水泵是水廠的耗能大戶,其電耗就占了制水成本一半左右,且水泵的運(yùn)行效率較低,能源浪費(fèi)嚴(yán)重,電機(jī)時(shí)常超負(fù)荷運(yùn)行。因此,對(duì)水廠水泵機(jī)組進(jìn)行節(jié)能改造迫在眉睫。合理選用水泵、提高水泵運(yùn)行效率、加強(qiáng)運(yùn)行過程中的合理調(diào)節(jié)及減少電動(dòng)機(jī)的電能損耗都是水廠合理降低水泵機(jī)組的節(jié)能對(duì)策措施。下面,筆者就從這幾個(gè)方面進(jìn)行入手,提出降低水泵能耗的一些建議。
1.合理選用水泵
由于技術(shù)的進(jìn)步和節(jié)能意識(shí)的增強(qiáng),水泵機(jī)組的節(jié)能措施也得到了不斷發(fā)展。特別是變頻技術(shù)的發(fā)展,使得選擇水泵機(jī)組的觀念也有所改變。在選擇水泵時(shí)應(yīng)注意:(1)選擇高效率的水泵、電動(dòng)機(jī);(2)水泵應(yīng)大小搭配,合理組合;(3)采用變頻調(diào)速泵,節(jié)約能量。
2.提高水泵的效率
提高水泵的效率,可以從減少以下方面入手。
2.1保證安裝質(zhì)量 在供水系統(tǒng)中,主要水泵機(jī)組經(jīng)常是24h連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的,所以水泵很快就達(dá)到大修周期(5000h),拆卸安裝相對(duì)頻繁。當(dāng)安裝精度不符合要求時(shí),不僅加劇振動(dòng),加速磨損,也會(huì)使水泵效率降低。另外,還應(yīng)該有正確的安裝高程。
2.2加強(qiáng)使用和維修管理 ①及時(shí)補(bǔ)充軸承內(nèi)的潤滑油或潤滑脂,保證油位正常,并定期檢測油質(zhì)變化情況,換用新油,以減少軸承內(nèi)的功率損失。②根據(jù)運(yùn)行情況,隨時(shí)調(diào)整填料壓蓋的松緊度,填料密封滴水宜30~60滴/min;及時(shí)更換已損壞填料,保證填料密封的良好工作狀態(tài),減少填料函內(nèi)的功率損失。③在檢修時(shí),檢查密封環(huán)的間隙寬度,超過標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)應(yīng)考慮更換,減少容積損失。
2.3提高加工精度 粗糙的過流壁面會(huì)使水力損失和機(jī)械損失增加,效率降低。有關(guān)試驗(yàn)表明:①鑄鐵泵體內(nèi)壁的粗糙面涂漆后,水泵效率比未涂漆時(shí)的效率可提高2%~4%。②葉輪蓋板和泵體內(nèi)壁過流部分的粗糙面用砂輪磨光后,水泵效率可提高2%~4%。③對(duì)葉輪片打磨后水泵效率可提高5%~6%。這種費(fèi)工少、收效大的工作是值得提倡的。如深圳市水務(wù)(集團(tuán))有限公司對(duì)水泵流道、葉輪等過流面內(nèi)涂NSF超滑金屬材料后,機(jī)組的綜合效率比內(nèi)涂前提高了4.3%,達(dá)到了節(jié)能效果。
3.水泵運(yùn)行調(diào)節(jié)
水泵房一般按枯水位設(shè)計(jì),二級(jí)泵站則按最高日最高時(shí)的流量和揚(yáng)程選泵,可實(shí)際上水源水位偏離枯水位的幅度很大,而最高日最高時(shí)的流量在一年內(nèi)并不多見,所以設(shè)計(jì)時(shí)選用的水泵并不能經(jīng)常在高效范圍內(nèi)運(yùn)行,必須進(jìn)行控制,以求經(jīng)濟(jì)。
車削葉輪是一種簡單又省錢的水泵節(jié)能措施,特別適宜泵站揚(yáng)程變化小,但偏離水泵額定揚(yáng)程甚遠(yuǎn)的離心泵。葉輪直徑切削量的計(jì)算方法:
式中:
Q0、H0、D2-分別為水泵最高效率點(diǎn)的流量、揚(yáng)程、葉輪直徑;
Qa、Ha、D2a-分別為水泵葉輪切削后的流量、揚(yáng)程、葉輪直徑。
葉輪的切削量與其比轉(zhuǎn)數(shù)ns有關(guān),ns越高則允許的切削量越小,最大切削量與ns的關(guān)系見表1。
切削量太大將使水泵的效率明顯下降。低比轉(zhuǎn)數(shù)離心泵切削后,應(yīng)把葉片末端銼尖,可以使水泵的流量和效率略有增高。
水廠高、低峰供水期泵站揚(yáng)程變化較大,可以準(zhǔn)備幾個(gè)大小不同的葉輪,隨時(shí)更換,對(duì)節(jié)能是有幫助的。例如某水廠對(duì)1999~2001年的泵站報(bào)表進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,該泵站高峰供水時(shí)期揚(yáng)程在0.56MPa左右,而低峰供水時(shí)期則為0.53MPa,對(duì)其1#、2#機(jī)組分析見表2。
高效點(diǎn)的揚(yáng)程為0.62MPa,比高、低峰時(shí)期的水泵揚(yáng)程都高,說明葉輪直徑偏大了,應(yīng)該考慮切削。按上述公式計(jì)算,在高峰供水時(shí)應(yīng)使用<680的葉輪,在低峰供水時(shí)期使用<675的葉輪。
當(dāng)泵站揚(yáng)程變化幅度較大,而且多年平均的揚(yáng)程與水泵額定揚(yáng)程相差甚遠(yuǎn),不宜采用切削葉輪的方法時(shí),可以采用調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的節(jié)能方法或采用切削葉輪和調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速相結(jié)合的節(jié)能方法。