（佛山市南海九江自来水有限公司 广东佛山 528203）
摘要：电机水泵是一种常见的机械设备，用于输送液体，或是增加液体输送压力，以此来满足机械生产需要。但是，由于传统技术限制，电机水泵的节能效果较差，不可避免的加剧能源损耗，违背了新时期可持续发展战略要求。故此，为了迎合现代社会发展需要，推动电机水泵节能降耗改革很有必要，提升资源利用率，确保电机水泵稳定运行。本文就电机水泵节能降耗应用展开分析，结合实际情况，提出合理的措施予以实践，编制节能降耗可行性方案，以便于为后续的社会生产生活提供支持。
关键词：电机水泵；节能降耗；应用；无功补偿
电机水泵数量众多，分布较为广泛，对于社会生产生活影响较大。在国民经济持续增长下，电机水泵的应用规模随着扩大，但是在长期使用中可能受到锈蚀、腐蚀和损坏，导致水泵运行效率下降，浪费能源，并且电机水泵的使用寿命也将大大缩短。如何提升电机水泵运行效率，应该根据实际生产需要编制合理的电机水泵节能降耗方案，以便于推动技术创新，在实践应用中做出更大的贡献。通过电机水泵节能降耗改革分析，是提升水资源利用率的必然选择，对于全面践行可持续发展战略具有积极意义。
一、水泵概述
输泵是一种输送液体以及增加液体输送压力的机械设备，可以将机械能和其他能量传输给液体来增加输送压力，用于自来水输送。水泵技术在不断发展和创新下，水泵性能大大提升，可以较好的满足社会生产生活需要。水泵性能评估参数多样，包括水功率、吸程、扬程、流量和轴功率等，不同工作原理下可以分为容积水泵和叶片泵几种[1]。其中叶片泵通过回转叶片和水之间的作用力，进一步细化为混流泵、轴流泵和离心泵。为了提升资源利用效率，满足节能减耗需要，应该进一步优化泵站设计，选择高效的水泵，将原本老旧的水泵技术更换；安装无功补偿兼铝箔装置和变频器，并且在科学调度下全面提升泵组运行效率。
二、电机水泵运行效率下降的原因
电机水泵在长期运行中，由于锈蚀、腐蚀和老化，会影响到水泵的运行效率，具体原因表现在以下几个方面。
（1）水流长期冲刷作用，导致水泵留到内壁粗糙不平，叶轮过水面磨损老化，加剧水泵内流道摩阻系数，水头损失严重，水力效率也将大大下降。
（2）泵前投加药物或是水质因素影响，泵壳积垢问题较为严重，可能导致泵壳壁厚度增加2mm左右，形成垢瘤，泵体容积和抽水量随之减小，加之流道粗糙加剧水头损失[2]。
（3）水泵加工工艺导致水泵缺陷，相较于质量过关的水泵而言会出现更为严重的腐蚀、磨损和汽蚀问题，加之工艺铸造缺陷，导致泵流道产生裂缝，水流动会加剧能量损失，降低水力效率。
（4）叶轮表面汽蚀，主要是由于叶片背水面产生的负压，压力小于某个标准值时则会产生蜂窝和汽穴问题，尤其是在电化学腐蚀下逐步侵蚀泵叶。
（5）机械损失和容积损失，长时间运行下，由于机械磨损加剧水资源漏失，机械效率和容积效率随之下降。也正是因为这些原因，导致水泵性能和效率下降，加剧水资源损失[3]。
三、电机水泵节能降耗的实践应用
（一）无功补偿装置
无功补偿在电机水泵节能降耗中应用，是降低能耗的主要方式，实际应用效果可观。当前电网输出功率包括有功功率和无功功率两种，有功功率直接消耗电能将其转化为机械能、热能与化学能，并利用这些能做功。无功功率则是不消耗电能，而是将电能转化为另一种形式的能，实现与电能周期性转换，为电气设备稳定运行奠定基础。电容器建立电厂需要占用电能，电磁元件的磁场建立同样需要占用电能。需要注意的是，电容元件按照特定比例在电磁元件电路中安装时，会出现电容和电感部分电流抵消的现象，二者之间的夹角随之缩小。通过无功补偿装置，在统一电路上将有容性功率负荷的装置与感性功率负荷装置联接，实现两种负荷间的交换[4]。这种方式，可以让容性负荷输出的无功功率补偿给感性负荷，提供无功功率支持，以此来实现无功补偿。
通过无功补偿应用，可以降低电力损失，动力配线电力损耗通常在2%～3%左右，使用电容后可以提升功率因素，降低总电流，将用电端和供电段的电能损失降到最小。借助无功补偿提升功率因数的同时，改善供电品质，降低负载总电流，同时还可以提升二次侧电压。依托于无功补偿改善功率因数，减少线路总电流，无论是变压器还是饱和开关的容量负荷均会有所降低，延长电气设备的使用寿命。满足无功补偿监测标准，规避功率因数过低被罚款。
（二）前置泵低压变频调速技术
尚未使用高压变频器前，管网的水压调节主要是借助人工开停一台中泵即可，由于水压波动会出现较差的调节线性度，加剧能量损失。加之水泵频繁启停，供水可靠性也将随之下降，为机组稳定运行埋下一系列隐患[5]。安装高压变频器后，调节管网水压，减少水泵人工频繁开停，促使供水适中保持恒压状态。依据水泵自身调速特性，控制水泵出水量和电机能耗，以此来实现水泵节能降耗目的。
图1 变频改造示意图
前置泵低压变频调速技术的应用，则是基于双泵串联，促使注水泵工作点始终处于最高泵效状态，提升水泵系统运行效率，满足节能降耗需要。注水泵和增压泵串联，通过小变频调速系统看来调节小功率增压泵，自动化调节和控制到功率注水泵。工频泵和变频泵同时运行过程中，要求变频泵最低频率在40Hz以上，满足水泵运行需要同时，实现出水量的连续调节，满足节能降耗要求。如果频率不高，可能导致水泵整体运行效率下降，管网系统对扬程要求无法得到满足，水泵出现过流问题。通过长期实践经验可以了解到，工频泵和变频泵在同步运行中，将最低频率控制在40Hz以上，满足水泵节能运行需要的同时，最大程度上降低供水成本。
结论：
综上所述，节能降耗是当前社会各界普遍共识，推行电机水泵节能降耗，是降低水资源损耗和运行成本，提升资源利用率的必然选择。这就需要注重电机水泵技术改造，通过前置泵低压变频调速技术和安装无功补偿装置实现，不仅可以提升水泵性能和运行效率，还可以带来更大的经济效益和环保效益，朝着低碳方向转型发展。
参考文献：
[1]路培林.电厂循环水泵电机双速改造的技术应用和节能分析[J].城市建设理论研究(电子版),2018，21(25):12.
[2]钱俊杰.发电厂循环水泵电机变极调速节能改造[J].节能,2018,37(07):35-37.
[3]郭清钢.高扬程电力提灌工程中节能降耗措施的创新研究[J].农业科技与信息,2018，26(11):81-82.
[4]邱英.建筑给排水水泵电机系统中变频调速节能控制的应用[J].福建建材,2018，10(04):100-101.
[5]翁国伟.变频调速节能控制在水泵电机系统中的应用研究[J].科技资讯,2012，23(23):134-135.
论文作者:曾挺基
论文发表刊物:《科技研究》2019年5期
论文发表时间:2019/7/23
标签：水泵论文; 电机论文; 节能降耗论文; 功率论文; 效率论文; 电能论文; 损失论文; 《科技研究》2019年5期论文;