水泵节能十篇

水泵节能篇1

【关键词】排水泵站 水泵 节能措施

中图分类号： U464.138+.1 文献标识码： A 文章编号：

我国由于能源不足已经严重影响国民经济发展，能源形势非常严峻。因此，在加速开发新能源的同时，研究并推广各种节能措施，合理使用现有能源，已是当务之急。为了确保泵站工程的可靠、安全、经济运行，并尽可能减少能源消耗，降低水费成本，更好发挥泵站经济效益、社会效益和生态环境效益，搞好泵站节能是关键。

合理选用水泵

排水泵站在水质上的特殊性，决定大多选用专用的立式污水泵，轴流泵和潜水排污泵。水泵选型时除了要满足排水在扬程和流量上的要求外，必须考虑效率向题，应使所选水泵长期运行中平均工作效率最高。使所选水泵在平均扬程或设计扬程下运行时，其效率尽量接近最高效率。即使水泵在可能出现的最低、最高扬程时效率较低，但由于它们出现的机率很小，所以对能耗的影响也不大。在实际选泵的过程中，选出的泵所能提供的流量和扬程无需与管路所要求的流量，和扬程完全相符。选泵同时，一定要使泵的汽蚀性能满足使用要求，具体地说，就是正确确定泵的几何安装高度。如果几何安装高度不合适，由于汽蚀的原因，会限制流量的增加，从而导致性能达不到设计要求。有的安装人员对泵的理论性能不甚了解，不会也从不去计算泵的允许安装高度，只按照过去的经验去确定泵的安装高度；还有的安装人员认为泵的扬程越大，安装高度就越高；或者由于对吸入管路系统阻力损失估计不足，介质的温度波动估计不足，吸入池液面水位变化估计不足等原因，使得泵处于潜在汽蚀状态下运行，造成泵的损坏较快，或者发生汽蚀，不能工作。因此，积极开展泵的可靠性研究，进行可靠性设计、可靠性试验和可靠性管理，以提高泵的可靠度和平均寿命，是泵本身节能的重要组成部分。

提高水泵效率

保证安全质量。当安装精度不符合要求时，不仅振动加剧，磨损加速，也会使水泵效率降低。另外，应有正确的安装高程。如果水泵安装太高，水泵肢发生气蚀，不仅使机组振动和噪音加剧，而且，还会使效率大幅度下降，甚至抽不上水。

提高加工精度。粗糙的过流壁面会使水力损失增加，效率降低。有关试验表明：铸铁泵体内壁的粗糙面涂漆后，水泵效率比未涂漆的效率高2％ ～4％ 。叶轮盖板和泵体内壁过流部分的粗糙面用砂轮磨光后，水泵效率可提高2％ 一4％。对叶轮片打磨后，水泵效率可提高5％ ～6％ 。这种费工少、收效大的工作值得提倡。

减少水泵泵内损失

水力损失是水流通过水泵时相互的撞击及和过流壁面的摩擦所产生的。当工作点偏离泵设计点后，水力损失会大幅度增加。尤其是旧泵，加工制造表面粗糙，有的表面夹杂气孔，出厂时未进行铸造缺陷处理和修补。转轮流道铸造质量存在光滑度差，进口头部的流线形不合理，造成进口流态紊乱，增大叶片进口冲击，使水力损失加大。另外个别在处理动平衡配重中，对流道表面造成缺陷如在圆盘部分打孔或加重，增加水泵圆盘水力损失。液体介质，不可避免在表面形成腐蚀面，腐蚀面产生粗糙度很大的金属化合物或磨蚀坑面，在流道表面形成以上疏松又极为粗糙的覆盖层，使流道表面粗糙率加大。如果含有泥沙等固体颗粒介质，则表面粗糙率和缺陷更会逐渐严重。水泵大部分时间应在高效区内运行。对于因汽蚀或泥砂的磨损使叶片或泵壳出现的蜂窝、麻面应及时修补或更换。另外对长期停用的水泵在使用前应对泵壳内壁和叶片上的积垢进行清理。叶片和过流部件还可涂环氧树脂，以减少水力损失，并可提高叶轮及过流壁面的抗汽蚀能力。铸铁泵体内壁的粗糙面涂漆后，水泵效率比未涂漆时的效率可提高2％ ～4％。叶轮盖板和泵体内壁过流部分的粗糙面用砂轮磨光后，水泵效率可提高2％ 4％。对叶轮叶片打磨后水泵效率可提高5％ ～6％。这种费工少、收效大的工作是值得提倡的。对水泵流道、叶轮等过流面内涂超滑金属材料后，机组的综合效率比内涂前提高了，达到了节能效果。而且该材料还可以在一定程度上防腐蚀、抗气蚀，值得推广。

容积损失包括密封环处的间隙轴流泵为叶轮外缘与泵壳衬里之间的缝隙、填料函中水封环处的间隙及用于轴向力的平衡孔等。当间隙两侧的压力不同时，水就会从高压区流向低压区。这部分水虽经过叶轮，但并没有被利用。因此要严格控制密封环的间隙，对磨损严重的密封环要及时更换并控制填料函中填料的压紧程度。以减少容积损失，提高容积效率。

3、减少填料损失，填料压盖压得过紧，使得填料与轴承的摩擦力加大，从而增大填料损失，甚至烧毁填料，同时造成水泵阻力加大，起动困难。如填料压的太松，又使得漏水量加大，增加了容积损失。根据运行情况，随时调整填料压盖的松紧度，填料密封滴水宜每分钟30～60滴，及时更换已损坏的填料，保证填料密封的良好工作状态，减少填料函内的功率损失。

运用水泵工况点调节，挖掘现有水泵节能潜力

车削调节

用车床将叶轮的外径车小，达到改变水泵性能曲线和扩大使用范围的目的，水泵额定扬程与排水泵站中水泵的实际扬程往往不一致，水泵叶轮切削是解决水泵类型、品种规格的有限性与排水泵站对象要求的多样性之间的矛盾的一种选择方法。它使水泵应用范围扩大，通过切削叶轮来调整水泵的工作特性，使它工作在高效区。泵车削叶轮前后的流量、扬程、轴功率与车削前后的叶轮直径、直径平方，直径三次方成正比。车削叶轮是一种简便、经济的节能措施。叶轮车削后水泵的效率会降低，其降低值与比转数的大小有关。该方法适用于比转数小于且额定扬程过高，经常处于效区运行的水泵。

转数调节

改变水泵的转速，可以使水泵的性能曲线发生变化，达到调节水泵工作点的目的。这种调节方法节能效果显著，是一种理想的调节方式。改变水泵转速的方法有采用可调速的电机及传动机构。水泵的转速不仅可以降低，而且可以提高，以扩大泵的使用范围。转速不能降得太低，否则不但使泵的效率降低，甚至抽不上水来。一般转速只能降到额定转速的30％ ～50％。转速也不能任意提高。因为提高转速不仅可能引起电机超载，同时增加水泵零件的应力，甚至损坏零件。因此实际工程中提高转速以不超过额定转数的10％ ～20％为限。

变角调节

对于有活动式叶片及调节机构的轴流泵，通过改变水泵叶片的安装角来改变水泵的性能曲线，以进行工况调节。可调叶片的水泵，可根据外界条件和用户的要求，调节叶片的安装角，改变水泵的工作点，使水泵在最优工况下运行。通过变角调节，使水泵和电机都保持高效率运行。

总结

水泵节能是一个系统工程，它不仅要求制造厂生产更多的高效产品，更需要我们使用人员运用良好的专业知识、运行人员的正确操作，才能把水泵节能工作进行到底，加强排水泵站的科学管理，是不花钱、少花钱、见效快的重要措施。

参考文献

[1] 许高智，姚卫东。 给水厂的节能措施[J]. 可再生能源. 2008(04)

[2] 陈红春。 住宅能耗现状及节能措施[J]. 南方建筑. 2006(02)

[3] 王智为。 水厂水泵运行的节能问题探讨[J]. 科技资讯. 2007(01)

