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離心泵節(jié)能技術(shù)分析與應用
金壇市大港儲氣庫工程有限公司 馬志圖 2014/12/16 21:32:56
摘要：離心泵是廣泛應用于工業(yè)系統(tǒng)的一種通用流體機械。它具有性能適應范圍廣，結(jié)構(gòu)簡單，維修容易等諸多優(yōu)點。由于各種調(diào)節(jié)方式的原理不同，除有自己的優(yōu)缺點外，造成的能量損耗也不一樣，為了尋求最佳、能耗最小、最節(jié)能的流量調(diào)節(jié)方式，必須全面地了解離心泵的流量調(diào)節(jié)方式與能耗之間的關系。本文分析了離心泵的節(jié)能技術(shù)措施，從離心泵的設計、選型、制造、安裝、運行、操作、維護等多方面綜合因素考慮，針對離心泵在不同階段實施不同的節(jié)能方法。
關鍵詞：離心泵；節(jié)能；技術(shù)分析；應用
1.引言
離心泵是現(xiàn)代工業(yè)系統(tǒng)中使用十分普遍的流體輸送裝置，其耗能較大。據(jù)專家估計，其耗能約占世界總能耗的25%。在石油和化工工業(yè)中更分別高達59%和29%。因此，離心泵的節(jié)能是一項意義深遠、潛力巨大、經(jīng)濟效益和社會效益十分顯著的大事。以往，離心泵的調(diào)節(jié)，普遍采用閥門控制和啟閉旁通等方法，能量損失很大。隨著變頻技術(shù)工業(yè)應用的發(fā)展，變速調(diào)節(jié)不僅方便，而且經(jīng)濟上也呈現(xiàn)合理。特別是能將特性曲線儲存起來，并用變頻器按生產(chǎn)要求進行調(diào)節(jié)的新一代智能泵的出現(xiàn)，將離心泵的調(diào)節(jié)帶入了現(xiàn)代化的模式。目前，作為離心泵節(jié)能的措施，提高離心泵本身的性能無疑是必要的，要改善機械設備的效率、提高其可靠性和擴大其高效率等方面已作了巨大的努力，不能期望在性能上有大的突破。但是，在離心泵的運行方面，卻存在著較大的節(jié)能潛力。離心泵的流量調(diào)節(jié)方式主要有調(diào)節(jié)閥控制、變頻調(diào)速控制以及泵的并、串聯(lián)調(diào)節(jié)等。
2.離心泵的節(jié)能方法
2.1加強機泵自身的改造與管理
在泵結(jié)構(gòu)類型選定之后，可以認為機械損失和容積損失基本不變，可通過機泵的自身改造來提高效率。一般采取以下措施：（1）用新材料密封代替填料密封；（2）提高加工精度，改善離心泵軸套表面的光潔度降低摩擦損失；（3）合理選擇縫隙處摩擦零件的材料，提高抗咬合和耐磨性，恰當處理間隙值，減少容積損失；（4）積極開展水泵的可靠性研究、設計、試驗、管理，提高泵的可靠度和平均壽命；（5）加強對泵軸承的檢查，確保泵軸承的潤滑與完好。（6）提高泵的標準化、通用化、系列化水平，開發(fā)機電一體化的泵類節(jié)能產(chǎn)品，以提高效率，節(jié)約資源。
2.2優(yōu)化離心泵系統(tǒng)運行參數(shù)，降低運行能耗
如果需要調(diào)節(jié)離心泵的流量，最常用的方法就是調(diào)節(jié)在排出管路上安裝調(diào)節(jié)閥門的開度。流量增大開大閥門，反之則減小閥門的開啟量。只通過改變管路的阻力特性來降低流量，其功率變化不大。而轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)則是利用轉(zhuǎn)速的變化來調(diào)節(jié)流量。泵轉(zhuǎn)速增加時，泵的性能曲線向右上移；當減小泵的轉(zhuǎn)速時，曲線向左下移。若管路特性不變時，就可得到不同的工作點，使流量改變 ，從而使功率大大降低。常用的變速調(diào)節(jié)有變頻調(diào)速、液力耦合器調(diào)速等方式，它們工作穩(wěn)定，節(jié)能效果突出，同時泵轉(zhuǎn)速下降，管道壓力降低，延長了設備的使用壽命。
要根據(jù)工藝流程的變化對泵適時進行調(diào)節(jié)，在調(diào)節(jié)中要注意能量回收利用，減少能量無謂的消耗，盡量不用閥門節(jié)流方式調(diào)節(jié)。根據(jù)現(xiàn)有成熟的泵運行節(jié)能技術(shù)，采用變角、車削、變頻調(diào)節(jié)、變速調(diào)節(jié)或串并聯(lián)、大小泵搭配的方法加以解決。 葉片變角調(diào)節(jié)，合理確定葉片安裝角時，在滿足工藝所需的揚程下，使水泵能夠在高效區(qū)范圍內(nèi)工作。 葉輪直徑車削調(diào)節(jié)，利用減小葉輪直徑來改變水泵性能的流量、揚程、軸功率等參數(shù)。這是一種簡便、經(jīng)濟的節(jié)能措施，但車削葉輪外徑也是有限度的，只能在規(guī)定的許可范圍內(nèi)進行。而且此種方法是不可逆，即切削后的葉輪不能再復原了。③變頻調(diào)速節(jié)能技術(shù)是利用變頻器調(diào)速，通過工況的變化而輸入相應的電能，以達到降耗的目的。此方法適用于較大型的管網(wǎng)系統(tǒng)，而且要求系統(tǒng)壓力及流量經(jīng)常有變化；但在實際運用中存在較大的局限性，投資成本大，運行成本相對較高。對于壓力和流量相對穩(wěn)定的泵系統(tǒng)來說，此種方法無疑是不可取的。
2.3調(diào)整葉輪級數(shù)，降低揚程
對于流量適當，揚程過高的多級離心泵可采用減少葉輪級數(shù)的節(jié)能措施。多級泵的特性曲線類似于多臺離心泵的串聯(lián)操作，抽級后泵的揚程下降，而流量幾乎不變，泵的軸功率下降，達到節(jié)能目的。
3.結(jié)語
綜上所述，針對離心泵節(jié)能工作的開展，從技術(shù)層面上來看是完全可行的，具備這方面的技術(shù)力量。目前泵行業(yè)的節(jié)能技術(shù)比較成熟，但節(jié)能診斷、技術(shù)推廣做得還不夠，主要是市場不規(guī)范、信息不通暢。隨著國家節(jié)能減排政策的日臻完善，合同能源管理方式的不斷推進，泵使用單位與節(jié)能服務公司將會更好地緊密結(jié)合。根據(jù)日新月異的經(jīng)濟發(fā)展對泵的需要，泵產(chǎn)品系列應向多元化發(fā)展。主要體現(xiàn)在泵輸送介質(zhì)的多樣性、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的差異性和運行要求的獨特性等方面。開發(fā)高效、節(jié)能、環(huán)保等高附加值、高可靠性、高科技含量的離心泵，是泵行業(yè)發(fā)展的方（未完，下一頁）
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