淺析水泵節能技術途徑
作者： 2015年08月20日 來源：互聯網 瀏覽量：
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現階段，水泵在我國不僅用量很大，而且涉及面廣泛，它占據了我國工農業建設中能源消耗總量的很大比例。水泵被越來越多地應用于船舶工業、冶金采礦、火力發電、核電、動力工業、石油化工以及農田排灌等工農業建設的各
現階段，水泵在我國不僅用量很大，而且涉及面廣泛，它占據了我國工農業建設中能源消耗總量的很大比例。水泵被越來越多地應用于船舶工業、冶金采礦、火力發電、核電、動力工業、石油化工以及農田排灌等工農業建設的各個領域。所以，對水泵節能技術的研究很有必要，降低水泵能耗對我國長遠的節能計劃意義重大。本文從水泵運行高能耗原因和水泵系統的能耗計算與分析出發，分析了水泵在使用過程中的問題，對水泵節能技術途徑進行了闡述。
水泵是我國工農業生產中最主要的耗能設備之一，廣泛應用于生產生活的各個方面，據統計現現階段水泵的耗電量大致占到全國發電總量的 20%，由此可見提高水泵的效率、降低水泵能耗對我國節能工作有著重要的意義。但是在現階段，我國的水泵效率普遍比較低，尤其是和一些發達國家相比，水泵效率更是要低很多。隨著水泵發展對水泵節能的要求越來越高，現在已經有很多水泵設計單位和水泵生產廠家已經開始在水泵的節能建設上有所認識，開始加入投入在水泵的節能建設方面，但在水泵的節能建設過程中仍然存在著一些問題，制約了水泵節能建設的發展。如何才能高效地提高水泵節能技術，這已經是擺在我們面前的一個非常緊迫的問題。
1.水泵運行高能耗原因
1.1.水泵和管道不相匹配，“大馬拉小車現象”嚴重，水泵處于“大流量、低效率、高功耗” 的不利工況運行；
1.2.對復雜系統，水泵并聯或串聯運行配置不合理，增加水送能耗；
1.3.管路因設計、施工或運行原因導致局部阻力偏高的不正?，F象，增加了水送能耗；
1.4.回路漏滲、水流旁通，增加無效流量，增加水泵能耗；
1.5.系統回路阻力嚴重不平衡，增加主機能耗和水泵能耗；
1.6.水泵質量偏差，效率偏低，增加能耗。
2.水泵系統的能耗計算與分析
水泵系統正常運行時所需能量 W，其結果可按下式進行計算求解。
W=rgQHT/1000h（KW·h）（1）
式中，η 為水泵系統的效率（%）；T 為水泵運行的時間（h）；H 為水泵揚程（m）；Q 為水泵流量（m3/s）；ρ 為流體密度（kg/m3）。
η=η電×η傳×η泵×η管（2）
式中，η管是管網輸送的效率；η泵是水泵的工作效率；η傳是電動機與泵之間的傳動效率；η電是電動機的效率。
由上面分析可得，對水泵系統耗能量有影響的因素主要有系統各個環節的效率、運行時間、揚程以及流量。所以，在其他性能指標滿足要求的前提下，可以適當的采取措施盡可能地縮短水泵的運行時間，提高各個環節的效率，并降低水泵的揚程和流量，這樣就能有效地降低水泵的耗能量。這是水泵節能的基本思想和技術途徑。
3.水泵在使用過程中的問題
3.1.水泵本身設計技術含量不高
目前，我國水泵設計仍依照傳統的方法，技術含量不高，革新較為緩慢，無法在效率提升上有所突破。由于水泵設計單位資金投入不足，缺乏相應的規范要求，對水泵設計人員的培訓力度不夠重視，導致設計人員缺乏專業素養和技能水平，提高不了水泵產品的技術含量，無法做到節能減耗。水泵制造企業在設計過程中片面注重經濟效益，對水泵的節能工作不夠重視，國家缺乏相關的扶持和優惠政策，使得水泵制造企業在進行水泵節能的過程中缺乏積極性，進而無法提高水泵效率。
3.2.水泵節能存在誤區
在過去水泵節能的過程中，我們對水泵的理解存在誤區，較為片面，認為只要提高水泵的各個指標就能達到節能的目的。然而節能的范圍較廣，不單只是一個效率指標，還包括水泵性能的穩定性、可靠性、水泵的經濟性等多方面的因素。我們還應考慮到水泵的使用環境，根據實際情況，針對不同的環境、不同的用途，進行節能設計，有效保證水泵的密封性、耐高溫性和水利性能。對于水泵的節能我們應從節能的基本概念出發，進行深入研究和探討，進行全面的整體的理解。
