永煤公司車集煤礦中央泵房排水系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)改造

苗宇

摘 要：車集煤礦水泵運(yùn)行工況沒有使水泵自身性能與管網(wǎng)條件等達(dá)到應(yīng)有的配合要求，以致水泵效率較低。為了降低煤礦能耗成本，需要對(duì)水泵重新進(jìn)行技改設(shè)計(jì)。本節(jié)能技改方案介紹了通過提升水泵自身性能，整改系統(tǒng)存在不利因素，并按照系統(tǒng)最佳運(yùn)行工況參數(shù)，定制高效節(jié)能水泵，提升水泵運(yùn)行效率，減少無效耗能，達(dá)到節(jié)能減排的目的。

關(guān)鍵詞：水泵 運(yùn)行工況 效率 節(jié)能

中圖分類號(hào)：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）09（b）-0071-01

1 現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行概況

車集礦中央泵房排水系統(tǒng)正常情況下為2用4備（輪換開機(jī)），上午12：00-下午18：00開機(jī)一臺(tái)，晚00：00-早8：00開機(jī)2臺(tái)。在雨季或降水量增大時(shí)會(huì)增加水泵開機(jī)臺(tái)數(shù)，制作方案時(shí)，按照兩臺(tái)泵同開時(shí)間平均10小時(shí)/天計(jì)算，壓力參考管路上及在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。

通過對(duì)車集礦中央泵房排水系統(tǒng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試與數(shù)據(jù)采集、調(diào)查測(cè)試分析，確認(rèn)：其水質(zhì)偏堿性，對(duì)流過部件腐蝕較嚴(yán)重，平均每1年更換一次設(shè)備；水泵偏離設(shè)計(jì)工況點(diǎn)運(yùn)行，效率較低。（具體相關(guān)參數(shù)見表1）

2 現(xiàn)有水泵行業(yè)產(chǎn)品運(yùn)行情況分析

目前在工業(yè)現(xiàn)用水泵中有以下幾點(diǎn)。

設(shè)計(jì)效率：國產(chǎn)水泵75%～82%，進(jìn)口水泵78%～85%。

運(yùn)行效率：國產(chǎn)水泵65%～70%，進(jìn)口水泵72%～80%。

以及現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備維護(hù)不及時(shí)等現(xiàn)象普遍，造成水泵實(shí)際運(yùn)行效率較低。

3 技改實(shí)施方案

3.1 主要使用高效葉輪替換原水泵葉輪，原水泵的基礎(chǔ)等不做變動(dòng)

3.2 三元流高效葉輪

三元流技術(shù)，實(shí)質(zhì)上就是通過使用先進(jìn)的泵設(shè)計(jì)軟件《射流一尾跡三元流動(dòng)理論計(jì)算方法》，結(jié)合生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的運(yùn)行工況，重新進(jìn)行泵內(nèi)水力部件（主要是葉輪）的優(yōu)化設(shè)計(jì)。具體步驟是：根據(jù)用戶的實(shí)際情況，先對(duì)“在用”離心泵的流量、壓力、電機(jī)耗功等進(jìn)行測(cè)試，并提出常年運(yùn)行的工藝參數(shù)要求，作為泵的設(shè)計(jì)參數(shù)；再使用泵設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)出新葉輪，保證可以和原型互換，在不動(dòng)管路電路、泵體等條件下實(shí)現(xiàn)節(jié)能或擴(kuò)大生產(chǎn)能力的目標(biāo)。

