水泵節(jié)能降耗措施的實(shí)踐與探討

一、概述

電能是水廠日常生產(chǎn)中最主要的能源。經(jīng)分析，電費(fèi)可占水廠總生產(chǎn)成本的80%，甚至更多，而在全廠的總用電量中，水泵的用電量占到90%以上，可見(jiàn)水泵為水廠的主要能耗設(shè)備。要想降低水廠的能耗，首先要減少水泵的能耗。

目 前，減少水泵能耗的措施主要有以下幾種：優(yōu)化泵站設(shè)計(jì)，選用高效水泵；科學(xué)調(diào)度，提高泵組運(yùn)行效率；及時(shí)淘汰更換役齡過(guò)長(zhǎng)、效率低下的機(jī)泵設(shè)備；適當(dāng)調(diào)整水泵葉輪直徑，改變水泵性能曲線，使水泵在新工況下高效運(yùn)行；對(duì)水泵流道使用新型涂層材料，提高水泵葉輪、泵殼的表面光潔度，提高運(yùn)行效率。

二、水泵節(jié)能降耗措施實(shí)踐

南洲水廠電能的消耗主要集中在取水泵站、提升泵站和送水泵站等生產(chǎn)用電環(huán)節(jié)上。自2004年投產(chǎn)運(yùn)行以來(lái)，南洲水廠積極探索實(shí)踐，尋求有效的減少水泵能耗的方法，取得了一定的成績(jī)，具體實(shí)踐如下：

1、選擇效率高、高效范圍寬的水泵

2006 年，在西海取水泵站二期填平補(bǔ)齊項(xiàng)目中，通過(guò)對(duì)原有的RDL600-710A和RDL900-1150型水泵的性能及實(shí)際管道特性曲線進(jìn)行多次測(cè)試和分 析，確定水泵的選型參數(shù)，最終大膽選擇了佛山市安德里茨水泵廠生產(chǎn)的SFWP40-900CD型水泵二臺(tái)，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際性能測(cè)試分析顯示，該泵的效率可達(dá) 88%～93%。

2、科學(xué)調(diào)度，優(yōu)化機(jī)組運(yùn)行

南洲水廠送水泵站共有6臺(tái)32SAP-10型水泵、2臺(tái)40SAP－11型 水泵和1臺(tái)24SA-10水泵。通過(guò)對(duì)送水泵站泵組運(yùn)行情況進(jìn)行單機(jī)性能測(cè)試后，發(fā)現(xiàn)在泵站實(shí)際工況下，除1臺(tái)24SA-10型水泵效率為70％外，6臺(tái) 32SAP-10型和2臺(tái)40SAP-11型水泵效率均達(dá)到80％以上，但均未達(dá)到原設(shè)計(jì)要求，初步分析認(rèn)為影響泵站運(yùn)行效率的原因是：目前南洲水廠的供水總量約為85萬(wàn)噸/日，還未達(dá)到原100萬(wàn)噸/日的設(shè)計(jì)要求，水泵的揚(yáng)程和流量均低于原設(shè)計(jì)要求，故此，水泵的運(yùn)行工況往往偏離了高效運(yùn)行區(qū)，從而使配水單位電耗升高。

根據(jù)以上分析，結(jié)合送水泵站實(shí)際情況 ， 南洲水廠制定了合理的機(jī)組優(yōu)化運(yùn)行要求，以達(dá)到節(jié)能降耗的效果，具體如下：

（1）24SA-10型水泵效率較低，僅作水量和壓力調(diào)節(jié)用，不作主力機(jī)組使用；

（2）40SAP－11型水泵的高效區(qū)較為寬闊，而且適合于偏低揚(yáng)程大流量的工況，所以在目前的工況下，該類型機(jī)組可作送水泵站主力機(jī)組使用；

（3）32SAP－10型水泵的高效區(qū)雖然比較狹窄，但是若在偏高揚(yáng)程的工況條件下，使用效果與40SAP-11型水泵基本相同，該類型機(jī)組適宜在白天高峰供水時(shí)使用，而且位于泵房中間4臺(tái)水泵出水條件較好，適宜多開；

（4）送水泵站配有1600kW的同步電機(jī)4臺(tái)，而每臺(tái)同步電機(jī)伺服系統(tǒng)均配有勵(lì)磁裝置，經(jīng)有關(guān)部門同意后，將電機(jī)的勵(lì)磁電流由原來(lái)的230A調(diào)整為180A。經(jīng)過(guò)調(diào)整后的運(yùn)行泵組，既節(jié)約了用電量，又可以使電機(jī)和水泵的效率不受影響。

3、對(duì)水泵進(jìn)行葉輪切削改造

南 洲水廠送水泵站1#、3#、5#、6#、7#、9#共6臺(tái)32SAP-10型水泵，其中，1#、6#泵配用1600kW異步電機(jī)，3#、5#、7#、9# 配用1600kW同步電機(jī)，水泵的額定揚(yáng)程為48米；4＃、8＃泵是40SAP－11型水泵，配用1600kW異步電機(jī)，水泵的額定揚(yáng)程為46.5 米；2＃泵是需更換的24SA-10水泵。

經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)分析，2005-2007年6月南洲水廠送水泵站的平均壓力為0.43MPa。另外， 公司調(diào)度室從社會(huì)用水需求的實(shí)際情況出發(fā)，結(jié)合公司節(jié)能降耗的總體目標(biāo)，從2007年7月18日開始，對(duì)南洲水廠的出廠水水壓以及水量進(jìn)行了適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。泵站平均壓力由原來(lái)的0.43 MPa降低至平均0.40 MPa，最低時(shí)只有0.38 MPa，日供水量由原來(lái)的平均93萬(wàn)m3降低至平均82萬(wàn)m3。

