自來水廠機泵設備節能降耗探討論文
摘要:隨著經濟地不斷發展，多種領域的企業在生產過程中會用到機泵設備，對于自來水廠來說，機泵設備更是水廠的重要組成部分，其耗能占水廠能耗的一大部分。隨著我國提出資源節約型社會的理念，對于耗能較高，且效率較低的設備應當予以關注和重視。對自來水廠機泵設備的耗能問題進行分析，并提出了一些節能降耗的措施。
關鍵詞:節能降耗;機泵選擇;運行調節
對于自來水廠來說，整個水廠的能源消耗中有一大部分是電力消耗，而在整個電力消耗中，通常有50%以上的用電量是被機泵設備消耗了，而其它一些輔助的設備如排泥機、風機等耗電量所占比例僅約為2%～5%。因此要想降低自來水廠的能源消耗就要重點降低機泵設備的能耗，做好機泵設備的節能降耗措施。對自來水廠的機泵設備采取節能降耗措施可以有效地減少自來水廠的資源浪費，提高了資源的利用效率，降低了企業的能耗成本，同時對于我國建設資源節約型社會有一定的推動作用。因此做好自來水廠機泵設備的節能降耗有著重要的現實意義。
1機泵設備效率下降、能耗增多的原因
機泵設備在社會生產的各個領域都有廣泛的應用，城市中它主要用于供水、污水系統以及化工等領域，在使用的過程中，可以將電能轉變為機械能再轉變為液體的動能，從而實現液體的輸送［1］。①自來水廠的機泵設備在長期的使用過程中會受到水和水中一些物質的腐蝕而出現銹蝕的情況。較嚴重的銹蝕會使得泵輪與泵殼的表面不再平滑，而出現凹凸，從而導致摩擦系數的增大，導致機泵的耗電量增大，設備的效率降低。具體分析即設備在水流長期的沖刷之下，流道的內壁和葉輪的過水面會因為腐蝕而變得越來越粗糙，內流道的阻力增大，使得設備的效率降低，能耗增大。②在機泵設備運行的過程中，葉片背水面會產生負壓，導致氣穴和蜂窩表面的出現，這樣在電化學腐蝕的情況下，葉輪的表面會產生汽蝕，使得設備的能耗較之前增加許多。③自來水廠的機泵設備除了受到水流的沖刷而產生的腐蝕外還會受到一些藥劑的腐蝕，比如在水處理的過程中會根據水質的情況來投加一些藥物，使水質得到改善，滿足自來水廠生產水的需要。而藥劑的投加會使得泵殼內積垢，積垢增多到一定程度會使得泵殼的壁厚度明顯增加，導致設備的水力效率降低［2］。④機泵設備的加工工藝也會對設備的能耗有較大的影響，粗糙的水泵產品會使得設備的能耗較高，影響了泵體的容積和流體流速，增加了機械磨損等，也會降低水泵的性能，造成運行效率不佳，能耗增加。
2水泵效率的提高
2．1水泵的選擇
自來水廠在選擇機泵設備的時候應當注意水泵的電動機應選擇高效能電機，水泵功率的.大小也要與使用要求相匹配，在有條件的情況下可選擇增加變頻調速控制器。目前城市中的自來水廠所使用的機泵設備大部分是離心泵，該類型的水泵在工作的過程中是通過葉輪高速轉動而產生離心力，從而將內流道中的水壓入蝸殼里再被甩出，而與此同時葉輪口會形成一段真空，水池水在大氣壓的作用下直接進入水泵，如此反復進行下去水不斷地被向上推壓實現液體的抽送。從離心泵工作的過程來看，如果保持葉輪片以及泵殼的表面光滑，可減少表面摩擦力，使得水流的流動更加順暢，有效地提高機泵的運行效率。而一些結構設計有瑕疵，工藝粗糙的機泵會使得運行的效率大大降低。因此自來水廠要想實現機泵的節能降耗，要選用一些葉輪和泵殼構造較好的設備，這樣才能有效地保障機泵設備高效、長期的使用，在提高了設備運行效率的同時也為企業降低了能耗［3］。
2．2水泵的安裝質量
對于自來水廠來說，水泵是廠內工藝運行的重要組成部分，自來水廠的機泵通常是全天不間斷運行，因此設備的損耗較大，設備很容易達到大修的周期，這就導致設備會比較頻繁地進行裝卸。在對機泵設備進行安裝的過程中如果安裝不到位容易使得設備的安裝不穩定、不固定，導致運行的時候設備會有較強烈的振動，這就會使機泵的損耗加快，且較易出現堵、漏、跑的情況，對于設備的運行效率產生不利的影響并導致能耗的增加。因此要想使機泵設備的運行效率有保障，就要對水泵的安裝重視，提高安裝的質量。
2．3水泵的維修
