度。收縮變電站與負荷間的間隔，以縮小配電半徑，削減路線消耗。變壓器的體積和數(shù)目順應季候轉(zhuǎn)變引發(fā)的負荷轉(zhuǎn)變，實現(xiàn)經(jīng)濟性運行，削減不必要的電力消耗。

5 優(yōu)化啟動方式

直接啟動啟動裝置雖然快捷，但會對電網(wǎng)造成沖擊，影響設備安全可靠運行，縮短設備的壽命。同時，大的啟動電流會使電阻發(fā)熱，加快絕緣老化，減短電機壽命，并使啟動能量過多損失。特別是經(jīng)常停車時，控制沖擊電流，調(diào)節(jié)到最佳啟動電流，非常適合于各種泵的負載。三相晶閘管調(diào)壓器軟啟動器是一種新型電子軟啟動器，它相對于磁控和自動液阻軟啟動器性能更好，相對于變頻器具有較低的價格，并且具有啟動電流小的優(yōu)點（可以根據(jù)需要設置啟動電流乘法器）。配備軟啟動時，應考慮功能簡單、價格合理、操作方便、操作條件多的軟啟動器。具有斜坡電壓調(diào)節(jié)的軟啟動器應有斜坡電壓啟動。在接觸器旁路模式下，軟啟動器可用于啟動多臺電機，減少一次性投資。

6 保障工作

農(nóng)村電網(wǎng)的供電半徑一般不大，電源電壓等級主要包括35 kV，10 kV和0.4 kV。0.4 kV電源具有較大的電流，線損和銅耗明顯增加。10 kV電壓電源可明顯降低損耗，35 kV供電經(jīng)濟性高，應優(yōu)先考慮。一般來說，為了環(huán)保節(jié)能，當泵站附近有10 kV或35 kV線路時，可以用T連接的方法從系統(tǒng)獲得電力。當附近沒有線路或不能滿足要求時，有必要從附近的變電站建立一條特殊的10 kV線路?？梢圆捎酶淖兯霉ぷ髑€的方法用以挪動工作點,使水泵與實際情況的需要工作點符合。小型混流泵和離心泵一般可以通過變速、變徑調(diào)整?？烧{(diào)葉片的軸流泵一般可采用變速、變角調(diào)整。所有葉片泵均可采用變速調(diào)整。通過改換水泵零部件變速、變徑和變角有必然的限度，若水泵的性能參數(shù)與實際需要有較大差距，或葉輪、口環(huán)等零部件已損壞，應及時更換磨損的零部件，以保障水泵的正常工作。還應該加強泵的維護保養(yǎng)，當水泵運行一段時間后，水泵的能量損失會有所上升。

為確保泵的長期有效運行，應加強監(jiān)督與管控，及時維護，定期檢修和更換損壞的部件。泵的葉輪、環(huán)、填料、軸承、地腳螺栓是關鍵監(jiān)測對象。泵的安裝精度會影響泵的性能，安裝精度不達標會降低泵的效率，并且會帶來嚴重的振動和噪聲，使電機發(fā)燙直至無法運行。因此應保證安裝精度以保障安裝質(zhì)量。另外，合理選擇傳動效率和傳動方式也會直接影響泵的傳動效率。當發(fā)動機的轉(zhuǎn)速能滿足泵的運行時，可以將間接驅(qū)動盡可能地改變?yōu)橹苯觽鲃?。當泵況發(fā)生較大變化，動力機無法調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速時，直接驅(qū)動可以改為間接傳動。此時雖然傳輸效率有所下降，但仍會提高泵效率和管道效率。

在間接傳送中，通常要避免采用交叉或V交叉和半交叉?zhèn)鬏敗Ｈ魶]有準確安置傳動裝置，則直接影響傳動效力。如果聯(lián)軸器不同心，當傳動裝置被直接驅(qū)動時，驅(qū)動軸的距離太小或者太大，以及傳動帶太緊或太松，都應做出調(diào)整、改造。此外還應提升管路效率，采用經(jīng)濟管徑管道是泵站建設的重要因素,它對工程投資和運行花費及環(huán)保節(jié)能等方面均有較大影響。若管徑增大,管道阻力相應減小，耗電量及年度運行花費也會減少，但在最初購買管道的費用就高。同理，如果減小管徑,雖然減少了初始費用，但會增大管道阻力，產(chǎn)生更多的損耗。因此，選取經(jīng)濟性管徑，用以節(jié)制經(jīng)濟流速，在滿足工程要求的前提下，可選擇玻璃鋼夾砂管代替常用管，削減投資成本，減少管道的損耗。其次應控制管路長度，進水管、出水管盡可能減少彎頭。管路附件的局部阻力系數(shù)大，運行時會耗損大量的能量，因此應盡量減少不必要的管路附件?？梢圆捎煤侠淼某渌绞?，盡量取消底閥。管道入口和出口可以用拔取喇叭口的質(zhì)料代替，閘閥盡量處于全開狀態(tài)。用低揚程離心泵、混流泵取締閘閥。拍門的質(zhì)量一定要小，并加設均衡錘。還可以從消除“高射炮”式外流、保障管道的密封性等方面入手，提升管路效率。

7 科學管理

（1）管理部門應總結(jié)一套適合自己企業(yè)的節(jié)能管理措施，形成規(guī)章制度，并嚴格規(guī)范實施。

（2）泵站管理室空調(diào)器嚴格按照國家規(guī)定的標準進行控制。（3）定期對泵站進行維護保障，使泵得以高效率工作。

（4）按期維護自動控制設備，確保自動控制設備的完整性，避免一些小型輔助電機處于空轉(zhuǎn)狀態(tài)。

（5）對于輔助生產(chǎn)管理室，如維修室應關閉電源。節(jié)約用電是項目設計時應該重點考慮的因素與條件。開發(fā)挖掘潛力，充分利用現(xiàn)有資源和先進實用的新技術，以投資適度、運行成本低為原則，實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的目標。通過科學分析綜合考量，找出經(jīng)濟性與節(jié)能之間的均衡點，合理利用電氣設備，實現(xiàn)節(jié)能降耗。

8 結(jié)束語

提高泵站效率的措施不是獨立的，而是相輔相成，互相約束。因此，要綜合考慮泵站節(jié)能潛力的提升，加強泵站管理人員培訓，以泵站安全高效運行為目標，做好管理以及維護工作。