水泵系統(tǒng)基本特性及節(jié)能措施

水泵系統(tǒng)基本特性及節(jié)能措施摘要：節(jié)能降耗是企業(yè)發(fā)展永恒的主題，更是備受鋁加工企業(yè)重視。在當(dāng)今節(jié)能減排被列入基本國策的大背景下，泵類裝置的節(jié)能自然成為節(jié)能工作的重點，為企業(yè)連續(xù)生產(chǎn)節(jié)約了可觀的成本。傳統(tǒng)水泵由于種種原因，已經(jīng)不能滿足高效節(jié)能的運轉(zhuǎn)要求，不僅給水泵用戶直接造成了大量的經(jīng)濟損失，也給國家?guī)砹司薮蟮哪茉蠢速M。本文主要介紹了我司水泵系統(tǒng)設(shè)計與改造方面取得成效，以其對鋁加工企業(yè)具有一定的指導(dǎo)作用。本文主要分析水泵系統(tǒng)基本特性及節(jié)能措施關(guān)鍵詞：水泵系統(tǒng);效率;措施引言水泵是一種流體機械，屬于生產(chǎn)設(shè)備，它能夠把外界輸入的能量轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w的勢能和動能，使液體能量提高。按工作原理和結(jié)構(gòu)不同，水泵可以分為速度型，如離心泵、軸流泵等葉輪泵;體積型，如往復(fù)泵、回轉(zhuǎn)泵等容積泵。離心式泵按葉輪級數(shù)可分為單級泵和多級泵。按揚程高低來分，有單級揚程低于20m水柱的低壓泵;20?100m水柱的中壓泵;大于100m水柱的高壓泵。按葉輪吸入方式有單吸和雙吸之分。1、 水泵現(xiàn)場電能利用率測試水泵在某段時間內(nèi)的有效電能是水泵有效電功率平均值與時間的乘積。在現(xiàn)場測試過程中，水泵有效電功率隨著水泵工況變化而變化，通常采用瞬時有效功率計算水泵電能利用率。為了正確反映水泵電能利用情況，當(dāng)水泵工況變化較大時，應(yīng)分別測量負荷最大、最小及一般常用工況下電能利用率。水泵用電系統(tǒng)中的電動機、聯(lián)軸器等電能利用率或效率相對穩(wěn)定，并且其能耗占整個系統(tǒng)能耗比重較小，對于整個用電系統(tǒng)而言，應(yīng)特別注意水泵效率ns的測定。2、 提升水泵能源利用效率面臨的幾點問題目前，水泵是能源消耗量較大的企業(yè)之一。水泵是主要的流體輸送設(shè)備，其能耗非常大，因此水泵節(jié)能工作的發(fā)展顯得尤為重要。因此，水泵節(jié)能技術(shù)的發(fā)展可以說是不可缺少的，特別是水泵運行效率的高低對節(jié)能整體效果有著不可忽視的影響。目前，國內(nèi)泵的運行效率普遍較低，再加上我國泵的給定效率遠遠高于發(fā)達國家，但實際應(yīng)用效果來源明顯低于發(fā)達國家，其能耗可以說非常大。因此在提高運行效率方面，我國仍有很大的提高和可優(yōu)化的空間。但是，在提高水泵能源利用效率的同時，往往不可避免地面臨更多的新課題。首先，對水泵節(jié)能的認識還不夠，在一定程度上影響了水泵的節(jié)能效果。其原因主要在于：(1)泵制造商在追求高經(jīng)濟效益的同時，完全忽視了設(shè)備節(jié)能性的研究。水泵應(yīng)用企業(yè)無視水泵的節(jié)能指標，只考慮產(chǎn)品是否能滿足企業(yè)的生產(chǎn)需求和價格高低等問題(3)如果選擇大容量水泵，水泵將在高能耗、低效率的狀態(tài)下運行。這偏離了最佳工況點，在系統(tǒng)能耗增加的同時，還會出現(xiàn)電機過熱、水泵無法正常啟動、運行等一系列故障。通常，水泵的應(yīng)用單位多選擇流量和揚程殘留量大的水泵，使水泵以高效級運行，但實際運行效率非常低。其次，目前我國水泵設(shè)計企業(yè)主要采用的設(shè)計方法是速度系數(shù)法和模型交換算法。這些方法基本上基于現(xiàn)有設(shè)備的設(shè)計經(jīng)驗，在實用效率方面超出現(xiàn)有水平的可能性非常小。再次，由于科研投入相對較少，科研工作與實際生產(chǎn)相互脫離，許多泵生產(chǎn)企業(yè)缺乏先進的科研技術(shù)和科研手段。最后，由于目前的生產(chǎn)技術(shù)水平相對落后，國內(nèi)水泵的生產(chǎn)和制造多采用木塑整體鑄造，但由于中、高轉(zhuǎn)速離心泵葉片的扭轉(zhuǎn)程度較大，給脫模工作帶來了一定的困難，甚至出現(xiàn)了突出的形狀誤差除了上述之外，水泵經(jīng)常應(yīng)用的條件特別復(fù)雜，要求實現(xiàn)水泵的各種性能。例如水力性能指標、密封性、耐高溫性等。3、循環(huán)水泵節(jié)能技術(shù)改造的特點分析3.1切割葉輪節(jié)能技術(shù)離心式泵中，影響水量大小和揚程高低的主要部件是葉輪，這一點業(yè)內(nèi)人士幾乎都知道。