水泵節(jié)能技術(shù)

水泵節(jié)能技術(shù)一、水泵節(jié)能的必要性或意義水泵是我國工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中最主要的耗能設(shè)備之一，廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)生活的各個(gè)方面，據(jù)統(tǒng)計(jì)現(xiàn)現(xiàn)階段水泵的耗電量大致占到全國發(fā)電總量的20%，由此可見提高水泵的效率、降低水泵能耗對(duì)我國節(jié)能工作有著重要的意義。但是在現(xiàn)階段，我國的水泵效率普遍比較低，尤其是和一些發(fā)達(dá)國家相比，水泵效率更是要低很多。隨著水泵發(fā)展對(duì)水泵節(jié)能的要求越來越高，現(xiàn)在已經(jīng)有很多水泵設(shè)計(jì)單位和水泵生產(chǎn)廠家已經(jīng)開始在水泵的節(jié)能建設(shè)上有所認(rèn)識(shí)，開始加入投入在水泵的節(jié)能建設(shè)方面，但在水泵的節(jié)能建設(shè)過程中仍然存在著一些問題，制約了水泵節(jié)能建設(shè)的發(fā)展。如何才能高效地提高水泵節(jié)能技術(shù)，這已經(jīng)是擺在我們面前的一個(gè)非常緊迫的問題。水泵運(yùn)行高能耗原因分析—四大因素1、設(shè)計(jì)因素a設(shè)計(jì)任務(wù)書不明確，負(fù)荷計(jì)算往大的靠；b濫用單位負(fù)荷指標(biāo)估算，造成“一大三大”的后果；c安全系數(shù)層層加碼；d對(duì)復(fù)雜水路系統(tǒng)水泵參數(shù)計(jì)算或組合配置錯(cuò)誤；2、施工因素a堵氣現(xiàn)象；b水力不平衡；c有堵塞現(xiàn)象；3、材質(zhì)因素a閥門關(guān)閉不嚴(yán);b水泵效率不高;4、運(yùn)維因素a水泵主機(jī)運(yùn)行組合錯(cuò)誤；b系統(tǒng)維護(hù)不良，有跑、漏、堵塞現(xiàn)象具體體現(xiàn)在以下六個(gè)當(dāng)面：1、水泵和管道不相匹配，“大馬拉小車現(xiàn)象”嚴(yán)重，水泵處于“大流量、低效率、高功耗”的不利工況運(yùn)行；2、對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)，水泵并聯(lián)或串聯(lián)運(yùn)行配置不合理，增加水送能耗；3、管路因設(shè)計(jì)、施工或運(yùn)行原因?qū)е戮植孔枇ζ叩牟徽，F(xiàn)象，增加了水送能耗；4、回路漏滲、水流旁通，增加無效流量，增加水泵能耗；5、系統(tǒng)回路阻力嚴(yán)重不平衡，增加主機(jī)能耗和水泵能耗；、水泵質(zhì)量偏差，效率偏低，增加能耗。三、現(xiàn)階段的節(jié)能技術(shù)（一）、“3+1”流體輸送高效節(jié)能技術(shù)（3個(gè)核心1個(gè)重點(diǎn)）1、技術(shù)理念：針對(duì)目前循環(huán)水系統(tǒng)普遍存在"大流量、低效率、高能耗"的狀況，"3+1"流體輸送高效節(jié)能技術(shù)利用精密的儀器和先進(jìn)的檢測(cè)技術(shù)，檢測(cè)系統(tǒng)當(dāng)前運(yùn)行的工況參數(shù)和相關(guān)的設(shè)備參數(shù)，分析系統(tǒng)存在高能耗的原因，準(zhǔn)確找到設(shè)備與流體輸送相匹配的最佳工況點(diǎn)，并提出最佳方案，整改系統(tǒng)存在的不利因素，采用高效節(jié)能泵替換低效泵或更換高效節(jié)能的三元流葉輪，從而消除因系統(tǒng)配置不合理引起的高能耗，提高流體輸送效率。對(duì)負(fù)荷變化較大的系統(tǒng)，安裝必要的自動(dòng)控制系統(tǒng)，降低因負(fù)荷變化大引起的高能耗，標(biāo)本兼治，達(dá)到系統(tǒng)、徹底和最佳的節(jié)能效果。2、技術(shù)體現(xiàn)：核心1：高效節(jié)能水泵的設(shè)計(jì)與制造技術(shù)

