如何降低電耗

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摘要： 水廠是能耗大戶(hù)，電耗主要消耗在水泵的運(yùn)行上。要想降低水廠的運(yùn)行電耗，首要任務(wù)就要想辦法提高水泵的運(yùn)行效率，使水泵在滿(mǎn)足管網(wǎng)供水壓力的前提下，達(dá)到較佳的運(yùn)行狀況，減少無(wú)謂的能耗。
關(guān)鍵詞： 降低電耗 運(yùn)行效率 節(jié)能

　　一、前言

　　水廠是能耗大戶(hù)，電耗主要消耗在水泵的運(yùn)行上。要想降低水廠的運(yùn)行電耗，首要任務(wù)就要想辦法提高水泵的運(yùn)行效率，使水泵在滿(mǎn)足管網(wǎng)供水壓力的前提下，達(dá)到較佳的運(yùn)行狀況，減少無(wú)謂的能耗。

　　我廠在節(jié)能降耗方面就是通過(guò)對(duì)水泵進(jìn)行測(cè)試、分析工作，根據(jù)管網(wǎng)壓力的需要，對(duì)葉輪直徑調(diào)整，使水泵在管網(wǎng)工況點(diǎn)下處于較高的運(yùn)行效率，找出水泵較合理的搭配組合；同時(shí)加強(qiáng)基礎(chǔ)管理，對(duì)設(shè)備進(jìn)行勤檢修，對(duì)超標(biāo)的零部件進(jìn)行及時(shí)更換；認(rèn)真做好每年的預(yù)防性檢查，根據(jù)檢查結(jié)果結(jié)合設(shè)備的運(yùn)行情況，提出、制定合理的方案，對(duì)設(shè)備進(jìn)行改造；另外還要積極利用新工藝新材料。

　　二、以我廠某泵站為例，說(shuō)明葉輪調(diào)整和合理搭配對(duì)泵組運(yùn)行的影響

　　2001年我們對(duì)該泵站的3臺(tái)送水泵組進(jìn)行了葉輪調(diào)整，現(xiàn)將調(diào)整前后所測(cè)得的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，說(shuō)明葉輪調(diào)整和合理搭配對(duì)泵組運(yùn)行的影響。

測(cè)試日期 運(yùn)行方式 葉輪型號(hào) 高效點(diǎn) H=57m H=53m H(m) Q(m3/h) Pa（kW） η（%） Q(m3/h) Pa（kW） η（%） Q(m3/h) Pa（kW） η（%） 8、18 39#單機(jī) 600S-47 55.7 2950 544 81.9 2775 525 81.7 3160 562 81.4 8、18 40#單機(jī) 600S-47 57 2950 576 79.4 2950 576 79.4 3300 609 78.3 8、15 41#單機(jī) 600S-47 53.9 3000 550 80.8 2640 520 78.7 3080 557 80.7 8、18 41#單機(jī) 24SA-10Φ680 58.3 3200 625 82 3310 632 81.4 3600 650 80.3 8、18 39、40#并聯(lián) 600S-47 56.3 5900 1129 80.7 5750 1116 80.5 6470 1175 78.4 8、15 39、41#并聯(lián) 600S-47 55.8 5675 1085 79.5 5400 1058 79.1 6100 1111 78.5 8、15 40、41#并聯(lián) 600S-47 56.4 5900 1108 82.4 5900 1108 82.4 6450 1159 80.5 8、18 40、41#并聯(lián) 40#：600S-4741#：24SA-10 56.9 6400 1200 82.6 6380 1198 82.6 7050 1260 81 5、23 39、41#并聯(lián) 600S-47 56 5650 1076 80.9 5200 1050 80 6250 1127 79.3 5、23 40、41#并聯(lián) 600S-47 55.6 6200 1130 83.7 5975 1108 83.4 6780 1200 83.7 5、23 39、40#并聯(lián) 600S-47 56.8 5960 1119 82.2 5900 1113 82.3 6475 1225 76.4

　　由對(duì)比分析可見(jiàn)40、41^#并聯(lián)組合和39、40^#并聯(lián)組合，8月15日的測(cè)試結(jié)果與5月23日相比有所下降。39、41^#并聯(lián)組合則基本持平。由以上對(duì)比分析可見(jiàn)，600S-47葉輪在揚(yáng)程較高的狀態(tài)下運(yùn)行，水量和效率均比較低，41^#機(jī)換葉后比換葉前，高效點(diǎn)效率提高△η=1.2%，水量增加△Q=200m³/h，揚(yáng)程提高△H=4.4m；當(dāng)H=57m時(shí)，效率提高△η=2.7%，水量增加△Q=670m³/h；當(dāng)H=53m時(shí)，水量增加△Q=520 m³/h，效率下降△η= -0.4%。 40、41#并聯(lián)組合8月18日換葉后與8月15日換葉前相比，高效點(diǎn)效率提高△η=0.2%，水量增加△Q=500m³/h，揚(yáng)程提高△H=0.5m，然而當(dāng)H=57m時(shí)，換葉后Q=6380 m³/h，η=82.6%，換葉前則難以達(dá)到H=57m，當(dāng)H=53m時(shí)，水量增加△Q=600 m³/h，效率提高△η= 0.5%。由此可見(jiàn)24SA-10φ680葉輪比600S-47φ645的葉輪更適合高揚(yáng)程工況的要求，且24SA-10φ680葉輪與600S-47φ645葉輪搭配適應(yīng)的揚(yáng)程范圍較寬。