水泵节能篇2

关键词：给水；规划；节能；再生水

中图分类号：TE08文献标识码： A

一、用水量预测和水资源平衡分析

对规划区域确定科学而合理的远期用水量，就节能而言至关重要。当规划区域远期用水量预测值小于实际时，用水量无法满足用户的要求；当用水量预测值大于实际值时，必然造成水资源的浪费，运行维护等费用等的增加。因此，确定合理的用水量不仅能够减少规划区域水资源的浪费，而且能够减小设计管径、泵站等配套设施的投资运行维护费用，节省能量。在此基础上进行水资源平衡分析，如果需要调水，方案应本着节能的原则就近调用。

1、用水量预测

用水量预测不宜采用单一方法，未预见用水量系数建议取5%-13%。用水量预测常用的有分项指标法（人均综合生活用水量预测方法有定额法、加和法、数学模型法等；工业用水预测方法较多，一般采用单位工业用地面积指标法、万元产值指标法、比例相关法、线性回归法、重复利用率提高法等。）城市单位人口综合用水量法、城市单位建设用地法、用水增长率法等。每种方法都有其缺点，用水量应该以2种以上方法预测。当进行用水量预测时，除分项指标法外规范中的指标均包括管网漏失水量。《给水工程》中明确指出，未预见水量和管网漏失水量按最高日用水量的15%-25%计，但是《室外给水设计规范》指出，未预见水量应根据水量预测时难以预见因素的程度确定，宜采用最高日水量之和的8％-12％，而大多城市管网漏失水量在最高日用水量的10%-12%之间（当单位管长供水量小或供水压力高时可适当增加），因此，建议未预见用水量应取最高日用水量的5%-13%。

2、水资源平衡分析

水资源平衡分析建立在需水量预测的基础上，主要用来计算规划期限内水资源是否充足。进行城市水资源供需平衡分析时，城市给水工程统一供水部分所要求的水资源供水量为城市最高日用水量除以日变化系数再乘上供水天数。地表水源年供水量，不按兴利库容等计算，一般按保证率计算，保证率常取95%。如某给水专项规划中金斗水厂远期规模为7万m3/d，取日变化系数1.4，水厂需水量1825万m3/a，则引调水量为415万m3/a。由于近距离范围内，无法保障95%保证率的415万m3/a的水源供应，结合某市城市总体规划南水北调路线经过某市，因此考虑远期南水北调供水量415万m3/a，详见表1。

表1水库调水计算

二、分区供水

在给水规划中，不能因为照顾一个或者几个节点满足供水水压要求而大幅度提高水泵扬程，造成电费的大量增加。此时，我们应考虑对集中供水点设置加压泵站或者无负压供水设施，确保供水水压满足用户要求。某市的给水专项规划中，某区远期规划为政府驻地、中小学规划用地、居民住宅用地和高档住宅用地。整个片区占地面积达2.22km2，规划最高地面标高达258m，而离该区较近的第一水厂地面标高仅为205m，高差近50m。

方案一规划采用串联分区给水系统，改造水厂泵站，新增2台高压泵（118L/s，扬程90m），一用一备，铺设水厂至东北高区管道480m，专门为东南高区供水。高压区管网与城区主管网设立应急连通管，保证高压区泵站出现事故时的临时用水。

方案二规划采用串联分区给水系统，高区设置加压泵站（118L/s，扬程90m），加压泵站从低区末端的贮水池取水，每区有独立的管网。高压区管网与城区主管网设立应急连通管，保证高压区泵站出现事故时的临时用水。

经过上述比较并结合实际情况，一方面，若采用统一供水方式则会造成水泵扬程过大，势必造成水资源的大量浪费；另一方面，考虑到离水厂较近，若无负压设备，会增加设备的厂区外维护管理，极不方便。综合考虑地形、供水范围和离水厂距离等因素，经方案比选论证最终选择在青云水厂增设加压泵站的方案。因此，给水专项规划中对局部高区等处考虑采用分区供水，以节省能量，降低运行费用。

三、城市再生水利用

由于水资源的日益稀缺，再加上部分工业及城市杂用水对水质的要求较低，从节能减排的角度出发，各地区都在积极使用再生水作为城区给水水源。某县给水专项规划中，城区再生水主要用于工业和城市市政。工业上，利用再生水作冷却水、生产工业用水、洗涤水等；城市市政上，利用再生水进行绿化、道路浇洒。此外，再生水还作为曹县地下采空区生态回补水。如此，增加了给水的重复利用率，减少了自来水的使用，大大节约了水资源。

四、新型管材选用

推广使用新型优质管材。自来水通常用液氯、二氧化氯或者臭氧等消毒，水质有腐蚀倾向，长期运行后，致使金属管道腐蚀严重，金属管道应考虑防腐措施。《城市给水工程规划》明确指出，金属管道内防腐宜采用水泥砂浆衬里。金属管道外防腐宜采用环氧煤沥青、胶粘带等涂料。我国已明确规定普通镀锌钢管不再用于生活给水管。目前有铜管、不锈钢管、聚氯乙烯管、聚丁烯管、铝塑复合管、高密度聚乙烯管等新型管材可以用来取代镀锌钢管。塑料管与镀锌钢管相比，在经济上具有一定优势。铜管和不锈钢管虽然造价较高，但使用年限长，还可用于热水系统。所以设计时应根据建筑物的性能和使用要求，经济合理地选择适宜的优质给水管材。目前给水管材常以如下方法确定：当管径≥DN800，宜采用玻璃钢管或钢筋混凝土管；当管径

五、水力计算

1、控制点最小服务水头

控制点的最小服务水头从节能这一点出发，在参照规范的基础上需根据实际情况综合评定。《城市给水工程规划规范》指出，城市配水管网的供水水压宜满足用户接管点处服务水头28m的要求。对城镇或者楼层低的县城可根据实际情况降低水压。具体来讲，《室外给水设计规范》指出，当按直接供水的建筑层数确定给水管网水压时，其用户接管处的最小服务水头，1层为10m，2层为12m，2层以上每增加1层增加4m。如对于很多乡镇给水规划，建筑物最高多为4层，因此我们宜把控制点最小服务水头定为4层楼的高度，即20m，与取控制点水头28m相比，将大大节省泵站等投资运行费用，节约能源。

2、给水系统流速

流速过大易产生水锤，引起噪声，损坏管道或附件，并将增加管道的水头损失，使管道内给水系统所需压力增大，选定泵的型号时将选择大型号的水泵，造成能源的浪费，同时增加电耗。设计人员进行设计时，应根据规范要求，合理确定管径，控制好给水系统流速。在设计流量下，供水管道的设计流速尽量采用经济流速：DN100-DN400，0.6-0.9m/s；DN≥400，0.9-1.4m/s。

3、水泵扬程

给水设施在水源节点的平差，其相对水压表示水厂出水处管道压力，非水泵静扬程。也就是说，水泵静扬程需考虑吸水池水位与清水池水位、泵房内损失等因素。广饶县给水泵站设计中，水源节点平差结果为39m，设计时考虑泵站内的5m左右的水头损失结合水泵厂家提供的相应型号取45m。

4、再生水控制点最小服务水头

再生水利用作为给水专项规划不可或缺的一部分，应根据用户对水质的要求确定具体中水用水大户和水压要求，如各厂要求不一，可按最不利点10m平差计算，最后由各厂自行加压解决，而不宜把最小服务水头取值过大，造成水压的浪费，某给水专项规划中控制点水压取10m。

结束语

节能节水仍将是今后社会生活中一个永恒的话题，也是衡量社会经济可持续发展的重要指标之一。由于地球水资源总量是有限的,因此世界各国均面临同样的水环境问题。而合理的给水专项规划在设计与实施的各个环节中，处处涉及节能问题，设计时应因地制宜，充分考虑节能的理念。合理的给水专项规划不仅能给城市带来显著的经济效益和社会效益，而且还能提高自来水企业的科学管理水平和供水服务质量。

参考文献

[1]于开军,于开民,鲁晓强.浅谈水厂节能降耗措施[J].建筑与预算,2014,06:69-72.

