淺談水泵設(shè)計(jì)及使用中的節(jié)能降耗

趙朝良

（甘肅省景泰川電力提灌管理局，甘肅景泰730400）

目前我國(guó)正在大力提倡建設(shè)節(jié)約型社會(huì)，生產(chǎn)生活中的節(jié)能降耗問題已受到人們的普遍重視。我國(guó)使用水泵的數(shù)量非常大,被廣泛運(yùn)用到各個(gè)方面。加強(qiáng)對(duì)水泵設(shè)計(jì)和使用中節(jié)能降耗技術(shù)的研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 水泵運(yùn)行能耗誘因

水泵是供水系統(tǒng)中最為關(guān)鍵的構(gòu)成內(nèi)容，也是保障水資源合理利用的關(guān)鍵。在泵站系統(tǒng)中其主要可以分為直接性和間接性兩種能耗，也有必要能耗和不必要的能耗，要基于實(shí)際狀況合理分析。一是水泵系統(tǒng)復(fù)雜，串聯(lián)、并聯(lián)運(yùn)行配置缺乏科學(xué)性，導(dǎo)致能耗的增加[1]。二是管道以及水泵之間缺乏匹配性，導(dǎo)致其高功耗、低功率以及大流量問題突出。三是在管路施工設(shè)計(jì)以及運(yùn)行中造成其局部阻力問題突出，導(dǎo)致出現(xiàn)能耗性問題。同時(shí)，系統(tǒng)回路阻力呈現(xiàn)失衡問題，導(dǎo)致水泵能耗以及主機(jī)之間能耗呈現(xiàn)增大的趨勢(shì)。四是水流旁通以及無(wú)效流量的問題顯著，導(dǎo)致水泵能耗不斷增加。五是水泵質(zhì)量較差，工作效率不佳造成了能耗問題。

2 水泵設(shè)計(jì)中的節(jié)能降耗措施

應(yīng)用傳統(tǒng)的方式進(jìn)行水泵設(shè)計(jì)無(wú)法滿足實(shí)際需求。整體上來說，水泵設(shè)計(jì)單位資金、設(shè)備以及人才都是影響水泵設(shè)計(jì)的主要因素。在水泵設(shè)計(jì)中多數(shù)企業(yè)對(duì)于經(jīng)濟(jì)效益更為關(guān)注，缺乏對(duì)水泵節(jié)能降耗因素的分析。因此，實(shí)踐中要從水泵設(shè)計(jì)以及使用的各個(gè)角度系統(tǒng)分析，研究合理的節(jié)能降耗對(duì)策。

提水灌溉泵站消耗的能量稱之為直接性的能源，其可以直接輸送水資源。而在泵站系統(tǒng)建設(shè)中一些輔助設(shè)備、材料的消耗則屬于間接性的消耗，在總體消耗中所占比例較大。

水泵加工制造中要基于整體性開展，對(duì)其進(jìn)行全面控制，達(dá)到提升部件精細(xì)度的目的，通過對(duì)水泵縫隙的優(yōu)化處理，提升水泵的整體應(yīng)用效果，進(jìn)而達(dá)到節(jié)能降耗的目的。

設(shè)計(jì)單位要在水泵指標(biāo)基礎(chǔ)上分析水泵產(chǎn)品的性能，做好水泵節(jié)能系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)，保障各個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)的匹配最佳性，優(yōu)化系統(tǒng)，達(dá)到提升系統(tǒng)使用壽命的目的。

傳統(tǒng)水泵節(jié)能方面存在片面性，認(rèn)為只有提升水泵的性能參數(shù)就可以達(dá)到節(jié)能的效果。但是因?yàn)樗霉?jié)能范圍廣泛，其不僅是效率指標(biāo)參數(shù)，也受到水泵性能穩(wěn)定性、可靠性等多種因素的影響。在實(shí)踐中要綜合水泵的具體應(yīng)用狀況、用途以及環(huán)境等因進(jìn)行分析，保障水泵耐氣蝕性，增強(qiáng)密封性，提升水泵的整體性能參數(shù)[2]。

3 水泵使用中的節(jié)能降耗措施

3.1 優(yōu)化調(diào)度方式

對(duì)水泵進(jìn)行系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化，可以提升水泵運(yùn)行效率。在實(shí)踐中通過分析水泵運(yùn)行系統(tǒng)，合理選用前后泵站流量匹配的機(jī)組，系統(tǒng)分析，精細(xì)調(diào)度，避免因?yàn)椴僮鞑划?dāng)而造成的損失，充分凸顯整體的作用與價(jià)值。