3.3.使用單位和個人的因素
使用單位和個人在進行水泵采購時，只注重價格是否合理、水泵是否符合自身需求，忽略了水泵的節能技術指標。消費者的這種需求使得節能技術得不到良好的發展，革新較為緩慢。大多數消費者在購買水泵時，由于缺乏對水泵的理解，認為流量和揚程大的水泵才能滿足自己的使用需求，沒有根據自身的情況，選擇合適的水泵，進而浪費了大量的資金，降低了水泵的使用價值。在水泵運行過程中，由于使用單位缺乏相應的管理制度，在操作過程中由于不當行為，導致出現一系列的問題，進行維修和養護時，不能及時的處理或者處理方法不當，增大了能源損耗，浪費了大量的投入資金。
4.水泵節能技術途徑
4.1.水泵本身的節能
水泵設計單位在設計水泵過程中，應建立健全的規章制度，根據相應的要求，加大對設計人員的培訓工作，培養設計人員的專業技能和節能意識，加大宣傳力度，向人民群眾提供高效節能的水泵產品。引進國外先進的技術，進行進一步的研究，選擇優秀的水力模型，研發出科學合理的水力設計方案，在設計的過程中，應從水泵的可靠性、穩定性等因素出發，進行選擇性試驗，提高水泵的運行效率，減少水力的損失。在制造過程中，應從整體出發，進行全面控制，較小過流部件的粗糙程度，對縫隙進行精心處理，提高水泵的使用效率，達到節能減耗的目的。
4.2.提高水泵系統節能
使用單位在注重提高水泵各個指標的同時，應關注水泵產品自身的節能，著力于從節能的角度開展系統工程設計，使整個系統在各個環節都能達到最佳的匹配效果，進而提高水泵系統的使用效率和使用壽命。
4.3.水泵運行中的節能
水泵本身的效率提高了，整個水泵系統也進行了節能的設計，但這只是一個方面，還有一個很重要的方面就是在水泵運行這一環節。在實際中經常由于對水泵的使用不當造成水泵不能高效地發揮自己的作用，再加上水泵的使用環境非常復雜，不同的環境需要不同的工藝流程和工藝參數，在使用過程中對這些方面都要靈活地進行調節。比如在調節水泵系統時，要注意盡量降低能量的損耗，少用節流調節方式，可以從變角、變速、車削等角度去解決問題，以保證電機和水泵都能高效率地工作。在對水泵蠔安裝時，要根據具體使用環境所需，調整消耗葉輪的角度進行變角調節，合理確定葉片安裝角，以便水泵可以高效率地工作。車削調節指通過車削葉輪直徑來對水泵的性進行調節，這是消耗伯節能措施中最簡單、方面的一種，在車削調節中有一個常識就是車削葉輪前后的流量、揚程、軸功率與車削前后的葉輪直徑、直徑平方、直徑三次方成正比。在運用車削調節時要注意的一個問題就是調節要在一個安全的范圍內進行調節，而不能無限制地進行調節。變速調節是日常使用中最直接、最常用的一種調節方式，它不會產生功率的損耗，直接通過水泵轉速的變化來改變水泵的性能。在日常生活中主要實現方式有通過齒輪變速箱實現、通過皮帶傳動實現、通過變頻實現、通過電動機實現等等。在這些方式中最理想的方式是變頻調速，優點是效率高、無級調整速、調速范圍廣，但在應用的缺點是投資較高。 4.4.使用單位和個人在水泵使用中的節能
在使用過程中，使用單位和個人應根據自身的需求，注重節能意識的樹立，選擇合適的水泵系統，實現節能減耗的目的。在運行過程中，應加強對水泵的日常維護和保養，保證水泵系統的正常運行，通過日常的檢修發現水泵存在的問題，采取相應的措施，及時解決水泵出現的問題，延長水泵系統的使用壽命，保持水泵高效的工作效率。
5.總結語
