自来水流体设备中节能产品的应用

2012-08-16毛璐辂王郁青

科技视界 2012年30期

毛璐辂王郁青

（上海自来水市南有限公司长桥自来水厂中国上海 200231）

1 设备情况简介

1.1 离心泵密封

上海市南自来水公司长桥自来水厂出水车间，共有16 台上海KSB 水泵厂制造的RDL900-970A，单级双吸轴向中开蜗壳式离心泵，配套电机额定功率为1600kw。水泵原来使用填料密封。该密封装置长期存在密封不严，频繁漏气、漏水；造成抽真空时间长，盘根对轴套磨损严重，以及维护材料、人工损耗大等缺点每年更换轴套就是一笔不小的开销。

1.2 提升泵单向阀门

长桥水厂提升泵房拥有八台飞力（瑞典）PL-7121 潜水轴流泵。八台泵分为两组，每组四台，抽升的原水通过东西两个阀门井分别进入两根DN3500 干管。泵站抽升能力为10.6m3／s－22m3／s，水泵扬程为10m。

按照潜水轴流泵的特性曲线,功率是随流量增加而降低的工作特性。该8 台泵所匹配的出水缓闭止回阀由于阀瓣开启角度不够，造成流阻过大从而流量减少造成水泵功率增加。

2 改造方案

2.1 采用新型微接触密封涵更换老式填料密封涵

针对RDL 泵的问题，在不改变水泵运行工况的情况下对离心泵的填料函进行了改造，采用了微接触轴封代替原有的填料密封函。微接触轴封采用橡胶密封圈，密封圈的唇口和轴套的接触面只有0.3-0.5mm，而且每道密封圈之间充满油脂，所以对轴套的摩擦力很小。微接触轴封是集装式的所以安装非常方便。

2.2 为单向阀加装液压助推装置

对飞力泵止回阀阀瓣开启度不足造成管路流阻大，水泵功率损失的问题，采取了在阀门上加装液压助推装置来解决阀瓣开启度不足的问题。

采用了小型液压助力油泵。该泵功率为0.56KW。工作原理是：在提升泵工作时，先通过流体自身的动能将阀瓣打开到一定角度。这时阀门轴端的限位开关将启动液压泵，这时液压泵将通过阀门自身液压油缸将阀瓣开启到最大角度，（见图1）然后自动进入保压状态，保证阀瓣的开启角度保持不变。当提升泵停车时，液压装置即进入泄压状态，泄压阀自动开启，在止回阀重锤的作用下油缸中的液压油经泄压阀回到液压油箱中。

图1 开启液压助推装置时阀门重锤角度

图2 未开启液压助推装置时阀门重锤角度

3 改造前后实际数据与效果对比

3.1 微接触密封涵相对于传统密封涵的优势

从实际应用对比情况中测出，微接触轴封不但解决了原来的填料密封函密封不严，频繁漏气、漏水；造成抽真空时间长，以及维护材料、人工损耗大等问题。而且降低了机械摩擦功耗。

经某大学实验室检测，微接触轴封相对于普通填料函和普通机械密封还具有以下节能优势。

用碳纤维和四氟作为填料密封材料5 道填料密封时，对应5 个不同速度实验室检测出碳纤维的摩擦扭矩在0.96-1.1706N·m 之间，摩擦功耗在83.674-365.2924W 之间；四氟的摩擦扭矩在0.8145-1.4956N·m之间，摩擦功耗在63.9688-466.7042W 之间。

普遍应用于工业生产的机械密封对应5 个不同转速实验室检测出摩擦扭矩在0.225-0.238N·m 之间，摩擦功耗在18.21-70.319W 之间。其摩擦功耗在碳纤维和四氟5 道填料密封时摩擦功耗的15%-28%之间。

新型轴封的摩擦功耗最小，对应5 个不同转速实验室检测出摩擦扭矩在0.044-0.118N·m 之间，摩擦功耗在3.456-36.823W 之间，其摩擦功耗在机械密封摩擦功耗的18%-52%之间，在碳纤维和四氟5 道填料密封时摩擦功耗的4%-10%之间。

图3

从以上对几种密封的比较可知新型轴封的摩擦功耗最低，相比于填料密封在节能方面新型轴封具有较大的优势见（图3）。

图4

3.2 加装液压助力装置后水泵功耗明显降低

提升泵止回阀加装液压助力装置后水泵功率降低。工作效率得到了明显提高。图4 中7# 泵和8# 泵型号功率相同，7# 泵为未开启单向止回阀液压助力装置时的状态，8# 泵为液压助力装置正常工作的状态。从监控数据中我们可以得知8# 泵在相同工况下要比7# 节约53KW 的能耗。该套装置具有无需更改阀门本身结构，安装维修方便，反应灵敏，工作可靠的特点。最主要是安装该套装置以后，我厂提升泵单台机泵可节约能耗10%以上，每年为企业节约2 百余万度电。