水泵节能篇3

1 水泵的流量调节与节能方式

水泵站的主要参数为流量,是对水泵给水系统在使用过程中所进行的调节计算基数,流量的调节方法通过管路供水的理论依据,原则上可以分为两种。其一,是通过对供水管路阀门的开启度进行调节,有效控制流量,同时,泵的转速应保持不变。若将阀门开大,流量会有所增加;如果将阀门调小,流量也随之减少。其二,可以实施变速调节,通过对泵的转速流量进行调节,由于转速不断的提升,流量也随之提升,若转速降低,流量也会随之减少,同时,供水管路的状态要保持不变。采用调速的方式可以大大降低节流的能力耗损,从而有效体现节能的效果。随着我国对国外变频器品牌的引入,国内在对变频器的研制中也有了新的突破,国产变频器已经在各部门中得到了广泛的应用。

2 实施水厂水泵运行的节能技术

2.1 合理选择调速水泵的类型

当前国内所采用的水泵多为节流调节与调速调节的方式。调速水泵的适用范围不同,其节能效果要比节流调节更好,要选择水泵的调速范围和调速控制方式及调速节能的效果,就必须以实际运转来选择。

2.1.1 确定水泵调速范围

在对水泵调速范围进行确定时,要考虑到水泵的特点、性能、用水变化情况、管路特征及对调速所采取的控制方式。在控制最小调速之前要考虑到虽然调速越低所调控的范围越大,但是所起的节能效果并不显著,所以对泵的转速不能调的过低。同时,在调速后,一定要控制好泵的工况点,让其在高效区的范围内,从而达到节能的目的。

2.1.2 合理选用调速泵数量,有效搭配恒速泵

国内大多数水厂都采用一台调速泵搭配若干台恒速泵,并且采用并联的运行形式。在达到最高的供水要求时,对调速泵的最小供水量应尽量小于等于最小时用水量。若采取多泵并联的形式运行,应尽量采取两台调速泵进行使用,同时要以调速控制的方式为依据,合理选择调速泵。

2.2 水泵运行的节能原理

水厂可以调节变频恒压变量给水系统的给水压力,在水泵的设计上可以对给水压力的计算精度适当降低。现分析水泵给水运行的节能原理:假设Q与H分别表示流量和扬程,并且Q的取值为0～Qmax,H的取值为Hmin～Hmax。不难看出,给水最大流量为Qmax,给水要求最大压力为Hmax,Hmin为系统要求的压力。当用户夜间不用水时,其流量最小为0,达到用水高峰时,其流量最大为Qmax,系统最小给水扬程应对供水高度进行保证,最小扬程和管路损失应与最大给水扬程持平,即Hmax等于Hmin与fmax之和。水泵的高效率区取决于转速、流量、扬程值,即水泵的工况,在选用变频调速时,可以有效达到泵的高效率区范围,所以采用调速水泵运行可以达到节能的效果。给水流量是随着用水量的变化而变化,如果只用一台泵,必然会使水泵的效率变得很低,对功率造成浪费。对此,水厂在设计中一般都是采用多泵并联的给水方式,根据用户用水在不同的时间所造成的流量值,采用不同的开泵方式。在用水高峰时,多进行开泵,流量少时,则少开泵,这样可以根据时间段流量进行调控,从而有效改善节能的效果。虽然并联的水泵台数越多越好,但是也会因为数量增加造成设备结构复杂以及对电气控制系统难以掌控的局面,所以,必须合理的选用水泵并联台数,避免系统整体的经济性与合理性下降。

3 结语

要想达到水泵运行中节约能源的目的,就必须对水泵调速节能有正确的认识,根据水泵实际运行情况,提高水泵的运行效率,优化运行效果,达到降低电源能耗的效果。在水厂水泵的设计选型与配套中,合理采用变频器,降低水泵能耗,从而有效的节约运行成本。节能的道路需要持之以恒的去摸索,需要从各个方面去探究,采取一定的节能措施,从而提高社会经济的发展效益。

参考文献

[1] 王智为.水厂水泵运行的节能问题探讨[J].科技咨询,2007(1):25.

水泵节能篇4

关键词:水泵变频器;节能;改造

中图分类号:TD442+.2文献标识码:A文章编号:1672-3198(2009)23-0277-02

1水泵变频调速节能原理分析

水泵的特点是其负载转矩与转速的平方成正比,其轴功率与转速的立方成正比:

QQ0=nn0(1)

HH0=nn02(2)

PP0=nn03(3)

式中n0为基准(额定)转速;n为运行转速;Q0为n0时的流量;H0为n0时的扬程;H为 n时的扬程;P0为n0时的功率;P为n时的功率。

但是对于实际的泵负载,通常存在一个与高低差有关的实际扬程,在进行变频调速运行时必须注意。泵的H-Q特性如图1和如图 2所示。

图1泵的H――Q特性

图2泵的P――特性

由图1 可见实际的运行点由管路阻抗曲线与H-Q特性的交点决定。例如80%时的运转点不在C点,而在D点。轴功率也要考虑同样的问题,即工作点不是与转速立方曲线直接相交。亦即当扬程越大,在相同的转速下(此处为80%)流量减少的比例增大,使转速调节范围变窄,从而使节能效果变小。

图3泵的P――Q特性

下面把阀门控制与转速控制的节能效果作一比较。在图1中,当流量从1.0变为0.5时,对于阀门控制,通过关小阀门使阻抗曲线从R1变为R2,则工作点由A点转移到B。若改用转速控制,则在同一条阻抗曲线R1上从A点转移到D点。在图2 所示的P-Q特性上轴功率的变化可见,在阀门控制时由100%转速的A点转移到B;而转速控制时,在由实际扬程决定的功率特性上由A转移到D,与阀门控制相比可获得相当于BD大小的节电效果。图3所示为采用变频调速时,轴功率随实际扬程ha变化的实例。图中显示出,实际扬程越小,轴功率越接近理想的立方关系曲线,由于调速而产生的节电效果也越大。

因此,将电机以定速运转、以阀门调节流量的方法,改用根据流量需要来调节电机的转速就可获得节电效果。

自来水厂的水泵,随时要向供水系统中补充供水,但由于不同季节、不同时段的用水量是不同的,因此需要补充的流量、系统所需压力也不相同。过去是用改变阀门的方法调节水的流量和压力(扬程),既麻烦又浪费能源,还产生了较多的机械损耗,成本较高。现将变频器接入供水系统中,根据管道所需的流量和压力来调节电机速度,控制流量和压力,可达到节能的目的。

2自来水厂供水系统变频频改造工艺要求分析

(1)基本工艺要求。

①满足节能要求,价格便宜;

②水泵能高可靠性地连续运转;

③能实现从工频到变频、从变频到工频之间的自动切换;

④当发生瞬时停电时,有自动再启动功能。

(2)本供水系统如图4所示,共有三台水泵,每台电机容量为75KW,其中两台工作,一台备用。具体要求如下:

图4供水系统

①三台水泵,分别可以调速和定速运行,变频器只能作一台电机的变频电源。故各台电机的启动、停止必须相互联锁,用逻辑电路控制,以保证可靠切换。

②两台水泵工作时,一台由工频供电,另一台由变频器供电,两台的运行也必须有互锁控制。

③当电动机由变频切换至工频电网运行时,必须延时5秒进行定速运行后接触器才自动合闸,以防止操作过电压。

④当电动机由工频电网切换至变频器供电运行时,必须延时10秒后接触器再闭合,以防止电动机高速产生的感应电势损坏电力电子器件。

⑤为确保上述工艺要求的实现,控制、保护、检测单元集中于一控制柜内。

(3)变频器选型及外部接线分析。

①变频器的选型。

选用日本富氏公司生产的FRENIC5000系列PWM电压型变频器,主回路采用大功率晶体管(GTR)模块,用单片微型计算机控制。

②变频器接线。

如图5所示,水泵运行以管压为给定量决定水泵运行工况:

图5变频器接线图

管压H≥0.8:一台定速,一台变速,一台备用。

管压H≤0.64:一台定速或变速,另两台备用。

管压H≤0.52:一台变速,两台备用。

三种工况的选择是通过管道出口的流量-压力传感器的电流信号(4-20mA 直流),经函数发生器变为开关控制信号,启动电动机和管阀门。

变频运行的电机,由压力信号的大小进行三种不同频率(速度)的切换。

(4)变频器原理接线图分析。

如图6所示。

图6变频器原理接连线图

电路说明:

