淺析自來水廠機泵設備節(jié)能降耗措施

王玉倩

摘要：機泵設備廣泛地運用到國民經(jīng)濟的各個領域，由于其能耗大成為自來水廠節(jié)能降耗工作的重點開展對象。文章著重研究自來水廠機泵設備效率低下、能耗大的原因，并針對具體原因介紹了應如何采取有效的措施。

關鍵詞：自來水廠；機泵設備；節(jié)能降耗

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）20-0093-02

1 概述

自來水廠是城市企業(yè)的用電耗能大戶。在自來水廠的能源消耗成本中，電力消耗占了很大一部分，幾乎占了整個能源消耗的95%以上。而在整個電力消耗中，機泵設備用電量又占到了95%～98%。其他輔助設備，如風機、電動閥、排泥機等等，耗能才占用2%～5%。所以，自來水廠降低成本，減少能源消耗的重點在于機泵設備的節(jié)能降耗。節(jié)能降耗可以有效地減少資源浪費，提高資源的利用率，對于建設綠色生態(tài)的節(jié)約型社會發(fā)揮著重要的作用。同時，節(jié)能降耗還有利于降低企業(yè)的成本，提高經(jīng)營效益。因此，如何降低機泵的能源消耗從而做好自來水廠的節(jié)能降耗工作具有現(xiàn)實的意義。

2 機泵設備效率下降、能耗增多的原因

機泵設備廣泛地運用到社會生活的各個領域，其將機械能變?yōu)橐后w能量從而達到抽送液體的目的。一般來說，機泵可用于城市供水、污水系統(tǒng)、化工系統(tǒng)、石油工業(yè)系統(tǒng)等。但在長時期的使用過程中，由于腐蝕、銹蝕、空蝕的作用，使泵輪與泵殼表面變得凹凸不平，摩擦系數(shù)增加，機泵電耗增加，效率降低。具體來說，首先，在長期的水流沖刷下，流道內(nèi)壁和葉輪過水面變得粗糙，內(nèi)流道的阻力增大，使得效率降低。其次，葉片背水面運行時產(chǎn)生負壓，從而產(chǎn)生氣穴和蜂窩表面，在電化學腐蝕的作用下，葉輪表面產(chǎn)生汽蝕，從而使能耗增加。再次，由于投加的藥物或水質(zhì)原因使得泵殼內(nèi)積垢，嚴重的可使泵殼壁厚度增加，從而降低水力效率。最后，機泵加工工藝粗糙、容積損失和機械損失都會使水泵性能變差，降低機泵運行效率，增加能耗。

3 機泵設備節(jié)能降耗措施

3.1 了解機泵設備節(jié)能原理，選擇高效、范圍寬的設備

目前，大部分自來水廠都使用的離心泵。離心泵的工作原理主要是在水泵開動前，將泵和進水管灌滿水，待運行后，在葉輪高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力作用下，葉輪流道里的水被甩向四周，壓入蝸殼，葉輪入口處形成真空，水池里的水在大氣壓下沿吸水管吸入，填補這個空間。而吸入的水又通過蝸殼被葉輪甩出。所以，關鍵作用在于離心泵葉輪的高速旋轉(zhuǎn)，通過連續(xù)吸水、壓水，使得水向上推壓。如果葉輪片和泵殼的構造好，水流狀態(tài)也會更好，機泵的效率就會更高。因此，可采用具有良好葉輪片和泵殼構造的機泵設備，更換效率低的水泵，選擇高效、范圍寬的設備，使機泵始終運行于高效區(qū)間，提高機泵效率，降低能源消耗。

3.2 提高機泵節(jié)能降耗的控制水平

對于機泵節(jié)能降耗技術，早期的控制方法就是關閉閥門，降低輸出減少功耗。后來，運用變頻調(diào)速節(jié)能控制技術，使得機泵技能走向了科學化和智能化。變頻調(diào)速是調(diào)速技術中最好的一種，能有效地解決機泵能耗問題。變頻調(diào)速主要是針對裝置的運行負荷偏低，設備負荷過大的情況，但變頻調(diào)速器價格較高，維修技術要求也很高，所以，自來水廠需要針對實際情況選用變頻調(diào)速器。

3.3 合理調(diào)度，優(yōu)化機組運行

根據(jù)自來水廠所使用的機泵設備的運行情況，對機泵進行單獨的性能測試，分出性能和功效不同的機泵，并根據(jù)各自機泵的性能進行科學地調(diào)度使用。比如，可將效率低的機泵僅用作水量和壓力的調(diào)節(jié)，不作主力機使用。而將高效區(qū)間開闊，適用于偏低揚程大流量的機泵當作主力機使用。另外，有些機泵高效區(qū)雖然較窄，但在偏高揚程的條件下，工作性能較好，可在白天高峰供水時使用。因此，根據(jù)不同機泵的性能和功效合理地調(diào)度使用，優(yōu)化整個機組的運行，可有效地降低能源消耗，同時降低機泵的損耗，最大限度地提高機泵的效率，延長使用期限。

3.4 葉輪切割改造

目前，大多數(shù)自來水廠的機泵配置不合理，主要原因在于機泵揚程偏高、機泵特性曲線不吻合，從而使得機泵效率過低。這種情況下，對葉輪進行切割是最簡單的方法。葉輪的切割是針對少數(shù)運行不合適的機泵進行的改造措施。其需要根據(jù)具體的參數(shù)，計算切割量，從而改變?nèi)~輪外徑，葉輪切割后，電流降低，可有效地節(jié)約電力，而且由于葉輪外徑改變使得機泵特性曲線變化，從而機泵運行達到實際所需的高效區(qū)間，并達到節(jié)能的目的。因此，對葉輪的切割改造在自來水廠的節(jié)能降耗工作中廣泛地運用。

3.5 采用高分子噴涂材料和新的密封技術

機泵在工作中由于腐蝕、銹蝕、空蝕的作用，還有機械磨損、容積損失、水力損失等原因，使得葉輪表面和機泵摩擦阻力增大，降低了機泵的工作效率。因此，可使用噴涂材料和密封技術有效地解決這個問題。一方面，既然機泵、葉輪表面摩擦阻力增大會使能耗增大，可通過在葉輪表面噴涂高分析材料，使其表面形成光滑表層，降低水泵在工作過程中用于抵抗摩擦阻力的能量消耗。這種通過噴涂材料達到的光滑表層，可以減少泵內(nèi)流體的分層，降低泵內(nèi)的容積損失，降低電力消耗。而且，一般來說，高分子材料都具有抗腐蝕的性質(zhì)，可提高機泵的使用效率。另一方面，可采用新的密封技術減少由于克服摩擦阻力而增加的能耗。具體來說，可將注入式的密封填料用專用的油壓諸如水泵填料函內(nèi)，在機泵工作過程中，部分填料就會附著在軸套上，從而形成“旋轉(zhuǎn)層”，而另外的填料則與機泵填料函接觸，形成“不動層”，這樣就避免了軸套的磨損，減少機泵的能量損耗。

4 結語

自來水廠作為城市生活賴以生存和不可或缺的企業(yè)，由于其用電量和能源消耗大，開展節(jié)能降耗工作十分重要。機泵作為自來水廠能耗最大的設備，實施有效的節(jié)能降耗措施能夠達到自來水廠節(jié)能降耗的目的。所以，可針對機泵設備的能源消耗原理采取了一系列節(jié)能技術和方法，根據(jù)自來水廠的實際情況進行科學的改造，最終達到節(jié)能降耗的目的。

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