淺談凈水廠送水泵機(jī)組節(jié)能降耗經(jīng)驗(yàn)簡述

林森

【摘? 要】隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國各地水廠的規(guī)模不斷擴(kuò)大，在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中發(fā)揮著重要作用。水廠在生產(chǎn)的過程中，消耗大量的能源，用對(duì)水廠節(jié)能降耗問題問題進(jìn)行分析，通過加強(qiáng)對(duì)凈水廠水泵機(jī)組節(jié)能降耗管理，進(jìn)一步降低能耗，有效降低供水成本。本文對(duì)凈水廠送水泵機(jī)組節(jié)能降耗問題進(jìn)行探討，并提出促進(jìn)水廠節(jié)能降耗的對(duì)策。

【關(guān)鍵詞】凈水廠;送水泵機(jī)組;節(jié)能降耗;探討

一、通過合理選擇水泵節(jié)能

1.水泵的合理選型

新建水廠應(yīng)根據(jù)水廠近遠(yuǎn)期的日供水量來確定水泵參數(shù)。原則上，取水泵房的水泵流量和揚(yáng)程應(yīng)按最高日平均時(shí)供水量和揚(yáng)程來選取，同時(shí)應(yīng)考慮流量變化和水源水位變化時(shí)的水泵效率，以求經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。二級(jí)泵房的水泵應(yīng)按最高日最高時(shí)供水量和管網(wǎng)計(jì)算得出的總揚(yáng)程選泵，此外，還應(yīng)考慮流量變換時(shí)的水泵效率。泵的造型應(yīng)該使泵的運(yùn)行揚(yáng)程和流量接近額定揚(yáng)程和額定流量，使運(yùn)行時(shí)工礦點(diǎn)經(jīng)常保持在高校區(qū)。泵的選用常根據(jù)比轉(zhuǎn)速ns來選取，它是選擇泵的類型的重要指標(biāo)，其計(jì)算公式為：

式中Q、H為最高效率點(diǎn)的流量和揚(yáng)程，但在實(shí)際計(jì)算中，因?yàn)楸玫男吞?hào)待選，無法查取最高效率點(diǎn)的值，一般就用生產(chǎn)要求的值代替，或者用下式近似求?。?/p>

泵的轉(zhuǎn)速n應(yīng)盡量和電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速一致，以便于直聯(lián)。有了Q、H和n的可以求出ns，由ns去查泵的“型普”，確定泵的類型，在這種類型的型普中選取最適合的型號(hào)，最后在泵的樣本中細(xì)查該泵的性能曲線，再由管路性能曲線確定泵的工作點(diǎn)，如效率在高效區(qū)，則滿足要求，即可選定。

2.水泵性能的選擇

對(duì)于工藝流量穩(wěn)定的水泵，其性能選擇的重點(diǎn)是保證泵運(yùn)行的高效。在平均揚(yáng)程時(shí)，如果工藝流量調(diào)節(jié)幅度較大又較繁，則應(yīng)特別注意Q—H曲線和Q—y曲線的調(diào)節(jié)范圍是否比較平坦，能否是泵在效率較高的區(qū)域運(yùn)轉(zhuǎn)。

二、采用水泵調(diào)速技術(shù)節(jié)能

1.水泵調(diào)速節(jié)能的原理

水泵調(diào)速節(jié)能的原理可以根據(jù)流體力學(xué)的相似定律推導(dǎo)出，其性能與轉(zhuǎn)速的關(guān)系是：流量正比于轉(zhuǎn)速，揚(yáng)程正比于轉(zhuǎn)速的平方，功率正比于轉(zhuǎn)速的三次方。函數(shù)關(guān)系如下：

2.水泵調(diào)速的條件及調(diào)速水泵的選擇

（1）選擇水泵調(diào)速的條件

供水量隨季節(jié)、晝夜變化而明顯變化或時(shí)變化系數(shù)較大時(shí)，水泵經(jīng)常在偏高揚(yáng)程或偏離高效區(qū)的大流量、低揚(yáng)程的工況點(diǎn)運(yùn)行，在無法改選泵型時(shí)，應(yīng)考慮采用調(diào)速水泵。

（2）調(diào)速水泵的選擇

在有多臺(tái)水泵時(shí)，應(yīng)選流量最大、經(jīng)常運(yùn)行的水泵作為調(diào)速泵，調(diào)速水泵的運(yùn)行工況點(diǎn)應(yīng)位于水泵高效段的中間，即額定轉(zhuǎn)速時(shí)的工況點(diǎn)位于高效段的右端，甚至可超出而位于高效段以右。另外，比轉(zhuǎn)數(shù)ns過小或過大的水泵均不宜作為調(diào)速泵，中、高比轉(zhuǎn)數(shù)的離心泵（ns=80-300）作為調(diào)速泵效果最好。