在機泵設備使用的過程中，機泵要按規范進行保養，按時更換機油和軸承等易損件。操作人員要及時巡檢設備，掌握機泵的運行狀態，發現異常問題的設備要及時停用維修［4］。這樣才能使得水泵處在一個比較好的運行狀態下，提高水泵的運行效率。有時機泵所出現的并不是很大的問題，比如加一些潤滑油就可以使得軸承更好更順利地進行工作，因此要及時地對軸承內的潤滑油進行檢查，判斷是否需要進行補充，并檢測油質的情況，當油質情況不理想時要進行更換，這些小問題的及時發現和解決能夠有效避免其發展成為大問題，導致設備產生機械損失。另外，當密封環的間隙寬度超過一定的標準值時也會使機泵設備的運行效率降低，因此在對設備進行檢修的時候要對此問題加以重視。
3機泵設備節能降耗措施
3．1使用變頻控制，提高機泵節能降耗的控制水平
為了更好地控制機泵的能耗，可以在電氣控制方式上進行改進。傳統的控制方法是將閥門關閉，這樣就可以降低機泵設備的輸出，減少了功耗，現在隨著技術的不斷發展，變頻調速的節能控制技術應用越來越廣泛，采用變頻控制能夠實現穩定的供水壓力，使得機泵的性能更加地智能和科學。變頻調速能夠有效地控制機泵的能耗問題。但變頻器本身存在電能損耗的缺點，同時電氣控制部分成本較高，一旦出現問題，進行維修時的費用以及對技術的要求也高，因此自來水廠應當根據自己的實際情況和需求來選用變頻調速器。
3．2合理調度，找出水泵的高效區，優化機組運行
為了實現自來水廠各機泵組設備的性能優化組合，要對機泵設備單獨運行時的性能進行測定，對其進行分析，判斷其性能以及功效的特點和不同，從而才可以有效地根據機泵的性能來科學的調度使用機泵，實現設備組合的優化。比如可以將運行效率較低的機泵用于水量和壓力的調節，不將其作為主機使用，而選用高效區間更廣，適用于偏低揚程大流量運行效率高的機泵作為主機［5］。另外，有些機泵的高效區范圍較窄，但其適用于偏高揚程，在此種條件下工作性能優良，因此可以用在自來水廠白天高峰供水時段。由此可見，根據不同機泵的性能特點對其進行合理調度使用可以有效地優化整個機組的運行效率，使得能源的消耗得到降低，同時將各機泵的優點發揚，可有效延長其使用的期限。
3．3采取葉輪切削方法，對葉輪進行切割改造
目前一些自來水廠的機泵通常存在配置不合理的問題，主要是機泵的揚程偏高，機泵的特性曲線不吻合，這就使得機泵的運行效率受到影響。在現有的情況下可以通過機械方式解決此類問題。最簡單的方法就是對葉輪進行切割，對現有的機泵進行改造。在對葉輪進行切割之前，要根據設備運行的具體參數來計算切割量，在葉輪經過切割后可使電流降低，能夠有效地節約機泵的能耗。而且葉輪外徑的變化也會導致機泵特性曲線的變化，使機泵運行時可以達到自來水廠實際需要的高效區間，達到節能的效果。
3．4采用高分子噴涂材料
機泵在使用的過程中會受到腐蝕而使得葉輪表面與機泵摩擦阻力增大，使機泵的工作效率降低。因此采用高分子噴涂材料可以使這個問題得以解決。高分子材料的噴涂可使葉輪的表面形成光滑的保護層，降低了運行過程中與水流的摩擦阻力，減少了能耗。且通常來說高分子材料具有較強的耐腐蝕性，可使機泵的使用效率提高。
4結語
自來水廠在城市生活中扮演著重要的角色，由于其用電量較大，能源消耗大，因此對自來水廠進行節能降耗十分有必要。機泵的能耗占到自來水廠能耗的絕大部分，對其采取節能降耗的措施可以有效降低自來水廠的能耗。
作者:張海濤 單位:深圳市水務( 集團) 有限公司
參考文獻:
［1］王玉倩．淺析自來水廠機泵設備節能降耗措施［J］．中國高新技術企業，2013(20):93－94．
［2］唐紅霞．基于自來水廠機泵設備節能降耗的措施的探討［J］．江西建材，2015(1):288－289．
［3］陳德強，馬敬．供水泵站水泵節能改造及其效益分析［J］．中國給水排水，2010(16)．
［4］葉澤文，黎天標．水泵節能技術探討及實例分析［J］．廣東化工，2015(13)．
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