淺談水廠水泵的節能及改造策略

梁慶燊

摘 要：本文針對水廠供水系統中水泵的節能及水廠擴建水泵的改造措施進行論述，分析了水泵節能控制措施，探討了水廠擴建水泵改造策略，希望能夠給予同行業人員有意義的借鑒。

關鍵詞：水廠；水泵；節能；改造措施

中圖分類號：TU991.35 文獻標識碼：A

水泵是水廠供水系統中的一個重要設備，也是系統最大的一個耗能點。隨著我國城市規模的不斷擴大以及對供水需求量的增加，對已有的水泵進行改造，降低水泵能耗，提高水泵的運行效率，已經成為國內各水廠所共同關注的問題。為此，本文結合多年的水廠供水系統的維護經驗，對水泵的節能控制技術及其改造過程中應重點注意的問題進行了探討，希望能夠給予同行業人員有意義的借鑒。

1 水泵節能的控制策略

1.1 選擇水泵的類型

水泵有兩個基本參數，其一是水泵最高效率點所對應的額定供水量Q，其二是最高效率點所對應的額定揚程H。根據相似定律，KA=HA0/QA02，KB=HB0/QB02，當水泵的轉速n變化時，其高效率區位于拋物線H=KAQ2和H=KBQ2的范圍內。所以，選用的水泵，其供水量Q和揚程H，必須落在該區域區內，才能達到理想的調速節能效果，也是合理用水泵的關鍵。

1.2 確定水泵的調速范圍

在明確水泵的調速范圍前，首先要了解水泵的特點、性能以及管路特征，再確定水泵調速的控制方式。水泵的調速越低，其所能調控的范圍將越大，但過低的調速，其運行過程中的節能效果將越差，所以，水泵轉速的設置不能過低。在完成水泵調速過程后，要控制水泵運行時的工況點，確保水泵始終處于高效的工作范圍內運行，使系統達到最理想的節能效果。

1.3 合理搭配變頻泵與恒速泵

目前，國內水廠大多采用的是一臺變頻泵與多臺恒速泵并聯的方式搭配運行，對于供水系統，此種運行方式的能耗較大，搭配運行的水泵應采用兩臺變頻泵同時運行，并以變頻控制為主要的依據。

1.4 采用新材料、新技術

水泵耗能的控制，也可以考慮采用一些新材料和新技術，如：對水泵的殼內腔和葉輪表面進行噴砂修補后，再對葉輪表面均勻的噴涂兩層泵增效節能涂料。水泵流道表面的氣蝕部分，在經過噴砂修補、噴涂節能涂料處理后，殼內腔和葉輪表面已被完整修復，其運行及節能效果會有明顯的提高。

1.5 更換新型節能水泵

水廠水泵的選型，要考慮到水廠建設的初次投產、中期生產、理論生產規模以及季節性供水量的需求等，保證選用的水泵能夠達到水廠的建設目地。當前，高效節能型水泵的技術含量較高，不僅節能效果顯著，而且在運行過程中，振動小且噪音低，其良好的機械密封性能，可以有效避免常規水泵軸向易出現滲漏的情況，降低水泵維修及保養的人力和財力投入，提高水泵的使用壽命。

2 水泵的改造技術

2.1 改造水泵的吸水管路

（1）通常情況下，水泵吸水管的管徑大于水泵進水口的管徑，水泵吸水管與進水口采用偏心異徑管聯接。當吸水管內的設計水流速為1.0m/s～1.2m/s時，吸水管的管徑要小于250mm；當水流速為 1.2m/s～1.6m/s，或由于吸水管路較短、地形吸水高度較低等情況，吸水管內設計水流為1.6m/s～2.0m/s時，管徑要≥250mm。

（2）當吸水管從清水池內直接吸水時，為了避免清水池水面出現漩渦而導致水泵吸入空氣，吸水管的進口應距離水面0.5m～1.0m；當吸水管從井內吸水時，為避免水泵吸入井底沉渣，吸水管進口距離井底要大于0.8D（D為吸水管喇叭口直徑，一般為吸水管直徑的1.3～1.5倍）；吸水管的喇叭口邊緣與井壁的距離要大于0.75～1.0D；當井內安設多根吸水管時，各吸水喇叭口的間距要大于1.5～2.0D。

（3）在安裝吸水管水平段時，不得存有氣囊，且偏心異徑管的水平段要朝上，吸水管的頂部標高要等于或略低于水泵進水口的頂部標高。

（4）吸水管路要盡可能的避免采用焊接或法蘭聯接方式，以免因橡皮墊老化而產生出現漏氣。

2.2 改造水泵的基礎

當水泵原基礎較小時，可拆除后重建水泵基礎，否則，可將原基礎二次抹面（或貼面）后鏟除。水泵基礎一般要進行兩次澆灌，為了確保在安裝水泵機組時，有充足的空間加墊鐵調整，在一次澆灌后，水泵基礎的標高要低于設計標高20mm～30mm。如果基礎標高大于設計標高，要用扁鏟鏟低，基礎標高過低時，要在基礎表面鏟出麻面，再補灌原標號的混凝土。當原基礎周邊的尺寸小于設計尺寸時，要將原基礎外壁鏟成凹凸不平的形狀，再制模后重新澆灌，若周邊尺寸較大，則不必鏟除。基礎地腳螺栓孔可制成150mm×150mm×H的矩形孔（H一般為12～25倍的直徑深度），當基礎混凝土強度達到設計強度的60%以后，再安裝水泵機組并放置地腳螺栓。地腳螺栓的連接連接螺母端應露出螺母2～3扣。水泵基礎在灌漿時要特別注意一下問題：（1）地基表面上的雜物要徹底清除。如果是沾在地基上的油垢時間較短，可采用氧乙炔火焰清除；（2）地腳螺栓的安裝孔內不得存有雜物，可采用壓縮空氣將孔內的灰塵吹凈；（3）灌漿用的混凝土，其砂料應采用細碎石，水泥的標號要高于基礎混凝土水泥標號一級。灌漿時，振搗要密實，并避免地腳螺栓歪斜；（4）混凝土的灌漿作業要一次性完成，不可斷續施工。灌漿完成后，要做好混凝土的養護工作，避免產生裂紋。當基礎混凝土的強度達到設計要求后，再緊固地腳螺母。

2.3 改造水泵的壓水管路

（1）通常情況下，壓水管的管徑要大于水泵出水口的直徑，兩者采用異徑管聯接。當壓管內水流速為1.5m/s～2.0m/s時，壓水管的管徑要250mm；當壓管內水流速為2.0m/s～2.5m/s時，壓水管的管徑要250mm。（2）水泵的壓水管路設計要考慮施工方面的需求，并盡可能的降低水流的阻力。（3）水泵的壓水管路可以加設伸縮器，即可以預防管道在焊接時，產生的熱脹冷縮效應，影響管路安裝，消除應力，又可以方便壓水管路與主管道的安裝，起到保護設備的作用。

結語

水泵的節能改造，是提高水廠生產效率，降低供水系統能源消耗及運行成本的有效途徑，現代化城市供水企業，應在有效利用現有的設施和條件的基礎上，優化和改進供水系統的設備、設施和工藝，以較少的經濟投入，實現最大的利益最大化，降低水廠生產過程中的能源損耗，從而為供水企業贏得良好的社會信譽和經濟效益。

參考文獻

[1]姜乃昌.水泵及水泵站（第4版）[M].北京：中國建筑工業出版社，1998.