循環(huán)水泵的節(jié)能技術(shù)與應(yīng)用

作者： 2015年09月07日 來(lái)源：互聯(lián)網(wǎng) 瀏覽量：
字號(hào)：T | T
目前我國(guó)的水泵運(yùn)行效率總體偏低，水泵的給定效率多數(shù)比發(fā)達(dá)國(guó)家產(chǎn)品低5-10%，實(shí)際使用效率比發(fā)達(dá)國(guó)家低10-30%，能耗浪費(fèi)嚴(yán)重，運(yùn)行效率有較大的提升空間。但提高水泵的能源利用效率仍然面臨嚴(yán)重挑戰(zhàn)。
    隨著中國(guó)加入WTO，以及對(duì)PM2.5指數(shù)的發(fā)布，節(jié)能環(huán)保逐漸成為一個(gè)企業(yè)的重要議題，在生活中，作為社會(huì)的每一個(gè)人，無(wú)時(shí)無(wú)刻不在感受著能源技術(shù)的發(fā)展給生活的每個(gè)層面所帶來(lái)的變化，但是能源的不斷消耗，如何以更低的能源消耗，來(lái)支持經(jīng)濟(jì)的發(fā)展成為了一個(gè)能源管理的重要任務(wù)。
　　根據(jù)通用機(jī)械工業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，水泵耗電量占我國(guó)發(fā)電量的20%左右，水泵已經(jīng)廣泛應(yīng)用于社會(huì)發(fā)展的各個(gè)領(lǐng)域，成為能耗大戶之一。水泵作為工業(yè)流體輸送的核心設(shè)備，占據(jù)著耗能的主要部分，已經(jīng)成為節(jié)能工作首先需要解決的問(wèn)題。因此，水泵行業(yè)的節(jié)能勢(shì)在必行，水泵運(yùn)行效率的提升對(duì)于節(jié)能減排有著重大影響。
　　目前我國(guó)的水泵運(yùn)行效率總體偏低，水泵的給定效率多數(shù)比發(fā)達(dá)國(guó)家產(chǎn)品低5-10%，實(shí)際使用效率比發(fā)達(dá)國(guó)家低10-30%，能耗浪費(fèi)嚴(yán)重，運(yùn)行效率有較大的提升空間。但提高水泵的能源利用效率仍然面臨嚴(yán)重挑戰(zhàn)。
　　1）對(duì)水泵的節(jié)能問(wèn)題認(rèn)識(shí)不足，影響水泵的節(jié)能效果。一是水泵的制造單位注重追求企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)節(jié)能工作積極性不高，并擁有較大的市場(chǎng)。二是水泵使用單位不關(guān)心水泵的節(jié)能技術(shù)指標(biāo)，只是關(guān)心產(chǎn)品能否滿足使用要求，價(jià)格是否低廉。為了保險(xiǎn)起見(jiàn)，使用單位往往選用流量和揚(yáng)程余量過(guò)大的水泵，大馬拉小車(chē)，致使水泵不能在高效區(qū)運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)際運(yùn)行效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于水泵的最高效率。三是傳統(tǒng)的節(jié)能概念主要是提高水泵的效率指標(biāo)，實(shí)際上水泵的節(jié)能內(nèi)容還包括水泵性能的持久性，延長(zhǎng)水泵的大修期、維修比和壽命，水泵的節(jié)材，提高水泵的系統(tǒng)效率，減少水泵對(duì)環(huán)境的污染等。
　　2）目前國(guó)內(nèi)水泵設(shè)計(jì)單位采用的水泵設(shè)計(jì)方法主要是過(guò)去傳統(tǒng)的速度系數(shù)法和模型換算法，這些方法建立在已有設(shè)備設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，在效率方面超過(guò)已有水平的可能性不大。
　　3）科研開(kāi)發(fā)投入不足，科研與生產(chǎn)缺乏有機(jī)的結(jié)合，相當(dāng)一部分水泵制造廠缺乏科研手段，而研究手段和人才齊備的科研單位和高校的科研成果又缺乏產(chǎn)品化的渠道。
　　4）生產(chǎn)工藝落后，型線誤差大，過(guò)流表面粗糙。目前我國(guó)水泵大多采用木模整體鑄造。由于中、高比轉(zhuǎn)速離心泵葉片扭曲，造型起模困難，造型誤差較大。
