浅谈水厂水泵的节能及改造策略

摘 要：本文针对水厂供水系统中水泵的节能及水厂扩建水泵的改造措施进行论述，分析了水泵节能控制措施，探讨了水厂扩建水泵改造策略，希望能够给予同行业人员有意义的借鉴。

关键词：水厂；水泵；节能；改造措施

中图分类号：TU991.35 文献标识码：A

水泵是水厂供水系统中的一个重要设备，也是系统最大的一个耗能点。随着我国城市规模的不断扩大以及对供水需求量的增加，对已有的水泵进行改造，降低水泵能耗，提高水泵的运行效率，已经成为国内各水厂所共同关注的问题。为此，本文结合多年的水厂供水系统的维护经验，对水泵的节能控制技术及其改造过程中应重点注意的问题进行了探讨，希望能够给予同行业人员有意义的借鉴。

1 水泵节能的控制策略

1.1 选择水泵的类型

水泵有两个基本参数，其一是水泵最高效率点所对应的额定供水量Q，其二是最高效率点所对应的额定扬程H。根据相似定律，KA=HA0/QA02，KB=HB0/QB02，当水泵的转速n变化时，其高效率区位于抛物线H=KAQ2和H=KBQ2的范围内。所以，选用的水泵，其供水量Q和扬程H，必须落在该区域区内，才能达到理想的调速节能效果，也是合理用水泵的关键。

1.2 确定水泵的调速范围

在明确水泵的调速范围前，首先要了解水泵的特点、性能以及管路特征，再确定水泵调速的控制方式。水泵的调速越低，其所能调控的范围将越大，但过低的调速，其运行过程中的节能效果将越差，所以，水泵转速的设置不能过低。在完成水泵调速过程后，要控制水泵运行时的工况点，确保水泵始终处于高效的工作范围内运行，使系统达到最理想的节能效果。

1.3 合理搭配变频泵与恒速泵

目前，国内水厂大多采用的是一台变频泵与多台恒速泵并联的方式搭配运行，对于供水系统，此种运行方式的能耗较大，搭配运行的水泵应采用两台变频泵同时运行，并以变频控制为主要的依据。

1.4 采用新材料、新技术

水泵耗能的控制，也可以考虑采用一些新材料和新技术，如：对水泵的壳内腔和叶轮表面进行喷砂修补后，再对叶轮表面均匀的喷涂两层泵增效节能涂料。水泵流道表面的气蚀部分，在经过喷砂修补、喷涂节能涂料处理后，壳内腔和叶轮表面已被完整修复，其运行及节能效果会有明显的提高。

1.5 更换新型节能水泵

水厂水泵的选型，要考虑到水厂建设的初次投产、中期生产、理论生产规模以及季节性供水量的需求等，保证选用的水泵能够达到水厂的建设目地。当前，高效节能型水泵的技术含量较高，不仅节能效果显着，而且在运行过程中，振动小且噪音低，其良好的机械密封性能，可以有效避免常规水泵轴向易出现渗漏的情况，降低水泵维修及保养的人力和财力投入，提高水泵的使用寿命。

2 水泵的改造技术

2.1 改造水泵的吸水管路

（1）通常情况下，水泵吸水管的管径大于水泵进水口的管径，水泵吸水管与进水口采用偏心异径管联接。当吸水管内的设计水流速为1.0m/s～1.2m/s时，吸水管的管径要小于250mm；当水流速为 1.2m/s～1.6m/s，或由于吸水管路较短、地形吸水高度较低等情况，吸水管内设计水流为1.6m/s～2.0m/s时，管径要≥250mm。

（2）当吸水管从清水池内直接吸水时，为了避免清水池水面出现漩涡而导致水泵吸入空气，吸水管的进口应距离水面0.5m～1.0m；当吸水管从井内吸水时，为避免水泵吸入井底沉渣，吸水管进口距离井底要大于0.8D（D为吸水管喇叭口直径，一般为吸水管直径的1.3～1.5倍）；吸水管的喇叭口边缘与井壁的距离要大于0.75～1.0D；当井内安设多根吸水管时，各吸水喇叭口的间距要大于1.5～2.0D。

（3）在安装吸水管水平段时，不得存有气囊，且偏心异径管的水平段要朝上，吸水管的顶部标高要等于或略低于水泵进水口的顶部标高。

（4）吸水管路要尽可能的避免采用焊接或法兰联接方式，以免因橡皮垫老化而产生出现漏气。

2.2 改造水泵的基础

当水泵原基础较小时，可拆除后重建水泵基础，否则，可将原基础二次抹面（或贴面）后铲除。水泵基础一般要进行两次浇灌，为了确保在安装水泵机组时，有充足的空间加垫铁调整，在一次浇灌后，水泵基础的标高要低于设计标高20mm～30mm。如果基础标高大于设计标高，要用扁铲铲低，基础标高过低时，要在基础表面铲出麻面，再补灌原标号的混凝土。当原基础周边的尺寸小于设计尺寸时，要将原基础外壁铲成凹凸不平的形状，再制模后重新浇灌，若周边尺寸较大，则不必铲除。基础地脚螺栓孔可制成150mm×150mm×H的矩形孔（H一般为12～25倍的直径深度），当基础混凝土强度达到设计强度的60%以后，再安装水泵机组并放置地脚螺栓。地脚螺栓的连接连接螺母端应露出螺母2～3扣。水泵基础在灌浆时要特别注意一下问题：（1）地基表面上的杂物要彻底清除。如果是沾在地基上的油垢时间较短，可采用氧乙炔火焰清除；（2）地脚螺栓的安装孔内不得存有杂物，可采用压缩空气将孔内的灰尘吹净；（3）灌浆用的混凝土，其砂料应采用细碎石，水泥的标号要高于基础混凝土水泥标号一级。灌浆时，振捣要密实，并避免地脚螺栓歪斜；（4）混凝土的灌浆作业要一次性完成，不可断续施工。灌浆完成后，要做好混凝土的养护工作，避免产生裂纹。当基础混凝土的强度达到设计要求后，再紧固地脚螺母。

2.3 改造水泵的压水管路

（1）通常情况下，压水管的管径要大于水泵出水口的直径，两者采用异径管联接。当压管内水流速为1.5m/s～2.0m/s时，压水管的管径要250mm；当压管内水流速为2.0m/s～2.5m/s时，压水管的管径要250mm。（2）水泵的压水管路设计要考虑施工方面的需求，并尽可能的降低水流的阻力。（3）水泵的压水管路可以加设伸缩器，即可以预防管道在焊接时，产生的热胀冷缩效应，影响管路安装，消除应力，又可以方便压水管路与主管道的安装，起到保护设备的作用。

结语

水泵的节能改造，是提高水厂生产效率，降低供水系统能源消耗及运行成本的有效途径，现代化城市供水企业，应在有效利用现有的设施和条件的基础上，优化和改进供水系统的设备、设施和工艺，以较少的经济投入，实现最大的利益最大化，降低水厂生产过程中的能源损耗，从而为供水企业赢得良好的社会信誉和经济效益。

参考文献

[1]姜乃昌.水泵及水泵站（第4版）[M].北京：中国建筑工业出版社，1998.