　　對(duì)比同樣24SA-10，我們結(jié)合當(dāng)前的揚(yáng)程對(duì)φ675、φ680、φ685、φ690進(jìn)行了性能曲線(xiàn)的對(duì)照分析，當(dāng)前的揚(yáng)程一般在57m以上，我們對(duì)性能曲線(xiàn)可知：

葉輪 H(m) Q(m3/h) η（%） Pa（kW） H(m) Q(m3/h) η（%） Pa（kW） Φ675 57 3230 81.2 613 53 3510 79.2 633 Φ680 57 3310 81.4 631 53 3590 79.5 650 Φ685 57 3400 81.1 650 53 3665 79.1 668 Φ690 57 3480 80.9 669 53 3740 78.7 685

　　由以上對(duì)照可知，在53-57m揚(yáng)程范圍內(nèi)，φ680葉輪效率較其它直徑的葉輪略高，且以往報(bào)表反映，在進(jìn)入供水高峰季節(jié)時(shí)該泵站送水泵組的日間工況一般為56m-57m，夜間工況一般為50-51m，所以我們及時(shí)將該泵站的送水泵組葉輪調(diào)整為2臺(tái)600S-47φ645和1臺(tái)24SA-10φ680進(jìn)行搭配，滿(mǎn)足了適應(yīng)一天當(dāng)中的高、低工況變化的需要。

　　三、積極使用新涂層材料改善水泵流道

　　在進(jìn)一步探索提高水泵運(yùn)行效率的新工藝過(guò)程中，我廠在公司的指導(dǎo)下應(yīng)用了“貝爾佐納”公司生產(chǎn)的新型內(nèi)涂材料，在某泵站中26#、30#水泵進(jìn)行泵體內(nèi)腔及葉輪表面噴涂的試驗(yàn)。整個(gè)工藝流程簡(jiǎn)單為：水泵拆卸——葉輪表面和泵殼內(nèi)腔表面進(jìn)行噴砂處理——用特種材料對(duì)葉輪表面均勻涂上兩層特種材料——晾干——水泵裝配。經(jīng)過(guò)了噴砂、修補(bǔ)和涂漆處理后，發(fā)現(xiàn)水泵流道表面的氣蝕部分已被修復(fù)，整個(gè)表面沒(méi)有明現(xiàn)的凹凸感，手感較以往光滑許多。

　　在穩(wěn)定運(yùn)行一段時(shí)間后，我們對(duì)這兩臺(tái)水泵進(jìn)行了測(cè)試，并與噴涂前的測(cè)試結(jié)果進(jìn)行比較、分析。

  運(yùn)行方式 機(jī)型 葉輪 是否噴涂 高效點(diǎn) H=57m H=53m I H Q Pa η I Q Pa η I Q Pa η (A) (m) (m3) (kW) (%) (A) (m3) (kW) (%) (A) (m3) (kW) (%) 26# 單 24SA-10 24SA-    10          Φ685 否 74.5 59.8 3325 670 81.1 75.5 3515 686 79.8 78 3750 713 75.9 是 73.2 60 3250 646 81.7 75 3500 672 81 77.5 3730 676 79.5 29、30#并聯(lián) 同上 600S-47Φ645 否 57.2 5850 1095 83.5 5880 1100 83.4 6510 1128 82.4 是 54.4 6160 1090 84.6 5680 1050 84.2 6400 1103 84.5   29# 單 同上 同上 否 65 57.2 2925 549 83.15 65 2950 550 83.1 67.5 3310 583 82.5 30# 單 同上 同上 是 59 57 2780 496 87 59 2780 496 87 61.5 3140 533 85