　　5）水泵的使用條件比較復(fù)雜，需要水泵具備各種性能，例如水泵的水力性能技術(shù)指標(biāo)、水泵的材料、密封性能、可靠性、總體結(jié)構(gòu)以及耐高溫性能等。有些性能又是不便于試驗(yàn)室檢測(cè)的，即使能夠檢測(cè)，費(fèi)用也特別昂貴，而這些性能又與水泵系統(tǒng)節(jié)能有著重要聯(lián)系，這種復(fù)雜性嚴(yán)重影響節(jié)能工作的進(jìn)一步發(fā)展。
　　6）現(xiàn)階段我國(guó)對(duì)節(jié)能泵產(chǎn)品的生產(chǎn)還沒(méi)有太多的優(yōu)惠政策，高效節(jié)能泵產(chǎn)品價(jià)格偏高，缺乏使用市場(chǎng)。
　　根據(jù)全國(guó)第三次工業(yè)普查公布的統(tǒng)計(jì)數(shù)字，我國(guó)水泵的總裝機(jī)容量約為1000萬(wàn)Kw，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占比很大，節(jié)能潛力很大。我國(guó)泵的用電量約占全國(guó)用電量的20.9%。和國(guó)外相比，我國(guó)沒(méi)有改造的泵類(lèi)產(chǎn)品的效率平均比國(guó)外低3-5%，而整個(gè)系統(tǒng)的效率同比低20%左右，所以存在非常大的節(jié)能潛力。國(guó)內(nèi)大量研究和成功的案例表明，應(yīng)用系統(tǒng)方法，在對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行全面測(cè)試分析的基礎(chǔ)上，應(yīng)用最合適的手段對(duì)泵系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，可以達(dá)到30-50%的節(jié)能效果。由此可見(jiàn)，我國(guó)的泵系統(tǒng)節(jié)能市場(chǎng)空間巨大，有很大的開(kāi)發(fā)潛力。
　　目前，國(guó)內(nèi)主要的水泵節(jié)能主要有以下幾種節(jié)能技術(shù)：切割葉輪、變頻技術(shù)、三元流技術(shù)和專(zhuān)用節(jié)能泵，下面我們來(lái)分析一下這幾種節(jié)能技術(shù)的特點(diǎn)。
　?、佟⑶懈钊~輪節(jié)能
　　眾所周知，在離心式水泵的構(gòu)造中，決定水量大小和揚(yáng)程高低的一個(gè)重要部件就是葉輪。其工作原理是高速旋轉(zhuǎn)的葉輪帶動(dòng)其內(nèi)部的液體旋轉(zhuǎn)，從而產(chǎn)生離心力。我們?cè)诔踔形锢碚n上就學(xué)過(guò)，決定離心力大小的一個(gè)重要因素是旋轉(zhuǎn)半徑，從這我們就可以看出，一旦一個(gè)離心泵的葉輪被切割，也就是將葉輪的直徑變小，那么該葉輪的內(nèi)部的液體的離心力肯定會(huì)變小，其后果只能是造成水泵的流量、揚(yáng)程等參數(shù)下降，可能對(duì)安全生產(chǎn)造成隱患。
　?、?、變頻節(jié)能技術(shù)
　　變頻的主要工作原理是依靠變頻改變水泵驅(qū)動(dòng)電機(jī)的頻率，降低電機(jī)的轉(zhuǎn)速來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)能的效果，其主要應(yīng)用的范圍是：①該電機(jī)的負(fù)荷隨生產(chǎn)工況的需要呈現(xiàn)周期性的變化，在這種工況下，當(dāng)生產(chǎn)負(fù)荷降低時(shí)，該電機(jī)的負(fù)荷也隨之降低，運(yùn)用變頻技術(shù)就可以使該電機(jī)在此時(shí)的轉(zhuǎn)速降低，從而達(dá)到節(jié)能的效果，但若是在運(yùn)行工況比較平穩(wěn)的系統(tǒng)中，變頻技術(shù)的節(jié)能率會(huì)明顯下降。②適應(yīng)于某些循環(huán)水系統(tǒng)因設(shè)計(jì)參數(shù)富余量較大的水泵，即所謂的“大馬拉小車(chē)”時(shí)，才有一定的效果，在這種工況下，依靠變頻改變泵電機(jī)的頻率，降低泵的轉(zhuǎn)速，調(diào)整水泵Q、H值工況點(diǎn)，使水泵的實(shí)際流量值低于水泵的額定流量值，以此來(lái)達(dá)到節(jié)能的目的。
　　離心泵是以水力特性最佳條件下的比轉(zhuǎn)速作為相似準(zhǔn)則進(jìn)行設(shè)計(jì)的，每一種泵的流道水力模型的幾何尺寸必須與它的設(shè)計(jì)參數(shù)Q（流量）、H（揚(yáng)程）、r/min（轉(zhuǎn)速）一一對(duì)應(yīng)才能產(chǎn)生水泵的最終效率。因此，泵葉輪水力模型及幾何尺寸不可能隨轉(zhuǎn)速改變而相應(yīng)改變，所以變頻調(diào)速使泵的額定轉(zhuǎn)速降低，隨之泵的輸出流量減小，泵的揚(yáng)程降低，泵實(shí)際效率降低，并遠(yuǎn)低于該泵原效率值。