采用三元理論對(duì)水力模型及流道進(jìn)行變分有限元三元流動(dòng)分析，采用CFD分析和試驗(yàn)研究，對(duì)水力模型進(jìn)行篩選和修正，已開發(fā)多個(gè)國內(nèi)領(lǐng)先，覆蓋離心泵、混流泵和軸流泵的高效水力模型。

水力部件全部采用精密鑄造，提高表面質(zhì)量和型線尺寸精度；中、大型葉輪采用焊接工藝，其中葉片為模鍛或數(shù)控加工。

轉(zhuǎn)子部件精細(xì)加工，提高零件尺寸精度，減少密封間隙。

過流部件表面噴涂特殊涂料，提高表面光潔度。核心2：泵系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集、診斷分析和優(yōu)化改造技術(shù)1、專業(yè)技術(shù)人員利用高精度儀器儀表現(xiàn)場(chǎng)采集數(shù)據(jù)。2、由計(jì)算軟件診斷分析，提出優(yōu)化改造方案。核心3：泵系統(tǒng)故障診斷、實(shí)時(shí)監(jiān)控、高效經(jīng)濟(jì)運(yùn)行與優(yōu)化調(diào)度技術(shù)

1、根據(jù)泵系統(tǒng)的設(shè)備參數(shù)和工藝要求，通過在線軟件實(shí)時(shí)監(jiān)控，自尋優(yōu)給出滿足工藝要求條件下，實(shí)時(shí)電耗最低的運(yùn)行調(diào)度方案。

2、實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備振動(dòng)、軸承溫度等，進(jìn)行故障診斷，確保設(shè)備安全運(yùn)行。1個(gè)重點(diǎn)：水泵故障診斷、維修保養(yǎng)技術(shù)

專業(yè)設(shè)備診斷水泵故障，同步解決振動(dòng)、噪音、泄漏、軸承發(fā)熱和汽蝕等運(yùn)行故障，改善運(yùn)行環(huán)境。3、“3+1”流體輸送高效節(jié)能技術(shù)實(shí)施效果系統(tǒng)節(jié)電率達(dá)15%～60%；設(shè)備維修費(fèi)節(jié)省20%～40%；設(shè)備使用壽命延長30%～40%；保養(yǎng)時(shí)間減少20%～30%；工作環(huán)境明顯改善。注：有一定夸張成分，是用于宣傳該技術(shù)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)4、業(yè)務(wù)范圍中央空調(diào)循環(huán)水系統(tǒng)的節(jié)能改造；水泵系統(tǒng)的節(jié)能改造及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行優(yōu)化；水泵系統(tǒng)設(shè)計(jì)與設(shè)備選型；水泵的性能試驗(yàn)、考核試驗(yàn)和鑒定性試驗(yàn)；（二）變頻調(diào)速節(jié)能技術(shù)1、工作原理：根據(jù)系統(tǒng)的工藝要求，通過實(shí)時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)（包括壓力、流量、溫度等），調(diào)整電動(dòng)機(jī)的電源輸入頻率，改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速，控制電動(dòng)機(jī)的輸入功率，實(shí)現(xiàn)“所供即所需”。

變速節(jié)能

，

由水泵工作原理可知,流量與轉(zhuǎn)速的一次方成正比，揚(yáng)程與轉(zhuǎn)速的平方成正比，功率與轉(zhuǎn)速的立方成正比，如果水泵的效率一定，當(dāng)要求調(diào)節(jié)流量下降時(shí)，轉(zhuǎn)速可成比例的下降，而此時(shí)功率成立方關(guān)系下降。例如：一臺(tái)水泵電機(jī)功率為200kW，當(dāng)轉(zhuǎn)速下降到原轉(zhuǎn)速的80%時(shí)，其耗電量為102.4kW，省電48.8％。

功率因數(shù)補(bǔ)償節(jié)能

無功功率不但增加線損和設(shè)備的發(fā)熱，更主要的是功率因數(shù)的降低導(dǎo)致電網(wǎng)有功功率的降低，大量的無功電能消耗在線路當(dāng)中，設(shè)備使用效率低下，浪費(fèi)嚴(yán)重。使用變頻調(diào)速裝置后，由于變頻器內(nèi)部濾波電容的作用，功率因數(shù)很高，從而減少了無功損耗，增加了電網(wǎng)的有功功率。