“射流一尾跡”三元流動(dòng)。

目前應(yīng)用的“射流-尾跡三元流動(dòng)”理論，把葉輪內(nèi)部的三元立體空間無限地分割，通過對(duì)葉輪流道內(nèi)的各工作點(diǎn)的分析，建立起完整、真實(shí)的葉輪內(nèi)流動(dòng)的數(shù)學(xué)模型。通過這一方法，對(duì)葉輪流道分析可以做得最準(zhǔn)確，反映流體的流場(chǎng)、壓力分布也最接近實(shí)際。葉輪出口為射流和尾跡（漩渦）的流動(dòng)特征，在設(shè)計(jì)計(jì)算中得以體現(xiàn)。因此，設(shè)計(jì)的葉輪也就能更好地滿足工況要求，效率顯著提高，以下簡(jiǎn)單介紹一下計(jì)算方法：葉輪機(jī)械內(nèi)的完全三元流動(dòng)，應(yīng)用吳仲華教授創(chuàng)立的S1、S2，兩流面理論可以用不同方法求解，一種是流函數(shù)方法，這一方法在數(shù)學(xué)上嚴(yán)謹(jǐn)，但物理上不太直觀。另一種是直接計(jì)算流體流動(dòng)速度的流面（或流線）迭代法，這一方法物理上比較直觀，反映問題更接近實(shí)際，因此用此方法設(shè)計(jì)泵葉輪。泵葉輪內(nèi)部由兩個(gè)葉片、前后蓋板組成一個(gè)完整的空間流場(chǎng)，觀察者與葉輪同步旋轉(zhuǎn)看到的是與時(shí)間無關(guān)的定常相對(duì)流動(dòng)，要求計(jì)算空間流場(chǎng)中任何一點(diǎn)的相對(duì)速度的大小及方向，從而建立葉輪數(shù)學(xué)模型。在葉輪出口附近，還能計(jì)算出“尾跡”-脫離葉片表面的漩渦區(qū)的大小。在改造中，葉輪前后蓋板是設(shè)計(jì)給定的，對(duì)于中間流道內(nèi)的眾多S1流面而言，先假定形狀，逐步迭代修正至計(jì)算收斂，從而得出最接近實(shí)際的準(zhǔn)確設(shè)計(jì)，得到在具體使用情況下，最合理的葉輪葉片曲線，滿足對(duì)效率提升的要求。

根據(jù)水力分析，得出實(shí)際管網(wǎng)特性，與技改后的管網(wǎng)特性的對(duì)比。

泵的實(shí)際運(yùn)行效率較低，泵內(nèi)容積損失和渦流損失較大，泵的效率有提升的空間。根據(jù)水力分析，得出實(shí)際效率，與經(jīng)過技改后的效率的對(duì)比。

運(yùn)行的循環(huán)水泵處于高功耗狀態(tài)下運(yùn)行，改造后電機(jī)運(yùn)行電流會(huì)大大降低，水系統(tǒng)會(huì)有更好的流量調(diào)節(jié)度。

3.3 高效穩(wěn)流裝置

傳統(tǒng)的離心水泵工作時(shí)因水泵的葉輪高速旋轉(zhuǎn)時(shí)在葉輪的吸水口處會(huì)形成渦流，由于渦流的產(chǎn)生而消耗了水泵的部分能效，降低了水泵的整體效率。高效穩(wěn)流裝置是由空腔導(dǎo)管、隔水板、預(yù)旋調(diào)節(jié)板等構(gòu)成，在空腔導(dǎo)管中設(shè)置有隔水板，預(yù)旋調(diào)節(jié)板設(shè)置在隔水板的前端，其二側(cè)向內(nèi)的傾斜角與專用水泵葉輪的吸水口處向內(nèi)的傾斜角向?qū)?yīng)。當(dāng)流體經(jīng)過預(yù)旋構(gòu)件后，水泵的入水由傳統(tǒng)的單通道進(jìn)入葉輪的吸水口而變成旋轉(zhuǎn)進(jìn)入且旋轉(zhuǎn)的角度與葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向一致，克服了水泵葉輪吸水口處的渦流現(xiàn)象，提高進(jìn)水口的能效；同時(shí)可以改變泵本身的特性來完成運(yùn)行工況點(diǎn)的調(diào)節(jié)，能夠有效地?cái)U(kuò)展其高效運(yùn)行區(qū)，改善離心泵在非設(shè)計(jì)工況點(diǎn)的水力性能。

