摘要：本文首先对自来水厂的能耗过大问题产生的原因进行了分析，提出了水中物质与药剂腐蚀作用、叶片背水面负压问题和机泵设备加工工艺等方面因素所产生的影响；其次，提出了自来水节能泵厂能耗优化的具体运行与管理策略，希望可以为相关领域研究人员提供参考。
关键词：自来水厂；节能降耗；设备保养；切割改造
前言：
在我国现代化城市建设进程中，自来水厂需要在为城市提供健康干净的日常生活和生产用水之外，还需要从根本上降低能源消耗。自来水厂当中大部分的能源消耗都集中在电力方面。因此，从电力系统着手，分析出能耗居高不下的原因，并采取相应措施加以解决，是该领域工作人员的工作重点之一。
一、自来水厂能耗产生的原因分析
（一）水中物质与药剂的腐蚀作用
机泵设备是自来水厂中最为关键的一项设备，对于系统内部的供水与污水处理等方面，都具有重要的作用。在实际的使用过程中，需要将电能转化为机械能，实现液体输送。但是自来水厂当中的机泵设备，在长期使用中，会明显地受到水中物质腐蚀作用，如果此种问题未能得到及时清理，可能会出现严重的锈蚀问题。严重的锈蚀问题会导致泵轮与泵壳的表面处于不规整和不平滑的状态，部分区域可能还会出现明显的凹凸问题，因此，设备自身的摩擦系数会明显增大，设备在运行过程中所消耗的电能也有所增加。不仅增加了能耗，同时还使设备的整体运行效率降低。除了受到水流的冲刷作用之外，设备在运行的过程中，还会受到水中药剂的腐蚀作用。比如，部分自来水厂会在水处理环节中，根据原本水质的情况，加入适量的药物，以此达到改善水质的目的。此种处理方式会改善水质，但是药剂的投入会使的机泵内部产生严重的积垢问题。当积垢不断增加，会使泵壳的内壁厚度增加，最终会导致设备的水力效率降低，因此会增加自来水厂的运行能耗。
（二）叶片背水面的负压作用
自来水厂所使用的机泵设备在运行的过程中，机泵叶片的背水面会在运转中产生负压。此种情况会导致气穴与蜂窝表面产生。在电化学腐蚀的作用下，叶轮表面会出现明显的汽蚀，导致设备的能耗较比以往大大增加。如果在运行的过程中，工作人员不能够根据实际的运转需求，对机泵的运转速率进行优化控制，同样也会使叶片背水面的负压作用不断加剧，最终会影响设备的整体运行效率，同时还会增加设备的运转负担，长此以往，便会加大设备的运转能耗，同时还会影响到自来水厂的水质。通过更进一步地分析还可以得出，机泵设备在水流的长期冲刷作用下，管道内部的管壁和叶轮，都会因为水流的腐蚀而变得更为粗糙，所以，内流导阻力增大，会使得设备的效率降低，整体能耗便会随之上升。
（三）机泵设备加工工艺的影响
除了前文提到的两种因素之外，机泵设备自身的加工工艺，也会在一定程度上，影响到自来水厂的运行能耗。粗糙的水泵产品会导致设备在运转中所需要消耗的能源增多，因此便会增加设备运行能耗。同时，此种问题的水泵产品还会影响泵体的容积以及机泵流体的流动速度。如果不能得到合理地控制，会导致机械设备磨损进一步加大，同时还会降低水泵的使用性能，导致运行效率不佳，增加自来水厂的运行能耗。因此，在今后的自来水厂管理工作中，需要重点关注到设备加工的工艺对于自来水厂整体运行能耗所产生的影响。通过优化工艺技术，改良设备的加工模式，以此达到减少能源效果，节约自来水厂运行成本的目的。不仅如此，通过改良水泵的工艺技术，还可以充分地降低设备在运行中对环境所能造成的污染，将地能源不合理使用与废弃物的不合理排放，提高了自来水厂的环境友好程度。
二、自来水厂节能降耗优化运行策略
（一）保证机泵设备选择的合理性
从现阶段自来水厂机泵设备的选择情况来看，选用的设备类型以离心泵为主。为了保证水泵设备选用的合理性，首先应该掌握离心泵的运行原理，即：在水泵开始运行工作之前，需要将泵以及进水管灌满水。确定离心泵的运行状态，当发现设备开始正常运行时，在叶轮的高速旋转所产生的离心力作用下，叶轮流道内的水会随之甩向四面八方，压入蜗壳，并在叶轮的入口位置处形成真空。在此基础上，水池内的水会在大气压的作用下逐渐沿着吸水管吸入，进而填补这个空间，同时吸入的水会经由蜗壳被叶轮甩出[1]。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆由此可见，自来水厂相关设备的运行核心主要在于离心泵叶轮的高速旋转，经由离心泵设备的连续吸水与压水，促使水向上推压。如果选择的叶轮片与泵壳构造良好，则水流状态也会得到保证，机泵的效率也会随之得到改善。这种情况下，在水泵设备的选用过程中，应该尽可能选择具有良好性能的叶轮片以及泵壳构造的机泵设备，同时保证水泵自身的更换效率低，选择高效与范围宽的设备，使机泵运行可以一直处于高效区间，从而实现促进机泵效率提升和降低能源消耗的目标。