總而言之，水泵的節能是一項復雜、系統的工程，為了更好地做到節能減耗的目的，應從水泵系統整體出發，建立健全的規范要求，制定詳細的措施，定時對設計人員進行培訓工作，培養設計人員的節能意識和素養，使設計人員能夠熟練掌握專業技能，對水泵同進行有效的控制。引進國外先進的技術，對技術進行深入的研究、創新，把一些新的工藝和新的設計方法應用到生產中，不斷提高水泵的使用效率。對于水泵節能過程中存在的問題，應采取相應的措施，進行及時的解決，促進節能工作的開展。因此，為了實現社會走可持續發展的道路，我們應采取戰略性眼光，減少節流損失，保證水泵始終能夠高效正常運行。
水泵是我國工農業生產中最主要的耗能設備之一，廣泛應用于生產生活的各個方面，據統計現現階段水泵的耗電量大致占到全國發電總量的 20%，由此可見提高水泵的效率、降低水泵能耗對我國節能工作有著重要的意義。但是在現階段，我國的水泵效率普遍比較低，尤其是和一些發達國家相比，水泵效率更是要低很多。隨著水泵發展對水泵節能的要求越來越高，現在已經有很多水泵設計單位和水泵生產廠家已經開始在水泵的節能建設上有所認識，開始加入投入在水泵的節能建設方面，但在水泵的節能建設過程中仍然存在著一些問題，制約了水泵節能建設的發展。如何才能高效地提高水泵節能技術，這已經是擺在我們面前的一個非常緊迫的問題。
1.水泵運行高能耗原因
1.1.水泵和管道不相匹配，“大馬拉小車現象”嚴重，水泵處于“大流量、低效率、高功耗” 的不利工況運行；
1.2.對復雜系統，水泵并聯或串聯運行配置不合理，增加水送能耗；
1.3.管路因設計、施工或運行原因導致局部阻力偏高的不正?，F象，增加了水送能耗；
1.4.回路漏滲、水流旁通，增加無效流量，增加水泵能耗；
1.5.系統回路阻力嚴重不平衡，增加主機能耗和水泵能耗；
1.6.水泵質量偏差，效率偏低，增加能耗。
2.水泵系統的能耗計算與分析
水泵系統正常運行時所需能量 W，其結果可按下式進行計算求解。
W=rgQHT/1000h（KW·h）（1）
式中，η 為水泵系統的效率（%）；T 為水泵運行的時間（h）；H 為水泵揚程（m）；Q 為水泵流量（m3/s）；ρ 為流體密度（kg/m3）。
η=η電×η傳×η泵×η管（2）
式中，η管是管網輸送的效率；η泵是水泵的工作效率；η傳是電動機與泵之間的傳動效率；η電是電動機的效率。
由上面分析可得，對水泵系統耗能量有影響的因素主要有系統各個環節的效率、運行時間、揚程以及流量。所以，在其他性能指標滿足要求的前提下，可以適當的采取措施盡可能地縮短水泵的運行時間，提高各個環節的效率，并降低水泵的揚程和流量，這樣就能有效地降低水泵的耗能量。這是水泵節能的基本思想和技術途徑。
3.水泵在使用過程中的問題
3.1.水泵本身設計技術含量不高
目前，我國水泵設計仍依照傳統的方法，技術含量不高，革新較為緩慢，無法在效率提升上有所突破。由于水泵設計單位資金投入不足，缺乏相應的規范要求，對水泵設計人員的培訓力度不夠重視，導致設計人員缺乏專業素養和技能水平，提高不了水泵產品的技術含量，無法做到節能減耗。水泵制造企業在設計過程中片面注重經濟效益，對水泵的節能工作不夠重視，國家缺乏相關的扶持和優惠政策，使得水泵制造企業在進行水泵節能的過程中缺乏積極性，進而無法提高水泵效率。
3.2.水泵節能存在誤區
在過去水泵節能的過程中，我們對水泵的理解存在誤區，較為片面，認為只要提高水泵的各個指標就能達到節能的目的。然而節能的范圍較廣，不單只是一個效率指標，還包括水泵性能的穩定性、可靠性、水泵的經濟性等多方面的因素。我們還應考慮到水泵的使用環境，根據實際情況，針對不同的環境、不同的用途，進行節能設計，有效保證水泵的密封性、耐高溫性和水利性能。對于水泵的節能我們應從節能的基本概念出發，進行深入研究和探討，進行全面的整體的理解。
3.3.使用單位和個人的因素