　　當(dāng)工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)選用的循環(huán)水泵的性能參數(shù)Q、H值富余量不大時(shí)，如果采用變頻調(diào)速將泵的實(shí)際參數(shù)Q、H值變小，可能會(huì)造成水泵流量減小值過(guò)大，系統(tǒng)冷卻水量不足，造成冷卻水系統(tǒng)水溫升高。
　?、廴骷夹g(shù)
　　三元流技術(shù)就是把葉輪內(nèi)部的三元立體空間無(wú)限地分割，通過(guò)對(duì)葉輪流道內(nèi)各工作點(diǎn)的分析，建立起完整、真實(shí)的葉輪內(nèi)流動(dòng)的數(shù)學(xué)模型。
　　通過(guò)這一方法，對(duì)葉輪流道分析可以做得最準(zhǔn)確，反映流體的流場(chǎng)、壓力分布也最接近實(shí)際。葉輪出口為射流和尾跡（漩渦）的流動(dòng)特征，在設(shè)計(jì)計(jì)算中得以體現(xiàn)。因此，設(shè)計(jì)的葉輪也就能更好地滿足工況要求，效率顯著提高。但是，如果單純的將普通水泵的葉輪更換為三元流葉輪，其節(jié)能效果可能不能達(dá)到預(yù)期，因?yàn)樵诒脷ぜ捌渌考家呀?jīng)定型的情況下，單獨(dú)的三元流葉輪不能改變整個(gè)水泵內(nèi)部所有的過(guò)流部件的水阻力和水損失。
　　④、節(jié)能專(zhuān)用水泵：
　　節(jié)能專(zhuān)用水泵專(zhuān)為各類(lèi)型循環(huán)水系統(tǒng)量身定做，其綜合利用各項(xiàng)技術(shù)，將虹吸原理、三元流技術(shù)及技術(shù)專(zhuān)利完美的結(jié)合在一起，并將節(jié)能專(zhuān)用水泵從設(shè)計(jì)、開(kāi)模、鑄造、加工全過(guò)程把關(guān)控制，使其設(shè)計(jì)合理、開(kāi)模符合設(shè)計(jì)要求，再應(yīng)用先進(jìn)的鑄造工藝，減少鑄造誤差，最終通過(guò)精心加工、打磨，使最終的產(chǎn)品與設(shè)計(jì)理念相吻合，達(dá)到最佳狀態(tài)。
　　流體在節(jié)能專(zhuān)用水泵內(nèi)部循環(huán)時(shí)，可呈現(xiàn)相對(duì)規(guī)則的流動(dòng)狀態(tài)，減小進(jìn)口沖擊、出口尾跡脫流等損失，極大的避免了紊流的出現(xiàn)，減少了普通泵單通道水力模型設(shè)計(jì)中流體的撞擊和脫流，并且避免水在葉片之間形成回流，使水在葉輪間的流動(dòng)更接近設(shè)計(jì)狀態(tài)，提高了水泵流量，減少了無(wú)用功，，降低了能耗，提高了水泵效率。運(yùn)用這種技術(shù)的水泵可以在流量不發(fā)生任何改變的情況下使水泵的有效軸功率顯著減小，而且完全滿足工業(yè)系統(tǒng)滿負(fù)荷運(yùn)行工況，不會(huì)使冷卻水系統(tǒng)的水溫升高，具有高效率，不改變系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)，對(duì)正常的生產(chǎn)工作沒(méi)有任何影響。
全球化工設(shè)備網(wǎng)（http://www.bhmbl.cn ）友情提醒，轉(zhuǎn)載請(qǐng)務(wù)必注明來(lái)源:全球化工設(shè)備網(wǎng)！違者必究.

標(biāo)簽：循環(huán)水泵

分享到：
免責(zé)聲明：1、本文系本網(wǎng)編輯轉(zhuǎn)載或者作者自行發(fā)布，本網(wǎng)發(fā)布文章的目的在于傳遞更多信息給訪問(wèn)者，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點(diǎn)，同時(shí)本網(wǎng)亦不對(duì)文章內(nèi)容的真實(shí)性負(fù)責(zé)。
2、如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)和其它問(wèn)題，請(qǐng)?jiān)?0日內(nèi)與本網(wǎng)聯(lián)系，我們將在第一時(shí)間作出適當(dāng)處理！有關(guān)作品版權(quán)事宜請(qǐng)聯(lián)系：+86-571-88970062