自來水廠機泵設備節(jié)能降耗措施的探討

常旭東+劉容非

摘 要： 機泵設備為自來水廠的主要設備，其能耗是決定水廠經(jīng)濟效益的主要指標。本文在分析了自來水廠機泵設備能耗高的原因的基礎上，以不同原因為出發(fā)點，提出了具體的節(jié)能降耗措施。目的在于降低自來水廠機泵設備運行對能源的損耗，滿足可持續(xù)發(fā)展理念的需求，使水廠的經(jīng)濟效益得以提升。

關鍵詞： 自來水廠；機泵；節(jié)能降

前言：自來水廠需24小時不間斷的運行，耗電量極大。用電成本，為水廠成本的主要組成部分，占據(jù)總成本的比例高達95%。作為水廠的主要設備之一，機泵設備的耗電量最大。因此，節(jié)能降耗必須從機泵入手來實現(xiàn)。但就目前的情況看，在多因素的作用下，電廠機泵設備的能耗仍然較高。對其加以優(yōu)化尤為必要。

1 自來水廠機泵設備能耗高的原因

導致自來水廠設備能耗高的原因，與液體腐蝕、設備的自然損耗以及設備的質量不達標有關。具體如下：

1.1 液體腐蝕

自來水廠機泵長期使用過程中，如受腐蝕較為嚴重，運行效率則會大大降低，致使單位時間內的工作量降低，能耗顯著增加。

自來水廠中，自來水與污水的排放，均需接觸機泵。長此以往，泵殼與泵輪在摩擦力的作用下，機泵的耗電量即可增加。除此之外，液體流經(jīng)泵體后，部分由化學用品的使用所產(chǎn)生的污垢，容易堆積在機泵表面。當污垢積累達到一定程度時，泵體的摩擦系數(shù)同樣會有所提升，致使耗電量增加。

1.2 自然損耗

自然損耗同樣屬于導致水廠機泵設備能耗量增加的原因之一。在運行狀態(tài)下，受水面負壓的影響，機泵葉片周圍會形成一定的氣穴。加之化學腐蝕，葉輪表面損耗速度加快，耗電量增加。自然損耗不可避免，需從延長設備耐損耗時間的角度出發(fā)，解決上述問題。

1.3 質量因素

根據(jù)機泵自身質量的不同，其能耗同樣不同。與質量較好的設備相比，質量差者往往能耗更高。另外，低質量的設備，耐腐蝕及損耗的時間會大大縮短、運行發(fā)生故障的幾率較高。因此，設備的耗電量同樣較大。

2 自來水廠機泵設備節(jié)能降耗的措施

針對上述問題，自來水廠應采取以下措施應對：

2.1 加強技術投入

可加強技術投入，以解決由液體腐蝕所帶來的設備能耗量大的問題。機泵腐蝕位置通常為葉輪表面。實踐研究發(fā)現(xiàn)，葉輪的耐腐蝕時間，與之表面材料的種類有關。將噴涂材料與密封技術應用到機泵的保護過程中，能夠有效減緩腐蝕的速度，以使機泵的能耗得以降低。原理如下：（1）機泵葉輪被腐蝕，根本原因在于所受摩擦力過大。降低摩擦力，即可在一定程度上解決該問題。將高分子材料噴涂至葉輪表面，可有效提高其表面的光滑度，降低摩擦力，達到降低機泵能耗的目的。另外，光滑的表面還能夠有效減少流體的分層，使機泵的容積損失得以降低，使機泵的耗電量得以減少。（2）高分子材料本身即具有較強的抗腐蝕性，將其噴涂至機泵表面后，材料的抗腐蝕同樣會有所提升。（3）將密封填充材料注入到機泵的填料函中后，當機泵運行時，密封材料可隨著軸套而旋轉，形成不動層，以緩解摩擦力，降低能耗。實踐表明，將上述密封技術應用到機泵的節(jié)能降耗設計過程中，效果同樣十分顯著。

2.2 優(yōu)化使用機組

由自然損耗所導致的機泵高能耗，根本原因在于機組使用時間的調整與控制不合理。就目前自來水廠機組的調度情況來看，各類型的機泵均需同時運行，機泵與機泵之間的特點未被有效區(qū)分，優(yōu)勢得不到發(fā)揮，能耗量較大。提高機組使用的優(yōu)化性，能夠有效延長各個機泵耐損耗的時間，延長其使用壽命，使之能耗得以降低。具體調度方法如下：（1）由專業(yè)人員，單獨測試每一機泵的性能。了解每一機泵的不同特點及使用優(yōu)勢。根據(jù)不同機泵的不同特點，將其有針對性的分配到不同的功能區(qū)域而使用，降低機泵的能耗。（2）將效率低的機泵，用于調整自來水污水的壓力，以降低機泵的運行負擔，提高其運行效率，降低能源消耗量。將效率較高的機泵用作主機，以滿足水廠運行的需求。（3）部分機泵在偏高揚程的環(huán)境下，性能較為穩(wěn)定?？蓪⒃摬糠謾C泵用作白天用水高峰時期供水。采用上述方法調度機泵，能夠有效提高整個機組的運行效率，從整體上使機泵的能耗得以降低。

2.3 提高機泵質量

應合理選擇機泵、合理選擇變頻調速器，或通過葉輪切割改造，提高機泵的質量：

2.3.1 機泵的選擇

機泵的質量是影響其能耗的直接因素。當前，大部分自來水廠所應用的機泵，均以離心泵為主。機泵啟動前，需將水灌入到泵及進水管中。啟動水泵后，灌入泵中的水會隨之流向四周。該過程反復循環(huán)，即可完成連續(xù)吸水及壓水的過程。為提高離心泵的工作效率及性能，必須選擇葉輪片機泵殼構造較為良好的水泵供水廠使用，以降低電力能源的消耗量。

2.3.2 變頻調速器的選擇

應在合理選擇變頻調速器的基礎上，以變頻調速技術為依托，降低機泵運行所消耗的能源量。變頻調速器的應用效果較好，但價格較高，對維修費用的要求同樣較高。因此，水廠需視自身實際情況，考慮是否采用該方法節(jié)能降耗。

2.3.3 葉輪切割改造

機泵本身構造不合理，會對其工作效率造成嚴重的影響。對此，水廠可通過切割葉輪的方法解決問題。葉輪的切割量需視之外徑的大小而確定。當切割完成后，機泵的特性曲線可隨之發(fā)生變化，運行效率同樣能夠得到一定的提升。需注意的是，該方法適用范圍不大，被改造的機泵必須滿足構造不合理的標準。水廠需對上述問題加以重視，以免改造錯誤，增加水廠運行成本。

結論：

綜上，當前自來水廠機泵設備能耗量過大的問題較為嚴重，對水廠的長遠發(fā)展不利。水廠應深入分析導致機泵能耗量過大的原因，以實施針對性的措施解決問題。如高能耗由機泵本身所導致，則需將改革的重點落實到提高機泵質量方面。如高能耗與腐蝕及磨損有關，則應考慮通過提高技術水平及優(yōu)化調度機組等方法解決問題，以為水廠整體競爭力的提升奠定基礎。

參考文獻

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