水泵節(jié)能技術(shù)在水廠中的應(yīng)用

劉永成

摘要：隨著我國城市規(guī)模的不斷擴(kuò)大以及供水需求的不斷增加，需要水廠對于現(xiàn)有的水泵技術(shù)進(jìn)行改造，不斷的降低水泵的能耗，提高其運(yùn)行效率已經(jīng)成為國內(nèi)水廠共同關(guān)注的問題?，F(xiàn)對水廠的水泵節(jié)能技術(shù)進(jìn)行探討，得出水泵節(jié)能技術(shù)在水廠中所起到的作用。

關(guān)鍵詞：水泵;節(jié)能技術(shù);自來水廠

一、水泵節(jié)能技術(shù)應(yīng)用的重要性

在傳統(tǒng)的水廠設(shè)計(jì)過程中，需要首先對給水泵的類型進(jìn)行選擇，大多水廠在選擇過程中一般只要求水泵滿足一般的要求，而忽略了能耗的考慮，導(dǎo)致凈水廠在實(shí)際的工作過程中水泵可能長期偏離高校范圍導(dǎo)致大量的水消耗閥門，消耗大量的能量，造成電能的極大浪費(fèi)。因此需要通過對水泵進(jìn)行節(jié)能改造水泵的節(jié)能改造，主要是通過改變水泵的工作點(diǎn)，來實(shí)現(xiàn)水泵始終在高效段運(yùn)行，通常有兩種方法可以改變水泵的工作點(diǎn)，一種是通過對其進(jìn)行調(diào)速操作，即通過改變水泵的轉(zhuǎn)速來改變水泵運(yùn)行的曲線，從而使得水泵的出口壓力與管網(wǎng)的實(shí)際壓力保持一致性，從而達(dá)到節(jié)能的目的。變頻調(diào)速是一種調(diào)速技術(shù)可以根本上解決能源消耗的問題，這種系統(tǒng)目前已經(jīng)在國內(nèi)的大多水廠中得到應(yīng)用，并且取得了良好的經(jīng)濟(jì)效果。

二、水廠水泵節(jié)能技術(shù)

2.1水泵變頻調(diào)速技術(shù)

水泵的參數(shù)包括壓力流量和功率。控制和調(diào)節(jié)水泵的流量是降低水泵能耗的重要決策，如今變頻調(diào)速技術(shù)已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于水泵等流體機(jī)械之中，對于水泵的流量和速度進(jìn)行變速的條件，在保證供水的情況之下，水泵的轉(zhuǎn)速越快，其輸出的流量也會(huì)越大，通過對水泵的轉(zhuǎn)速進(jìn)行改變，使得水泵的出口壓力與管網(wǎng)的實(shí)際需求保持一致，這樣可以有效的減少水泵系統(tǒng)產(chǎn)生不必要的損失。在供水系統(tǒng)過程中變頻調(diào)速采用兩種供水方式：一種是變頻恒壓恒流變頻技術(shù)，另一種則是變頻電壓恒流變頻技術(shù)，如今前者已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用，而后者由于其技術(shù)結(jié)構(gòu)較為的合理，控制的難度較大。恒壓供水方式主要針對的是流量大使水頭低，流量小時(shí)水頭高的特點(diǎn)，采用恒壓變頻調(diào)速技術(shù)可以使水泵的出口總管壓力保持不變，從而使得泵的出水量得以改變。變壓供水方式的控制原理與恒壓供水不同，但由于其壓力的設(shè)定不同，使得其泵頭不確定，但沿著管道的特性曲線移動(dòng)，水流量變化時(shí)需要隨時(shí)將速度進(jìn)行調(diào)整，理論上變壓供水可以避免水頭的浪費(fèi)，然而變壓供水的本質(zhì)上其實(shí)也是恒壓供水，但它將泵出口的恒壓變?yōu)榱丝刂泣c(diǎn)的恒壓。與傳統(tǒng)的供水方式相比，水泵的變頻恒壓以其不同的供水特點(diǎn)和不同的使用場所，充分引導(dǎo)發(fā)揮其優(yōu)勢供水壓力，恒壓變化方式基本恒定，更適合水量波動(dòng)，范圍小，水壓恒定的功夜供水系統(tǒng)，水泵變壓適用于水量變化小，管網(wǎng)復(fù)雜的城市生活給水系統(tǒng)，目前這種方法已經(jīng)在國內(nèi)的大多水廠得以運(yùn)用。

2.2水泵過流部件涂裝工藝

目前，國內(nèi)外已經(jīng)開發(fā)出了多種的表面涂層技術(shù)，并且已經(jīng)應(yīng)用于不同的流體領(lǐng)域。這些新的材料都有著自己獨(dú)特的特點(diǎn)，通過調(diào)查。發(fā)現(xiàn)一些適用于供水行業(yè)的常用涂層材料及其表面的粗糙度。改性聚乙烯0.54μm， FRP表面2.15μm，碳鋼表面16.07μm，由于這些新材料的特殊性能，如果用于給水泵中，一方面可以有效的減少水體在葉輪外緣的摩擦和泵殼之間的運(yùn)動(dòng)所造成的葉輪阻力損失，可以有效地降低水泵的機(jī)械損耗。另一方面，可以有效的改善水泵體內(nèi)壁和葉輪流道部分的表面粗糙度，從而有效的降低水體經(jīng)過泵體時(shí)所造成的摩擦損失，降低沖擊損失，從而達(dá)到節(jié)能的目的。

