自來水廠機泵設備節能方法分析

摘要：想要提高生產綜合效益，必須要就目前存在的成本損耗高問題進行研究，就現狀來看生產過程中能源消耗可以占到制造成本的20%，尤其是機泵運行所占消耗較大。為降低能源損耗，提高生產效益，自來水廠需要就機泵設備運行節能技術進行研究，分析能耗大的原因，并從多個方面進行綜合分析，爭取不斷提高生產綜合效率。本文就自來水廠機泵設備節能技術進行了簡要分析。

關鍵詞：自來水廠；機泵設備；節能降耗

為貫徹落實節能降耗理念，需要就機泵設備運行能耗大效率低問題進行研究，分析問題發生原因，有針對性的來采取措施進行優化，爭取提高設備運行效率。從不同角度出發，以滿足實際生產要求為目的，做好設備與技術的選擇，消除存在的各類問題，將能耗控制在允許范圍內，提高企業生產效益。

一、機泵設備運行能耗高原因

機泵設備運行能耗在自來水廠生產成本損耗中占據一定比例，導致生產效率低下，影響企業生產效益。而出現此類問題的原因主要可以從四個方面分析：第一，設計加工不過關，主要就是指所選機泵其設計不合理，加上制作工藝控制不當，使得機械、容積出現損失，造成機泵運行能耗增加。第二，自來水廠生產作業具有持續不間斷特點，在這個過程中，設備長期受水流沖刷作用，使得葉輪過水面以及流道內壁粗糙度增加，加大了內流道阻力，進而會降低設備運行效率，并造成設備損耗增加。第三，在生產過程中，機泵葉片背水面會產生一定負壓，如果長時間未處理，會逐漸形成蜂窩或者氣穴。并且葉輪為金屬材料，其構件表面還容易產生電化學作用，出現氣蝕問題，不僅僅會對設備產生影響，同時還會造成運行損耗增加[1]。另外，為提高制水效果，會在生產過程中向泵殼內投入相關藥物，且原水水質也會對機泵構件產生一定程度的影響，長時間運行后會在泵殼內產生污垢，情況嚴重時會造成泵殼壁厚增加，降低設備運行效率。

二、自來水廠機泵設備節能研究方向

1.節能范圍分析

想要提高機泵運行節能效率，最根本也最直接的方式就是提高設備運行效率，降低設備運行過程中產生的損耗。從廣義上分析，即降低機泵運行費用，包括制水經濟損耗，同時也包括生產過程中對環境差生影響后需要采取措施處理產生的損耗。如從環境保護角度分析，會存在密封泵泄露問題，泄露的廢液便會對環境造成污染。為處理泄露問題，需要投入附加的能源消耗。這樣在進行機泵設備節能分析時，就需要結合實際情況，按照專業要求來采取措施對范圍內存在的損耗問題進行處理，將生產損耗控制在最低范圍[2]。

2.節能方向分析

（1）自身節能

即以機泵作為對象來采取一系列的節能措施，要求合理選擇機泵類型，并按照要求進行組裝試運行，在確定無問題后便可投入正常使用。其中，應選擇應用優秀的水力模型與水力計算方法，并重點控制過流構件的粗糙度，避免造成損耗增加。另外，為降低容積損失，應利用合適的接縫零件進行安裝，爭取提高機泵耐磨性與抗咬合效果，將間隙值控制在允許范圍內。對于新添置的機泵，要做好技術交流，并且簽訂技術協議，選擇具有良好市場口碑，以及專業生產資質的廠家供貨，且要在現場進行組裝試運行，在進行出廠驗收達到要求后，才可投入到實際應用中。

（2）系統節能

從系統節能角度進行分析，主要是要提高系統內各組件間匹配效果。關鍵還是根據實際生產需求，合理選擇機泵類型，并盡量使其能夠在最佳工況點位置運行。同時還要做安裝管理，重點控制安裝高度，使其能夠滿足汽蝕性要求，避免設備在瀕臨汽蝕狀態下運行。現在大多數自來水廠會選擇應用離心泵作為主要制水設備，其在啟動前，需要利用原水灌滿整個泵與進水管，啟動后葉輪流道內水在高速旋轉狀態下，受離心力作用，被壓入蝸殼內部，且可以在葉輪入口位置形成真空狀態[3]。然后受大氣壓作用，吸水管完成吸水，對存在的空間進行填補，且蝸殼內葉輪能夠將吸入的水持續甩出。這樣只需要保證水泵葉輪片與泵殼維持良好狀態，便可以達到提高運行效率的目的。

（3）運行節能

對機泵采用節能技術處理后，可以降低損耗，但是并不能保證可以提高其運行效率，還需要在生產過程中對機泵運行參數進行調整，提高流量回收效率的同時降低損耗。

三、自來水廠機泵節能降耗技術措施

1.提高機泵控制水平

對于機泵損耗控制系統的設計，傳統方式直接關閉閥門，以控制輸出來降低損耗，控制方法簡單，但是缺乏靈活性。現在變頻技術的應用，可以實現對機泵運行速度的變頻控制，如果設備運行負荷過大，可以及時采取變速調節措施，使其維持在良好的運行狀態。

2.確定取水揚程

提高取水揚程的合理性，也是實現機泵運行節能降耗目的重要措施。在設計時要保證能夠滿足水泵從選定河床抽水到反應池要求，對于豐水期和枯水期造成的水位差異問題，可以采取一臺機組配備兩套葉輪的方式解決，要嚴禁揚程設計過高，避免生產損耗過大。另外，還應重視水泵機組的合理搭配，如果一個吸水井內存有不同機組吸水管時，不得同時開啟兩個機組，避免同時吸水水位下降速度過快造成揚程增大，否則會受汽蝕影響，造成水泵能耗增加。

3.葉輪設計改造

自來水廠生產中，經常會因為機泵配備不合理，而出現特性曲線不吻合、機泵揚程過高等問題，不但會降低運行效率，同時會增加生產損耗。對于此類問題，可以通過對葉輪進行切割改造來處理，要求按照設計參數來計算切割量，改變葉輪外徑。切割改造后能夠降低設備運行電流，降低電能損耗。且會使特性曲線發生改變，機泵能夠達到高效運行區間，實現節能降耗的目的。

以提高綜合生產效益為目的，對自來水廠機泵設備進行節能分析，確定損耗過大的原因，結合生產實際需求，對各類問題進行研究，選擇合適的措施進行優化，并做好機泵的配置，確保其能夠處于高效的運行狀態，具有良好的作業效率。

參考文獻：

[1] 王玉倩.淺析自來水廠機泵設備節能降耗措施[J].中國高新技術企業，2013，20：93-94.

[2] 王宇彬.淺析自來水廠機泵設備節能降耗措施[J].科技與創新，2014，11：52.

作者簡介：周剛（1985-），男，河北東光人，學歷：本科，工作單位：東光縣供水公司，助理工程師，研究方向：機電工程。