①变频器电源端的连接(R,S,T)相序与电机转向无关,一般通过电机的连接(U,V,W)来改变电机的转向。特别应注意电源端与电机端不能接反,否则会烧坏变频器。

②接触器KM1、电源自动开关QF的型号容量应恰当选择。

③变频器控制柜上装有电压表(V)、功率表(KW)、电流表(A)、功率因数表(cosφ)频率表(Hz)等模拟电表,以便于对电机进行监控。

④控制端FWD,CM,C1V1等连接的控制继电器如K2,应选用灵敏度高的双触点微型继电器,额定值DC15V,5mA。

⑤频率设定可以手动也可以根据压力、流量的大小自动切换。

⑥装有DK电抗线圈是为了改善系统的功率因数。

⑦设有事故报警电路,一旦变频器发生故障,就有声、光报警功能。

⑧三台电机都要安装独立的过载保护。

3水泵变频调速运行的经济分析

(1)使用变频器以后,水泵电机工作电流从110A下降到60-90A,电机温升明显下降,同时减少了机械磨损,维修工作量也大大减少。

(2)保护功能可靠,消除电机因过载或单相运行而烧坏电机的现象,确保安全生产。

(3)节能效果明显,节能效益可观。以一台75KW的电机为例,一年可节电24.7Kwh,节省电费(以0.6元/Kwh 计)可达15万元,两年内即可收回变频器及新增加的设备的成本。

值得一提的是,市场上的华为TD2100系列供水专用变频器,具有优越性能。它是集供水控制与供水管理于一体的系统,用于自来水厂将能取得更好的综合效益。

参考文献

[1]冯垛生,张淼.变频器的应用与维护[M].广州:华南理工大学出版社,2001.

[2]白勇.风机、泵类变频调速节能原理及大容量变频技术应用[J].变频器世界,2007,(7).

[3]冯垛生.节能变频器的应用[J].变频器世界,1999,(7).

水泵节能篇5

【关键词】：给水泵站节能设计节能改造

中图分类号：TB495文献标识码： A

前言

给水泵站是供水系统中的能耗大户，因此泵站的节能在城市供水行业降低生产成本、提高经济效益中的地位显得十分重要。在城市供水生活用电中，水泵机组用电占总耗电的95%—98%，约占整个制水成本的40%。因此在泵站设计过程中，要最大限度地降低水泵机组的能耗，在建设节约型社会的大环境中，泵站节能具有十分重要的意义。

给水泵站的节能设计

在常规设计中，水泵的型号都是根据工程中最不利工况选定的，即按最大设计流量和扬程选定。在泵站系统实际运行时，用户用水量往往都是随机变化的 ,在绝大多数时间里其流量都小于最大流量。按离心泵的性能曲线特征来说，随着水泵出水量的调小，其扬程都有不同程度的提高，所以水泵常处在扬程过剩状态，这部分过剩扬程就造成不必要的能量浪费。在夜间，由于用户用水量急剧减少使供水管网压力升高，会造成爆管的现象，同时也增加了管网的漏损，浪费了大量水源。根据管网供水压力变化，适时、恰当地调整水泵的转速，既能保持既定的供水压力，又能满足供水量变化的要求。

水泵的选型时泵站节能的基础。水泵选型依据，应根据工艺流程，给排水要求，从五个方面加以考虑，既液体输送量、装置扬程、液体性质、管路布置以及操作运转条件等。

1、流量是选水泵的重要性能数据之一，它直接关系到整个装置的的生产能力和输送能力。如设计院工艺设计中能算出泵正常、最小、最大三种流量。选择泵时，以最大流量为依据，兼顾正常流量，在没有最大流量时，通常可取正常流量的1.1倍作为最大流量。

2、装置系统所需的扬程是选水泵的又一重要性能数据，一般要用放大5%-10%余量后扬程来选型。

3、液体性质，包括液体介质名称，物理性质，化学性质和其它性质，物理性质有温度c密度d，粘度u，介质中固体颗粒直径和气体的含量等，这涉及到系统的扬程，有效气蚀余量计算和合适泵的类型：化学性质，主要指液体介质的化学腐蚀性和毒性，是选用泵材料和选用那一种轴封型式的重要依据。

4、装置系统的管路布置条件指的是送液高度送液距离送液走向，吸入侧最低液面，排出侧最高液面等一些数据和管道规格及其长度、材料、管件规格、数量等，以便进行系统扬程计算和汽蚀余量的校核。

5、操作条件的内容很多，如液体的操作T饱和蒸汽力P、吸入侧压力PS（绝对）、排出侧容器压力PZ、海拔高度、环境温度操作是间隙的还是连续的、水泵的位置是固定的还是可移的。

泵站中的吸、压水管及输水管管径的大小对泵站节能也有较大影响。管径越大，水头损失就越小，泵站的运行费用就越低。但管径增大又会使管路的投资增加。因此必须根据泵站运行费用和管路投资之和为最小的原则来确定管径，此管称之为经济管径。

此外，泵站设计时，还应考虑电动机及配电系统的节能，其主要措施是选用高效的电动机。同时，还应考虑电机与水泵的容量配套问题。如果电机容量过大，负载太低，不仅会因为电机效率低而增加电线路和变压器的损耗。

三、给水泵站的节能运行与改造

取水泵站的流量一般是恒定，而扬程随着水源水位的变化而变化。因此，一般采用“恒流量变压力”的控制方式。可通过调速、切削叶轮等节能措施来达到此目的。对于水位变幅较大的取水泵站有时可考虑在洪水位期间减少一台泵运行。

送水泵站的工况变化比取水泵站更频繁、更复杂。对于多泵站的城市输配水系统，各个送水泵站的流量和压力必须由供水企业的调度中心通过优化调度来决定，是随时变化的。但为了控制方便，目前常常采用”变流量恒压力”方式来控制泵的运行，要达到“变流恒压”的目的，常常通过泵的组合、调速来实现。

泵站改造的主要途径是，通过综合技术措施，对抽水装置和配套工程等进行优化，使得多年平均泵站效率达到最高。对于计划兴建的泵站，应按项目要求，做好可行性论证,根据建站条件,对站型结构、主机组选型、管道系统及进出水建筑物进行优化设计，使泵站建成后，既能充分满足灌溉排水要求，又能达到多年平均运行效率最高。对于旧站改造，首先应对泵站进行测试,找出低效、高耗的原因,采用综合技术措施进行改造，主要技术措施有五种。

1、提高主泵运行效率：首先用泵站多年平均净扬程复核原泵选型，并用泵站最高与最低净扬程进行校核，再根据改造要求，确定对主泵进行调节、改造或更新。对于选型不当的离心泵或蜗壳式混流泵，若其基本性能尚好，可采用变速、变径调节，更换叶轮或更新主泵。对于可调叶片的轴流泵和导叶式混流泵，可采用变角、变速调节，或根据情况改造导叶、叶片或叶轮。通过上述措施使主泵达到多年平均运行效率最高。

2、提高电动机运行效率：在节能改造中，应尽量使与主泵配套的电动机经常处于满负荷运行，一般应使负荷率 β≥0.7，即电机的负荷P应等于或大于主泵在多年平均净扬程情况下运行的轴功率P2，乘以备用系数K，亦即P＝KP2(K＝1.05～1.25)。若电动机负荷率β＜0.5时，由于其长期轻载运行，效率低,能耗高，运行费用大,应按主机组优化配套的要求,调整使用或更换。

3、减小管（流）道水力损失：管（流）道水力损失是影响泵站效率的又一重要因素。在节能改造中，应注意选择管（流）道经济管径，缩短管长，减少弯管，选用阻力系数小的管件，正确安装，使管（流）道、主泵及管件形成最优配合。实践证明，经优化配套的管路效率比原管道提高15％～20％，甚至更多。

4、减小进出水池水头损失：泵站进出水池水位和流态的变化，将直接增加泵站能量损失。因此,在节能改造时,应合理确定泵站前池、进出水池的结构尺寸，改善主泵吸水性能，防止池内产生旋涡、回流，减小水流通过拦污栅的水头损失。

5、提高科学管理水平：加强技术管理，使泵站机电设备和配套工程经常处于完好的技术状态。在排灌作业时，应从泵站工程系统的全局出发，合理确定机组的开机台数与顺序，进行枢纽与灌排区渠系及其建筑物优化调度，以达到经济运行，提高泵站效率的目的。

