摘要：供水行业是国民生产的耗能大户，电费占其管理费用的70%以上，占其制水成本的40%以上，而主要用电消耗在水泵运行上。以甘肃省白银市旱坪川电力提灌工程为例，2015年泵站运行消耗的电费占该所整个输配费的40%左右，而在变动成本中占到87%左右，由此可见泵站的节能降耗是十分必要的。甘肃省白银市旱坪川电力提灌工程电单耗总体控制较好，但仍可进一步节能降耗，且少数泵站电单耗偏高。因此，采取措施将水库泵改造为增压泵、合理调度、变频调速等，取得了一定的节能降耗效果。
关键词：给水泵站；节能；优化
1给水泵站的具体能耗分析
给水泵站是水源输送中不可或缺的重要组成，也是保障水资源能够有效利用的必要保证。在给水泵站的工作中，由于工序的划分，其中包括有直接能耗和间接能耗，也有必要能耗和不必要的能耗这需要根据具体的情况进行区分。水泵站在抽水过程中消耗的能源我们称之为直接能耗，直接用于输送水资源。而在建造给水泵站的过程中，投入的如水泥、钢材、水泵主机和相关的辅助设备消耗的能源我们称之为间接消耗。间接能耗在总能耗中占据较大的比例，如何降低间接能耗，也是节能优化中的关键内容。给水泵站能耗中的必要能耗和不必要能耗的概念，二者之间也有很大的不同。水泵站的主要目的是将水资源输送给需要的地方。在整个运输的过程中，必然会耗费大量的能量。这些耗费是无法避免的，因此也可以称之为必要能耗。给水泵站能够正常投入使用，在前期设计、建造的过程中必然要投入大量的人力、物力和财力，这部分的能耗并不是直接运用于输送水资源，但却是保障给水泵站正常使用的关键。减少设备在运行过程中产生的能耗，提高设备的使用效率，也是提高水泵功效的一大主要任务。
2给水泵站节能优化的分析
2.1选择合理的水泵设备
必要的设备是开展给水泵站建设的前提。但是设备的购买有很多的不同选择，选择合理的设备是推进节能优化举措的关键。水泵设备的选择，主要从以下几个方面进行选择。1）根据介质的特性：介质名称、比重、黏度、腐蚀性等性质。2）根据管道系统数据：管道系统数据是安装设备时的重要参考依据，包括管径、长度、管道附件种类及数目等。3）根据安装场所的实际需求选择泵的形式，目前主要是立式、卧式、传动形式这三种。4）根据动力源供应，选择驱动动力。5）根据流量来选择：如果生产工艺中已给出最小、正常、最大流量，应按最大流量考虑，如果生产工艺中只给出正常流量，应考虑留有一定的余量，对于ns>100的大流量低扬程泵，流量余量取5%，对于ns<50的小流量高扬程泵，流量余量取10%，对于50≤ns≤100的泵，流量余量也取5%，对于质量低劣和运行条件恶劣的泵，流量余量应取10%。如果基本数据只给重量流量，应换算成体积流量。以上是选择节能泵的重要参考。
2.2优化给水泵站的系统设计
给水泵站的系统设计，通常都是由专业单位负责完成的。给水泵站的系统设计，会直接影响到给水泵站的正常工作。包括具体设备的安装、位置的选择、具体的安装方式等。设备如果没有按照事先的具体要求进行安装，必然在后期投入使用中会产生很大的副作用，造成零部件的磨损，甚至引发不必要的损害。为了进一步降低系统能耗，必须严格控制填料盖，避免轴承与填料之间出现摩擦，二者相互摩擦带来的直接影响就是能源消耗。在此过程中，可以通过添加适量的水滴来减少能耗，与此同时注意填料的添加，填料是保障设备正常运行的关键。给水泵站是通过多个不同的部分组合而成，而每个不同的部分的能耗可以通过采取一定的措施进行缓解，节约能耗，这也是在优化节能中较为关键的一项措施。
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2.3调节水泵况点