這種泵的工作原理是通過高速旋轉(zhuǎn)的葉輪使內(nèi)部的液體旋轉(zhuǎn)，從而獲得離心力。眾所周知，旋轉(zhuǎn)半徑是決定離心力大小的重要因素之一。切除某離心泵的葉輪后，葉輪內(nèi)部的液體離心力變小，結(jié)果泵流量和揚程全部下降。此外，還會對泵的安全生產(chǎn)造成不良影響。3.2三元流技術(shù)該技術(shù)是指分割葉輪內(nèi)部的立體空間，經(jīng)過對葉輪輪番道工作點的詳細分析，建立葉輪的流動模型。利用該方法，流體流場和壓力分布均可接近現(xiàn)狀。另外，從設(shè)計時、葉輪出口時的噴流和渦流特征來看，這一特征在計算過程中充分表現(xiàn)出來。因此，最終設(shè)計的葉輪可以滿足現(xiàn)實工況的需求，提高運行效率。但是，單純將普通的泵葉輪變?yōu)槿魅~輪，有可能得不到預(yù)期的節(jié)能效果。這是因為，此時的泵殼和部件基本定型，所以只更換三元流葉輪無法真正改變過流部件的水阻力和水損失量的值。.3引進節(jié)能泵節(jié)能泵是專門為各類循環(huán)泵生產(chǎn)的。融合了虹吸原理、三元流技術(shù)等各種先進技術(shù)。對節(jié)能泵的設(shè)計、開模、加工等進行全過程控制，滿足設(shè)計要求，降低鑄造誤差，使產(chǎn)品與設(shè)計理念一致。另外，流體在節(jié)能水泵內(nèi)部循環(huán)時，出現(xiàn)規(guī)則的流動狀態(tài)，不僅可以降低水泵對進出口的沖擊，還可以避免絮凝現(xiàn)象的發(fā)生。增加泵的流量，減少浪費的發(fā)生。3.4遠程控制改造和數(shù)據(jù)收集傳輸在切換泵的過程中，值班人員可以在操作室進行遠程控制。啟動方式從單一本地啟動變?yōu)楸镜睾瓦h程雙啟動方式，更靈活地利用、減少工作量、提高效率。新增數(shù)據(jù)采集傳輸后，可以清楚地了解電機電壓、電流、循環(huán)水的壓力、功率因數(shù)等數(shù)據(jù)，反映泵的運行是否正常。3.5低效泵的更換對于一些由于制造工藝結(jié)構(gòu)等原因效率較低，或因年久失修以及屬淘汰類水泵，當(dāng)原有水泵處于其特性曲線所標識的高效區(qū)域而運行效率比較低時，可采用重新選型的方法，用高效水泵去替換，使水泵在輸出與原有水泵相同流量和揚程時，水泵輸入功率比原來有所減少，從而達到節(jié)能目的。3.6米用調(diào)速調(diào)節(jié)，減少節(jié)流損失當(dāng)泵負載經(jīng)常性或季節(jié)性變化時，可采用調(diào)速調(diào)節(jié)，如多速電機、變頻調(diào)速等技術(shù)。調(diào)速是泵技術(shù)改造中廣泛應(yīng)用的一種方法，通過調(diào)速調(diào)整水泵性能曲線移動，適應(yīng)負荷變化，調(diào)節(jié)水泵運行處于高效區(qū)域，減少節(jié)流損失。變頻調(diào)速可實現(xiàn)無級調(diào)節(jié)，也可實現(xiàn)大電機啟停，避免啟動時電壓沖擊，同時降低對電網(wǎng)要求和無功損耗，為目前主流調(diào)速技術(shù)。3.7葉輪切削水泵葉輪切削技術(shù)是一種把水泵原葉輪外徑在車床上切削，再安裝運轉(zhuǎn)的節(jié)能技術(shù)。經(jīng)過切削后的葉輪，其特性曲線按一定規(guī)律變化。切削量的選擇是基于大量試驗資料基礎(chǔ)而進行的。如果葉輪切削量控制在一定限度內(nèi)時，則切削前后水泵相應(yīng)效率可視為不變。需要注意的是，葉輪效率會使水泵的效率有所降低，因此切割葉輪時，要逐次切割，避免一次切割過多的現(xiàn)象。結(jié)束語綜上所述，各行各業(yè)的生產(chǎn)和發(fā)展都應(yīng)以節(jié)約能源、最大程度地提高經(jīng)濟效益為目標。尤其是鋁加工企業(yè)應(yīng)綜合考慮水泵運行系統(tǒng)的節(jié)能方案，進行水泵節(jié)能改造，效果非常理想，不僅可以節(jié)約能源，還可以大大提升水泵系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性，降低運行故障率，經(jīng)濟效益顯著，可以提升企業(yè)的競爭力。參考文獻：施衛(wèi)東，李偉，劉厚林，等.國內(nèi)泵業(yè)技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J].農(nóng)林化研究，2015.侯桂慶，高殿榮，楊林杰.螺旋泵簡介和錐形螺旋葉片泵的研究[J].液壓與氣動，2014.許賢良，王傳禮.液壓傳動】M].北京：國防工業(yè)出版社，2018.探討應(yīng)用變頻器進行水泵節(jié)能改造[J].陳明