離心泵的節(jié)能技術(shù)及其應(yīng)用

哈達(dá)　趙玲　尹青海　王道武

摘 要：本文從離心泵在選型時(shí)易出現(xiàn)誤區(qū)以及運(yùn)行中出現(xiàn)不規(guī)范操作等問(wèn)題出發(fā)，對(duì)離心泵主要節(jié)能措施進(jìn)行了闡述，同時(shí)對(duì)泵站的設(shè)計(jì)、水泵的配件及維修做了進(jìn)一步解釋與說(shuō)明，并以我廠(chǎng)為實(shí)例對(duì)離心泵節(jié)能技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行分析，具有一定的實(shí)踐指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：離心泵 效率 節(jié)能降耗

中圖分類(lèi)號(hào)：TM9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2012）10（c）-0048-01

泵類(lèi)產(chǎn)品屬于流體機(jī)械，國(guó)內(nèi)的需求量非常大，每年消耗在泵類(lèi)產(chǎn)品的電能占全國(guó)20%～25%[1]，而泵是各工礦企業(yè)必不可少的設(shè)備。因此，節(jié)約能源，提高水泵及泵站的運(yùn)行效率，成為各工礦企業(yè)追求的目標(biāo)。離心泵需求量占泵類(lèi)產(chǎn)品80%左右，因此，針對(duì)離心泵開(kāi)展節(jié)能工作是非常重要和刻不容緩。

1 運(yùn)行效率低的主要原因

離心水泵運(yùn)行效率低的主要原因是離心泵的實(shí)際工況點(diǎn)常低于或遠(yuǎn)低于泵的最高效率點(diǎn)，由于離心泵的電動(dòng)機(jī)不能調(diào)速，因此全部都是采用泵出口閥進(jìn)行調(diào)節(jié)[2]。閥門(mén)調(diào)節(jié)簡(jiǎn)單方便，然而從節(jié)能的角度看泵在低效率區(qū)域運(yùn)轉(zhuǎn)將造成能量浪費(fèi)，使驅(qū)動(dòng)電機(jī)處于輕載下的低效、低功率狀態(tài)運(yùn)行。

2 節(jié)能的技術(shù)措施

確定合理的選型參數(shù)（Q、H）是保證泵高效運(yùn)轉(zhuǎn)的前提與關(guān)建。而目前參數(shù)普遍存在著不同程度的偏大。為了使選泵合理，減少浪費(fèi)，應(yīng)根據(jù)具體情況，對(duì)流量及壓力的余量做出相應(yīng)的規(guī)定。

（1）流量Q的確定：若對(duì)正在穩(wěn)定運(yùn)行的水泵進(jìn)行精確流量計(jì)算，可不留余量或少留余量，若為長(zhǎng)遠(yuǎn)開(kāi)發(fā)留較多余量，更換新泵更具經(jīng)濟(jì)性。

（2）揚(yáng)程H的確定：揚(yáng)程H相比流量Q的確定較難，因此應(yīng)從節(jié)能降耗的角度注意以下幾點(diǎn)。

①管路阻力不應(yīng)估取，應(yīng)由公式H=H靜+H阻計(jì)算，其中H阻計(jì)算較H靜繁瑣，往往偏大估取。

②留有余量問(wèn)題：若能精確給出H值時(shí)不必留有余量，不能盲目地加大H、Q兩者余量，因?yàn)闊o(wú)論何者的余量，都自然給另一參數(shù)帶來(lái)余量。

（3）泵性能的選擇：對(duì)于工藝流量穩(wěn)定的水泵，性能選擇的重點(diǎn)是保證泵運(yùn)行點(diǎn)的高效，若工藝流量調(diào)節(jié)幅度較大并且頻繁時(shí)，應(yīng)特別注意Q－H曲線(xiàn)和。

Q－η曲線(xiàn)在調(diào)節(jié)范圍內(nèi)是否平坦。使泵在效率較高的區(qū)域運(yùn)轉(zhuǎn)[3]。

（4）并聯(lián)運(yùn)行時(shí)：對(duì)于需要大幅度調(diào)節(jié)、且流量較大的情況，可采用數(shù)泵并聯(lián)來(lái)提高運(yùn)行效率，結(jié)合備用泵統(tǒng)籌考慮更經(jīng)濟(jì)合理。

3 離心泵節(jié)能降耗技術(shù)在我廠(chǎng)的應(yīng)用

根據(jù)以上理論對(duì)我廠(chǎng)③號(hào)水源二級(jí)升壓泵進(jìn)行改造：③號(hào)水源共有深井泵24臺(tái)，井群距元寶山電廠(chǎng)直線(xiàn)距離為32 km，輸水過(guò)程中管道沿程損失較大，為此建兩座升壓泵站。深井泵抽出地下水并送到一級(jí)升壓泵站，再由一級(jí)升壓泵將工業(yè)水送到二級(jí)升壓泵站，最后由二級(jí)升壓泵把工業(yè)水輸送到廠(chǎng)區(qū)。二級(jí)升壓泵運(yùn)行狀態(tài)，直接影響到機(jī)組運(yùn)行的安全與穩(wěn)定。下表為二級(jí)升壓泵運(yùn)行工況的基本參數(shù)（如表1）。

