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水廠水泵機(jī)組節(jié)能對策措施研究

2017-08-25 17:09:08來源：上海伊謄實(shí)業(yè)有限責(zé)任公司 閱讀量：1716

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　　在大力提倡建設(shè)資源節(jié)約型社會的今天，作為水廠的耗能大戶，水泵機(jī)組的節(jié)能降耗問題已受到人們的普遍關(guān)注。本文主要探討了水廠水泵機(jī)組的節(jié)能對策措施，實(shí)踐證明，通過合理選用水泵、提高水泵運(yùn)行效率、加強(qiáng)運(yùn)行過程中的合理調(diào)節(jié)及減少電動(dòng)機(jī)的電能損耗可達(dá)到降低水泵能耗的目的。
 
　　水泵是水廠的耗能大戶，其電耗就占了制水成本一半左右，且水泵的運(yùn)行效率較低，能源浪費(fèi)嚴(yán)重，電機(jī)時(shí)常超負(fù)荷運(yùn)行。因此，對水廠水泵機(jī)組進(jìn)行節(jié)能改造迫在眉睫。合理選用水泵、提高水泵運(yùn)行效率、加強(qiáng)運(yùn)行過程中的合理調(diào)節(jié)及減少電動(dòng)機(jī)的電能損耗都是水廠合理降低水泵機(jī)組的節(jié)能對策措施。下面，筆者就從這幾個(gè)方面進(jìn)行入手，提出降低水泵能耗的一些建議。
 
　　1.合理選用水泵
 
　　由于技術(shù)的進(jìn)步和節(jié)能意識的增強(qiáng)，水泵機(jī)組的節(jié)能措施也得到了不斷發(fā)展。特別是變頻技術(shù)的發(fā)展，使得選擇水泵機(jī)組的觀念也有所改變。在選擇水泵時(shí)應(yīng)注意：(1)選擇率的水泵、電動(dòng)機(jī)；(2)水泵應(yīng)大小搭配，合理組合；(3)采用變頻調(diào)速泵，節(jié)約能量。
 
　　2.提高水泵的效率
 
　　提高水泵的效率，可以從減少以下方面入手。
 
　　2.1 保證安裝質(zhì)量 在供水系統(tǒng)中，主要水泵機(jī)組經(jīng)常是24h連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的，所以水泵很快就達(dá) 到大修周期(5000h)，拆卸安裝相對頻繁。當(dāng)安裝精度不符合要求時(shí)，不僅加劇振動(dòng)，加速磨損，也會使水泵效率降低。另外，還應(yīng)該有正確的安裝高程。
 
　　2.2 加強(qiáng)使用和維修管理 ①及時(shí)補(bǔ)充軸承內(nèi)的潤滑油或潤滑脂，保證油位正常，并定期檢測油質(zhì)變化情況，換用新油，以減少軸承內(nèi)的功率損失。②根據(jù)運(yùn)行情況，隨時(shí)調(diào)整填料壓蓋的松緊度，填料密封滴水宜30～60滴/min；及時(shí)更換已損壞填料，保證填料密封的良好工作狀態(tài)，減少填料函內(nèi)的功率損失。③在檢修時(shí)，檢查密封環(huán)的間隙寬度，超過標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)應(yīng)考慮更換，減少容積損失。
 
　　2.3 提高加工精度 粗糙的過流壁面會使水力損失和機(jī)械損失增加，效率降低。有關(guān)試驗(yàn)表明：①鑄鐵泵體內(nèi)壁的粗糙面涂漆后，水泵效率比未涂漆時(shí)的效率可提高2%～4%。②葉輪蓋板和泵體內(nèi)壁過流部分的粗糙面用砂輪磨光后，水泵效率可提高2%～4%。③對葉輪片打磨后水泵效率可提高5%～6%。這種費(fèi)工少、收效大的工作是值得提倡的。如深圳市水務(wù)(集團(tuán))有限公司對水泵流道、葉輪等過流面內(nèi)涂NSF超滑金屬材料后，機(jī)組的綜合效率比內(nèi)涂前提高了4.3%，達(dá)到了節(jié)能效果。
 
　　3.水泵運(yùn)行調(diào)節(jié)
 
　　水泵房一般按枯水位設(shè)計(jì)，二級泵站則按zui高日zui高時(shí)的流量和揚(yáng)程選泵，可實(shí)際上水源水位偏離枯水位的幅度很大，而zui高日zui高時(shí)的流量在一年內(nèi)并不多見，所以設(shè)計(jì)時(shí)選用的水泵并不能經(jīng)常在范圍內(nèi)運(yùn)行，必須進(jìn)行控制，以求經(jīng)濟(jì)。
 
　　車削葉輪是一種簡單又省錢的水泵節(jié)能措施，特別適宜泵站揚(yáng)程變化小，但偏離水泵額定揚(yáng)程甚遠(yuǎn)的離心泵。葉輪直徑切削量的計(jì)算方法：式中(公式詳見水泵及水泵站)：
 