4 節(jié)能技改方案結(jié)語

通過對(duì)我礦排水系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集、節(jié)能診斷分析，運(yùn)用 “三元流高效葉輪”等專利技術(shù)，平均節(jié)電率在10%以上，每年節(jié)約電費(fèi)約52.9萬元。

（1）水泵節(jié)能效益分析。

通過技改，對(duì)比技改前后實(shí)際運(yùn)行電量，平均節(jié)電率在10%以上，根據(jù)最保守的計(jì)算模型，計(jì)算節(jié)電效益如表2所示。

（2）效益分析總結(jié)。

經(jīng)技改后，該系統(tǒng)每年可節(jié)約以下幾點(diǎn)。

①88萬kWh電量。

②按照現(xiàn)有電價(jià)計(jì)算，直接經(jīng)濟(jì)效益為52萬元。

③間接經(jīng)濟(jì)效益計(jì)算方式如下。

按每萬度電折合3.5噸標(biāo)煤計(jì)算，該項(xiàng)目產(chǎn)生的節(jié)能環(huán)保效益。

④每年可節(jié)省標(biāo)煤約：309t。

⑤減少粉塵約：240t。

⑥減少二氧化碳排放量約：880t。

參考文獻(xiàn)

[1] 楊立新，劉遠(yuǎn).三元流技術(shù)在供水水泵節(jié)能改造中的效果分析[J].科技傳播，2012（14）.

[2] 邢少偉，吳明，李龍.射流—尾跡三元流技術(shù)在水泵節(jié)能改造中的應(yīng)用[J].中國設(shè)備工程，2013（10）.endprint

摘 要：車集煤礦水泵運(yùn)行工況沒有使水泵自身性能與管網(wǎng)條件等達(dá)到應(yīng)有的配合要求，以致水泵效率較低。為了降低煤礦能耗成本，需要對(duì)水泵重新進(jìn)行技改設(shè)計(jì)。本節(jié)能技改方案介紹了通過提升水泵自身性能，整改系統(tǒng)存在不利因素，并按照系統(tǒng)最佳運(yùn)行工況參數(shù)，定制高效節(jié)能水泵，提升水泵運(yùn)行效率，減少無效耗能，達(dá)到節(jié)能減排的目的。

關(guān)鍵詞：水泵 運(yùn)行工況 效率 節(jié)能

中圖分類號(hào)：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）09（b）-0071-01

1 現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行概況

車集礦中央泵房排水系統(tǒng)正常情況下為2用4備（輪換開機(jī)），上午12：00-下午18：00開機(jī)一臺(tái)，晚00：00-早8：00開機(jī)2臺(tái)。在雨季或降水量增大時(shí)會(huì)增加水泵開機(jī)臺(tái)數(shù)，制作方案時(shí)，按照兩臺(tái)泵同開時(shí)間平均10小時(shí)/天計(jì)算，壓力參考管路上及在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。

通過對(duì)車集礦中央泵房排水系統(tǒng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試與數(shù)據(jù)采集、調(diào)查測(cè)試分析，確認(rèn)：其水質(zhì)偏堿性，對(duì)流過部件腐蝕較嚴(yán)重，平均每1年更換一次設(shè)備；水泵偏離設(shè)計(jì)工況點(diǎn)運(yùn)行，效率較低。（具體相關(guān)參數(shù)見表1）

2 現(xiàn)有水泵行業(yè)產(chǎn)品運(yùn)行情況分析

目前在工業(yè)現(xiàn)用水泵中有以下幾點(diǎn)。

設(shè)計(jì)效率：國產(chǎn)水泵75%～82%，進(jìn)口水泵78%～85%。

運(yùn)行效率：國產(chǎn)水泵65%～70%，進(jìn)口水泵72%～80%。

以及現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備維護(hù)不及時(shí)等現(xiàn)象普遍，造成水泵實(shí)際運(yùn)行效率較低。

3 技改實(shí)施方案

3.1 主要使用高效葉輪替換原水泵葉輪，原水泵的基礎(chǔ)等不做變動(dòng)

