淺析水泵節(jié)能技術(shù)途徑

作者： 2015年08月20日 來源：互聯(lián)網(wǎng) 瀏覽量：
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現(xiàn)階段，水泵在我國不僅用量很大，而且涉及面廣泛，它占據(jù)了我國工農(nóng)業(yè)建設(shè)中能源消耗總量的很大比例。水泵被越來越多地應(yīng)用于船舶工業(yè)、冶金采礦、火力發(fā)電、核電、動力工業(yè)、石油化工以及農(nóng)田排灌等工農(nóng)業(yè)建設(shè)的各
    現(xiàn)階段，水泵在我國不僅用量很大，而且涉及面廣泛，它占據(jù)了我國工農(nóng)業(yè)建設(shè)中能源消耗總量的很大比例。水泵被越來越多地應(yīng)用于船舶工業(yè)、冶金采礦、火力發(fā)電、核電、動力工業(yè)、石油化工以及農(nóng)田排灌等工農(nóng)業(yè)建設(shè)的各個領(lǐng)域。所以，對水泵節(jié)能技術(shù)的研究很有必要，降低水泵能耗對我國長遠(yuǎn)的節(jié)能計劃意義重大。本文從水泵運行高能耗原因和水泵系統(tǒng)的能耗計算與分析出發(fā)，分析了水泵在使用過程中的問題，對水泵節(jié)能技術(shù)途徑進(jìn)行了闡述。
　　水泵是我國工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中最主要的耗能設(shè)備之一，廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)生活的各個方面，據(jù)統(tǒng)計現(xiàn)現(xiàn)階段水泵的耗電量大致占到全國發(fā)電總量的 20%，由此可見提高水泵的效率、降低水泵能耗對我國節(jié)能工作有著重要的意義。但是在現(xiàn)階段，我國的水泵效率普遍比較低，尤其是和一些發(fā)達(dá)國家相比，水泵效率更是要低很多。隨著水泵發(fā)展對水泵節(jié)能的要求越來越高，現(xiàn)在已經(jīng)有很多水泵設(shè)計單位和水泵生產(chǎn)廠家已經(jīng)開始在水泵的節(jié)能建設(shè)上有所認(rèn)識，開始加入投入在水泵的節(jié)能建設(shè)方面，但在水泵的節(jié)能建設(shè)過程中仍然存在著一些問題，制約了水泵節(jié)能建設(shè)的發(fā)展。如何才能高效地提高水泵節(jié)能技術(shù)，這已經(jīng)是擺在我們面前的一個非常緊迫的問題。
　　1.水泵運行高能耗原因
　　1.1.水泵和管道不相匹配，“大馬拉小車現(xiàn)象”嚴(yán)重，水泵處于“大流量、低效率、高功耗” 的不利工況運行；
　　1.2.對復(fù)雜系統(tǒng)，水泵并聯(lián)或串聯(lián)運行配置不合理，增加水送能耗；
　　1.3.管路因設(shè)計、施工或運行原因?qū)е戮植孔枇ζ叩牟徽，F(xiàn)象，增加了水送能耗；
　　1.4.回路漏滲、水流旁通，增加無效流量，增加水泵能耗；
　　1.5.系統(tǒng)回路阻力嚴(yán)重不平衡，增加主機(jī)能耗和水泵能耗；
　　1.6.水泵質(zhì)量偏差，效率偏低，增加能耗。
　　2.水泵系統(tǒng)的能耗計算與分析
　　水泵系統(tǒng)正常運行時所需能量 W，其結(jié)果可按下式進(jìn)行計算求解。
　　W=rgQHT/1000h（KW·h）（1）
　　式中，η 為水泵系統(tǒng)的效率（%）；T 為水泵運行的時間（h）；H 為水泵揚程（m）；Q 為水泵流量（m3/s）；ρ 為流體密度（kg/m3）。
　　η=η電×η傳×η泵×η管（2）
　　式中，η管是管網(wǎng)輸送的效率；η泵是水泵的工作效率；η傳是電動機(jī)與泵之間的傳動效率；η電是電動機(jī)的效率。
　　由上面分析可得，對水泵系統(tǒng)耗能量有影響的因素主要有系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)的效率、運行時間、揚程以及流量。所以，在其他性能指標(biāo)滿足要求的前提下，可以適當(dāng)?shù)牟扇〈胧┍M可能地縮短水泵的運行時間，提高各個環(huán)節(jié)的效率，并降低水泵的揚程和流量，這樣就能有效地降低水泵的耗能量。這是水泵節(jié)能的基本思想和技術(shù)途徑。
