论文部分内容阅读
摘 要：本文分析了水泵运行高能耗的原因以及目前国内主要的节能技术，介绍了单项节能方案和单综合节能方案，进一步强化了节能理论，有利于水泵的节能。
關键词：水泵；节能技术；研究
1 水泵运行高能耗原因分析
1.1 造成水泵运行高能耗的四大因素
造成水泵运行高能耗的四大因素有：
⑴ 阀门关闭不严；
⑵ 水泵效率不高。
⑶ 水泵主机运行组合错误；
⑷ 系统维保不良，有跑、漏、堵塞现象。
1.2 造成水泵运行高能耗的六大方面
造成水泵运行高能耗的六大方面有：
⑴ 水泵和管道不相匹配，“大马拉小车现象”严重，水泵处于“大流量、低效率、高功耗” 的不利工况运行；
⑵ 对复杂系统，水泵并联或串联运行配置不合理，增加水送能耗；
⑶ 管路因设计、施工或运行原因导致局部阻力偏高的不正常现象，增加了水送能耗；
⑷ 回路漏渗、水流旁通，增加无效流量，增加水泵能耗；
⑸ 系统回路阻力严重不平衡，增加主机能耗和水泵能耗；
⑹ 水泵质量偏差，效率偏低，增加能耗。
2 目前国内主要的节能技术
目前国内主要的水泵节能技术有：
1、变频调速节能技术：利用变频器根据工况情况进行调速，以达到降低能耗的目的，适用于较大型的管网系统，要求系统压力及流量有变化，投资较大。
2、叶轮切削节能技术：叶轮切削也是有限度的，而且此种方法不可逆，即切削后的叶轮不能复原了。
3、减流阻节能技术：在不破坏原有设备及管网系统的基础上，降低表面粗糙度（凹坑修复和高分子超滑涂层）；形成柔顺壁面，用柔性边界面替代刚性边界面，从流体外侧边界创造条件来影响流体流动，从而达到减阻效果。
3 节能方案的选择
要针对给水系统技术经济分析结果选择不同的节能方案，而且节能方案要从整个系统综合考虑，以期用有限的资金发挥最大的效益。
3.1 单项节能方案的选择
针对单个水泵，针对下面的不同情况，可以选用如下节能方案：
⑴ 淘汰高耗能设备，合理配套，降低各种损耗。大胆采用新型设备，如高效供配电设备、高效水泵等。小型泵的传动轴，要采用刚性连轴，传动效率可达100%。
⑵ 对于水泵实际运行工作点偏于额定工作点右侧较远处，即流量超过额定流量，实际扬程偏低，动力机超载，可以采用车削叶轮或降低水泵转速的方法，但车削和调速范围不能过宽，否则反而耗能增高。
⑶ 當水泵实际工作点偏离水泵额定工作点左侧时，可采用管路改造方案，以减少管路阻力，这样不仅提高了管路效率而且同时提高了水泵效率，节能效果明显。
⑷ 吸、扬水管路的改造策略：吸水管吸水条件不好，安装不合理，对水泵的出水量和效率影响很大，应尽量减少吸水管的水头损失。
⑸ 水泵换型节能潜力很大，如其他改造无效，在技术经济比较前提下，考虑更换水泵叶轮或水泵换型的可行性。
⑹ 管网的扩能提效以及局部管网的改造要以技术经济计算为依据，合理实施，做到即满足用水需求又高效节能。
3.2 综合节能方案的选择
泵站目标电耗节能技术指采用软硬件结合的方法，根据泵站系统的工艺要求（压力、流量、温度等）、设备参数（水泵、电机、调速装置等）和不同的输送介质（水、油、气、颗粒混合物等）等，找出一套满足工艺要求条件下的电耗最低的运行搭配和调速策略。使泵站系统整体运行效率最高，从而保持泵站系统在既满足运行工况同时又输送水的电单耗最小的状态下经济运行。
3.3 技术理论
泵站的吨水电耗表达式：
（6）式中的第一部分是由于泵站运行效率η（Q，H）偏离最高效率ηmax（Q，H）形成效率偏差△η（Q，H）而造成的节电潜力（或电能浪费），第二部分是由于泵站运行存在富裕扬程△H（Q，t）而造成的。
参考文献：
[1] 叶泽文.水泵节能技术探讨及实例分析[J].广东化工，2015.
[2] 凌桂荣.论循环水泵节能技术研究与实施研究 [J].科技创新与生产力，2012.
[3] 雷亚丽.浅议水泵节能技术途径 [J].科技创新与应用，2012.