3.2 三元流高效葉輪

三元流技術(shù)，實(shí)質(zhì)上就是通過使用先進(jìn)的泵設(shè)計(jì)軟件《射流一尾跡三元流動(dòng)理論計(jì)算方法》，結(jié)合生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的運(yùn)行工況，重新進(jìn)行泵內(nèi)水力部件（主要是葉輪）的優(yōu)化設(shè)計(jì)。具體步驟是：根據(jù)用戶的實(shí)際情況，先對(duì)“在用”離心泵的流量、壓力、電機(jī)耗功等進(jìn)行測(cè)試，并提出常年運(yùn)行的工藝參數(shù)要求，作為泵的設(shè)計(jì)參數(shù)；再使用泵設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)出新葉輪，保證可以和原型互換，在不動(dòng)管路電路、泵體等條件下實(shí)現(xiàn)節(jié)能或擴(kuò)大生產(chǎn)能力的目標(biāo)。

“射流一尾跡”三元流動(dòng)。

目前應(yīng)用的“射流-尾跡三元流動(dòng)”理論，把葉輪內(nèi)部的三元立體空間無限地分割，通過對(duì)葉輪流道內(nèi)的各工作點(diǎn)的分析，建立起完整、真實(shí)的葉輪內(nèi)流動(dòng)的數(shù)學(xué)模型。通過這一方法，對(duì)葉輪流道分析可以做得最準(zhǔn)確，反映流體的流場(chǎng)、壓力分布也最接近實(shí)際。葉輪出口為射流和尾跡（漩渦）的流動(dòng)特征，在設(shè)計(jì)計(jì)算中得以體現(xiàn)。因此，設(shè)計(jì)的葉輪也就能更好地滿足工況要求，效率顯著提高，以下簡(jiǎn)單介紹一下計(jì)算方法：葉輪機(jī)械內(nèi)的完全三元流動(dòng)，應(yīng)用吳仲華教授創(chuàng)立的S1、S2，兩流面理論可以用不同方法求解，一種是流函數(shù)方法，這一方法在數(shù)學(xué)上嚴(yán)謹(jǐn)，但物理上不太直觀。另一種是直接計(jì)算流體流動(dòng)速度的流面（或流線）迭代法，這一方法物理上比較直觀，反映問題更接近實(shí)際，因此用此方法設(shè)計(jì)泵葉輪。泵葉輪內(nèi)部由兩個(gè)葉片、前后蓋板組成一個(gè)完整的空間流場(chǎng)，觀察者與葉輪同步旋轉(zhuǎn)看到的是與時(shí)間無關(guān)的定常相對(duì)流動(dòng)，要求計(jì)算空間流場(chǎng)中任何一點(diǎn)的相對(duì)速度的大小及方向，從而建立葉輪數(shù)學(xué)模型。在葉輪出口附近，還能計(jì)算出“尾跡”-脫離葉片表面的漩渦區(qū)的大小。在改造中，葉輪前后蓋板是設(shè)計(jì)給定的，對(duì)于中間流道內(nèi)的眾多S1流面而言，先假定形狀，逐步迭代修正至計(jì)算收斂，從而得出最接近實(shí)際的準(zhǔn)確設(shè)計(jì)，得到在具體使用情況下，最合理的葉輪葉片曲線，滿足對(duì)效率提升的要求。

根據(jù)水力分析，得出實(shí)際管網(wǎng)特性，與技改后的管網(wǎng)特性的對(duì)比。

泵的實(shí)際運(yùn)行效率較低，泵內(nèi)容積損失和渦流損失較大，泵的效率有提升的空間。根據(jù)水力分析，得出實(shí)際效率，與經(jīng)過技改后的效率的對(duì)比。

運(yùn)行的循環(huán)水泵處于高功耗狀態(tài)下運(yùn)行，改造后電機(jī)運(yùn)行電流會(huì)大大降低，水系統(tǒng)會(huì)有更好的流量調(diào)節(jié)度。

