高分子超滑涂层在水泵节能降耗中的应用

摘 要：我国泵所消耗的电能约为发电量的20%左右，通过使用贝尔佐纳高分子超滑涂层，改善了泵流道水力特性，减少水力损失，提高水力效率，可提高泵效7.5%以上，达到节能降耗的目的。本文分析了贝尔佐纳高分子超滑涂层的产品特性，阐述了Belzona1341超滑涂层的施工工艺，探讨了贝尔佐纳超滑涂层（Belaona1341）在水泵节能改造中的应用。

关键词：贝尔佐纳高分子超滑涂层；水力损失；节能降耗

中图分类号：TU992 文献标识码：A

泵作为一种通用机械，其种类繁多，数量巨大，使用十分广泛。我国泵所消耗的电能约为我国发电量的20%。根据各工业部门对泵应用的调查资料显示，国产泵效率比国外先进的同类产品低5%—10%，所以泵类产品的节能潜力是很大的。如何提高泵的效率，降低能耗，特别是如何降低现有装备泵的能耗，一直是我们设备管理部门潜心研究的重要课题。

本文介绍一种简单、易行，特别适合对现装备水泵进行节能改造的高分子超滑涂层系统。

1贝尔佐纳高分子超滑涂层的产品特性

贝尔佐纳高分子超滑涂层是英国贝尔佐纳公司生产的一种双组分涂层系统，特别用来提高流体处理设备的效率和保护各种金属免受冲蚀性腐蚀的侵蚀。贝尔佐纳超滑材料是一种高分子材料，该材料加入了“泰弗兰”（音泽），是一种以聚四氟乙烯为主要成分的物质。材料固化后，表现出很强的憎水性。该材料经检验达到美国国家卫生组织（ANS/NSF61）的饮用水标准。2010年2月湖南省疾病预控制中心也对送检的“Belzona1341超滑涂层”浸泡液出具了符合国家饮用水卫生标准的检测报告。所以，贝尔佐纳超滑涂层（Belaona1341）可广泛用于城市给水系统。

贝尔佐纳超滑涂层（Belaona1341）是由基本原料和加固原料两种组分组成的高分子抗磨材料。各组分及混合材料特性见表1。

Belaona1341超滑涂层具有表面光滑，粗糙度小的特性。表2为Belaona1341超滑涂层与其它不同材料表面粗糙度的对比数据。从表2中可以看出，Belaona1341超滑涂层的表面粗糙度要比其它几种材料小一个或几个数量级。所以可在流体设备内产生光滑的表面，减少涡流的产生。

Belzona1341超滑涂层还具有优良的机械性能。表3为其主要的机械性能指标。其优良的机械性能指标可以保证水泵叶轮高速旋转过程中涂层不破损脱落。

2 Belzona1341超滑涂层的施工工艺

Belzona1341超滑涂层具有施工工艺简单的特点，可以机械喷涂，也可以手工涂装，便于在厂矿企业生产环境中使用，有利于对现有机泵进行改造。施工中要严格按照“喷砂——表面缺陷修补——第一次涂料——第二次涂料——固化”的涂装工艺进行。涂装前首先对设备表面进行喷砂处理，使其表面粗糙度达到75μm。然后使用丙酮等溶剂清洗设备表面，对存在的空洞、微孔等缺陷使用Belzona1311涂料进行修补。修补完毕后进行Belzona1341的涂装。（Belzona1341按照10份基料兑7份固化剂的重量比进行调和）。涂装分两次进行。然后经过一定时间的固化，就可投入使用了。

涂装中应注意：

（1）温度低于10℃或相对湿度达90%以上时不得进行涂装。

（2）Belzona1341混和料必须按说明规定的使用时间用完，否则容易固化。

（3）两次涂装之间间隔时间约为4h（20℃时）。

（4）涂层在20℃下5d后才能完全固化。

3贝尔佐纳超滑涂层（Belaona1341）在水泵节能改造中的应用

3.1节能改造过程

2011年4月20日至23日，我司对供排水厂四循1002#泵（水泵电机功率为500kW）采用贝尔佐纳超滑涂层进行节能改造。由于水泵使用多年，泵内壳体多处受损，叶轮气蚀较为严重，从内部涌现了较多的垢、铁锈等物，对水泵过流部件内表面进行表面处理后，我们先用贝尔佐纳（Belzona1311）对机泵缺陷进行修复，然后使用贝尔佐纳超滑涂层（Belaona1341）对泵体内壁及叶轮进行两次涂装。涂装方法采用手工法，两次涂装间隔为4h，涂层厚度为0.5mm左右。涂装完成24h后，水泵就投入正常运行。

3.2数据采集及计算

说明：以上供水压力、电流、瞬间流量为经多次检测的平均值。

节能降耗百分比：

η=

注：I1为改造前水泵电流

I2为改造后水泵电流

水泵的电机功率为500kW，功率因素为0.85，以电费每度0.5元计算，每台泵投入改造费用35000元。

投资回收期：35000÷（500×0.85×

7.93%×24×0.5）=87天

每年可节约电：500×7.93%×0.85×

24×365=295234度

运行不到三个月即收回投资。

4结果分析

4.1原因分析

根据试验前后采集数据进行计算后可知，我司供排水厂四循1002#水泵采用贝尔佐纳产品与技术改造后，节电率为7.93%。

水泵效率与机械损失、容积损失及水力损失相关。根据本次改造的内容，其对机泵效率的影响主要体现在以下二个方面：

（1）可有效降低机泵的轮阻损失。由于Belzona1341超滑涂层的表面粗糙度较碳钢表面低两个数量级，涂装后可有效地提高叶轮外表面的光滑度、降低泵体内壁的表面粗糙度，从而降低液体对叶轮外缘的摩擦以及泵壳间液体做涡流运动产生的轮阻损失。所以涂装Belzona1341超滑涂层后可有效降低水泵的机械损失。

（2）可降低水泵的水力损失。因为涂装Belzona1341超滑涂层，可有效地提高泵体内壁及叶轮过流部分的表面光洁度，从而有效地降低液体经泵体内各部位的沿程摩擦损失，并减少流道表面涡流的产生，降低冲击损失，达到降底水泵水力损失的效果。

4.2试验的经济技术特性分析

本次改造投资为35000元，水泵效率提高7.93%，经计算投资回收期为87天。每年可节约电295234度，质量有效期至少三年。

由此我们可以看出，改造后效益明显。根据我们的试验，涂装后的水泵经一年的运行后（提取长江水，浊度400），对水泵揭盖检查，水泵内部涂层完好无任何脱落。考虑到涂层对设备的保护作用，延长于设备的使用寿命，其经济效益更为可观。

5结论

（1）贝尔佐纳超滑涂层可有效地提高水泵效率，节电效果明显，降低了供排水生产成本。

（2）贝尔佐纳超滑涂层具有抗汽蚀、腐蚀作用，可显著提高泵的使用寿命。

（3）贝尔佐纳超滑涂层具有施工简单，对使用环境要求不高的特点，大范围地在工矿企业中推广使用。

参考文献

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