離心泵的節能技術及其應用

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摘 要：本文從離心泵在選型時易出現誤區以及運行中出現不規范操作等問題出發，對離心泵主要節能措施進行了闡述，同時對泵站的設計、水泵的配件及維修做了進一步解釋與說明，并以我廠為實例對離心泵節能技術應用進行分析，具有一定的實踐指導意義。

關鍵詞：離心泵 效率 節能降耗

中圖分類號：TM9 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）10（c）-0048-01

泵類產品屬于流體機械，國內的需求量非常大，每年消耗在泵類產品的電能占全國20%～25%[1]，而泵是各工礦企業必不可少的設備。因此，節約能源，提高水泵及泵站的運行效率，成為各工礦企業追求的目標。離心泵需求量占泵類產品80%左右，因此，針對離心泵開展節能工作是非常重要和刻不容緩。

1 運行效率低的主要原因

離心水泵運行效率低的主要原因是離心泵的實際工況點常低于或遠低于泵的最高效率點，由于離心泵的電動機不能調速，因此全部都是采用泵出口閥進行調節[2]。閥門調節簡單方便，然而從節能的角度看泵在低效率區域運轉將造成能量浪費，使驅動電機處于輕載下的低效、低功率狀態運行。

2 節能的技術措施

確定合理的選型參數（Q、H）是保證泵高效運轉的前提與關建。而目前參數普遍存在著不同程度的偏大。為了使選泵合理，減少浪費，應根據具體情況，對流量及壓力的余量做出相應的規定。

（1）流量Q的確定：若對正在穩定運行的水泵進行精確流量計算，可不留余量或少留余量，若為長遠開發留較多余量，更換新泵更具經濟性。

（2）揚程H的確定：揚程H相比流量Q的確定較難，因此應從節能降耗的角度注意以下幾點。

①管路阻力不應估取，應由公式H=H靜+H阻計算，其中H阻計算較H靜繁瑣，往往偏大估取。

②留有余量問題：若能精確給出H值時不必留有余量，不能盲目地加大H、Q兩者余量，因為無論何者的余量，都自然給另一參數帶來余量。

（3）泵性能的選擇：對于工藝流量穩定的水泵，性能選擇的重點是保證泵運行點的高效，若工藝流量調節幅度較大并且頻繁時，應特別注意Q－H曲線和。

Q－η曲線在調節范圍內是否平坦。使泵在效率較高的區域運轉[3]。

（4）并聯運行時：對于需要大幅度調節、且流量較大的情況，可采用數泵并聯來提高運行效率，結合備用泵統籌考慮更經濟合理。

3 離心泵節能降耗技術在我廠的應用

根據以上理論對我廠③號水源二級升壓泵進行改造：③號水源共有深井泵24臺，井群距元寶山電廠直線距離為32 km，輸水過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升壓泵站，再由一級升壓泵將工業水送到二級升壓泵站，最后由二級升壓泵把工業水輸送到廠區。二級升壓泵運行狀態，直接影響到機組運行的安全與穩定。下表為二級升壓泵運行工況的基本參數（如表1）。

若水泵出口門的開度增大，電機電流升高超出額定值，此種運行方式既不經濟又不安全。一旦采用水泵出口門的開關來調節二級升壓泵流量，將會導致升壓泵出口碟閥橡膠密封面遭到破壞，出口閥門關不嚴，無法進行設備檢修；若泵長期處于高壓狀態運行，泵的軸套及盤根頻繁磨損，軸套盤根處產生漏水，進入軸承箱，時常引發燒瓦事件；又由于泵出口門開度有限，當廠內需水量大時必須轉2～3臺升壓泵給廠內供水，這樣用電量將產生較大浪費。

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

由于16SA-9B與16SA-9的安裝尺寸一樣，無需重新定位；可在短工期內完成，不會影響正常生產。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；更改設備前后比較：改型前二級升壓泵站正常運行2臺升壓泵和1臺疏干水泵，改型后只需運行1臺升壓泵與1臺疏干水泵，從而減少1臺二級升壓泵的運行，這樣不但可節省正常運行維護費，而且，按每臺泵一年運行300天算，從用電角度考慮，一年可節省電能約360×104度，這樣可節約大量生產資金。

4 改造后水泵的合理性與節能降耗

改造后我廠二級升壓泵出口門開度達到100%，減少了泵出口碟閥橡膠密封面的磨損，閥門使用壽命明顯增加；避免水泵在低功率因數下運行，確保升壓泵運行穩定；提高了單臺泵流量，在保證水泵最高效率點運行安全的同時，增加設備的備用量；同時有效對設備進行檢修，提高了設備的健康水平和運行的可靠性。

從節能和經濟性角度考慮，泵站必須設有型號不同的泵可供選擇，實現大小泵配置。根據流量不同選擇不同型號的泵，若需要兩臺泵并聯運行時，兩者揚程必須相同或相近。因為，當一臺泵運行時，可以大量節省能源消耗，并可減少節流損失，而在高效區域運轉的同時，也延長了泵的使用壽命。

大小泵配置調節靈活、具有一定的經濟、安全可靠性。主要特點：（1）所有的水泵都在高效區域運轉，其中高效水泵將充分發揮“高效”這一特點，使水泵電耗明顯下降，（2）根據全廠負荷變化，靈活調節給水流量，為生產運行提供方便。

5 加強維修管理提高節能降耗效果

（1）改進設計時，在提高加工、裝配質量，確保泵安全可靠運行的情況下，盡量縮小口環間隙。

（2）加強維修。及時修復泄漏間隙，發現口環破裂或磨損，泄漏間隙超過規定值時，應進行更換或維修，否則將引起流量的不均分配，造成泵效率下降。

根據經驗及實測數據確定口環半徑間隙為葉輪口環外徑的2.5%～3.5%，這樣對提高現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、運行方式以及科學地進行改造均會達到一定的節能降耗效果。

參考文獻

[1] 仲吉維.工礦企業離心水泵節能技術應用研究[J].探索，2009，9：50.

[2] 黃永謀.離心泵的節能措施與應用[J].硫磷設計與粉體工程，2011，3：24.

[3] 邵希華.油田離心泵系統的節能降耗技術[J].科技風，2009，4：85.