对水利泵站水泵节能技术的研究.pdf
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1、总第2 2 9 期2023年第7 期经验交流摘要:在社会飞速发展,生活条件发生巨大改变的环境下,人们对水资源需求量大幅上涨的同时,也对提水水泵的节能技术提出了更高要求。供水单位不仅要适度增加水泵数量,还要对水泵节能技术与频率进行科学调整,以尽快适应发展所需。但就目前来看,水泵在应用过程中普遍存在能耗较高问题,基于此,先对水泵系统现状及水泵节能技术的基本原理进行分析,随之寻找当前水泵设计中存在的一系列问题,并对节能技术实施的有效途径进行总结,以期为今后的相关研究与应用提供重要参考与依据。关键词:水泵;技术原理;节能技术中图分类号:TU991.35;TH380引言水泵是供水系统中使用频率最高,且最
2、为重要的一种机电设备。但就目前的使用现状来看,水泵在设备条件以及相关配套技术等因素的限制下,大多存在能耗较高、效率低下等问题,不仅造成了资源浪费,且不利于国家倡导的绿色环保发展趋势。虽然有些单位积极更换节能型水泵,但却受选型匹配、运行方式等方面的制约,从而对节能效益的充分发挥产生了负面影响。所以在水泵的应用过程中,加大力度对节能技术进行研究和推广非常必要1现阶段水泵系统现状互联网时代,随着各类科学技术的大量涌现,多种先进技术被应用于各个行业中,以电力领域技术的应用及发展最为显著,而工业化技术在应用中较为薄弱,依然会出现能源消耗较多现象。据不完全统计,泵类产品的数量约有40 0 0 万台,其中包
3、括水泵、空气压缩机以及风机等等,装机容量已超过1亿kW。但这些高容量设备在实际使用过程中,其运行效率却与预期效果相差甚远,究其原因,主要是能源消耗太大,以电力能源的消耗为例,设备在使用过程中浪费的电能在总耗电中的占比在40%左右。这种高耗能现象存在于多数企业中,不仅大大提升了企业运营过程中的生产成本,也造成了生产效率的降低,且在增加能耗的同时,也不利于环境保护1。当前应用中的水泵设备多采用普通阀门进行调节,应用变频调速调节的仅有少数。相比于普通阀门调节,变频调节能够大幅降低电能损耗,从而节约生产成本。2水泵节能技术的基本原理在水泵运行过程中,最为理想的运行原则是在客观需求的基础上,构建精准的水
4、利数学模型,并以相关参数作为标准,准确定制叶轮,以实现水泵的节能收稿日期:2 0 2 3-0 3-2 0基金项目:甘肃省2 0 2 2 年水利科学试验研究及技术推广计划项目(2 2 GSLK020第一作者简介:张全礼(19 7 2 一),男,甘肃会宁人,本科,高级工程师,从事水利泵站管理工作。现代工业经济和信息化Modern Industrial Economy and Informationization对水利泵站水泵节能技术的研究张全礼,张瑞茹(甘肃省景泰川电力提灌水资源利用中心,甘肃景泰7 30 40 0)文献标识码:A性与运行中的高效性,进而避免发生能源消耗过量的问题,以促进水泵节能的
5、最大化。水泵在运行过程中,存在流量较大、效率较低及能耗较高等现象,而针对这些现象常用的高效节能技术为“3+1”流体输送技术。其主要借助配套仪器与新型检测技术,对水泵运行系统内的设备参数进行采集,从而对能源消耗过高的原因展开分析,最终通过精确地找到设备与流体输送之间的最佳工况点,而制定出科学方案,减少能源消耗过高问题的发生。常见技术如下:1)水泵的设计与制造技术。此技术借助当前最为常用且效果较佳的三元理论,对水力模型展开流动分析。并在选择与纠正过程中,以CFD分析与试验作为切入点,研发出多种形式、且较为高效的水力模型,包括离心泵、混流泵以及轴流泵等。同时,在制作过程中,主要选择精密铸造,用于提升