作者简介：
史优国，男，1977年10月，110223197710094973，研究方向 机电一体化自动化
张晓亮，男，1985年07月，410423198507275919，研究方向：控制理论与控制工程。
關键词：水泵；节能技术；研究
1 水泵运行高能耗原因分析
1.1 造成水泵运行高能耗的四大因素
造成水泵运行高能耗的四大因素有：
⑴ 阀门关闭不严；
⑵ 水泵效率不高。
⑶ 水泵主机运行组合错误；
⑷ 系统维保不良，有跑、漏、堵塞现象。
1.2 造成水泵运行高能耗的六大方面
造成水泵运行高能耗的六大方面有：
⑴ 水泵和管道不相匹配，“大马拉小车现象”严重，水泵处于“大流量、低效率、高功耗” 的不利工况运行；
⑵ 对复杂系统，水泵并联或串联运行配置不合理，增加水送能耗；
⑶ 管路因设计、施工或运行原因导致局部阻力偏高的不正常现象，增加了水送能耗；
⑷ 回路漏渗、水流旁通，增加无效流量，增加水泵能耗；
⑸ 系统回路阻力严重不平衡，增加主机能耗和水泵能耗；
⑹ 水泵质量偏差，效率偏低，增加能耗。
2 目前国内主要的节能技术
目前国内主要的水泵节能技术有：
1、变频调速节能技术：利用变频器根据工况情况进行调速，以达到降低能耗的目的，适用于较大型的管网系统，要求系统压力及流量有变化，投资较大。
2、叶轮切削节能技术：叶轮切削也是有限度的，而且此种方法不可逆，即切削后的叶轮不能复原了。
3、减流阻节能技术：在不破坏原有设备及管网系统的基础上，降低表面粗糙度（凹坑修复和高分子超滑涂层）；形成柔顺壁面，用柔性边界面替代刚性边界面，从流体外侧边界创造条件来影响流体流动，从而达到减阻效果。
3 节能方案的选择
要针对给水系统技术经济分析结果选择不同的节能方案，而且节能方案要从整个系统综合考虑，以期用有限的资金发挥最大的效益。
3.1 单项节能方案的选择
针对单个水泵，针对下面的不同情况，可以选用如下节能方案：
⑴ 淘汰高耗能设备，合理配套，降低各种损耗。大胆采用新型设备，如高效供配电设备、高效水泵等。小型泵的传动轴，要采用刚性连轴，传动效率可达100%。
⑵ 对于水泵实际运行工作点偏于额定工作点右侧较远处，即流量超过额定流量，实际扬程偏低，动力机超载，可以采用车削叶轮或降低水泵转速的方法，但车削和调速范围不能过宽，否则反而耗能增高。
⑶ 當水泵实际工作点偏离水泵额定工作点左侧时，可采用管路改造方案，以减少管路阻力，这样不仅提高了管路效率而且同时提高了水泵效率，节能效果明显。
⑷ 吸、扬水管路的改造策略：吸水管吸水条件不好，安装不合理，对水泵的出水量和效率影响很大，应尽量减少吸水管的水头损失。
⑸ 水泵换型节能潜力很大，如其他改造无效，在技术经济比较前提下，考虑更换水泵叶轮或水泵换型的可行性。
⑹ 管网的扩能提效以及局部管网的改造要以技术经济计算为依据，合理实施，做到即满足用水需求又高效节能。
3.2 综合节能方案的选择
泵站目标电耗节能技术指采用软硬件结合的方法，根据泵站系统的工艺要求（压力、流量、温度等）、设备参数（水泵、电机、调速装置等）和不同的输送介质（水、油、气、颗粒混合物等）等，找出一套满足工艺要求条件下的电耗最低的运行搭配和调速策略。使泵站系统整体运行效率最高，从而保持泵站系统在既满足运行工况同时又输送水的电单耗最小的状态下经济运行。
3.3 技术理论
泵站的吨水电耗表达式：
（6）式中的第一部分是由于泵站运行效率η（Q，H）偏离最高效率ηmax（Q，H）形成效率偏差△η（Q，H）而造成的节电潜力（或电能浪费），第二部分是由于泵站运行存在富裕扬程△H（Q，t）而造成的。
参考文献：
[1] 叶泽文.水泵节能技术探讨及实例分析[J].广东化工，2015.
[2] 凌桂荣.论循环水泵节能技术研究与实施研究 [J].科技创新与生产力，2012.
[3] 雷亚丽.浅议水泵节能技术途径 [J].科技创新与应用，2012.
作者简介：
史优国，男，1977年10月，110223197710094973，研究方向 机电一体化自动化
张晓亮，男，1985年07月，410423198507275919，研究方向：控制理论与控制工程。