三、结语

泵站的节能设计、节能运行和改造两个方面作用不同，相辅相成，缺一不可。而如何提高水泵的节能效果还有很多方面，如：怎样用新标准选高效泵和电动机，它们的可靠性是否按国际产品惯例，可达到什么程度，安装质量为什么影响能耗和可靠性、如何保障安装质量，滑动轴承在告诉泵的决定作用及高速泵在热电厂用泵的节能作用，调速措施的效率、不足及其预防等等，只有全面地认识到这些方面才能从根本提高水泵的节能效果。

【参考文献】

[1].教材《泵与泵站》，第五版，中国建筑工业出版社

水泵节能篇6

[关键词]注水泵；无功补偿；水泵概述

中图分类号：TE934.1；TM921.51 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）22-0331-01

1 注水泵概述

注水泵作为一种常用机械，它的主要功能是输送液体或增大原有液体的压力。它的途径是增加液体能量，主要可通过将原动机的机械能以及其他外部能量传送给液体来实现，常用的输送液体有水、油以及酸碱液、悬乳液、乳化液和液态金属等，液体、气体混合物以及含悬浮固体物的液体也可。目前情况下，对注水泵性能进行衡量的常用技术参数有流量、扬程、吸程、水功率、轴功率、效率等；水泵在不同的工作原理下可细分为叶片泵、容积水泵等几种类型。叶片泵传递能量主要利用的是回转叶片与水的相互作用，又分为轴流泵、离心泵和混流泵等类型；而容积泵传递能量则主要是利用其工作室容积的变化。通常降低水泵的能耗，主要有以下几种举措：优化泵站设计，选用高效水泵；科学调度，提高泵组运行效率；及时淘汰更换役龄过长、效率低下的机泵设备；采用无功补偿兼滤波装置；应用变频器等。

2 注水泵节能降耗措施实践

2.1 无功补偿概述和工作原理

现将无功补偿工作的基本原理做简单介绍：电网输出的功率包括有功功率和无功功率两个部分。所谓有功功率，是指能够直接消耗电能，将电能转变为热能、机械能、化学能或是声能，并且能够使用这些能作功的功率；所谓无功功率，是指那些并不消耗电能，而仅仅是将电能转换榱硪恢中问降哪埽此种能在电网中与电能进行周期性转换，是电气设备能够作功所必须的条件。比如电容器建立电场所占用的电能以及电磁元件建立磁场占用的电能，都属于此种能。当在电感元件中的电流作功之时，电流相较于电压滞后90°，但是，在电容元件中电流作功之时，电压反而相较于电流滞后90°。那么，在同一个电路中，电容电流和电感电流方向相反，互差将达到180°。但是，如果将电容元件有比例地安装在电磁元件 电路中，相互抵消电容和电感的电流，电压矢量和电流矢量之间的夹角就会缩小。无功补偿通过把具有容性功率负荷的装置和感性功率负荷在同一电路上联接，使得能量得以在两种负荷之间实现交换。如此一来，容性负荷输出的无功功率可以补偿给感性负荷所需要的无功功率。这就是无功补偿的具体实现方式。 无功补偿的原理是把负荷等效成电压源。通过“抵消”一部分的感性无功电流，使之注入上一级PCC（公共连接点）总的无功电流减小。

2.2 无功补偿的作用

无功补偿一经使用后，能够收到以下效果：（1）有效降低电力损失，通常情况下，根据不同的线路及负载情况，注水动力配线的电力损耗在2%--3%上下，使用电容后，功率因数得到提高，从而总电流得到降低，供电端与用电端的电力损失也可有效减小。（2）大大改善供电的品质，使功率因数得到提高，负载总电流及电压减少。同时，在变压器二次侧加装电容也可大幅度地改善功率因数从而提高二次侧电压。（3）有效延长设备的使用寿命。由于功率因数改善后，线路的总电流减少，那些接近或已达到饱和的开关、变压器等设备以及线路的容量负荷可大大降低，由于温度每降低10°C，电器寿命可延长1倍，因此可以通过降低温升来增加设备的寿命。（4）达到电力系统对于无功补偿的相关监测标准，从而避免因过低的功率因数而导致的罚款。

3 采用前置泵低压变频调速技术

空压机变频器节能改造之前，也就是未使用高压变频器之前，管网的水压调节通过人工开停一台中泵得以实现，管网的大幅度水压波动会造成较差的调节线性度，从而导致能量的大量损耗。加上泵操作的频繁开停，供水的可靠性也会下降，给机组的稳定运行造成阻碍。

安装高压变频器后，通过无级调速水泵来对管网的水压进行控制，从而实现了供水的恒压，减少水泵的经常性人工开停。通过水泵自身的调速特性，不仅可以合理调节水泵的出水量，还能有效降低电动机的能耗，实现工艺改善和降耗节能的双重目的。所谓前置泵低压变频调速技术，是以双泵的串联为基础，通过变频控制前置泵，让注水泵的工作点始终保持在最高泵效，因而才能使系统效率达到最高，并且实现节能的目的，同时可以对系统运行参数进行智能调节。增压泵与注水泵串接，调节小功率增压泵是利用小变频调速系统，以此达到对大功率注水泵的调节以及控制的目的。这种方式的实质是利用信号放大的功能，实现系统压力以及流量可调。这个系统是注水泵和增压泵共同构成的，注水泵主要是用来驱动电机，增压泵驱动电机并且保证运行的一个系统，由计算机控制系统、供电系统、水冷却系统、仪表测控系统以及低压变频调速系统等组成。为注水泵提供吸入压力的是小功率增压泵，并且保证两泵恰当匹配；然后通过计算机系统、仪表系统以及变频调速系统的调节，让高效区行范围很窄的注水泵工作在高效区，实现系统效率提高。主泵也即高压泵的部分功能是由小泵也即增压泵来负担的，在同一流量下，相比于高压泵，中低压泵的功耗小很多，尤其是对主泵进行拆级后，中低压泵会有更为显着的节能效果。

注水大泵所节约的能量用于小泵绰绰有余，从而促进能耗的降低。通过对转速产生的输出量和DCS速度给定的大小进行比较，变频器可实现对电动机转速的自动调节，从而有效控制水泵的转速，收到调节水压的效果。上述的改造仅将并联水泵机组中的一台大泵作为对象，正常运行工况需要变频泵、工频大泵和中泵各一台，因而2台并联水泵各自的出口压力共同决定了管网总出口的压力，因此变频泵在太低的频率下是无法运行的，强制运行可能造成倒流或不出水等后果。值得一提的是，如果频率太低，会造成整体压力的下降，对于管网系统对于扬程的总体要求也就满足不了，注水泵如正处于工频定速运行阶段，也容易发生过流现象。以往的运行实践经验证明，当工频泵与变频泵同时运行时，应将变频泵的最低频率控制在40Hz以上，这样不仅能够达到运行的需要，也能实现对出水量的连续调节。

4 结论

“节能降耗”已是油田发展的主流，注水站用电油田中的耗能大户，本身由于注水设施建设改造投入的不断增加，原材料等成本提高遭遇发展瓶颈，因此节能降耗对油田来讲显得格外的迫切与重要。通过以上两种节能方案的研究与实施，使油田能耗大幅下降，供水成本也得到了有效降低。节能降耗的重要性不言而喻，它可以充分激发企业发展的潜力，打破发展的瓶颈，这正是油田目前最需要的，注水站抓住“节能降耗”机遇.。

参考文献

[1] 蔡增基，龙天渝.流体力学泵与风机.第5版[M].中国建筑工业出版社，2009.

[2] 汤蕙芬，范季贤.热能工程设计手册[M].机械工业出版社，1999.

