自來水廠機泵設備節(jié)能方法分析

摘要：想要提高生產(chǎn)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(xiàn)狀來看生產(chǎn)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(chǎn)效益，自來水廠需要就機泵設備運行節(jié)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(chǎn)綜合效率。本文就自來水廠機泵設備節(jié)能技術進行了簡要分析。

關鍵詞：自來水廠；機泵設備；節(jié)能降耗

為貫徹落實節(jié)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(fā)生原因，有針對性的來采取措施進行優(yōu)化，爭取提高設備運行效率。從不同角度出發(fā)，以滿足實際生產(chǎn)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(nèi)，提高企業(yè)生產(chǎn)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(chǎn)成本損耗中占據(jù)一定比例，導致生產(chǎn)效率低下，影響企業(yè)生產(chǎn)效益。而出現(xiàn)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(xiàn)損失，造成機泵運行能耗增加。第二，自來水廠生產(chǎn)作業(yè)具有持續(xù)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(nèi)壁粗糙度增加，加大了內(nèi)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(chǎn)過程中，機泵葉片背水面會產(chǎn)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(chǎn)生電化學作用，出現(xiàn)氣蝕問題，不僅僅會對設備產(chǎn)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(chǎn)過程中向泵殼內(nèi)投入相關藥物，且原水水質也會對機泵構件產(chǎn)生一定程度的影響，長時間運行后會在泵殼內(nèi)產(chǎn)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(jié)能研究方向

1.節(jié)能范圍分析

想要提高機泵運行節(jié)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(chǎn)生的損耗。從廣義上分析，即降低機泵運行費用，包括制水經(jīng)濟損耗，同時也包括生產(chǎn)過程中對環(huán)境差生影響后需要采取措施處理產(chǎn)生的損耗。如從環(huán)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(huán)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(jié)能分析時，就需要結合實際情況，按照專業(yè)要求來采取措施對范圍內(nèi)存在的損耗問題進行處理，將生產(chǎn)損耗控制在最低范圍[2]。

2.節(jié)能方向分析

（1）自身節(jié)能

即以機泵作為對象來采取一系列的節(jié)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(yōu)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(nèi)。對于新添置的機泵，要做好技術交流，并且簽訂技術協(xié)議，選擇具有良好市場口碑，以及專業(yè)生產(chǎn)資質的廠家供貨，且要在現(xiàn)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(tǒng)節(jié)能

從系統(tǒng)節(jié)能角度進行分析，主要是要提高系統(tǒng)內(nèi)各組件間匹配效果。關鍵還是根據(jù)實際生產(chǎn)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(tài)下運行?，F(xiàn)在大多數(shù)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(nèi)水在高速旋轉狀態(tài)下，受離心力作用，被壓入蝸殼內(nèi)部，且可以在葉輪入口位置形成真空狀態(tài)[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(nèi)葉輪能夠將吸入的水持續(xù)甩出。這樣只需要保證水泵葉輪片與泵殼維持良好狀態(tài)，便可以達到提高運行效率的目的。

（3）運行節(jié)能

對機泵采用節(jié)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(chǎn)過程中對機泵運行參數(shù)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(jié)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(tǒng)的設計，傳統(tǒng)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(xiàn)在變頻技術的應用，可以實現(xiàn)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(jié)措施，使其維持在良好的運行狀態(tài)。

2.確定取水揚程

提高取水揚程的合理性，也是實現(xiàn)機泵運行節(jié)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(chǎn)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(nèi)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(chǎn)中，經(jīng)常會因為機泵配備不合理，而出現(xiàn)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(chǎn)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(shù)來計算切割量，改變?nèi)~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(fā)生改變，機泵能夠達到高效運行區(qū)間，實現(xiàn)節(jié)能降耗的目的。

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

參考文獻：

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

[2] 王宇彬.淺析自來水廠機泵設備節(jié)能降耗措施[J].科技與創(chuàng)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。