若水泵出口門(mén)的開(kāi)度增大，電機(jī)電流升高超出額定值，此種運(yùn)行方式既不經(jīng)濟(jì)又不安全。一旦采用水泵出口門(mén)的開(kāi)關(guān)來(lái)調(diào)節(jié)二級(jí)升壓泵流量，將會(huì)導(dǎo)致升壓泵出口碟閥橡膠密封面遭到破壞，出口閥門(mén)關(guān)不嚴(yán)，無(wú)法進(jìn)行設(shè)備檢修；若泵長(zhǎng)期處于高壓狀態(tài)運(yùn)行，泵的軸套及盤(pán)根頻繁磨損，軸套盤(pán)根處產(chǎn)生漏水，進(jìn)入軸承箱，時(shí)常引發(fā)燒瓦事件；又由于泵出口門(mén)開(kāi)度有限，當(dāng)廠(chǎng)內(nèi)需水量大時(shí)必須轉(zhuǎn)2～3臺(tái)升壓泵給廠(chǎng)內(nèi)供水，這樣用電量將產(chǎn)生較大浪費(fèi)。

我廠(chǎng)主要將二級(jí)升壓泵站型號(hào)16SA-9單級(jí)雙吸式離心泵改型為16SA-9B單級(jí)雙吸式離心泵，其主要參數(shù)（如表2）。

由于16SA-9B與16SA-9的安裝尺寸一樣，無(wú)需重新定位；可在短工期內(nèi)完成，不會(huì)影響正常生產(chǎn)。按此方案改型，泵的安裝尺寸與原泵相同，不需另外打制地腳基礎(chǔ)；更改設(shè)備前后比較：改型前二級(jí)升壓泵站正常運(yùn)行2臺(tái)升壓泵和1臺(tái)疏干水泵，改型后只需運(yùn)行1臺(tái)升壓泵與1臺(tái)疏干水泵，從而減少1臺(tái)二級(jí)升壓泵的運(yùn)行，這樣不但可節(jié)省正常運(yùn)行維護(hù)費(fèi)，而且，按每臺(tái)泵一年運(yùn)行300天算，從用電角度考慮，一年可節(jié)省電能約360×104度，這樣可節(jié)約大量生產(chǎn)資金。

4 改造后水泵的合理性與節(jié)能降耗

改造后我廠(chǎng)二級(jí)升壓泵出口門(mén)開(kāi)度達(dá)到100%，減少了泵出口碟閥橡膠密封面的磨損，閥門(mén)使用壽命明顯增加；避免水泵在低功率因數(shù)下運(yùn)行，確保升壓泵運(yùn)行穩(wěn)定；提高了單臺(tái)泵流量，在保證水泵最高效率點(diǎn)運(yùn)行安全的同時(shí)，增加設(shè)備的備用量；同時(shí)有效對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢修，提高了設(shè)備的健康水平和運(yùn)行的可靠性。

從節(jié)能和經(jīng)濟(jì)性角度考慮，泵站必須設(shè)有型號(hào)不同的泵可供選擇，實(shí)現(xiàn)大小泵配置。根據(jù)流量不同選擇不同型號(hào)的泵，若需要兩臺(tái)泵并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，兩者揚(yáng)程必須相同或相近。因?yàn)椋?dāng)一臺(tái)泵運(yùn)行時(shí)，可以大量節(jié)省能源消耗，并可減少節(jié)流損失，而在高效區(qū)域運(yùn)轉(zhuǎn)的同時(shí)，也延長(zhǎng)了泵的使用壽命。

大小泵配置調(diào)節(jié)靈活、具有一定的經(jīng)濟(jì)、安全可靠性。主要特點(diǎn)：（1）所有的水泵都在高效區(qū)域運(yùn)轉(zhuǎn)，其中高效水泵將充分發(fā)揮“高效”這一特點(diǎn)，使水泵電耗明顯下降，（2）根據(jù)全廠(chǎng)負(fù)荷變化，靈活調(diào)節(jié)給水流量，為生產(chǎn)運(yùn)行提供方便。

5 加強(qiáng)維修管理提高節(jié)能降耗效果

（1）改進(jìn)設(shè)計(jì)時(shí)，在提高加工、裝配質(zhì)量，確保泵安全可靠運(yùn)行的情況下，盡量縮小口環(huán)間隙。

（2）加強(qiáng)維修。及時(shí)修復(fù)泄漏間隙，發(fā)現(xiàn)口環(huán)破裂或磨損，泄漏間隙超過(guò)規(guī)定值時(shí)，應(yīng)進(jìn)行更換或維修，否則將引起流量的不均分配，造成泵效率下降。

根據(jù)經(jīng)驗(yàn)及實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)確定口環(huán)半徑間隙為葉輪口環(huán)外徑的2.5%～3.5%，這樣對(duì)提高現(xiàn)有水泵效率是非常有效的。

綜上所述影響離心泵效率的因素很多，合理地選擇離心泵配置、運(yùn)行方式以及科學(xué)地進(jìn)行改造均會(huì)達(dá)到一定的節(jié)能降耗效果。

參考文獻(xiàn)

[1] 仲吉維.工礦企業(yè)離心水泵節(jié)能技術(shù)應(yīng)用研究[J].探索，2009，9：50.

[2] 黃永謀.離心泵的節(jié)能措施與應(yīng)用[J].硫磷設(shè)計(jì)與粉體工程，2011，3：24.

[3] 邵希華.油田離心泵系統(tǒng)的節(jié)能降耗技術(shù)[J].科技風(fēng)，2009，4：85.