（二）提高对机泵设备保养工作的重视
强化对自来水厂节能降耗优化运行工作的重视具有重要的现实意义。在具体的控制工作，综合自来水厂能耗产生的原因分析，提高对机泵设备保养工作的重视尤为重要。在机泵设备的具体使用过程中，保养工作的开展应该严格按照相关规范标准进行，定期更换机油以及轴承等容易发生损坏的部件。比如：操作人员应该对水泵设备进行及时的巡检，切实把握水泵设备的运行状态，在检查过程中一旦发现存在任何安全隐患，需要及时采取针对性的解决措施。另一方面，为了进一步提升水泵机组的运行效率，同时减少不必要的耗能，需要定期对设备加一些润滑油，并及时对轴承内润滑油的作用情况进行确定，检测油质状态是否满足设备润滑需求。当油质情况不佳时，应该及时进行更换，避免对设备整体的运行情况产生影响，导致耗能的增多。
（三）灵活应用机泵变频控制手段
在自来水厂节能降耗工作中，想要更好地对机泵设备进行控制，可以从灵活应用机泵变频控制手段这一角度出发考虑，结合现阶段自来水厂的实际情况对电子控制方式实施优化。以往的电气控制方式一般以将阀门关闭方式为主，这种方式可以有效降低机泵设备的输出，从而达到降低功耗的控制目的[2]。但是近年来，随着科学技术水平的不断提升，变频调速节能控制技术在工业领域中的应用范围不断扩大。将变频调速节能控制技术引入到自来水厂节能降耗工作中，有利于促进机泵设备的智能化与科学化发展，进而更好地应对机泵设备的能耗问题。这一过程中，由于变频器自身也存在一定的电能损耗缺点，所以在实际的应用过程中应该综合考虑电气控制成本投入问题，自来水厂应该结合自身的实际情况与需求，保证变频调速器选用的科学性。
（四）通过合理调度确定水泵高效区
合理调度，找出水泵机组的高效区，是自来水厂节能降耗运行优化的重要措施。在具体的工作中，想要实现自来水厂各个机泵设备自身性能与运行状态的优化组合，需要在综合测定机泵设备单独运行状态下的性能的基础上，通过合理判断与分析，确定不同机泵设备自身的功效特征与差异点，这样可以最大程度上保证机泵性能调度的合理性与科学性。结合机泵设备自身不同的功效特征，还可以促进设备组合优化效果的提升。比如：根据机泵设备的具体情况，将运行效率相对较低的机泵设备应用于水厂水量的调节或者压力的调节环节，尽可能避免将运行效率低的机组设备用于主机。在主机选择方面，应该选择高效区间广以及适合偏低扬程大流量运行效率高的机泵。
（五）对叶轮实施科学的切割改造
针对现阶段部分自来水厂存在的机泵设备配置不合理等问题，一般与机泵设备本身的扬程偏高以及机泵的特性曲线不吻合等有着直接的关系，如果没有采取针对性的解决手段，会直接对机泵设备的运行效率产生直接的影响[3]。针对以上问题，可以通过采用叶轮切削策略，对叶轮实施科学的切割改造来进行应对。在具体的叶轮切割工作开始之前，需要严格按照设备运行的实际参数要求合理确定切割量。而叶轮在经过切割改造之后，不仅可以有效降低电流，同时在有效地节约机泵能耗等方面也发挥着积极作用。此外，叶轮外径的变化也会使得机泵特性曲线发生变化，进而机泵运行时能够达到自来水厂实际需要的高效区间，实现节能降耗的效果。
总结：
通过此次研究工作可以看出，在当前国内自来水厂日常运转的过程中，各个环节都有可能出现能源消耗过大的问题。因此，工作人员需要从自来水厂日常管理细节入手，结合不同能耗大问题产生的具体原因，提出相应的问题解决策略，以此自来水厂整体运行和管理水平，为我国的节能环保事业发展作出积极贡献。
参考文献：
[1]张利伟.自动化控制系统在自来水厂节能降耗中的应用[J].山东工业技术，2019（03）：156.
[2]张海涛.自来水厂机泵设备节能降耗措施的探讨[J].技术与市场，2016，23（06）：152-153.
[3]唐红霞.基于自来水厂机泵设备节能降耗的措施的探讨[J].江西建材，2015（01）：288-289.
论文作者:李颜
论文发表刊物:《基层建设》2019年第7期
论文发表时间:2019/6/26
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