　　3.水泵在使用過程中的問題
　　3.1.水泵本身設(shè)計技術(shù)含量不高
　　目前，我國水泵設(shè)計仍依照傳統(tǒng)的方法，技術(shù)含量不高，革新較為緩慢，無法在效率提升上有所突破。由于水泵設(shè)計單位資金投入不足，缺乏相應(yīng)的規(guī)范要求，對水泵設(shè)計人員的培訓(xùn)力度不夠重視，導(dǎo)致設(shè)計人員缺乏專業(yè)素養(yǎng)和技能水平，提高不了水泵產(chǎn)品的技術(shù)含量，無法做到節(jié)能減耗。水泵制造企業(yè)在設(shè)計過程中片面注重經(jīng)濟(jì)效益，對水泵的節(jié)能工作不夠重視，國家缺乏相關(guān)的扶持和優(yōu)惠政策，使得水泵制造企業(yè)在進(jìn)行水泵節(jié)能的過程中缺乏積極性，進(jìn)而無法提高水泵效率。
　　3.2.水泵節(jié)能存在誤區(qū)
　　在過去水泵節(jié)能的過程中，我們對水泵的理解存在誤區(qū)，較為片面，認(rèn)為只要提高水泵的各個指標(biāo)就能達(dá)到節(jié)能的目的。然而節(jié)能的范圍較廣，不單只是一個效率指標(biāo)，還包括水泵性能的穩(wěn)定性、可靠性、水泵的經(jīng)濟(jì)性等多方面的因素。我們還應(yīng)考慮到水泵的使用環(huán)境，根據(jù)實際情況，針對不同的環(huán)境、不同的用途，進(jìn)行節(jié)能設(shè)計，有效保證水泵的密封性、耐高溫性和水利性能。對于水泵的節(jié)能我們應(yīng)從節(jié)能的基本概念出發(fā)，進(jìn)行深入研究和探討，進(jìn)行全面的整體的理解。
　　3.3.使用單位和個人的因素
　　使用單位和個人在進(jìn)行水泵采購時，只注重價格是否合理、水泵是否符合自身需求，忽略了水泵的節(jié)能技術(shù)指標(biāo)。消費者的這種需求使得節(jié)能技術(shù)得不到良好的發(fā)展，革新較為緩慢。大多數(shù)消費者在購買水泵時，由于缺乏對水泵的理解，認(rèn)為流量和揚程大的水泵才能滿足自己的使用需求，沒有根據(jù)自身的情況，選擇合適的水泵，進(jìn)而浪費了大量的資金，降低了水泵的使用價值。在水泵運行過程中，由于使用單位缺乏相應(yīng)的管理制度，在操作過程中由于不當(dāng)行為，導(dǎo)致出現(xiàn)一系列的問題，進(jìn)行維修和養(yǎng)護(hù)時，不能及時的處理或者處理方法不當(dāng)，增大了能源損耗，浪費了大量的投入資金。
　　4.水泵節(jié)能技術(shù)途徑
　　4.1.水泵本身的節(jié)能
　　水泵設(shè)計單位在設(shè)計水泵過程中，應(yīng)建立健全的規(guī)章制度，根據(jù)相應(yīng)的要求，加大對設(shè)計人員的培訓(xùn)工作，培養(yǎng)設(shè)計人員的專業(yè)技能和節(jié)能意識，加大宣傳力度，向人民群眾提供高效節(jié)能的水泵產(chǎn)品。引進(jìn)國外先進(jìn)的技術(shù)，進(jìn)行進(jìn)一步的研究，選擇優(yōu)秀的水力模型，研發(fā)出科學(xué)合理的水力設(shè)計方案，在設(shè)計的過程中，應(yīng)從水泵的可靠性、穩(wěn)定性等因素出發(fā)，進(jìn)行選擇性試驗，提高水泵的運行效率，減少水力的損失。在制造過程中，應(yīng)從整體出發(fā)，進(jìn)行全面控制，較小過流部件的粗糙程度，對縫隙進(jìn)行精心處理，提高水泵的使用效率，達(dá)到節(jié)能減耗的目的。
　　4.2.提高水泵系統(tǒng)節(jié)能
　　使用單位在注重提高水泵各個指標(biāo)的同時，應(yīng)關(guān)注水泵產(chǎn)品自身的節(jié)能，著力于從節(jié)能的角度開展系統(tǒng)工程設(shè)計，使整個系統(tǒng)在各個環(huán)節(jié)都能達(dá)到最佳的匹配效果，進(jìn)而提高水泵系統(tǒng)的使用效率和使用壽命。
