水泵節(jié)能降耗措施的實踐與探討

一、概述

電能是水廠日常生產(chǎn)中最主要的能源。經(jīng)分析，電費可占水廠總生產(chǎn)成本的80%，甚至更多，而在全廠的總用電量中，水泵的用電量占到90%以上，可見水泵為水廠的主要能耗設(shè)備。要想降低水廠的能耗，首先要減少水泵的能耗。

目 前，減少水泵能耗的措施主要有以下幾種：優(yōu)化泵站設(shè)計，選用高效水泵；科學(xué)調(diào)度，提高泵組運行效率；及時淘汰更換役齡過長、效率低下的機泵設(shè)備；適當(dāng)調(diào)整水泵葉輪直徑，改變水泵性能曲線，使水泵在新工況下高效運行；對水泵流道使用新型涂層材料，提高水泵葉輪、泵殼的表面光潔度，提高運行效率。

二、水泵節(jié)能降耗措施實踐

南洲水廠電能的消耗主要集中在取水泵站、提升泵站和送水泵站等生產(chǎn)用電環(huán)節(jié)上。自2004年投產(chǎn)運行以來，南洲水廠積極探索實踐，尋求有效的減少水泵能耗的方法，取得了一定的成績，具體實踐如下：

1、選擇效率高、高效范圍寬的水泵

2006 年，在西海取水泵站二期填平補齊項目中，通過對原有的RDL600-710A和RDL900-1150型水泵的性能及實際管道特性曲線進行多次測試和分 析，確定水泵的選型參數(shù)，最終大膽選擇了佛山市安德里茨水泵廠生產(chǎn)的SFWP40-900CD型水泵二臺，通過現(xiàn)場實際性能測試分析顯示，該泵的效率可達 88%～93%。

2、科學(xué)調(diào)度，優(yōu)化機組運行

南洲水廠送水泵站共有6臺32SAP-10型水泵、2臺40SAP－11型 水泵和1臺24SA-10水泵。通過對送水泵站泵組運行情況進行單機性能測試后，發(fā)現(xiàn)在泵站實際工況下，除1臺24SA-10型水泵效率為70％外，6臺 32SAP-10型和2臺40SAP-11型水泵效率均達到80％以上，但均未達到原設(shè)計要求，初步分析認為影響泵站運行效率的原因是：目前南洲水廠的供水總量約為85萬噸/日，還未達到原100萬噸/日的設(shè)計要求，水泵的揚程和流量均低于原設(shè)計要求，故此，水泵的運行工況往往偏離了高效運行區(qū)，從而使配水單位電耗升高。

根據(jù)以上分析，結(jié)合送水泵站實際情況 ， 南洲水廠制定了合理的機組優(yōu)化運行要求，以達到節(jié)能降耗的效果，具體如下：

（1）24SA-10型水泵效率較低，僅作水量和壓力調(diào)節(jié)用，不作主力機組使用；

（2）40SAP－11型水泵的高效區(qū)較為寬闊，而且適合于偏低揚程大流量的工況，所以在目前的工況下，該類型機組可作送水泵站主力機組使用；

（3）32SAP－10型水泵的高效區(qū)雖然比較狹窄，但是若在偏高揚程的工況條件下，使用效果與40SAP-11型水泵基本相同，該類型機組適宜在白天高峰供水時使用，而且位于泵房中間4臺水泵出水條件較好，適宜多開；

（4）送水泵站配有1600kW的同步電機4臺，而每臺同步電機伺服系統(tǒng)均配有勵磁裝置，經(jīng)有關(guān)部門同意后，將電機的勵磁電流由原來的230A調(diào)整為180A。經(jīng)過調(diào)整后的運行泵組，既節(jié)約了用電量，又可以使電機和水泵的效率不受影響。

3、對水泵進行葉輪切削改造

南 洲水廠送水泵站1#、3#、5#、6#、7#、9#共6臺32SAP-10型水泵，其中，1#、6#泵配用1600kW異步電機，3#、5#、7#、9# 配用1600kW同步電機，水泵的額定揚程為48米；4＃、8＃泵是40SAP－11型水泵，配用1600kW異步電機，水泵的額定揚程為46.5 米；2＃泵是需更換的24SA-10水泵。

經(jīng)過統(tǒng)計分析，2005-2007年6月南洲水廠送水泵站的平均壓力為0.43MPa。另外， 公司調(diào)度室從社會用水需求的實際情況出發(fā)，結(jié)合公司節(jié)能降耗的總體目標(biāo)，從2007年7月18日開始，對南洲水廠的出廠水水壓以及水量進行了適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。泵站平均壓力由原來的0.43 MPa降低至平均0.40 MPa，最低時只有0.38 MPa，日供水量由原來的平均93萬m3降低至平均82萬m3。