3.水泵調(diào)速的方式及特點(diǎn)

（1）可控硅串級(jí)調(diào)速 特點(diǎn)是效率高、技術(shù)成熟，適用于70—95%調(diào)速，但調(diào)速裝置功率因數(shù)低，并對(duì)電網(wǎng)有污染。

（2）電磁滑差調(diào)速 特點(diǎn)是控制簡單，運(yùn)行平穩(wěn)可靠，便于遙控和自控，功率因數(shù)高，缺點(diǎn)是具有滑差損耗。

（3）液體粘性調(diào)速器（又稱油膜離合器）特點(diǎn)是調(diào)節(jié)容量大，體積小，可在30%—100%額定轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)調(diào)速，造價(jià)低，但油膜離合器對(duì)機(jī)械油的要求非常高，且有一定滑差損失。

（4）變頻調(diào)速 是調(diào)速技術(shù)中最為先進(jìn)的方式，它節(jié)能潛力大，噪聲小，供水管網(wǎng)壓力穩(wěn)定，維護(hù)管理方便，故障少，但價(jià)格昂貴。我公司水廠二級(jí)泵房應(yīng)用了ABB公司的ACS—600型大功率變頻調(diào)速裝置，水泵功率為560KW。在目前水廠供水量未達(dá)設(shè)計(jì)負(fù)荷時(shí)，運(yùn)行該裝置能保持供水管網(wǎng)壓力恒定，且便于調(diào)度，運(yùn)行效果良好。

隨著電力電子技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，變頻調(diào)速將成為水泵調(diào)速的主流，為節(jié)能降耗創(chuàng)下可觀的效益。

4.水泵最佳調(diào)速比的確定

由水泵理論可知，在調(diào)速范圍不很寬時(shí)，水泵轉(zhuǎn)速的改變會(huì)導(dǎo)致特性曲線的改變，從而導(dǎo)致工況點(diǎn)改變，使水泵處在高效區(qū)運(yùn)行。

三、水泵設(shè)計(jì)及應(yīng)用中的節(jié)能降耗

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)人員的專業(yè)技能，進(jìn)一步加大宣傳力度，為廣大客戶提供更為節(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)國家學(xué)習(xí)，不斷引進(jìn)國外先進(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)的過程中，要從水泵的穩(wěn)定性、可靠性等綜合因素出發(fā)，開展選擇性的試驗(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。

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)行過程中的節(jié)能。在實(shí)際使用水泵的過程中，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、車削等角度去思考和解決問題，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。

車削調(diào)節(jié)主要是指通過調(diào)節(jié)車削葉輪直徑來實(shí)現(xiàn)對(duì)水泵性能的調(diào)節(jié)，這是最為方便和簡單的節(jié)能降耗方式。在車削調(diào)節(jié)中，車削葉輪前后流量、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。在進(jìn)行車削調(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)行無限制的調(diào)節(jié)。

3.降低礬耗及氯耗

由于每個(gè)水廠原水水質(zhì)的情況有所區(qū)別，因而在加礬時(shí)要對(duì)投藥量進(jìn)行控制，必須進(jìn)行長時(shí)間的細(xì)心觀察，根據(jù)實(shí)際積累經(jīng)驗(yàn)制定混凝劑在不同原水濁度下的加藥量圖表，要注意，藥液稀釋濃度越低對(duì)于水質(zhì)的處理效果會(huì)越好?？梢圆捎糜蝿?dòng)電流檢測儀進(jìn)行輔助手動(dòng)加礬控制，并確定最佳的加礬量，確保提供穩(wěn)定的自來水。此外，我國對(duì)于氯消毒與國外相比在控制手段上具有一定差距，必須改進(jìn)加氯的方式。由于預(yù)加氯會(huì)很容易產(chǎn)生消毒副產(chǎn)物且有浪費(fèi)之嫌，因而可以取消預(yù)加氯。合理選擇加氯量，掌握原水水量與水質(zhì)，實(shí)現(xiàn)加氯系統(tǒng)工藝自動(dòng)化，以此控制氯的濃度。

4.科學(xué)使用和保養(yǎng)維護(hù)

在使用水泵的過程中，使用者應(yīng)當(dāng)樹立起節(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

為了更合理的設(shè)計(jì)管網(wǎng)，應(yīng)對(duì)供水的區(qū)域管網(wǎng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，以便降低能耗。由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要，處理水廠送水泵機(jī)組節(jié)能措施，對(duì)已建的水廠應(yīng)檢修節(jié)能改造。如果能在供水規(guī)劃、設(shè)計(jì)中將節(jié)能降耗重視起來，又重視建設(shè)投資的節(jié)能，供水節(jié)能的潛力是十分可觀的。

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