3.3 高效穩(wěn)流裝置

傳統(tǒng)的離心水泵工作時(shí)因水泵的葉輪高速旋轉(zhuǎn)時(shí)在葉輪的吸水口處會(huì)形成渦流，由于渦流的產(chǎn)生而消耗了水泵的部分能效，降低了水泵的整體效率。高效穩(wěn)流裝置是由空腔導(dǎo)管、隔水板、預(yù)旋調(diào)節(jié)板等構(gòu)成，在空腔導(dǎo)管中設(shè)置有隔水板，預(yù)旋調(diào)節(jié)板設(shè)置在隔水板的前端，其二側(cè)向內(nèi)的傾斜角與專用水泵葉輪的吸水口處向內(nèi)的傾斜角向?qū)?yīng)。當(dāng)流體經(jīng)過預(yù)旋構(gòu)件后，水泵的入水由傳統(tǒng)的單通道進(jìn)入葉輪的吸水口而變成旋轉(zhuǎn)進(jìn)入且旋轉(zhuǎn)的角度與葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向一致，克服了水泵葉輪吸水口處的渦流現(xiàn)象，提高進(jìn)水口的能效；同時(shí)可以改變泵本身的特性來完成運(yùn)行工況點(diǎn)的調(diào)節(jié)，能夠有效地?cái)U(kuò)展其高效運(yùn)行區(qū)，改善離心泵在非設(shè)計(jì)工況點(diǎn)的水力性能。

4 節(jié)能技改方案結(jié)語

通過對(duì)我礦排水系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集、節(jié)能診斷分析，運(yùn)用 “三元流高效葉輪”等專利技術(shù)，平均節(jié)電率在10%以上，每年節(jié)約電費(fèi)約52.9萬元。

（1）水泵節(jié)能效益分析。

通過技改，對(duì)比技改前后實(shí)際運(yùn)行電量，平均節(jié)電率在10%以上，根據(jù)最保守的計(jì)算模型，計(jì)算節(jié)電效益如表2所示。

（2）效益分析總結(jié)。

經(jīng)技改后，該系統(tǒng)每年可節(jié)約以下幾點(diǎn)。

①88萬kWh電量。

②按照現(xiàn)有電價(jià)計(jì)算，直接經(jīng)濟(jì)效益為52萬元。

③間接經(jīng)濟(jì)效益計(jì)算方式如下。

按每萬度電折合3.5噸標(biāo)煤計(jì)算，該項(xiàng)目產(chǎn)生的節(jié)能環(huán)保效益。

④每年可節(jié)省標(biāo)煤約：309t。

⑤減少粉塵約：240t。

⑥減少二氧化碳排放量約：880t。

參考文獻(xiàn)

[1] 楊立新，劉遠(yuǎn).三元流技術(shù)在供水水泵節(jié)能改造中的效果分析[J].科技傳播，2012（14）.

[2] 邢少偉，吳明，李龍.射流—尾跡三元流技術(shù)在水泵節(jié)能改造中的應(yīng)用[J].中國設(shè)備工程，2013（10）.endprint

摘 要：車集煤礦水泵運(yùn)行工況沒有使水泵自身性能與管網(wǎng)條件等達(dá)到應(yīng)有的配合要求，以致水泵效率較低。為了降低煤礦能耗成本，需要對(duì)水泵重新進(jìn)行技改設(shè)計(jì)。本節(jié)能技改方案介紹了通過提升水泵自身性能，整改系統(tǒng)存在不利因素，并按照系統(tǒng)最佳運(yùn)行工況參數(shù)，定制高效節(jié)能水泵，提升水泵運(yùn)行效率，減少無效耗能，達(dá)到節(jié)能減排的目的。

關(guān)鍵詞：水泵 運(yùn)行工況 效率 節(jié)能

中圖分類號(hào)：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）09（b）-0071-01

1 現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行概況

車集礦中央泵房排水系統(tǒng)正常情況下為2用4備（輪換開機(jī)），上午12：00-下午18：00開機(jī)一臺(tái)，晚00：00-早8：00開機(jī)2臺(tái)。在雨季或降水量增大時(shí)會(huì)增加水泵開機(jī)臺(tái)數(shù)，制作方案時(shí)，按照兩臺(tái)泵同開時(shí)間平均10小時(shí)/天計(jì)算，壓力參考管路上及在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。

