浅析自来水厂机泵设备节能降耗措施

摘要：机泵设备广泛地运用到国民经济的各个领域，由于其能耗大成为自来水厂节能降耗工作的重点开展对象。文章着重研究自来水厂机泵设备效率低下、能耗大的原因，并针对具体原因介绍了应如何采取有效的措施。

关键词：自来水厂；机泵设备；节能降耗

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）20-0093-02

1 概述

自来水厂是城市企业的用电耗能大户。在自来水厂的能源消耗成本中，电力消耗占了很大一部分，几乎占了整个能源消耗的95%以上。而在整个电力消耗中，机泵设备用电量又占到了95%～98%。其他辅助设备，如风机、电动阀、排泥机等等，耗能才占用2%～5%。所以，自来水厂降低成本，减少能源消耗的重点在于机泵设备的节能降耗。节能降耗可以有效地减少资源浪费，提高资源的利用率，对于建设绿色生态的节约型社会发挥着重要的作用。同时，节能降耗还有利于降低企业的成本，提高经营效益。因此，如何降低机泵的能源消耗从而做好自来水厂的节能降耗工作具有现实的意义。

2 机泵设备效率下降、能耗增多的原因

机泵设备广泛地运用到社会生活的各个领域，其将机械能变为液体能量从而达到抽送液体的目的。一般来说，机泵可用于城市供水、污水系统、化工系统、石油工业系统等。但在长时期的使用过程中，由于腐蚀、锈蚀、空蚀的作用，使泵轮与泵壳表面变得凹凸不平，摩擦系数增加，机泵电耗增加，效率降低。具体来说，首先，在长期的水流冲刷下，流道内壁和叶轮过水面变得粗糙，内流道的阻力增大，使得效率降低。其次，叶片背水面运行时产生负压，从而产生气穴和蜂窝表面，在电化学腐蚀的作用下，叶轮表面产生汽蚀，从而使能耗增加。再次，由于投加的药物或水质原因使得泵壳内积垢，严重的可使泵壳壁厚度增加，从而降低水力效率。最后，机泵加工工艺粗糙、容积损失和机械损失都会使水泵性能变差，降低机泵运行效率，增加能耗。

3 机泵设备节能降耗措施

3.1 了解机泵设备节能原理，选择高效、范围宽的设备

目前，大部分自来水厂都使用的离心泵。离心泵的工作原理主要是在水泵开动前，将泵和进水管灌满水，待运行后，在叶轮高速旋转产生的离心力作用下，叶轮流道里的水被甩向四周，压入蜗壳，叶轮入口处形成真空，水池里的水在大气压下沿吸水管吸入，填补这个空间。而吸入的水又通过蜗壳被叶轮甩出。所以，关键作用在于离心泵叶轮的高速旋转，通过连续吸水、压水，使得水向上推压。如果叶轮片和泵壳的构造好，水流状态也会更好，机泵的效率就会更高。因此，可采用具有良好叶轮片和泵壳构造的机泵设备，更换效率低的水泵，选择高效、范围宽的设备，使机泵始终运行于高效区间，提高机泵效率，降低能源消耗。

3.2 提高机泵节能降耗的控制水平

对于机泵节能降耗技术，早期的控制方法就是关闭阀门，降低输出减少功耗。后来，运用变频调速节能控制技术，使得机泵技能走向了科学化和智能化。变频调速是调速技术中最好的一种，能有效地解决机泵能耗问题。变频调速主要是针对装置的运行负荷偏低，设备负荷过大的情况，但变频调速器价格较高，维修技术要求也很高，所以，自来水厂需要针对实际情况选用变频调速器。

3.3 合理调度，优化机组运行

根据自来水厂所使用的机泵设备的运行情况，对机泵进行单独的性能测试，分出性能和功效不同的机泵，并根据各自机泵的性能进行科学地调度使用。比如，可将效率低的机泵仅用作水量和压力的调节，不作主力机使用。而将高效区间开阔，适用于偏低扬程大流量的机泵当作主力机使用。另外，有些机泵高效区虽然较窄，但在偏高扬程的条件下，工作性能较好，可在白天高峰供水时使用。因此，根据不同机泵的性能和功效合理地调度使用，优化整个机组的运行，可有效地降低能源消耗，同时降低机泵的损耗，最大限度地提高机泵的效率，延长使用期限。

3.4 叶轮切割改造

目前，大多数自来水厂的机泵配置不合理，主要原因在于机泵扬程偏高、机泵特性曲线不吻合，从而使得机泵效率过低。这种情况下，对叶轮进行切割是最简单的方法。叶轮的切割是针对少数运行不合适的机泵进行的改造措施。其需要根据具体的参数，计算切割量，从而改变叶轮外径，叶轮切割后，电流降低，可有效地节约电力，而且由于叶轮外径改变使得机泵特性曲线变化，从而机泵运行达到实际所需的高效区间，并达到节能的目的。因此，对叶轮的切割改造在自来水厂的节能降耗工作中广泛地运用。

3.5 采用高分子喷涂材料和新的密封技术

机泵在工作中由于腐蚀、锈蚀、空蚀的作用，还有机械磨损、容积损失、水力损失等原因，使得叶轮表面和机泵摩擦阻力增大，降低了机泵的工作效率。因此，可使用喷涂材料和密封技术有效地解决这个问题。一方面，既然机泵、叶轮表面摩擦阻力增大会使能耗增大，可通过在叶轮表面喷涂高分析材料，使其表面形成光滑表层，降低水泵在工作过程中用于抵抗摩擦阻力的能量消耗。这种通过喷涂材料达到的光滑表层，可以减少泵内流体的分层，降低泵内的容积损失，降低电力消耗。而且，一般来说，高分子材料都具有抗腐蚀的性质，可提高机泵的使用效率。另一方面，可采用新的密封技术减少由于克服摩擦阻力而增加的能耗。具体来说，可将注入式的密封填料用专用的油压诸如水泵填料函内，在机泵工作过程中，部分填料就会附着在轴套上，从而形成“旋转层”，而另外的填料则与机泵填料函接触，形成“不动层”，这样就避免了轴套的磨损，减少机泵的能量损耗。

4 结语

自来水厂作为城市生活赖以生存和不可或缺的企业，由于其用电量和能源消耗大，开展节能降耗工作十分重要。机泵作为自来水厂能耗最大的设备，实施有效的节能降耗措施能够达到自来水厂节能降耗的目的。所以，可针对机泵设备的能源消耗原理采取了一系列节能技术和方法，根据自来水厂的实际情况进行科学的改造，最终达到节能降耗的目的。

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