顯 然，送水泵站水泵都已偏離原設(shè)計的高效運行區(qū)域，為了使泵組重新回到高效區(qū)域運行，并實現(xiàn)更加靈活的搭配運行，南洲水廠通過分析計算逐步對送水泵站水泵進行了葉輪切削，1#、3#、5#、6#、9#泵葉輪直徑由D2 =880mm，切削至D2=860 mm，7#泵葉輪直徑由D2=880mm，切削至D2=840 mm。

經(jīng)統(tǒng)計分析，葉輪切削后，通過調(diào)整泵組運行搭配，送水泵站的千立方米水電耗比切削前降低了約3 kWh/dam3。

4、更換效率低的水泵

南洲水廠送水泵站2#泵為24SA-10型水泵，由于該泵的原設(shè)計工況已經(jīng)與生產(chǎn)實際嚴重不符，導(dǎo)致實際運行效率只有70%，且該泵已服役超過25年，許多零部件及泵殼內(nèi)腔均出現(xiàn)不同程度的磨損，因此廠部決定對該泵組整體進行淘汰更新。

根據(jù)該泵的實際運行情況，南洲水廠有目的地進行了多次調(diào)查研究，結(jié)合生產(chǎn)運行數(shù)據(jù)進行了綜合分析，重新確定了新泵的運行工況點，最終確定選用長沙水泵廠生產(chǎn)的32SAP-13A型水泵，更換新泵后，其理論節(jié)能效果對比見表1。

從表1可以看出，更新改造后，該泵節(jié)能效果非常明顯，每年可節(jié)約電費約45.2萬元。

通過以上水泵節(jié)能降耗實例的分析，充分證明了南洲水廠在水泵節(jié)能方面采取的各種措施是合理可行的，節(jié)能效果也是很明顯的。在今后的節(jié)能工作中，我們將進一步實踐使用新型涂料、采用變頻技術(shù)等措施，做好水泵的節(jié)能降耗工作。

三、新技術(shù)的探討

1、新噴涂材料的使用

近年來，國內(nèi)逐漸出現(xiàn)了一種利用新型涂料對水泵進行噴涂的技術(shù)，該技術(shù)采用超滑金屬涂層材料對水泵進行涂抹改造，通過增加葉輪及泵殼的表面光潔度，改善水流在泵殼內(nèi)的流動狀況，減少阻力，從而達到提高水泵效率、減少能耗的效果。

根據(jù)調(diào)研，自2000年以來，公司先后在西洲水廠、西村水廠等各水廠進行了水泵噴涂試驗和改造，從試驗和改造效果看，噴涂后的水泵效率可提高1%～2%左右。因此，南洲水廠計劃在今后的水泵節(jié)能工作中，根據(jù)水泵自身狀態(tài)及運行工況對水泵進行噴涂改造。

2、采用新的密封技術(shù)

水 泵在工作過程中有一部分能量損失，其中包括機械磨損、容積損失和水力損失，機械損失是指水泵的軸套密封摩擦、軸承摩擦、葉輪表面（下轉(zhuǎn)第34頁）（上接第 14頁）與液體摩擦等。目前，國內(nèi)出現(xiàn)了采用新密封填料及技術(shù)來降低水泵軸套密封的摩擦，從而達到提高水泵效率、節(jié)能降耗的目的。

這種新 密封技術(shù)是用注入式密封填料（即軟性填料）替代目前常用的石墨盤根填料。注入式密封填料使用時，用專用的油壓注入槍注入水泵填料函內(nèi)，在水泵軸旋轉(zhuǎn)過程中，部分填料附著在軸套上，形成“旋轉(zhuǎn)層”；另一部分則與填料函內(nèi)壁接觸，形成“不動層”，這樣泵軸旋轉(zhuǎn)的摩擦發(fā)生在填料的內(nèi)部，而軸套與填料函內(nèi)壁無摩 擦，不但避免了軸套的磨損，同時提高了水泵的效率，減少水泵能耗。

據(jù)了解，公司2003年曾在西洲水廠、西村水廠、江村水廠等共6間水廠進行了水泵改用注入式密封填料（即軟性填料）試驗及改造，試驗結(jié)果顯示，改用軟性填料后，不但提高了水泵運行的可靠性，也給水泵的日常維護和管理帶來了方 便，同時也使水泵的運行效率有一定的提高，減少了水泵能耗。鑒于用注入式填料密封技術(shù)的優(yōu)點及發(fā)展前景，南洲水廠計劃在今后的節(jié)能工作中實踐該技術(shù)。

四、結(jié)束語

水泵的節(jié)能降耗，關(guān)鍵是保證水泵盡量在高效區(qū)運行。因此，我們要加強基礎(chǔ)管理，對機泵設(shè)備進行勤檢修、勤維護，保持設(shè)備的高效運行，從而減少無謂的能耗。另外，我們應(yīng)在理論與實踐相結(jié)合的條件下不斷探索，大膽引用新技術(shù)，尋找更合理、經(jīng)濟的節(jié)能措施。

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