顯 然，送水泵站水泵都已偏離原設(shè)計(jì)的高效運(yùn)行區(qū)域，為了使泵組重新回到高效區(qū)域運(yùn)行，并實(shí)現(xiàn)更加靈活的搭配運(yùn)行，南洲水廠通過(guò)分析計(jì)算逐步對(duì)送水泵站水泵進(jìn)行了葉輪切削，1#、3#、5#、6#、9#泵葉輪直徑由D2 =880mm，切削至D2=860 mm，7#泵葉輪直徑由D2=880mm，切削至D2=840 mm。

經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析，葉輪切削后，通過(guò)調(diào)整泵組運(yùn)行搭配，送水泵站的千立方米水電耗比切削前降低了約3 kWh/dam3。

4、更換效率低的水泵

南洲水廠送水泵站2#泵為24SA-10型水泵，由于該泵的原設(shè)計(jì)工況已經(jīng)與生產(chǎn)實(shí)際嚴(yán)重不符，導(dǎo)致實(shí)際運(yùn)行效率只有70%，且該泵已服役超過(guò)25年，許多零部件及泵殼內(nèi)腔均出現(xiàn)不同程度的磨損，因此廠部決定對(duì)該泵組整體進(jìn)行淘汰更新。

根據(jù)該泵的實(shí)際運(yùn)行情況，南洲水廠有目的地進(jìn)行了多次調(diào)查研究，結(jié)合生產(chǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行了綜合分析，重新確定了新泵的運(yùn)行工況點(diǎn)，最終確定選用長(zhǎng)沙水泵廠生產(chǎn)的32SAP-13A型水泵，更換新泵后，其理論節(jié)能效果對(duì)比見(jiàn)表1。

從表1可以看出，更新改造后，該泵節(jié)能效果非常明顯，每年可節(jié)約電費(fèi)約45.2萬(wàn)元。

通過(guò)以上水泵節(jié)能降耗實(shí)例的分析，充分證明了南洲水廠在水泵節(jié)能方面采取的各種措施是合理可行的，節(jié)能效果也是很明顯的。在今后的節(jié)能工作中，我們將進(jìn)一步實(shí)踐使用新型涂料、采用變頻技術(shù)等措施，做好水泵的節(jié)能降耗工作。

三、新技術(shù)的探討

1、新噴涂材料的使用

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)逐漸出現(xiàn)了一種利用新型涂料對(duì)水泵進(jìn)行噴涂的技術(shù)，該技術(shù)采用超滑金屬涂層材料對(duì)水泵進(jìn)行涂抹改造，通過(guò)增加葉輪及泵殼的表面光潔度，改善水流在泵殼內(nèi)的流動(dòng)狀況，減少阻力，從而達(dá)到提高水泵效率、減少能耗的效果。

根據(jù)調(diào)研，自2000年以來(lái)，公司先后在西洲水廠、西村水廠等各水廠進(jìn)行了水泵噴涂試驗(yàn)和改造，從試驗(yàn)和改造效果看，噴涂后的水泵效率可提高1%～2%左右。因此，南洲水廠計(jì)劃在今后的水泵節(jié)能工作中，根據(jù)水泵自身狀態(tài)及運(yùn)行工況對(duì)水泵進(jìn)行噴涂改造。

2、采用新的密封技術(shù)

水 泵在工作過(guò)程中有一部分能量損失，其中包括機(jī)械磨損、容積損失和水力損失，機(jī)械損失是指水泵的軸套密封摩擦、軸承摩擦、葉輪表面（下轉(zhuǎn)第34頁(yè)）（上接第 14頁(yè)）與液體摩擦等。目前，國(guó)內(nèi)出現(xiàn)了采用新密封填料及技術(shù)來(lái)降低水泵軸套密封的摩擦，從而達(dá)到提高水泵效率、節(jié)能降耗的目的。

這種新 密封技術(shù)是用注入式密封填料（即軟性填料）替代目前常用的石墨盤根填料。注入式密封填料使用時(shí)，用專用的油壓注入槍注入水泵填料函內(nèi)，在水泵軸旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，部分填料附著在軸套上，形成“旋轉(zhuǎn)層”；另一部分則與填料函內(nèi)壁接觸，形成“不動(dòng)層”，這樣泵軸旋轉(zhuǎn)的摩擦發(fā)生在填料的內(nèi)部，而軸套與填料函內(nèi)壁無(wú)摩 擦，不但避免了軸套的磨損，同時(shí)提高了水泵的效率，減少水泵能耗。

據(jù)了解，公司2003年曾在西洲水廠、西村水廠、江村水廠等共6間水廠進(jìn)行了水泵改用注入式密封填料（即軟性填料）試驗(yàn)及改造，試驗(yàn)結(jié)果顯示，改用軟性填料后，不但提高了水泵運(yùn)行的可靠性，也給水泵的日常維護(hù)和管理帶來(lái)了方 便，同時(shí)也使水泵的運(yùn)行效率有一定的提高，減少了水泵能耗。鑒于用注入式填料密封技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)及發(fā)展前景，南洲水廠計(jì)劃在今后的節(jié)能工作中實(shí)踐該技術(shù)。

四、結(jié)束語(yǔ)

水泵的節(jié)能降耗，關(guān)鍵是保證水泵盡量在高效區(qū)運(yùn)行。因此，我們要加強(qiáng)基礎(chǔ)管理，對(duì)機(jī)泵設(shè)備進(jìn)行勤檢修、勤維護(hù)，保持設(shè)備的高效運(yùn)行，從而減少無(wú)謂的能耗。另外，我們應(yīng)在理論與實(shí)踐相結(jié)合的條件下不斷探索，大膽引用新技術(shù)，尋找更合理、經(jīng)濟(jì)的節(jié)能措施。

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