2.3水泵葉輪切割技術(shù)

葉輪切割技術(shù)作為一種簡單易行的水泵節(jié)能改造方法，如今已經(jīng)在我國的水廠的改造過程中得到了廣泛應(yīng)用。改造后的水泵工作原理是對后葉輪進(jìn)行切割，使其特性曲線可以按照一定的規(guī)律進(jìn)行變化，根據(jù)切割后的運(yùn)行參數(shù)，對于葉輪的外徑切割量進(jìn)行計(jì)算，從而改變水泵的特性曲線時(shí)，水泵可以在高效運(yùn)行的范圍內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)，從而達(dá)到節(jié)能的目的。葉輪切割是將葉輪的外徑切割的更小一些，當(dāng)葉輪切割量控制在一定的范圍內(nèi)，可以認(rèn)為葉輪切割前后水泵的效率保持不變。水泵葉輪切割量和水泵的轉(zhuǎn)速關(guān)系可以參考相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。

2.4水泵新材料、新產(chǎn)品的應(yīng)用

為了進(jìn)一步控制水泵等能耗還需要在水泵的節(jié)能改造過程中，考慮采用一些新材料以及新技術(shù)。如對水泵殼體內(nèi)強(qiáng)和葉輪表面進(jìn)行噴砂處理，然后在葉輪表面均勻噴涂兩層泵效節(jié)能涂料。經(jīng)過噴砂修復(fù)和節(jié)能涂料處理后，水泵流道表面的空化部分已全部修復(fù)，其運(yùn)行和節(jié)能效果將顯著提高。水廠對于水泵的選擇應(yīng)該考慮到水廠建設(shè)的初期生產(chǎn)，中期生產(chǎn)以及理論生產(chǎn)規(guī)模和季節(jié)的供水需求，從而確保水廠所選擇的水泵可以達(dá)到水廠的建設(shè)目的。目前由于高效節(jié)能水泵的技術(shù)含量要求較高，不僅節(jié)能的效果顯著，而且在運(yùn)行的時(shí)候有振動(dòng)小，噪音低等優(yōu)良效果，其良好的機(jī)械密封性可以有效的避免常規(guī)水泵所造成的軸向泄漏，從而減少水泵在維護(hù)保養(yǎng)過程中產(chǎn)生的人力和財(cái)力投入，提高水泵的使用壽命。

2.5節(jié)能技術(shù)的操作

在保證供水的前提之下，對于供水管道閥門的開度進(jìn)行調(diào)節(jié)，閥門開啟的越大，其流量也會(huì)越大，相反的如果流量降低，其調(diào)節(jié)泵的速度也不會(huì)得到改變，此外水泵的壓力和功率的控制方法，如果根據(jù)壓力和流量對泵的葉輪進(jìn)行切割以及不同的尺寸的泵的匹配，可以對水泵的功率損失進(jìn)行減少。對水泵進(jìn)行節(jié)能改造的程序有以下步驟現(xiàn)場調(diào)查設(shè)備的情況，對于原有水泵的運(yùn)行流程進(jìn)行檢查，對于用戶的改造要求進(jìn)行調(diào)查分析原有水泵的運(yùn)行情況，包括其運(yùn)行的效率以及其節(jié)能改造的空間指定用戶滿足的技術(shù)，要求經(jīng)濟(jì)合理改造后的產(chǎn)品進(jìn)行生產(chǎn)完成之后，首先需要廠家對其進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)收之后在現(xiàn)場進(jìn)行調(diào)試驗(yàn)收，在水泵的節(jié)能改造過程中必須嚴(yán)格按照工作程序。

三、結(jié)論

水泵的節(jié)能改造過程是一個(gè)系統(tǒng)性的工程，水泵的整個(gè)系統(tǒng)的匹配度對于水泵的使用性能有很大的影響。為了實(shí)現(xiàn)水泵的節(jié)能目的，需要將水泵系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)和方面進(jìn)行整合，使整個(gè)系統(tǒng)都達(dá)到最佳的匹配效果，才可以發(fā)揮其最高的使用效率。在水泵節(jié)能的過程中，還需要工作人員進(jìn)行深入的現(xiàn)場調(diào)查，只有通過科學(xué)切實(shí)的分析論證，因地制宜的使用節(jié)能技術(shù)，才能使整個(gè)改造過程得到顯著的效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]仝慶居.變頻調(diào)速技術(shù)原理及其在節(jié)能中的應(yīng)用探討[J].現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè)，2009，（18）.

[2]成蘭;楊秋鴿 基于變頻調(diào)速技術(shù)在水泵控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]科技傳播2010（17）：181-188