河南水泵厂集团有限公司 河南 郑州 450000
摘要：针对目前使用泵房水泵效率低、耗能严重的现状，在多年实践中对水泵进行技术革新，探索出一种适合施工企业排水特点的节能高效水泵，通过在工地的安装应用，实现了安全，节能、高效的技术目标。
关键词：水泵；节能高效；正压排水
目前我国水泵设计主要是沿袭传统的模型换算法和速度系数法，这些设计方法从某种程度上来说已经过时，因为这是建立在旧的水泵设计经验的基础上的，在设计过程中无法超越过去的设计水平，无法在效率提升上有所突破。再加上水泵设计单位对技术的资金投入和人员投入不足，水泵设计人员的创新动力不足、缺乏创新意识，从而导致了水泵产品的技术含量得不到一个质的提升，水泵本身的技术含量无法提升，节能工作自然也做不到。再加上水泵制造企业片面着重经济效益，而忽视了水泵的节能工作，国家也没有这方面的政策扶持和财政优惠，造成了水泵制造企业对水泵节能、提高水泵效率也没有积极性。
1、水泵在使用过程中待解决的问题
1.1水泵节能存在误区
在过去，人们对水泵节能的理解主要是提高水泵的各项效率指标，其实这是对水泵节能理解的一个误区，是一种片面的理解。我们所说的节能范围不只是一个效率指标，而且也包含水泵的性能的稳定性、水泵的寿命、对材料的节省等各个方面的因素。再就是具体到水泵的使用环境中，我们也要有针对性的进行节能设计，比如水泵的密封性能、水泵的水力性能、水泵的耐高温性能等，这些都要针对不同的环境，不用的用途进行设计。因此水泵的节能研究是一项非常复杂的工作，我们对节能概念的理解也不能过于片面，而要有一个全面的整体的理解。
1.2使用单位和个人的因素
使用单位和人人在采购水泵时，往往关注的是水泵是不是符合自己的需求，价格是不是比较便宜，而对水泵的节能技术指标，却并不是很在意。消费者的这种需求也打消了水泵设计单位和制造单位进行节能技术革新的积极性。并且很大一部分消费者在选择水泵时，要选用流量和容量过大的水泵，以确保可以满足自己的使用需要，这样的后果就直接造成水泵在使用过程中，实际运行效率远低于水泵的最高效率，一直不能在高效运转。另外在使用过程中，由于使用单位的管理和检查不严格，操作和养护不适当，维修的不及时等，使水泵在使用过程中经常出现故障，造成很多的能源浪费。
2、水泵运行中的节能
水泵本身的效率提高了，整个水泵系统也进行了节能的设计，但这只是一个方面，还有一个很重要的方面就是在水泵运行这一环节。在实际中经常由于对水泵的使用不当造成水泵不能高效地发挥自己的作用，再加上水泵的使用环境非常复杂，不同的环境需要不同的工艺流程和工艺参数，在使用过程中对这些方面都要灵活地进行调节。车削调节指通过车削叶轮直径来对水泵的性进行调节，这是消耗伯节能措施中最简单、方面的一种。在运用车削调节时要注意的一个问题就是调节要在一个安全的范围内进行调节，而不能无限制地进行调节。变速调节是日常使用中最直接、最常用的一种调节方式，它不会产生功率的损耗，直接通过水泵转速的变化来改变水泵的性能。在日常生活中主要实现方式有通过齿轮变速箱实现、通过皮带传动实现、通过变频实现、通过电动机实现等等。
改变水泵转速可以改变泵的性能曲线，在管路曲线保持不变的情况下，使工作点改变，这种调节方式称为变速调节。
以城市用水为例。用户所需水量是不均匀的，而且泵站在规划时，水泵的选型是按照最不利条件选定的，也就是按最大设计流量和设计扬程选定的。实际上在绝大部分时间里，水量都小于最大设计流量，水泵处在小流量下工作。我们从离心泵的特性分析中知道，离心泵的叶片都是后弯的，即β2＜90°，其特性曲线是向下倾斜的，扬程随流量的增加而减少时，如图1所示。反之，当水泵出水量减少时，水泵工作扬程将随之增大，由管路特性曲线知，流量减少时，水头损失减少，所以定速泵在绝大部分时间里处于扬程过剩状况，这部分剩余的扬程就造成了很大的能量浪费。如果采用调速技术，就可以使得水泵的流量与扬程适应所需水量和扬程的变化，下面分析调速泵的运行工况点，其实，以上对定速泵的分析完全用于调速泵，只是转速不同而已。
各式中：n1、n2分别为定速泵和调速泵的转速；
Q1、Q2分别为定速泵和调速泵的流量；
H1、H2分别为定速泵和调速泵的扬程；
P1、P2分别为定速泵和调速泵的轴功率。
这三个公式表示同一台叶片泵，当转速n变更时，其他性能参数将按上述比例关系而变，上面这三个例子为相似定律得一个特殊形式，称为比例律。对于水泵的使用者而言，比例律是很有用处的。它反映出转速改变时，水泵主要性能变化的规律。在后述的关于离心泵装置的变速调节工况内容就是应用此比例律来换算的。比例律在泵站设计与运行中的应用有两种情况：
㈠已知水泵转速为n1时的（Q-H）1的曲线（见图2），但所需的工况点并不在该特性曲线上，而在坐标点A2（Q2,H2）处，现问：如果需要水泵在A2点工作，其转速n2应该是多少？
由式（6-17）可以看出，凡是符合比例关系的工况点，均分布在一条以坐标原点为顶点的二次抛物线上。此抛物线称为相似工况抛物线（也称效率曲线）。
上述讨论可知，凡是效率相等各点的比值，均匀常数k值可画出一条效率相等、工况相似的抛物线。也就是说，相似工况抛物线上，各点的效率都是相等的，但是，实际上根据试验指出，当水泵调速的范围，超过一定值时，其相应点的效率就会发生变化。实测的等效率曲线与理论上的等效率曲线是有差异的，只在高效段范围内两者才吻合，尽管如此，在工程实践中采用的调速方法，还是大大扩展了叶片泵的高效率工作范围。
3、结论
通过上述分析可看出，海水泵进行高压变频改造后，不仅节约了大量电能，而且使电机实现了真正的软启动，减小了对海水管道、调节阀、ORV的水力冲击和磨损，使系统的运行更安全可靠，并且可大幅度节省这些设备的维护费用，降低接收站的生产成本。因此，海水泵实施高压变频技术改造，可优化接收站的生产操作模式，降低能耗。
参考文献
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[2]王惠君．高压变频器在给水泵电机上的应用及节能分析[J]有色冶金节能，2016年，06期．
[3]GB/T24625-2009 变频器供电同步电动机设计与应用指南[J] 2009.
论文作者:薛津,张焜,杨青青,张楠,张阳阳
论文发表刊物:《防护工程》2019年11期
论文发表时间:2019/9/2
标签：水泵论文; 节能论文; 扬程论文; 效率论文; 工况论文; 转速论文; 曲线论文; 《防护工程》2019年11期论文;