通過對(duì)車集礦中央泵房排水系統(tǒng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試與數(shù)據(jù)采集、調(diào)查測(cè)試分析，確認(rèn)：其水質(zhì)偏堿性，對(duì)流過部件腐蝕較嚴(yán)重，平均每1年更換一次設(shè)備；水泵偏離設(shè)計(jì)工況點(diǎn)運(yùn)行，效率較低。（具體相關(guān)參數(shù)見表1）

2 現(xiàn)有水泵行業(yè)產(chǎn)品運(yùn)行情況分析

目前在工業(yè)現(xiàn)用水泵中有以下幾點(diǎn)。

設(shè)計(jì)效率：國產(chǎn)水泵75%～82%，進(jìn)口水泵78%～85%。

運(yùn)行效率：國產(chǎn)水泵65%～70%，進(jìn)口水泵72%～80%。

以及現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備維護(hù)不及時(shí)等現(xiàn)象普遍，造成水泵實(shí)際運(yùn)行效率較低。

3 技改實(shí)施方案

3.1 主要使用高效葉輪替換原水泵葉輪，原水泵的基礎(chǔ)等不做變動(dòng)

3.2 三元流高效葉輪

三元流技術(shù)，實(shí)質(zhì)上就是通過使用先進(jìn)的泵設(shè)計(jì)軟件《射流一尾跡三元流動(dòng)理論計(jì)算方法》，結(jié)合生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的運(yùn)行工況，重新進(jìn)行泵內(nèi)水力部件（主要是葉輪）的優(yōu)化設(shè)計(jì)。具體步驟是：根據(jù)用戶的實(shí)際情況，先對(duì)“在用”離心泵的流量、壓力、電機(jī)耗功等進(jìn)行測(cè)試，并提出常年運(yùn)行的工藝參數(shù)要求，作為泵的設(shè)計(jì)參數(shù)；再使用泵設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)出新葉輪，保證可以和原型互換，在不動(dòng)管路電路、泵體等條件下實(shí)現(xiàn)節(jié)能或擴(kuò)大生產(chǎn)能力的目標(biāo)。

“射流一尾跡”三元流動(dòng)。

目前應(yīng)用的“射流-尾跡三元流動(dòng)”理論，把葉輪內(nèi)部的三元立體空間無限地分割，通過對(duì)葉輪流道內(nèi)的各工作點(diǎn)的分析，建立起完整、真實(shí)的葉輪內(nèi)流動(dòng)的數(shù)學(xué)模型。通過這一方法，對(duì)葉輪流道分析可以做得最準(zhǔn)確，反映流體的流場(chǎng)、壓力分布也最接近實(shí)際。葉輪出口為射流和尾跡（漩渦）的流動(dòng)特征，在設(shè)計(jì)計(jì)算中得以體現(xiàn)。因此，設(shè)計(jì)的葉輪也就能更好地滿足工況要求，效率顯著提高，以下簡(jiǎn)單介紹一下計(jì)算方法：葉輪機(jī)械內(nèi)的完全三元流動(dòng)，應(yīng)用吳仲華教授創(chuàng)立的S1、S2，兩流面理論可以用不同方法求解，一種是流函數(shù)方法，這一方法在數(shù)學(xué)上嚴(yán)謹(jǐn)，但物理上不太直觀。另一種是直接計(jì)算流體流動(dòng)速度的流面（或流線）迭代法，這一方法物理上比較直觀，反映問題更接近實(shí)際，因此用此方法設(shè)計(jì)泵葉輪。泵葉輪內(nèi)部由兩個(gè)葉片、前后蓋板組成一個(gè)完整的空間流場(chǎng)，觀察者與葉輪同步旋轉(zhuǎn)看到的是與時(shí)間無關(guān)的定常相對(duì)流動(dòng)，要求計(jì)算空間流場(chǎng)中任何一點(diǎn)的相對(duì)速度的大小及方向，從而建立葉輪數(shù)學(xué)模型。在葉輪出口附近，還能計(jì)算出“尾跡”-脫離葉片表面的漩渦區(qū)的大小。在改造中，葉輪前后蓋板是設(shè)計(jì)給定的，對(duì)于中間流道內(nèi)的眾多S1流面而言，先假定形狀，逐步迭代修正至計(jì)算收斂，從而得出最接近實(shí)際的準(zhǔn)確設(shè)計(jì)，得到在具體使用情況下，最合理的葉輪葉片曲線，滿足對(duì)效率提升的要求。