使用單位和個人在進行水泵采購時，只注重價格是否合理、水泵是否符合自身需求，忽略了水泵的節能技術指標。消費者的這種需求使得節能技術得不到良好的發展，革新較為緩慢。大多數消費者在購買水泵時，由于缺乏對水泵的理解，認為流量和揚程大的水泵才能滿足自己的使用需求，沒有根據自身的情況，選擇合適的水泵，進而浪費了大量的資金，降低了水泵的使用價值。在水泵運行過程中，由于使用單位缺乏相應的管理制度，在操作過程中由于不當行為，導致出現一系列的問題，進行維修和養護時，不能及時的處理或者處理方法不當，增大了能源損耗，浪費了大量的投入資金。
4.水泵節能技術途徑
4.1.水泵本身的節能
水泵設計單位在設計水泵過程中，應建立健全的規章制度，根據相應的要求，加大對設計人員的培訓工作，培養設計人員的專業技能和節能意識，加大宣傳力度，向人民群眾提供高效節能的水泵產品。引進國外先進的技術，進行進一步的研究，選擇優秀的水力模型，研發出科學合理的水力設計方案，在設計的過程中，應從水泵的可靠性、穩定性等因素出發，進行選擇性試驗，提高水泵的運行效率，減少水力的損失。在制造過程中，應從整體出發，進行全面控制，較小過流部件的粗糙程度，對縫隙進行精心處理，提高水泵的使用效率，達到節能減耗的目的。
4.2.提高水泵系統節能
使用單位在注重提高水泵各個指標的同時，應關注水泵產品自身的節能，著力于從節能的角度開展系統工程設計，使整個系統在各個環節都能達到最佳的匹配效果，進而提高水泵系統的使用效率和使用壽命。
4.3.水泵運行中的節能
水泵本身的效率提高了，整個水泵系統也進行了節能的設計，但這只是一個方面，還有一個很重要的方面就是在水泵運行這一環節。在實際中經常由于對水泵的使用不當造成水泵不能高效地發揮自己的作用，再加上水泵的使用環境非常復雜，不同的環境需要不同的工藝流程和工藝參數，在使用過程中對這些方面都要靈活地進行調節。比如在調節水泵系統時，要注意盡量降低能量的損耗，少用節流調節方式，可以從變角、變速、車削等角度去解決問題，以保證電機和水泵都能高效率地工作。在對水泵蠔安裝時，要根據具體使用環境所需，調整消耗葉輪的角度進行變角調節，合理確定葉片安裝角，以便水泵可以高效率地工作。車削調節指通過車削葉輪直徑來對水泵的性進行調節，這是消耗伯節能措施中最簡單、方面的一種，在車削調節中有一個常識就是車削葉輪前后的流量、揚程、軸功率與車削前后的葉輪直徑、直徑平方、直徑三次方成正比。在運用車削調節時要注意的一個問題就是調節要在一個安全的范圍內進行調節，而不能無限制地進行調節。變速調節是日常使用中最直接、最常用的一種調節方式，它不會產生功率的損耗，直接通過水泵轉速的變化來改變水泵的性能。在日常生活中主要實現方式有通過齒輪變速箱實現、通過皮帶傳動實現、通過變頻實現、通過電動機實現等等。在這些方式中最理想的方式是變頻調速，優點是效率高、無級調整速、調速范圍廣，但在應用的缺點是投資較高。 4.4.使用單位和個人在水泵使用中的節能
在使用過程中，使用單位和個人應根據自身的需求，注重節能意識的樹立，選擇合適的水泵系統，實現節能減耗的目的。在運行過程中，應加強對水泵的日常維護和保養，保證水泵系統的正常運行，通過日常的檢修發現水泵存在的問題，采取相應的措施，及時解決水泵出現的問題，延長水泵系統的使用壽命，保持水泵高效的工作效率。
5.總結語
總而言之，水泵的節能是一項復雜、系統的工程，為了更好地做到節能減耗的目的，應從水泵系統整體出發，建立健全的規范要求，制定詳細的措施，定時對設計人員進行培訓工作，培養設計人員的節能意識和素養，使設計人員能夠熟練掌握專業技能，對水泵同進行有效的控制。引進國外先進的技術，對技術進行深入的研究、創新，把一些新的工藝和新的設計方法應用到生產中，不斷提高水泵的使用效率。對于水泵節能過程中存在的問題，應采取相應的措施，進行及時的解決，促進節能工作的開展。因此，為了實現社會走可持續發展的道路，我們應采取戰略性眼光，減少節流損失，保證水泵始終能夠高效正常運行。
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