水泵电机节能降耗方法研究

2020-03-30康凯

中国设备工程 2020年2期

康凯

（大庆石化公司热电厂，黑龙江大庆 163714）

水泵电机数量大、分布广，对社会生产和生活有重大影响，随着国民经济的不断发展，水泵电机的应用范围不断扩大，但长期使用可能会生锈、生锈、损坏，导致水泵的使用效率降低，如何提高水泵电机的效率，应根据实际生产需要，制定合理的降低水泵电机节能降耗方案，对水泵电机节能降耗的改革分析是提高水资源利用率的必然选择，对全面实施可持续发展战略具有积极的影响。目前，我国水泵设计主要遵循传统的模型转换法和转速系数法。从某种程度上讲，这些设计方法都是过时的，因为它们都是基于老泵的设计经验，即不能超过以往设计水平的设计过程，不能突破效率的提高。水泵设计单位不投入资金、不投入人员进行技术、创新能力和水泵设计人员不知道水泵产品的技术含量不高，水泵本身在技术上已经不清洁，节能工作也不起作用，另外，水泵厂只注重经济优势，而忽视了水泵的节能工作，在这方面没有政治支持和财政优惠，因此，水泵生产企业对节约能源、提高水泵效率没有积极性。

1 水泵概述

泵是一种机械装置，它将液体向前输送并增加液体的输送压力。它可以将机械能和其他能量转移到液体中，以增加用于输送自来水的转移压力，能够更好地满足社会生产和生活的需要。评价泵性能的参数是不同的，包括水容量、吸入点、提升力、电流和轴功率等，根据不同的工作原理可以分为泵容量泵和泵，进一步细化为双流泵、轴流泵和离心泵，通过旋转叶片与水之间的作用力流动。通常会注意水泵是否满足他们的需求，价格是否相对便宜，但他们并没有特别重视水泵的节能技术特点，这种消费需求也挫伤了水泵设计单位和生产单位实施节能技术创新的积极性。泵的实际效率远低于泵的最高效率，无法有效地发挥作用，而且由于用户的管理和控制，使用和维护过程不严格、维护不适当、维护不及时等，泵在运行过程中经常出现故障，造成能源浪费。为提高资源利用效率，满足节能降耗的需要，进一步优化泵设计，选用高效水泵，更换旧水泵技术，安装无功补偿和铝箔设备及变频器，在科学推荐期间广泛提高水泵设备的使用效率。

2 降低水泵电机性能的原因

在水泵电机的长期运行中，由于腐蚀、腐蚀和老化等原因，影响水泵的效率，具体原因如下：

（1）长期水流量导致整个水面泵内壁的硬度、剪切磨损和老化，内流通过系数增大，水头损失严重，水力效率降低。

（2）泵壳结垢问题比较严重，因为在泵之前，药品或水质因素可能导致泵壳壁厚增加约2毫米，形成结垢瘤，减少泵体容积和泵容量，并因水头损失增加原流道。

（3）水泵加工工艺导致水泵缺陷。比合格的水泵有更严重的腐蚀、磨损和空心问题。此外，工艺排放缺陷会导致泵通道出现裂缝。水流增加能量损失，降低水力效率。

（4）不可避免的情况主要是由于颗粒的背水面上的负压。当压力低于某一标准值时，特别是当泵叶片被电化学腐蚀逐渐腐蚀时，会出现快速空洞的现象。

（5）机械损耗和容积损耗，在长期使用中由于机械磨损导致供水泄漏增加，机械效率和容积效率降低，这正是水泵效率和效率降低，水资源损失进一步增加的原因。

3 切实落实降低水泵节能降耗

3．1 无功补偿装置

应用无功补偿技术节能降耗是降低机泵能耗的主要途径，实际效果显著，目前电网的输出容量包括有功和无功两种。有功能直接消耗电能，将电能转化为机械能、热能和化学能，并用于工作；无功能不消耗电能，而是将电能转化为不同形式的能量，以实现电能的周期性转化，电磁元件的电磁场也必须吸收了所有的电能，需要注意的是，如果电容器的一个元件按其特定的比例安装在电磁元件电路中，然后形成电容器的局部电流位移和电感，两者之间的夹角相应减小。为了了解这两种负载之间的交换，这样，由感性负载产生的无功补偿输出就可以用来为感性负载提供无功支持，实现无功补偿。水泵本身的效率得到了提高，整个水泵系统也是为了节能而设计的，但这只是一个方面，也是水泵运行的一个非常重要的方面，由于水泵使用不当，水泵不能有效地发挥其作用。另外，水泵运行环境非常复杂。不同的环境要求不同的工艺和工艺参数。这些方面在使用过程中需要灵活调节，反向调节就是通过改变叶轮直径来调节泵的性能，这是节能措施中最简单、最重要的方面。变速控制是日常使用中最直接、最频繁的调节手段。这不会造成能量损失，通过泵速的变化直接改变泵的性能，白天主要通过变速箱、皮带传动、变频、发动机等实现，改变泵速可以改变泵的性能曲线。如果管道曲线保持不变，则工作站将更改。这种调节方法称为变速控制，用户用水量不均，在最不利的条件下选择泵站，即最大设计流量和设计扬程。实际上，当水量小于最大设计流量时，水泵在小电流下运行。通过对离心泵的特性分析，我们知道离心泵的叶片是向后弯曲的，即90°及其特性曲线倾向的。反之，如果泵的出水量减少，泵的使用寿命也相应延长。根据管道特性曲线，当流量减小时，水头损失减小。因此，定速泵在大多数情况下扬程过大，其余扬程造成高能量浪费。采用无功补偿可以降低电能损耗。电流的减少通常约为2%～3%使用该电容器后，可以提高功率因数，降低所有功率，使电源端和部分电源最小化。通过对无功功率的补偿，提高功率因数，降低电网总容量，降低变压器和饱和开关的功率负荷，提高电气设备的使用寿命。

3．2 低压调速技术加速器泵

在使用高压变频器之前，可以通过手动启动和关闭普通泵来调节管网的水压。此外，水泵频繁启停降低了水资源的可靠性，导致机组稳定运行存在诸多隐患。减少水泵的频繁手动启停和适度供水，保持恒压状态，根据水泵自身的调速参数，控制水泵出力和发动机功率消耗，达到降低水泵节能降耗的目的。

水泵采用低频控制技术，是在两台泵连续组合的基础上，始终将水泵的工作点改为最大泵效，提高了水泵系统的效率，满足了节能降耗的需要。并将水泵互联，将低瓦数水泵调节为低频控制系统，通过一台注水泵对流量进行自动调节控制。大于40Hz，能满足水泵运行需要，实施连续的产水调节，满足节能降耗的要求。无法满足管网系统的首部对首部的要求，泵出现溢流问题，长期实践经验表明，动力泵与变频室同步使用的最低频率检查在40Hz以上，能够满足水泵的节能运行，最大限度地降低供水成本。