水泵节能篇7

关键词：泵类负载  工业水泵  变频调速  节能

        0 引言

        在热电厂中，机组必须配备的水泵主要有锅炉给水泵、循环水泵和凝结水泵，其次还有射水泵、低压加热器疏水泵、热网水泵、冷却水泵、灰浆泵、轴封水泵、除盐水泵、清水泵、过滤器反洗泵、生活水泵、工业水泵、消防水泵和补给水泵等。这些水泵数量多，总装机容量大：50mw火电机组的主要配套水泵的总装机容量为6430kw，占机组容量的12.86％；100mw机组为10480kw／，占10.48％；200mw机组为15450kw，占7.73％。100mw机组主要配套水泵的总耗电量约占全部厂用电量的70％左右。由此可见，水泵确实是火力发电厂中耗电量最大的一类辅机。因此，提高水泵的运行效率，降低水泵的电耗对降低厂用电率具有举足轻重的意义。国外火电厂的风机和水泵已纷纷增设调速装置，而目前我国火电厂中除少量采用汽动给水泵，液力耦合器及双速电机外，其他风机和水泵基本上都采用定速驱动。这种定速驱动的泵，由于采用出口阀，风机则采用入口风门调节流量，都存在严重的节流损耗。尤其在机组变负荷运行时，由于风机和水泵的运行偏离高效点，使运行效率大大降低，结果是白白地浪费掉大量的电能，已经到了非改不可的地步。

        1 泵类负载的流量调节方法及原理

        泵类负载通常以输送的液体流量为控制参数,为此目前常采用阀门控制和转速控制两种方式。

        1.1 阀门控制 这种方法是借助改变出口阀门的开度大小来调节流量的，其实质是通过改变管道中流体阻力的大小来改变流量的。因为泵的转速不变，其扬程特性曲线h-q保持不变

        当阀门全开时，管阻特性曲线r1－q与扬程特性曲线h－q相交于点a，流量为qa，泵出口压头为ha。若关小阀门，管阻特性曲线变为r2－q，它与扬程特性曲线h－q的交点移到点b，此时流量为qb，泵出口压头升高到hb。则压头的升高量为：δhb=hb-ha。于是产生了阴线部分所示的能量损失：δpb=δhb×qb。

        1.2 转速控制 借助改变泵的转速来调节流量，这是一种先进的控制方法。转速控制的实质是通过改变所输送液体的能量来改变流量。因为只是转速变化，阀门的开度不变，如图2所示，管阻特性曲线r1－q也就维持不变。额定转速时的扬程特性曲线ha－q与管阻特性曲线相交于点a，流量为qa，出口扬程为ha。

        当转速降低时，扬程特性曲线变为hc－q，它与管阻特性曲线r1－q的交点将下移到c，流量变为qc。此时，假设将流量qc控制为阀门控制方式下的流量qb，则泵的出口压头将降低到hc。因此，与阀门控制方式相比压头降低了：δhc=hb-hc。据此可节约能量为：δpc=δhc×qb。与阀门控制方式相比，其节约的能量为：p＝δpc-δpb＝(δhc－δhb)×qb。

        将这两种方法相比较可见，在流量相同的情况下，转速控制避免了阀门控制下因压头的升高和管阻增大所带来的能量损失。在流量减小时，转速控制使压头反而大幅度降低，所以它只需要一个比阀门控制小得多的，得以充分利用的功率。而且随着转速的降低，泵的高效率区段将向左方移动。这说明，转速控制方式在低速小流量时，仍可使泵机高效率运行。

        2 国内某热电厂工业水泵运行状况及变频改造措施

        国内某热电厂有3台工业水泵，3台水泵并列在工业水母管上，生产过程中为全厂提供生产工艺制水水源、全厂辅机轴承冷却水、发电机组空冷器、冷油器用水、锅炉淋渣水、全厂生活用水等等。随着用水成本的逐步上升，该厂将全厂辅机轴承冷却水、锅炉淋渣水、甚至是发电机组空冷器、冷油器用水（在室外气温较低时）都改成了由机组循环冷却水来代替，全厂的用水量大大降低，在机组负荷较低时开一台工业水泵也会造成工业水母管超压，该厂化学分场的运行人员不得不采取水泵出口阀节流的方式运行，但由于工业水泵离运行人员工作场所很远，工业水母管压力变化较频繁时，运行人员就会就近开启化学车间的工业水泄压阀来调整工业水母管压力，这样的调整方式不仅使运行人员劳动强度大，而且浪费了大量的水资源和电能。

        在随后的技改工程中，采用变频器配合压力变送器实现恒压供水的改造方案彻底解决了 工业 水压力调整的问题，具体改造方案如图3

        原水泵电机功率185kw，采用自耦变压器降压启动来降低电机启动电流。工业水母管压力用出口阀、或化学车间的工业水泄压阀来调整。改造后为潜水泵电动机配备了变频装置，合理设置电机启动时间和电机加减速时间就可有效的实现电机的软启动，降低启动电流。在工业水母管上装设压力变送器，将工业水母管的压力转化为4-20ma的信号送入变频器，变频器将这个信号与设置的压力给定值比较后自动调整变频器的输出转速，从而实现恒压供水的自动闭环控制。

        改造后最明显的是运行人员的劳动强度大大降低，再也不用频繁调整水泵出口阀和泄压阀了，而且变频泵和工频泵并联运行也非常平稳。再一个现象是水泵运行电流比前一日下降了几十安培。为了详细核算水泵变频改造后的节电效益和节水效益，该厂化学车间的运行人员做了半年的统计工作，用这半年的统计数据与前一年改造前的运行数据比较后发现该水泵变频改造后平均运行电流下降了约50安培，一年大约可以节电40万千瓦时，节电率可达28%，创造节能收益10万元，除此之外每年还可节约20万吨水，这两项收益使得改造投入的10万元不到一年就可收回，节能效益非常可观。

        3  总结

        通过工业水泵变频改造的实践验证了水泵采用变频调速装置节能改造的潜力，而且还可降低运行人员的劳动强度，减少机械磨损，延长设备使用寿命，因此采用变频装置对风机、水泵进行节能改造在各行各业中都会有很大的实践空间。

水泵节能篇8

关键词：水泵 设计电功率 运行耗电量 大流量 变频调速 强化管理 节能运行

1、序言

根据全国第三次工业普查公布的统计数字，我国风机消耗压缩机类通用机械总装机容量为1.6亿kW，其中风机约为4900万kW，水泵约为1000万kW，年耗电3200亿kWh，占全国耗电总量约1/3，占工业用电量的40%，在国民经济中举足轻重，节能潜力很大。

为此，必须了解空调供热泵容量和能耗增大的原因，探讨泵节能的方法，并从设计、运行和设备上提出改进的措施。

2、空调供热泵电耗在的原因分析

2.1 设计泵功率大的原因

从泵轴功率可知，影响泵功率的主要因素是流量V(m3/min)，扬程H（m）和泵效率η(%)。

（1）设计热（冷）负荷偏高，造成热（冷）水流量偏大。从可知，设计热（冷）负荷Q和供回水温差Δt是计算流量的主要依据。

（2）扬程选择过高，造成选用泵偏大

供热系统设计时，二次网循环系统实际扬程一般约为150～300kPa，但水泵选型时，扬程值一般为400～600kPa，水泵电功率与扬程成正比关系，扬程偏高导致水泵电气容量增大。

空调系统的冷却泵和冷冻泵扬程选择过大也是一个非常普遍的问题。如果办公大楼，制冷量为355Rt，设计冷却水量为300t/h，扬程55m，但实测冷却水泵扬程约为20～25m，节流阀门消耗了34m，即冷却水泵的70%的能量消耗在阀门上。

（3）一些国产水泵属低效产品，新设计制造的泵或国外引进的泵，效率较高，一般效率提高10%～20%，电动机一般提高1%～5%。效率的提高往往是指其额定工作点的75%附近。但实际工况常常偏离高效率点，的以实际运行效率还是较低。

2.2 泵运行耗电量大的原因

从热（冷）水泵运行期耗电量可知，水泵轴功率和运行期延时小时数是影响泵运行耗电量大的主要原因，而泵的流量、扬程和运行效率又直接影响轴功率。

（1）大流量运行方式增大了泵的运行功率

（2）水泵运行在低效率区，增大了无效能耗

（3）定流量运行方式增大了水泵运行电耗

一般供热系统平均负荷率约为0.6～0.7。空调系统平均负荷率一般约为0.3～0.35，北京地区98%的时间负荷率均在70%以下。但水泵为恒速泵。为了适应负荷的变化，流量的调节依靠阀门来实现，采用这种方法，如果要求把流量调至额定流量一半，Q1=（1/2）QH，系统的能耗大致与额定状况下的能耗（QH）相同。

（4）并联运行方式增加了水泵运行电耗

"一机对一泵"的运行模式是供热空调水系统中一次泵普遍选用的运行模式。如图3所示，当相同特性的2台泵并联运行时，流量与扬程及耗电功率都增加了，变化的多少与管网的特性曲线有关，管网阻力越大时，流量、扬程增加的较少。