　　Q0、H0、D2-分別為水泵zui率點(diǎn)的流量、揚(yáng)程、葉輪直徑；
 
　　Qa、Ha、D2a-分別為水泵葉輪切削后的流量、揚(yáng)程、葉輪直徑。
 
　　葉輪的切削量與其比轉(zhuǎn)數(shù)ns有關(guān)，ns越高則允許的切削量越小，zui大切削量與ns的關(guān)系。
 
　　切削量太大將使水泵的效率明顯下降。低比轉(zhuǎn)數(shù)離心泵切削后，應(yīng)把葉片末端銼尖，可以使水泵的流量和效率略有增高。
 
　　水廠高、低峰供水期泵站揚(yáng)程變化較大，可以準(zhǔn)備幾個(gè)大小不同的葉輪，隨時(shí)更換，對節(jié)能是有幫助的。例如某水廠對1999～2001年的泵站報(bào)表進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，該泵站高峰供水時(shí)期揚(yáng)程在0.56MPa左右，而低峰供水時(shí)期則為0.53MPa，對其1#、2#機(jī)組分析。
 
　　點(diǎn)的揚(yáng)程為0.62MPa，比高、低峰時(shí)期的水泵揚(yáng)程都高，說明葉輪直徑偏大了，應(yīng)該考慮切削。按上述公式計(jì)算，在高峰供水時(shí)應(yīng)使用<680的葉輪，在低峰供水時(shí)期使用<675的葉輪。
 
　　當(dāng)泵站揚(yáng)程變化幅度較大，而且多年平均的揚(yáng)程與水泵額定揚(yáng)程相差甚遠(yuǎn)，不宜采用切削葉輪的方法時(shí)，可以采用調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的節(jié)能方法或采用切削葉輪和調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速相結(jié)合的節(jié)能方法。
 
　　轉(zhuǎn)速的計(jì)算方法：式中(公式詳見水泵及水泵站)：
 
　　Q0、H0、n0-分別為水泵zui率點(diǎn)的流量、揚(yáng)程、轉(zhuǎn)速；
 
　　Qa、Ha、na-分別為水泵轉(zhuǎn)速時(shí)的流量、揚(yáng)程、轉(zhuǎn)速。
 
　　例如，某水廠取水泵站5臺離心泵機(jī)組是按zui高日zui高時(shí)的流量和揚(yáng)程選取的，設(shè)計(jì)揚(yáng)程26m，而常年實(shí)際運(yùn)行揚(yáng)程只有18m，機(jī)組運(yùn)行效率只有50%左右，葉輪氣蝕嚴(yán)重，單位電耗大。后來，更換了5臺機(jī)組的電機(jī)，將機(jī)組轉(zhuǎn)速從700rPmin變?yōu)?85rPmin后，機(jī)組平均效率提高到70%，避免了氣蝕，達(dá)到了節(jié)能降耗的目的。
 
　　4.電動(dòng)機(jī)的節(jié)能途徑
 
　　減少電動(dòng)機(jī)的電能損耗的主要途徑是提高電動(dòng)機(jī)的效率和功率因數(shù)。
 
　　(1)采用無功功率補(bǔ)償，提高電動(dòng)機(jī)功率因數(shù)，降低電耗量。對于功率因數(shù)低的電動(dòng)機(jī)，應(yīng)該采取措施進(jìn)行補(bǔ)償。并聯(lián)電容器是一種經(jīng)濟(jì)的補(bǔ)償方法。
 
　　例如，某小型加壓站有2臺機(jī)組，未改造前，電機(jī)實(shí)際功率因數(shù)為0.79，當(dāng)機(jī)組啟動(dòng)時(shí)，啟動(dòng)壓降較大，加上供電線路產(chǎn)生的壓降，導(dǎo)致380V母線電壓不穩(wěn)定，影響其它電氣設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。后來，2臺水泵電機(jī)都安裝了電容補(bǔ)償裝置，電機(jī)功率因數(shù)提高到0.93，解決了上述問題，同時(shí)，降低了線路損耗，由變壓器至電機(jī)這段線路上線損降低了2.75；由變壓器供給電機(jī)的無功電流減少了，相當(dāng)于提高了變壓器的供電容量約30.8kW。
 
　　(2)改變勵(lì)磁電流，調(diào)整同步電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)。
 
　　(3)防止異步電動(dòng)機(jī)的空轉(zhuǎn)。例如，施耐德電氣公司的Sepam系列電動(dòng)機(jī)保護(hù)裝置具有的相欠電流保護(hù)功能，就能有效防止異步電動(dòng)機(jī)的空轉(zhuǎn)。
 
　　(4)定期檢修電動(dòng)機(jī)，提高檢修質(zhì)量，提高自然功率因數(shù)。
 
　　5.結(jié)語
 
　　總之，水廠水泵機(jī)組的節(jié)能降耗關(guān)鍵是保證水泵在運(yùn)行，減少無謂的浪費(fèi)。對于水廠而言，應(yīng)結(jié)合自身的實(shí)際情況，選擇節(jié)能潛力大，節(jié)能效果好，投資回收快的水泵節(jié)能對策。毫無疑問，節(jié)能技術(shù)的進(jìn)步，不僅意味著能源消耗大幅度降低，還將大大地提高企業(yè)的核心競爭力，對企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重大深遠(yuǎn)的意義。

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