軟啟動(dòng)節(jié)能

電機(jī)一般為直接啟動(dòng)或Y/D啟動(dòng)，啟動(dòng)電流等于4～7倍額定電流，這不但要求電網(wǎng)容量高，而且啟動(dòng)時(shí)會(huì)對(duì)設(shè)備和電網(wǎng)造成嚴(yán)重的沖擊，影響使用壽命。使用變頻裝置后，利用變頻器的軟啟動(dòng)功能將使啟動(dòng)電流從零開始，最大值也不超過額定電流，減輕了對(duì)電網(wǎng)的沖擊和對(duì)供電容量的要求，延長了設(shè)備的使用壽命。

2、變頻調(diào)速節(jié)能技術(shù)

—技術(shù)特點(diǎn)

（

1）、采用閉式（或開式）變頻控制技術(shù)，由能耗優(yōu)化模塊、智能控制系統(tǒng)、變頻控制系統(tǒng)、遠(yuǎn)程監(jiān)控制系統(tǒng)等組成，實(shí)時(shí)監(jiān)控泵系統(tǒng)工藝參數(shù)并與目標(biāo)值比較，自尋優(yōu)給出滿足工藝要求且實(shí)時(shí)電耗最低的運(yùn)行匹配和調(diào)速策略，實(shí)行最優(yōu)運(yùn)行調(diào)度方案，達(dá)到最佳節(jié)能效果。

（

2）、采用國內(nèi)名優(yōu)變頻器和電氣元件，性能穩(wěn)定，設(shè)備運(yùn)行安全可靠。

（

3）、自動(dòng)尋優(yōu)功能。自尋優(yōu)給出滿足工藝要求且實(shí)時(shí)能耗最低的運(yùn)行搭配和調(diào)速策略，實(shí)行最優(yōu)運(yùn)行調(diào)度方案，調(diào)節(jié)及時(shí)、平穩(wěn)、準(zhǔn)確。

（

4）、實(shí)時(shí)計(jì)量運(yùn)行功率，累計(jì)電量和運(yùn)行時(shí)間，精確掌握能耗情況及節(jié)電量。

（5）、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)變頻器的工作狀態(tài)、系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)、電流、電壓的超標(biāo)報(bào)警以及欠壓、短路等保護(hù)功能。實(shí)時(shí)監(jiān)控泵系統(tǒng)設(shè)備振動(dòng)、軸承溫度等，進(jìn)行故障診斷，確保系統(tǒng)安全運(yùn)行。

（

6）、手動(dòng)/自動(dòng)操作，人機(jī)界面友好，觸摸操作，防反光，可在惡劣環(huán)境下運(yùn)作。3、應(yīng)用范圍

適用于流量不穩(wěn)定，變化頻繁且幅度較大以及管路損失占總揚(yáng)程比例較大的供水系統(tǒng)。不適用于流量較穩(wěn)定，工況點(diǎn)單一以及靜揚(yáng)程占總揚(yáng)程比例較大的供水系統(tǒng)。4、水泵變頻調(diào)速應(yīng)用的注意事項(xiàng)。水泵調(diào)速一般是減速問題。當(dāng)采用變頻調(diào)速時(shí)，原來按工頻狀態(tài)設(shè)計(jì)的泵與電機(jī)的運(yùn)行參數(shù)均發(fā)生了較大的變化，另外如管路特性曲線、與調(diào)速泵并列運(yùn)行的定速泵等因素，都會(huì)對(duì)調(diào)速的范圍產(chǎn)生一定影響。超范圍調(diào)速則難以實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。因此，變頻調(diào)速不可能無限制調(diào)速。一般認(rèn)為，變頻調(diào)速不宜低于額定轉(zhuǎn)速50％，最好處于75％～100％，并應(yīng)結(jié)合實(shí)際經(jīng)計(jì)算確定。四、水泵技能技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)節(jié)能減排現(xiàn)已成中國經(jīng)濟(jì)開展規(guī)劃大綱的首要內(nèi)容特別對(duì)電力、鋼鐵、有色、石油化工、水處置等工業(yè)范疇高耗能提出了愈加嚴(yán)厲的減排方針。水泵作為工業(yè)中心流體運(yùn)送設(shè)備占有著耗能的首要有些，現(xiàn)已成為節(jié)能作業(yè)首要需處置的疑問。對(duì)發(fā)展農(nóng)用水泵的要求是提高效率、降低能耗和充分利用自然能源。用一臺(tái)大泵代替多臺(tái)小泵可提高機(jī)組效率、節(jié)約材料、降低能耗和工程造價(jià)，且便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化管理。因此，各種大型軸流泵和混流泵發(fā)展較快，最大葉輪直徑分別達(dá)到4.