（5）空调供热水系统一般采用一级泵系统，节电效果不明显。

当用户负荷变化需水量减小时，部分冷冻水旁通，但这并不影响通过水泵的总水量，水泵扬程也保持不变，所以其水泵耗电功率不变。

二级泵系统由两个环路组成，一次环路定流量运行，二次环路变流量运行，节电效益非常明显。

3、 空调供热泵的节能

使空调供热泵能耗偏大的原因有设计造成的、运行形成的和泵本身等。因此，应从设计、运行和提高泵的性能等方面进

行。

3．1 严格按照水输送系数的要求确定水泵的型号

建设部1986年批准颁布的《民用建筑节能设计标准（采暖居住建筑部分）》中规定的控制指标为：设计选用的水泵水输送系统WTF应大于、等于设计计算条件下（供、回水设计温度为95/70℃）的理论水输送系数（WTF）th的0.6倍，即WTF≥0.6(WTF)th。

水输送系数的定义是：循环水泵单位电耗（1kWh）所能输送出的热媒供热量。

设计水输送系数：全日设计供热量：Nq：全日水泵输送热媒的设计耗电量。

3.2 采用先进的泵的性能调节方法

（1）传统的泵性能调节方法

例如，在改变叶轮外径时，可能出现的问题：

1）必须拆下叶轮，停泵时间较长；

2）叶轮可能出现重量不平衡，产生异常振动；

3）加工量大时，泵的效率下降，甚至产生噪声；

（2）当需要增加负荷时，则不能恢复到原来的性能。

设置减速机时，必须修改基础。

（3）变频器的应用

多年来已经研制出多种交流电动机调速装置，如定子调压调速、变极调速、滑差调速、电磁耦合器调速、串级调整、整流子电机调速和液力耦合器调速等。但上述调速方式仍存在调速范围窄等缺点。随着电力电子技术、微电子技术及控制理论的发展，作为交流调速中心的变频调速技术得到了显著的发展。这种调速方式具有节能，调速范围大（从1：00～1：1000），易于实现正、反转切换，起动电流小和结构简单、运行安全可靠的优点。

变频调速系统中交流电动机和变频调速装置的发展，随着技术水平的提高，当前国内外都在开展诸如变频调速专用异步电动机这类的高效运行电动机的研究，使电动机适应驱动装置的特点，因此电动机的功率密度可提高20%，功率因数可提高5个百分点，平均效率可提高3%。随着电力电子技术、计算机技术、控制技术的发展，变频器的功能、性能得到了很大的提高。根据其性能及控制方式可分为：通用型、多功能型、高性能型，其控制方式也依次为v/f控制、电压型PWM控制、矢量控制等。

（4）系统经济运行的管理。包括掌握与运行有关的工况因素，了解系统中机组管网是否经常处于经济运行状态；在泵机组和管网的有关部位安装流量、压力流量仪表，监视系统运行情况；建立运行日志和设备技术档案；建立系统运行操作规程、事故处理规程、用电考核制度、检测维修制度。

（5）系统经济运行、节能运行的技术措施

3.3 选用高效、可靠、耐用、维修量少的水泵

有许多资料表明投资少、能耗大是水泵输送系统的特点，因此，即使稍微增加一些水泵投资，也应通过选用高效、可靠、耐用的泵，降低运行电耗，提高运行效率。

同样，也有许多资料表明：水泵投资约占锅炉房供热系统总投资的4%，但在运行成本中，电费约为10%～15%。高效泵虽然价格稍贵些，但为了可靠、安全供热，为了降低运行成本，从投入产出比上看，也是非常合理的。

4、小结

水泵节能篇9

关键词：空调；供热水；系统泵；节能分析

供热空调泵系统存在设计电功率容量偏大，运行耗电量较高的问题，而泵的电耗在空调供热系统能耗中占的比重也较大，设计泵电功率容量大要求增大发电容量，增大峰谷差，运行耗电景大意味着发电煤耗的增大和污染物排放量的增大；容景增大使初投资加大，运行电耗增大使耗电费增多，两者都提高了空调供热运行成本，加大了热（冷）费用和用户的负担。因此，只有加强对于空调供热水系统泵节能方面进行深入分析，才可以改善供热空调泵系统高耗能低运行的弊端。本文主要研究供热空调系统水泵高耗能原因，探讨空调供热水系统泵的节能策略，为我国在空调供热水系统泵节能方面的进一步开展提供借鉴。

1.供热空调系统水泵高耗能原因分析

1.1设计泵功率大原因分析

要想进一步了解设计泵功率大原因，要对空调供热水系统泵轴功率进行研究。空调供热水系统泵轴功率表达式为N=0.163RVH/n（KW），从这个表达式中我们可以看出泵功率的影响因素主要是扬程H（m）、泵效率n（%）以及流量V（立方米/每分钟）。首先，如果在实际的空调供热水系统泵电耗设计时，设计冷热负荷偏高的话，很容易导致冷热水流量出现偏大的问题。从表达式V=Q/（c・t）中我们可以知道，计算流量的主要依据是供回水温差t以及设计热冷负荷Q这两个主要因素。其次，设计时扬程选择过于偏大，导致选用泵也偏大。一般情况下，供热系统设计时，二次网循环系统扬程控制在150―300千帕的范围内，而且水泵的选择扬程也一般在400―600千帕左右。由此可以看出扬程是与水泵电率成正比关系的。如果实际的设计时扬程选择过于偏大，直接导致水泵电容器增大。最后，目前我国很多的水泵属于低效产品，其主要配件很多是从国外引进的，加上国内水泵的自主创新，效率一般可以提高10%―20%左右，但是这里的效率提高主要指的是额定工作点的75%左右，这也就出现实际工作效率要比预期运行效率偏低。

1.2泵运行耗能大原因分析

热冷水泵运行耗电量过大主要是受到运行期延时小时数以及水泵轴功率的影响，而水泵轴功率则直接受到扬程、泵流量以及泵运作效率等因素的影响。首先，运行方式的大流量化使得泵的运行功率增大。目前很多的供热系统往往采用小温差、大流量的运行方式，这种运行方式主要是为了进一步解决热网水平失调的问题。由于水泵轴功率与热冷水流量是三次方关系，如果热冷水流量变大的话，也会直接导致耗电量的增加。其次，泵运行低效率区加大了泵的无效能耗。水泵的工作点主要是水泵的扬程以及流量，扬程以及流量主要是由水系统管网特性以及泵的性能曲线来决定的。当前的泵实际运行扬程以及流量要比预期要求大很多，导致水泵的电耗要比预期的也要大很多。最后，运行方式并联增加了水泵电耗能量。目前一次水泵普遍适用的运行模式主要是一机对一泵的运行模式，如果需要两台泵进行并联运行使用，这就直接导致水泵扬程、流量以及耗电量普遍的增加。

2.空调供热水系统泵的节能策略研究

2.1选用高效耐用水泵

有关数据资料表明，水泵的投资也是很大的，一般要占到建筑空调系统总投资的1%左右，水泵的电功率也要占到空调总功率的18%左右。从这些数据中我们可以看出，水泵输送系统的特点便是耗能大投资少，因此，在进行水泵的选用时，应该选用那些高效耐用以及可靠安全的泵，只有这样才可以进一步提高运行效率，降低电耗。

2.2采用先进的泵性能调节方法

2.2.1传统泵性能调节

传统泵在实际的性能调节过程中很容易出现各种各样的问题，例如，如果改变叶轮外径，很可能出现以下问题：一是改变叶轮外径必须要拆下叶轮，使得泵的停留时间过长，不利于泵的连续性运行。二是泵很可能由于出现叶轮重量不平衡而导致泵震荡异常现象。三是工量加大时，泵的效率过低很容易出现噪音问题。

