离心泵的节能技术及其应用

摘 要：本文从离心泵在选型时易出现误区以及运行中出现不规范操作等问题出发，对离心泵主要节能措施进行了阐述，同时对泵站的设计、水泵的配件及维修做了进一步解释与说明，并以我厂为实例对离心泵节能技术应用进行分析，具有一定的实践指导意义。

关键词：离心泵 效率 节能降耗

中图分类号：TM9 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）10（c）-0048-01

泵类产品属于流体机械，国内的需求量非常大，每年消耗在泵类产品的电能占全国20%～25%[1]，而泵是各工矿企业必不可少的设备。因此，节约能源，提高水泵及泵站的运行效率，成为各工矿企业追求的目标。离心泵需求量占泵类产品80%左右，因此，针对离心泵开展节能工作是非常重要和刻不容缓。

1 运行效率低的主要原因

离心水泵运行效率低的主要原因是离心泵的实际工况点常低于或远低于泵的最高效率点，由于离心泵的电动机不能调速，因此全部都是采用泵出口阀进行调节[2]。阀门调节简单方便，然而从节能的角度看泵在低效率区域运转将造成能量浪费，使驱动电机处于轻载下的低效、低功率状态运行。

2 节能的技术措施

确定合理的选型参数（Q、H）是保证泵高效运转的前提与关建。而目前参数普遍存在着不同程度的偏大。为了使选泵合理，减少浪费，应根据具体情况，对流量及压力的余量做出相应的规定。

（1）流量Q的确定：若对正在稳定运行的水泵进行精确流量计算，可不留余量或少留余量，若为长远开发留较多余量，更换新泵更具经济性。

（2）扬程H的确定：扬程H相比流量Q的确定较难，因此应从节能降耗的角度注意以下几点。

①管路阻力不应估取，应由公式H=H静+H阻计算，其中H阻计算较H静繁琐，往往偏大估取。

②留有余量问题：若能精确给出H值时不必留有余量，不能盲目地加大H、Q两者余量，因为无论何者的余量，都自然给另一参数带来余量。

（3）泵性能的选择：对于工艺流量稳定的水泵，性能选择的重点是保证泵运行点的高效，若工艺流量调节幅度较大并且频繁时，应特别注意Q－H曲线和。

Q－η曲线在调节范围内是否平坦。使泵在效率较高的区域运转[3]。

（4）并联运行时：对于需要大幅度调节、且流量较大的情况，可采用数泵并联来提高运行效率，结合备用泵统筹考虑更经济合理。

3 离心泵节能降耗技术在我厂的应用

根据以上理论对我厂③号水源二级升压泵进行改造：③号水源共有深井泵24台，井群距元宝山电厂直线距离为32 km，输水过程中管道沿程损失较大，为此建两座升压泵站。深井泵抽出地下水并送到一级升压泵站，再由一级升压泵将工业水送到二级升压泵站，最后由二级升压泵把工业水输送到厂区。二级升压泵运行状态，直接影响到机组运行的安全与稳定。下表为二级升压泵运行工况的基本参数（如表1）。

若水泵出口门的开度增大，电机电流升高超出额定值，此种运行方式既不经济又不安全。一旦采用水泵出口门的开关来调节二级升压泵流量，将会导致升压泵出口碟阀橡胶密封面遭到破坏，出口阀门关不严，无法进行设备检修；若泵长期处于高压状态运行，泵的轴套及盘根频繁磨损，轴套盘根处产生漏水，进入轴承箱，时常引发烧瓦事件；又由于泵出口门开度有限，当厂内需水量大时必须转2～3台升压泵给厂内供水，这样用电量将产生较大浪费。

我厂主要将二级升压泵站型号16SA-9单级双吸式离心泵改型为16SA-9B单级双吸式离心泵，其主要参数（如表2）。

由于16SA-9B与16SA-9的安装尺寸一样，无需重新定位；可在短工期内完成，不会影响正常生产。按此方案改型，泵的安装尺寸与原泵相同，不需另外打制地脚基础；更改设备前后比较：改型前二级升压泵站正常运行2台升压泵和1台疏干水泵，改型后只需运行1台升压泵与1台疏干水泵，从而减少1台二级升压泵的运行，这样不但可节省正常运行维护费，而且，按每台泵一年运行300天算，从用电角度考虑，一年可节省电能约360×104度，这样可节约大量生产资金。

4 改造后水泵的合理性与节能降耗

改造后我厂二级升压泵出口门开度达到100%，减少了泵出口碟阀橡胶密封面的磨损，阀门使用寿命明显增加；避免水泵在低功率因数下运行，确保升压泵运行稳定；提高了单台泵流量，在保证水泵最高效率点运行安全的同时，增加设备的备用量；同时有效对设备进行检修，提高了设备的健康水平和运行的可靠性。

从节能和经济性角度考虑，泵站必须设有型号不同的泵可供选择，实现大小泵配置。根据流量不同选择不同型号的泵，若需要两台泵并联运行时，两者扬程必须相同或相近。因为，当一台泵运行时，可以大量节省能源消耗，并可减少节流损失，而在高效区域运转的同时，也延长了泵的使用寿命。

大小泵配置调节灵活、具有一定的经济、安全可靠性。主要特点：（1）所有的水泵都在高效区域运转，其中高效水泵将充分发挥“高效”这一特点，使水泵电耗明显下降，（2）根据全厂负荷变化，灵活调节给水流量，为生产运行提供方便。

5 加强维修管理提高节能降耗效果

（1）改进设计时，在提高加工、装配质量，确保泵安全可靠运行的情况下，尽量缩小口环间隙。

（2）加强维修。及时修复泄漏间隙，发现口环破裂或磨损，泄漏间隙超过规定值时，应进行更换或维修，否则将引起流量的不均分配，造成泵效率下降。

根据经验及实测数据确定口环半径间隙为叶轮口环外径的2.5%～3.5%，这样对提高现有水泵效率是非常有效的。

综上所述影响离心泵效率的因素很多，合理地选择离心泵配置、运行方式以及科学地进行改造均会达到一定的节能降耗效果。

参考文献

[1] 仲吉维.工矿企业离心水泵节能技术应用研究[J].探索，2009，9：50.

[2] 黄永谋.离心泵的节能措施与应用[J].硫磷设计与粉体工程，2011，3：24.

[3] 邵希华.油田离心泵系统的节能降耗技术[J].科技风，2009，4：85.