随着城市供水事业的发展,供水企业在保质量供水的前提下越来越注重节能降耗工作的开展。在供水企业中,水泵作为输、配水设备,其所耗电能占水厂用电的85%—90%,因此,探索和应用水泵节能对水厂的节能降耗有重要的意义,接下来,为大家做简单的探讨。
一、通过合理选择水泵节能
1.水泵的合理选型
建水厂应根据水厂最近远期的日供水量来确定水泵参数。原则上,取水泵房的水泵流量和扬程应按日平均时供水量和扬程来选取,同时应考虑流量变化和水源水位变化时的水泵效率,以求经济运行。二级泵房的水泵应按日时供水量和管网计算得出的总扬程选泵,此外,还应考虑流量变换时的水泵效率。泵的造型应该使泵的运行扬程和流量接近额定扬程和额定流量,使运行时工矿点经常保持在校区。泵的选用常根据比转速ns来选取,它是选择泵的类型的重要指标,其计算公式为:
式中Q、H为率点的流量和扬程,但在实际计算中,因为泵的型号待选,无法查取率点的值,一般就用生产要求的值代替,或者用下式近似求取:
泵的转速n应尽量和电动机的转速一致,以便于直联。有了Q、H和n的可以求出ns,由ns去查泵的“型普”,确定泵的类型,在这种类型的型普中选取适合的型号,在泵的样本中细查该泵的性能曲线,再由管路性能曲线确定泵的工作点,如效率在区,则满足要求,即可选定。
2.水泵性能的选择
对于工艺流量稳定的水泵,其性能选择的主要是保证泵运行。在平均扬程时,如果工艺流量调节幅度较高又较繁,则应别注意Q—H曲线和Q—y曲线的调节范围是否比较平坦,能否是泵在效率较的区域运转。
二、通过水泵的合理配套和组合运行节能
1.水泵的合理配套
一般泵站内的工作水泵至少有2—3台,从节能和经济运行的角度考虑,应选扬程相近、流量小不同的泵搭配,以实现、小泵合理配置方案。当用水负荷变化幅度较且较频繁时,优再配置一台调速泵,以适应用水量的变化。当用水量时,就运行泵,用水量小时,停泵运行小泵。如此配置,不但减少了水泵的运行台数,而且可以使所有的水泵都在区运行,水泵电耗明显下降,同时供水调配也更加灵活。
2.水泵并联组合运行
在工艺要求流量或流量有剧烈变动的场合,可视具体情况采取水泵不同组合运行,以提高泵的运转效率(水泵并联台数最多不超过四台)。
三、采用水泵调速节能
1.水泵调速节能的原理
水泵调速节能的原理可以根据流体力学的相似定律推导出,其性能与转速的关系是:流量正比于转速,扬程正比于转速的平方,功率正比于转速的三次方。
2.水泵调速的条件及调速水泵的选择
(1)选择水泵调速的条件
供水量随季节、昼夜变化而明显变化或时变化系数较时,水泵经常在偏扬程或偏离区的流量、扬程的工况点运行,在无法改选泵型时,应考虑采用调速水泵。
(2)调速水泵的选择
在有多台水泵时,应选流量、经常运行的水泵作为调速泵,调速水泵的运行工况点应位于水泵段的中间,即额定转速时的工况点位于段的右端,甚至可出而位于段以右。另外,比转数ns过小或过的水泵均不宜作为调速泵,中、比转数的离心泵(ns=80-300)作为调速泵优。
3.水泵调速的方式及特点
(1)可控硅串级调速 点是效率、成熟,适用于70—95%调速,但调速装置功率因数,并对电网有污染。
(2)电磁滑差调速 点是控制简单,运行平稳可靠,便于遥控和自控,功率因数,缺点是有滑差损耗。
(3)液体粘性调速器(又称油膜离合器)点是调节容量,体积小,可在30%—100%额定转速范围内调速,造价,但油膜离合器对机械油的要求非常,且有一定滑差损失。
(4)变频调速 是调速中为优的方式,它节能潜力,噪声小,供水管网压力稳定,维护管理方便,故障少,但价格昂贵。我公司水厂二级泵房应用了ABB公司的ACS—600型功率变频调速装置,水泵功率为560KW。在目前水厂供水量未达设计负荷时,运行该装置能保持供水管网压力恒定,且便于调度,运行良好。
随着电力电子的进一步发展,变频调速将成为水泵调速的主流,为节能降耗下可观的效益。
4.水泵佳调速比的确定
由水泵理论可知,在调速范围不很宽时,水泵转速的改变会导致性曲线的改变,从而导致工况点改变,使水泵处在区运行。
水泵的佳调速比应该是
四、加强对水泵的能平衡测试,并及时更改造,提水泵运行效率,达到节能目的
1.定期测定水泵性,主要是Q—H性和Q—y性,如测出水泵的效率很,则应及时更换水泵或叶轮。
2.选型不当或扬程、流量过时,对单级泵可采用车削叶轮外径的办法降扬程和流量,使其在区运行。叶轮切削量与比转数有关,如表1所示,如车削量过会引起泵效率过反而得不偿失,一般采用逐步车削的办法以获得佳的叶轮车削量。
五、加强水泵的维护管理,积采用材料,提水泵效率
1.提高水泵的加工、装配量,确保水泵运行安全可靠,尽量缩小口环间隙。
2.加强维修,及时修补合理的泄漏间隙,当发现口环破裂或磨损的泄漏间隙以过规定值时,应进行修理或更换,根据经验及实测数据确定口环半径间隙为叶轮口环外径的2.5—3.5%。
3.积极采用新型的密封填料。填料在轴封装置中起着阻水或阻气的密封作用,选择一种密封性能优的填料,不仅可以解决泄漏、降耗用,还可在一定上提水泵效率。2000年我公司在水厂二泵房的离心泵上首先适试用了BPT20型液体型密封填料,这种填料无需冷却和冲洗,不磨损轴和轴承,提了泵效,使用良好。
水泵节能的前景十分广阔,只要我们开拓思维、不断探索,因地制宜地实施水泵节能,供水企业的节能降耗工作将取得成效。
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