6、设备表面的光滑度与质量,并确保尺寸与零件精度的合格性。2)水泵的优化分析技术。对水泵系统参数的采集与分析加以重视,以达到强化改造技术的目的。同时,还应配合技术人员以精密仪器对水泵的相关数据进行收集,随后利用专用软件对所得数据进行处理与分析,并总结出最佳的水泵优化改造方案。3)水泵的优化调度和改造技术。以水泵系统设备参数及工艺原理入手,并在专用软件的监管下,得出既满足水泵的工艺要求,又能将能耗降到最低的调度方案。4)水泵的运行故障诊断和维修保养技术。借助专业设备,对水泵运行过程中的各项数据进行监控,包括振动频率、温度改变、噪音大小等等。尽早发现运行故障并积极进行改进,为设备的安全运行提供重要保障
7、。有研究结果显示,在以上技术的支持下,水泵不仅能够实现高效运行,还能节约不必要的能源消耗。Total 229No.7,2023D0I:10.16525/ki.14-1362/n.2023.07.104文章编号:2 0 9 5-0 7 48(2 0 2 3)0 7-0 30 8-0 32023年第7 期张全礼,等:对水利泵站水泵节能技术的研究309.包括电能节约在15%6 0%之间,维修费用节省至少20%,且使用寿命也得到了有效延长2 。3水泵节能技术的应用价值3.1实时调节供水新型技术变频控制的使用,不仅实现了系统的自动化运行,还在一定程度上避免了传统操作方式的缺陷,同时解放了人力。与以往采用
8、的开环变频控制系统的应用相比,闭环控制系统既能够对水泵系统在运行过程中的数据变化进行监控,还能通过对数据的掌握及时发现问题,并积极应对。将系统的压力值与流量值相结合,并对变频器的输出功率进行有效调节,才能更好地完成对供水量的实时监控与调节。从人为调节水泵的出水阀门的开度调节供水量方式转变为调节水泵的转速调节供水量的方式,一方面节约了人力资源,另一方面又促使了控制系统的可靠性与准确性。除此之外,水泵发生转速改变后,轴功率也随之发生变化,真正实现了水泵运行的节能性。3.2提升经济效益和社会效益以作者所在的景电工程为例,准备将泵房内两台功率在2 50 0 kW的水泵进行改造,以工艺要求为依据,判断出
9、处理量介于0.7 1倍之间。在变频改造过程中,专业技术人员采用精密仪器多次对其进行测量,以确保改造的合理性。改造完成后发现,设备性能发生了明显改善,电力能源的消耗有了明显降低,预计每年能够节约至少50 0 万kWh电量,节约费用在50万元左右。不仅控制了生产成本的提升,还在一定程度上获得更多的经济利润3。4目前水泵设计中存在的问题4.1水泵设计问题当前,供水系统的水泵设计,基本上还是沿用传统的设计理念与方式,加上相关技术更新速度的制约,更是拉低了设计技术,从而对水泵的质量产生不利影响,无法满足供水系统所需。究其原因主要是由于多数水泵设计单位不仅资金投人较少,且在设计过程中,未能重视思维的创新,
10、一味遵循以往的模式。同时,水泵设计行业的发展存在较大局限性,导致大部分设计人员对于专业理论知识与技能的掌握并不熟练,而且,相关企业未能定期组织设计人员新知识的学习与培训,所以,造成了水泵设计环节实施得不理想,也就无法确保水泵设计的科学、合理。随着市场竞争的愈发激烈,只有尽最大能力将系统的能源消耗降到最低,才能推进企业的长远发展4.2水泵节能理念存在误区供水系统对于水泵的节能设计理解存在一定的误区,误以为节能的实现只要依靠水泵的质量达标就可以了。但事实却是,水泵节能涉及面较广,仅凭水泵质量达标远远不够,还需要其能够稳定运行,保证经济性能。因此,在水泵的设计过程中,不仅要尽最大努力将水泵的质量进行
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