水泵節能技術研究

史優國+張曉亮

摘 要：本文分析了水泵運行高能耗的原因以及目前國內主要的節能技術，介紹了單項節能方案和單綜合節能方案，進一步強化了節能理論，有利于水泵的節能。

關鍵詞：水泵；節能技術；研究

1 水泵運行高能耗原因分析

1.1 造成水泵運行高能耗的四大因素

造成水泵運行高能耗的四大因素有：

⑴ 閥門關閉不嚴；

⑵ 水泵效率不高。

⑶ 水泵主機運行組合錯誤；

⑷ 系統維保不良，有跑、漏、堵塞現象。

1.2 造成水泵運行高能耗的六大方面

造成水泵運行高能耗的六大方面有：

⑴ 水泵和管道不相匹配，“大馬拉小車現象”嚴重，水泵處于“大流量、低效率、高功耗” 的不利工況運行；

⑵ 對復雜系統，水泵并聯或串聯運行配置不合理，增加水送能耗；

⑶ 管路因設計、施工或運行原因導致局部阻力偏高的不正常現象，增加了水送能耗；

⑷ 回路漏滲、水流旁通，增加無效流量，增加水泵能耗；

⑸ 系統回路阻力嚴重不平衡，增加主機能耗和水泵能耗；

⑹ 水泵質量偏差，效率偏低，增加能耗。

2 目前國內主要的節能技術

目前國內主要的水泵節能技術有：

1、變頻調速節能技術：利用變頻器根據工況情況進行調速，以達到降低能耗的目的，適用于較大型的管網系統，要求系統壓力及流量有變化，投資較大。

2、葉輪切削節能技術：葉輪切削也是有限度的，而且此種方法不可逆，即切削后的葉輪不能復原了。

3、減流阻節能技術：在不破壞原有設備及管網系統的基礎上，降低表面粗糙度（凹坑修復和高分子超滑涂層）；形成柔順壁面，用柔性邊界面替代剛性邊界面，從流體外側邊界創造條件來影響流體流動，從而達到減阻效果。

3 節能方案的選擇

要針對給水系統技術經濟分析結果選擇不同的節能方案，而且節能方案要從整個系統綜合考慮，以期用有限的資金發揮最大的效益。

3.1 單項節能方案的選擇

針對單個水泵，針對下面的不同情況，可以選用如下節能方案：

⑴ 淘汰高耗能設備，合理配套，降低各種損耗。大膽采用新型設備，如高效供配電設備、高效水泵等。小型泵的傳動軸，要采用剛性連軸，傳動效率可達100%。

⑵ 對于水泵實際運行工作點偏于額定工作點右側較遠處，即流量超過額定流量，實際揚程偏低，動力機超載，可以采用車削葉輪或降低水泵轉速的方法，但車削和調速范圍不能過寬，否則反而耗能增高。

⑶ 當水泵實際工作點偏離水泵額定工作點左側時，可采用管路改造方案，以減少管路阻力，這樣不僅提高了管路效率而且同時提高了水泵效率，節能效果明顯。

⑷ 吸、揚水管路的改造策略：吸水管吸水條件不好，安裝不合理，對水泵的出水量和效率影響很大，應盡量減少吸水管的水頭損失。

⑸ 水泵換型節能潛力很大，如其他改造無效，在技術經濟比較前提下，考慮更換水泵葉輪或水泵換型的可行性。

⑹ 管網的擴能提效以及局部管網的改造要以技術經濟計算為依據，合理實施，做到即滿足用水需求又高效節能。

3.2 綜合節能方案的選擇

泵站目標電耗節能技術指采用軟硬件結合的方法，根據泵站系統的工藝要求（壓力、流量、溫度等）、設備參數（水泵、電機、調速裝置等）和不同的輸送介質（水、油、氣、顆粒混合物等）等，找出一套滿足工藝要求條件下的電耗最低的運行搭配和調速策略。使泵站系統整體運行效率最高，從而保持泵站系統在既滿足運行工況同時又輸送水的電單耗最小的狀態下經濟運行。

3.3 技術理論

泵站的噸水電耗表達式：

（6）式中的第一部分是由于泵站運行效率η（Q，H）偏離最高效率ηmax（Q，H）形成效率偏差△η（Q，H）而造成的節電潛力（或電能浪費），第二部分是由于泵站運行存在富裕揚程△H（Q，t）而造成的。

參考文獻：

[1] 葉澤文.水泵節能技術探討及實例分析[J].廣東化工，2015.

[2] 凌桂榮.論循環水泵節能技術研究與實施研究 [J].科技創新與生產力，2012.

[3] 雷亞麗.淺議水泵節能技術途徑 [J].科技創新與應用，2012.

作者簡介：

史優國，男，1977年10月，110223197710094973，研究方向 機電一體化自動化

張曉亮，男，1985年07月，410423198507275919，研究方向：控制理論與控制工程。