每台不同的水泵有自己独立的性能曲线，这与他们正常工作时展现出来的效果相关。性能曲线是在一定的转速下体现出来的，不同的转速对应的性能曲线也各不相同。目前，调节水泵的况点主要从两个方面入手。一方面是调节水泵的特性曲线，由于特性曲线会受到设备中的转速、叶片角度等因素的影响，是可控的。在实际调整的过程中是可以结合实际情况进行调整的。另一方面是调节管路特性曲线。管路特性曲线主要包括旁通阀与关阀调节，通过对这些具体的管道阀进行设置，从而实现对水泵况点的调节。由于水泵的种类不同，在实际调节的时候会综合分析水泵的特性采取具体方法。结合人们之前的使用情况分析，离心泵的调节通常可以选用变径的方式，而混流泵则应选择用变速方法。合理的调节水泵况点，明确水泵工作中的注意事项，尽可能提供合理的性能曲线，在保障水泵正常工作的前提下，同时降低能耗。
3给水泵站水泵节能的具体措施分析
3.1本体节能
对水泵采取本体节能的方式，从水泵本身入手。对水泵使用中使用的材料、工艺、技术等各方面因素进行分析，确定最合适的材料、工艺和技术种类，不断降低设备运行的能耗。水泵的运行，离不开必要的电动机。电动机在运行过程中耗费大量的能量，但是如果没有进行针对性的改进，能源的消耗并不能减少。首先，在设计的时候，采取电磁设计的方式，并严格控制各方面参数，确保设计能够符合要求。同时对冷却风路结构进行优化，选择用高导磁率、低损耗优质材料来制作零部件，从多方面进行控制，逐步提高设备的整体性能，降低能源的消耗。本体节能主要是从设计、设备等方面进行入手，从本质上改善设备的使用效果，扩大水泵的使用范围，从而推进给水泵站的节能优化。
3.2调速节能
水泵的转速会直接关系到其性能曲线，对输送的效果、产生的能耗都有直接的联系。在一定转速范围内，可以控制能源的消耗量，但是超过一定的转速，消耗的能源会大大增加。如何确定最佳的转速，是保障水泵运行效率最高的，需要对此开展深入研究。调速节能主要是通过对设备进行转速的调节，不同的转速会对设备的能耗产生不同的影响。因而在调速方面，主要是采取变频调速和变极调速这两种方法。变频调速主要是根据水泵转矩与转速成正比的特点，通过降低流量来进行节能优化，减少对设备造成的损耗。水泵设备在变频处理之后，其自身的精度会有部分提高，而且相对来说运输效率也会得到较大提升。水泵设备在变频处理之后，只需要使用到小型的变频器，使成本会大大降低，为整个工程的发展节约资金。而且由于变频后的设备工作效率更高，因而被广泛应用于各类功率较低的电压电动机节能优化处理中。变极调速与变频调速的方法存在较大的不同，调速的对象是水泵电动机本身，利用改变电动机磁极对数的方式来调整设备转速，调整之后的设备不仅可以扩大水泵的工作范围，而且能够确保其长期处于高效的运行状态中，无形中提高了运行效率，而且大大降低了系统能耗，有利于推进给水泵站节能优化。
结语：给水泵站是一种重要的扬水设施，其自身的能源消耗直接影响到运行效果。因此，做好给水泵站节能优化措施，对于推进我国经济的发展具有关键性的意义。通过选择合理的水泵设备、优化给水泵站的系统设计、选择合理的况点，采取本体节能、调速节能的方式，逐步降低水泵的能源消耗，确保其处于一种高效的运行状态。
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论文作者:沈军
论文发表刊物:《基层建设》2017年第36期
论文发表时间:2018/4/8
标签：泵站论文; 水泵论文; 设备论文; 节能论文; 转速论文; 流量论文; 曲线论文; 《基层建设》2017年第36期论文;