根據(jù)水力分析，得出實(shí)際管網(wǎng)特性，與技改后的管網(wǎng)特性的對(duì)比。

泵的實(shí)際運(yùn)行效率較低，泵內(nèi)容積損失和渦流損失較大，泵的效率有提升的空間。根據(jù)水力分析，得出實(shí)際效率，與經(jīng)過技改后的效率的對(duì)比。

運(yùn)行的循環(huán)水泵處于高功耗狀態(tài)下運(yùn)行，改造后電機(jī)運(yùn)行電流會(huì)大大降低，水系統(tǒng)會(huì)有更好的流量調(diào)節(jié)度。

3.3 高效穩(wěn)流裝置

傳統(tǒng)的離心水泵工作時(shí)因水泵的葉輪高速旋轉(zhuǎn)時(shí)在葉輪的吸水口處會(huì)形成渦流，由于渦流的產(chǎn)生而消耗了水泵的部分能效，降低了水泵的整體效率。高效穩(wěn)流裝置是由空腔導(dǎo)管、隔水板、預(yù)旋調(diào)節(jié)板等構(gòu)成，在空腔導(dǎo)管中設(shè)置有隔水板，預(yù)旋調(diào)節(jié)板設(shè)置在隔水板的前端，其二側(cè)向內(nèi)的傾斜角與專用水泵葉輪的吸水口處向內(nèi)的傾斜角向?qū)?yīng)。當(dāng)流體經(jīng)過預(yù)旋構(gòu)件后，水泵的入水由傳統(tǒng)的單通道進(jìn)入葉輪的吸水口而變成旋轉(zhuǎn)進(jìn)入且旋轉(zhuǎn)的角度與葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向一致，克服了水泵葉輪吸水口處的渦流現(xiàn)象，提高進(jìn)水口的能效；同時(shí)可以改變泵本身的特性來完成運(yùn)行工況點(diǎn)的調(diào)節(jié)，能夠有效地?cái)U(kuò)展其高效運(yùn)行區(qū)，改善離心泵在非設(shè)計(jì)工況點(diǎn)的水力性能。

4 節(jié)能技改方案結(jié)語

通過對(duì)我礦排水系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集、節(jié)能診斷分析，運(yùn)用 “三元流高效葉輪”等專利技術(shù)，平均節(jié)電率在10%以上，每年節(jié)約電費(fèi)約52.9萬元。

（1）水泵節(jié)能效益分析。

通過技改，對(duì)比技改前后實(shí)際運(yùn)行電量，平均節(jié)電率在10%以上，根據(jù)最保守的計(jì)算模型，計(jì)算節(jié)電效益如表2所示。

（2）效益分析總結(jié)。

經(jīng)技改后，該系統(tǒng)每年可節(jié)約以下幾點(diǎn)。

①88萬kWh電量。

②按照現(xiàn)有電價(jià)計(jì)算，直接經(jīng)濟(jì)效益為52萬元。

③間接經(jīng)濟(jì)效益計(jì)算方式如下。

按每萬度電折合3.5噸標(biāo)煤計(jì)算，該項(xiàng)目產(chǎn)生的節(jié)能環(huán)保效益。

④每年可節(jié)省標(biāo)煤約：309t。

⑤減少粉塵約：240t。

⑥減少二氧化碳排放量約：880t。

參考文獻(xiàn)

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