3.1.1 優(yōu)化工藝參數(shù) 水泵應(yīng)用環(huán)境相對(duì)較為復(fù)雜，在不同環(huán)境中對(duì)于水泵的工藝參數(shù)有著嚴(yán)格的要求，要綜合實(shí)際狀況結(jié)合環(huán)境參數(shù)等對(duì)其進(jìn)行靈活的調(diào)節(jié)。例如，進(jìn)行水泵系統(tǒng)調(diào)節(jié)要減少能源損耗，基于變速、變角、車削等幾個(gè)不同角度考慮，發(fā)現(xiàn)問題并及時(shí)解決問題，提升水泵、電機(jī)的運(yùn)行效率。

3.1.2 調(diào)節(jié)水泵葉輪角度 綜合使用環(huán)境適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行水泵葉輪角度的調(diào)節(jié)，提升水泵的整體工作效率。例如，以農(nóng)業(yè)灌溉為主，在系統(tǒng)運(yùn)行的正常范圍內(nèi)，隨著泵站前池水位的升高，相對(duì)揚(yáng)程降低，水泵出水流量增大，從而達(dá)到節(jié)能降耗的目的（泵站前池水位每提高20 cm,水泵流量增加0.1 m3/s）。

3.1.3 做好車削調(diào)節(jié) 車削調(diào)節(jié)是通過對(duì)車削葉輪直徑進(jìn)行調(diào)節(jié)的方式達(dá)到優(yōu)化水泵性能的目的，這種方式簡(jiǎn)單有效。車削調(diào)節(jié)中要保障前后流量、揚(yáng)程、軸功率以及車削前后的葉輪直徑等各項(xiàng)數(shù)值之間呈正比的關(guān)系[3]。車削調(diào)節(jié)中要保障其在安全的范圍內(nèi)，避免對(duì)其進(jìn)行無(wú)限制的調(diào)節(jié)。變速調(diào)節(jié)是一種常用的、直接的調(diào)節(jié)方式，通過對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化可以有效改變水泵的各項(xiàng)性能。該方式在運(yùn)行中并不會(huì)造成功率性的損耗問題。

在應(yīng)用中可以通過皮帶轉(zhuǎn)運(yùn)、齒輪變速箱以及電動(dòng)機(jī)、變頻等多種方式實(shí)現(xiàn)，而最為有效的方式就是變頻調(diào)速，具有無(wú)級(jí)調(diào)速、效率高以及調(diào)速范圍廣泛的優(yōu)勢(shì)，但是投資較高。

3.1.4 水泵機(jī)組容量設(shè)置梯度 泵單元要保障其坡度呈現(xiàn)向前的態(tài)勢(shì)，做到泵站多泵組容量坡度適宜，實(shí)現(xiàn)組合的多樣化發(fā)展，以提升整體性能，使其可以滿足長(zhǎng)期供水的需求，也可以滿足峰谷漲落的需求。例如，在隨著泵站前池水位的升高，相對(duì)揚(yáng)程降低，水泵出水流量增大，從而達(dá)到節(jié)能降耗的目的。

3.2 強(qiáng)化水泵設(shè)備檢修

強(qiáng)化設(shè)備檢維修管理，保障其滿足城市水資源供需平衡的不同需求，進(jìn)而達(dá)到挖掘其內(nèi)在潛力的目的。利用大型泵站的設(shè)備檢維修，重視水壓的調(diào)節(jié)以及合理調(diào)度維修管理，形成一個(gè)可以滿足灌區(qū)水資源供需平衡的組合模式，可以有效減少能源的各項(xiàng)消耗，滿足供水需求。綜合設(shè)備檢維修等相關(guān)內(nèi)容，強(qiáng)化管理，調(diào)整優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)局部設(shè)備改造，達(dá)到拓展整體優(yōu)化效果的目的，不僅可以降低單泵機(jī)組以及單座泵站的各項(xiàng)能耗，也會(huì)進(jìn)一步降低供水的總能耗。

通過對(duì)高能耗水泵機(jī)組節(jié)能改造，可以有效提升整體性能，在實(shí)踐中要定期分析能耗，檢查泵站的效率，達(dá)到優(yōu)化的目的。

4 結(jié)束語(yǔ)

水泵節(jié)能是一項(xiàng)系統(tǒng)復(fù)雜的工作，在實(shí)踐中要達(dá)到節(jié)能減耗的目的，要通過科學(xué)的方式與手段強(qiáng)化設(shè)計(jì)優(yōu)化，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。同時(shí)，在實(shí)踐中要做到創(chuàng)新發(fā)展，提升工作效率，有效減少水泵設(shè)計(jì)以及運(yùn)行中的能源消耗，為我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。