2.2.2变频器的应用

经过多年有关专家的研究以及探讨，我国已经研制出了多种交流电动机调节装置，例如滑差调速、整流子电机调速、变极调速、液力耦合器调速、定子调压调速、以及电磁耦合器调速、串级调整等。这些交流电动机调节装置尽管在提高水泵运行效率，降低耗能方面取得了重大的进步，但是仍然存在着调速范围窄的问题，这个弊端严重阻碍着空调供热水系统泵功能的高效发挥。近几年来，为了进一步解决交流电动机调节装置调速范围窄的问题，有关研究专家在电力电子技术、微电子技术的基础之上，在变频调速技术方面取得了更大的进步。作为交流调速中心的变频调速技术得到了显著的发展。这种调速方式具有节能，调速范围大（从1：00～l：1000），易于实现正、反转切换，起动电流小和结构简单、运行安全可靠的优点。变频调速系统中交流电动机和变频调速装鬣的发展，随着技术水平的提高，当前国内外都在开展诸如变频调速专用异步电动机这类的高效运行电动机的研究，使电动机适应驱动装置的特点，因此电动机的功率密度可提高20%，功率因数可提高5个百分点，平均效率可提高3%。随着电力电子技术、计算机技术、控制技术的发展，变频器的功能、性能得到了很大的提高。

2.3做好系统经济运行管理

做好系统经济运行管理，这是提高水泵运行效率，降低耗能的重要举措。系统经济运行管理包括很多内容，例如水泵运行的工况因素，系统中管网的运行状态，监视系统以及压力流量表的运行基本状况，设备技术档案以及运行日志的填写，还包括用电考核制度、运行操作规范、检测维修制度等。通过对这些基本的水泵运行管理进行深入细致的研究与实施，就可以达到水泵运行效率提高，电耗降低的目的。

3.总结

综上所述，本文介绍了供热空调系统运行中水泵耗能量大运行效率低的问题，分析了能耗较大的原因提出了要从设计、先进调速方法、管理、设备等各方面采取相应措施降低能耗提高效率。水泵节能牵涉到设计、施工、运行和生产厂家等各个方面，只有大家都重视，才能达到预计节能目标。尽管我国在空调供热水系统泵节能方面积累了一定的经验，但是在实际的空调供热水系统泵运行过程中，高耗能低运行率的问题仍然存在，影响着空调供热水系统泵功能的高效发挥。为此，深入研究空调供热水系统泵运行，改革空调供热水系统泵节能技术，是我国在空调供热水系统泵运行研究的重要方向。

参考文献

[1] 王志胜. 空调、供热水系统泵的节能[J]，中国科技信息，2010（13）

[2] 陈太雷.邓红杰.薛觉民. 高层建筑节能供水系统[J]，通用机械，2011（06）

[3] 王磊.贾磊.吴俊峰.武亚伟. 戴琳. 某商业建筑能耗分析与节能改进建议[J]，中国科技信息，2009（01）

水泵节能篇10

【关键词】变频节能；水泵变频；控制设备；发展研究

0 引言

水泵是输送液体或使液体增压的机械，被广泛应用于生产生活的各个领域，包括城市供水、污水系统、土木建筑、农田水利、石油化工、矿山冶金、轻工业等，在国民经济生产与人民生活中起着极为重要的作用。水泵的性能参数有流量、吸程、扬程、轴功率、水功率、效率等，不同的应用场所对水泵的要求不同。同时，由于液体输送或液体增压需求呈现出一定的随机性，在传统应用中往往取最大液体输送量或最大液体增加量来选择水泵，造成水泵长期存在较大余量，不仅使得水泵效率低下且造成大量能源浪费。水泵变频节能控制设备即是均匀改变水泵工作频率，根据实际需求调节水泵能力以降低能源消耗的一类设备。

1 水泵变频节能控制设备发展现状

1.1 早期水泵变频节能控制设备

在早期，水泵变频节能控制设备主要采用交变频技术，应用交变频节能控制设备，水泵主电路开关器一直处于自然断开状态不存在换流问题，因此通常采用晶闸管来实现变频节能功能。目前，交变频节能控制设备的技术较为成熟，在国内还在很多领域广泛应用。采用这类技术，水泵变频节能控制设备需要大量晶闸管，系统结构复杂、维护较为困难，同时这类系统采用移相控制，功率因数较低，往往还需要进行无功补偿和加设滤波装置，性价比不高，正渐渐退出实践应用领域。

1.2 中压变频节能控制

中压变频节能控制设备也是较早出现的一种控制技术，这种技术采用交―直―交变频模式，虽然实质上还是一种低压变频技术，但在电网和水泵两端则是高压，仅只在中间环节采用低压的方式，不过这种方式依然存在结构复杂、电流大、可靠性差的问题，不过技术较为成熟，在一定程度上替代了早期的交变频节能控制设备，还在被广泛使用。近年来，随着直接中压变频技术的发展，消除了传统交直中压变频节能技术的低压环节，成为当前变频节能控制设备发展的主流，正逐步取代传统变频节能控制设备。

1.3 逆变器控制技术

在早期水泵变频节能控制设备中，多采用MOSET、GTR、GTO等自关断元件作为逆变器元件，其中以GTR应用较为普遍。不过，GTR在成本、输出谐波、变频节能策略等方面，越来越不能适应水泵变频节能的需要，一种新型晶体管――IGBT被研发出来并迅速推广，IGBT全称为绝缘栅双极晶体管，是电压型双极复合元器件，具有MOSET和GRT的优点，在变频损耗、变频速度、输入阻抗、电流容量、稳定性方面都具有极高的水平，是一种低想的变频节能控制元器件，能广泛应用于大、中、小功率范围的变频器之中，正迅速取代传统变频节能控制设备，成为变频节能控制设备应用的主流。

2 水泵变频节能控制设备发展方向

2.1 模块化

模块化是未来水泵变频节能控制设备发展的主要方向。目前水泵变频节能控制设备模块化水平还远远不足，仅有一些企业推出了模块化变频节能控制器，而且模块化程度还不高。变频节能控制设备模块化，有利于降低变频节能控制设备生产成本，提高产品适应能力，提高产品的功能拓展能力。当前，水泵变频节能控制设备已经有了模块化发展的趋势，并有了相应的研究成果，在未来还将不断提升水泵变频节能控制设备的模块化水平，构建起主控模块、扩展模块、功率模块等为一体的变频节能控制设备模块化体系，根据用户需求灵活的选择主控模块、功能模块、扩展模块进行组合，并且满足用户在生产过程中需求发生变化时的适应能力，这既能有效降低水泵变频节能设备的生产成本，也能有效降低期使用成本。

2.2 集成化

目前，水泵变频节能控制设备容量越来越大，体积越来越小，性能越来越高，尤其随着微电子技术与半导体技术的发展，变频节能控制设备正向多功能化、集成化方向发展，不断突破传统变频节能控制设备的领域。尤其是AISC的应用技术和应用水平的不断提升，变频节能控制设备的控制算法更为先进，能进行更多的性能扩充。此外，在实践应用中，用户的需求也在不断变化，这也将推动变频节能控制设备集成化发展，与信息技术、通讯技术、微电子技术等紧密结合，发展出功能更为丰富的变频节能控制设备。如西门子公司在近年就提出了全集成自动化平台概念，将通讯、设计、数据管理集成为一体，在变频节能控制设备中集成变频器、伺服装置、控制器、通讯装置，并嵌入全集成自动化系统模式构建起驱动系统、通讯系统、数据管理系统为一体，内置多种应用软件的集成化变频节能控制设备。

2.3 智能化

当前，变频节能控制设备已经有了智能化的倾向，出现了可利用PC机完成频率设定、参数设定、状态给定、在线监测、远程诊断的变频节能控制设备。不过整体来说，当前变频控制设备智能化水平还有所不足，需要大量人工干预。在工业自动化发展的需求下，客户对变频节能控制设备智能化程度的要求将不断提高，这必将推动计算机技术与变频节能控制设备的深度结合，促进变频节能控制的智能化控制和智能化保护。如根据调制策略智能输出电压、根据编码实现不同传动调速需求、根据自我诊断保护方案完成相关检测保护动作等等，这几个方面都将成为变频节能控制设备智能化发展的主要内容。

3 结束语

水泵变频节能控制设备对降低能源消耗，提高生产效能有着极为重要的意义，能带来巨大的经济效益与社会效益。当前，水泵变频节能控制设备已经有了较为成熟的发展，但还有很多不足的地方，不能满足用户全方位的需求。在未来，水泵变频节能控制设备将不断向模块化、集成化、智能化方向发展，以获得更高的应用价值。

【参考文献】