　　4.3.水泵運行中的節(jié)能
　　水泵本身的效率提高了，整個水泵系統(tǒng)也進(jìn)行了節(jié)能的設(shè)計，但這只是一個方面，還有一個很重要的方面就是在水泵運行這一環(huán)節(jié)。在實際中經(jīng)常由于對水泵的使用不當(dāng)造成水泵不能高效地發(fā)揮自己的作用，再加上水泵的使用環(huán)境非常復(fù)雜，不同的環(huán)境需要不同的工藝流程和工藝參數(shù)，在使用過程中對這些方面都要靈活地進(jìn)行調(diào)節(jié)。比如在調(diào)節(jié)水泵系統(tǒng)時，要注意盡量降低能量的損耗，少用節(jié)流調(diào)節(jié)方式，可以從變角、變速、車削等角度去解決問題，以保證電機(jī)和水泵都能高效率地工作。在對水泵蠔安裝時，要根據(jù)具體使用環(huán)境所需，調(diào)整消耗葉輪的角度進(jìn)行變角調(diào)節(jié)，合理確定葉片安裝角，以便水泵可以高效率地工作。車削調(diào)節(jié)指通過車削葉輪直徑來對水泵的性進(jìn)行調(diào)節(jié)，這是消耗伯節(jié)能措施中最簡單、方面的一種，在車削調(diào)節(jié)中有一個常識就是車削葉輪前后的流量、揚程、軸功率與車削前后的葉輪直徑、直徑平方、直徑三次方成正比。在運用車削調(diào)節(jié)時要注意的一個問題就是調(diào)節(jié)要在一個安全的范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)，而不能無限制地進(jìn)行調(diào)節(jié)。變速調(diào)節(jié)是日常使用中最直接、最常用的一種調(diào)節(jié)方式，它不會產(chǎn)生功率的損耗，直接通過水泵轉(zhuǎn)速的變化來改變水泵的性能。在日常生活中主要實現(xiàn)方式有通過齒輪變速箱實現(xiàn)、通過皮帶傳動實現(xiàn)、通過變頻實現(xiàn)、通過電動機(jī)實現(xiàn)等等。在這些方式中最理想的方式是變頻調(diào)速，優(yōu)點是效率高、無級調(diào)整速、調(diào)速范圍廣，但在應(yīng)用的缺點是投資較高。 　　4.4.使用單位和個人在水泵使用中的節(jié)能
　　在使用過程中，使用單位和個人應(yīng)根據(jù)自身的需求，注重節(jié)能意識的樹立，選擇合適的水泵系統(tǒng)，實現(xiàn)節(jié)能減耗的目的。在運行過程中，應(yīng)加強(qiáng)對水泵的日常維護(hù)和保養(yǎng)，保證水泵系統(tǒng)的正常運行，通過日常的檢修發(fā)現(xiàn)水泵存在的問題，采取相應(yīng)的措施，及時解決水泵出現(xiàn)的問題，延長水泵系統(tǒng)的使用壽命，保持水泵高效的工作效率。
　　5.總結(jié)語
　　總而言之，水泵的節(jié)能是一項復(fù)雜、系統(tǒng)的工程，為了更好地做到節(jié)能減耗的目的，應(yīng)從水泵系統(tǒng)整體出發(fā)，建立健全的規(guī)范要求，制定詳細(xì)的措施，定時對設(shè)計人員進(jìn)行培訓(xùn)工作，培養(yǎng)設(shè)計人員的節(jié)能意識和素養(yǎng)，使設(shè)計人員能夠熟練掌握專業(yè)技能，對水泵同進(jìn)行有效的控制。引進(jìn)國外先進(jìn)的技術(shù)，對技術(shù)進(jìn)行深入的研究、創(chuàng)新，把一些新的工藝和新的設(shè)計方法應(yīng)用到生產(chǎn)中，不斷提高水泵的使用效率。對于水泵節(jié)能過程中存在的問題，應(yīng)采取相應(yīng)的措施，進(jìn)行及時的解決，促進(jìn)節(jié)能工作的開展。因此，為了實現(xiàn)社會走可持續(xù)發(fā)展的道路，我們應(yīng)采取戰(zhàn)略性眼光，減少節(jié)流損失，保證水泵始終能夠高效正常運行。
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