　　從數(shù)據(jù)表可知，水泵進(jìn)行了“噴涂”后，其綜合運(yùn)行效能得到了明顯提高。以26#水泵為例，揚(yáng)程H=57m時(shí)，噴涂后與噴涂前相比，效率η提高了約1.2%，電耗Pa下降了約3.33kWh/dam³；揚(yáng)程H=53時(shí)，噴涂后與噴涂前相比，效率η提高了約3.6%，電耗Pa下降了約9.37 kWh/dam³。又從30#水泵噴涂前后與29#水泵并聯(lián)測(cè)試結(jié)果看，揚(yáng)程H=57m時(shí)，噴涂后與噴涂前相比，效率η提高了約0.8%，電耗Pa下降了約2.33kWh/dam³；揚(yáng)程H=53時(shí)，噴涂后與噴涂前相比，效率η提高了約2.1%，電耗Pa下降職了約4.54 kWh/dam³。由于30#與29#水泵在水泵型號(hào)、葉輪型號(hào)及大小均相同，吸水條件也相似，我們可對(duì)它們的各自運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行比較，來(lái)說(shuō)明噴涂的效果。揚(yáng)程H=57m時(shí)，噴涂后的30#水泵與沒(méi)有噴涂的29#水泵相比，效率η提高了約3.85%，電耗Pa下降了9.76 kWh/dam³；揚(yáng)程H=53m時(shí)，噴涂后與噴涂前相比，效率η提高了約2.5%，電耗Pa下降了約6.72 kWh/dam³。

　　結(jié)果表明，通過(guò)采用“貝爾佐納”公司的特殊工藝對(duì)水泵流道進(jìn)行“噴涂”處理，能較有效地改善水泵的運(yùn)行狀況從而提高運(yùn)行效率，對(duì)節(jié)能起到了積極的作用。同時(shí)，這也啟發(fā)了我們水泵流道表面的順滑與否，直接影響到水泵的效率，我們?cè)谒脵z修或者葉輪更換時(shí)，不要忘了對(duì)其流道表面的光滑處理。

　　四、根據(jù)工況需要合理選用新型葉輪

　　根據(jù)工況的變化合理地選用新型葉輪，是改善泵組運(yùn)行提高效率的一個(gè)重要途徑。2002年我廠在公司指導(dǎo)下將某泵站的22#送水泵組32SA－10、Φ880的葉輪更換成32SAP－10、Φ880的新型葉輪并進(jìn)行了測(cè)試對(duì)比。

　　為能使兩次測(cè)試中水泵都在相似條件下運(yùn)行取數(shù)，我們嚴(yán)格控制清水池水位在4.5米左右，同時(shí)出水壓力定點(diǎn)取數(shù)，力求達(dá)到兩次的外界條件相似。

　　通過(guò)測(cè)試分析發(fā)現(xiàn)，舊型葉輪（Φ880）的運(yùn)行高效區(qū)分布在揚(yáng)程H=0.44-0.57Mpa區(qū)域，水量Q＝5544.51-8153.10m³/h，效率η＝76.66-79.68%。新型葉輪（Φ880）在相似的運(yùn)行條件下，高效區(qū)分布在揚(yáng)程H＝0.436-0.5425Mpa區(qū)域，水量Q＝6028.89-8053.26m³/h，效率η＝78.07-80.57%。

　　從我廠近年來(lái)的實(shí)際運(yùn)行統(tǒng)計(jì)來(lái)看，我廠的供水壓力一般在H＝0.46-0.56Mpa。同時(shí)，我們由附表三可以發(fā)現(xiàn)，在H＝0.52-0.56Mpa區(qū)域，新型葉輪在運(yùn)行效率方面均低于舊型葉輪0.35-1.97%，但在H=0.46-0.52Mpa區(qū)域，新型葉輪則均高于舊型葉輪1.09-2.64%。這說(shuō)明了，新型葉輪在低揚(yáng)程下更優(yōu)于舊型葉輪，高揚(yáng)程時(shí)則相反。然而，在水量方面，新葉輪則普遍比舊型葉輪少了60-310m³/h。這說(shuō)明了新、舊葉輪由于流道的差異，葉片角度的不同，造成了流量、效率各有差異。

　　總的來(lái)說(shuō)，新型葉輪盡管流量稍低于舊型葉輪，但在低揚(yáng)程時(shí)運(yùn)行效果是優(yōu)于舊型葉輪。由于公司東水西調(diào)的部署逐步落實(shí)，我廠的出廠水壓逐年下降，水量減少，新型葉輪更適合于我廠的實(shí)際生產(chǎn)需要。

　　五、我廠近年來(lái)泵組運(yùn)行壓力變化和配水單位電耗完成情況

　　除了以上的一些辦法外，我廠特別注重基礎(chǔ)管理，加強(qiáng)設(shè)備的巡檢和維修工作，以及對(duì)報(bào)表的分析和統(tǒng)計(jì)工作。我廠還對(duì)一些不合理的吸水條件進(jìn)行了改造，例如，為二號(hào)送水泵站的全部送水泵組加設(shè)了吸水井，使泵組在正常運(yùn)行時(shí)的有效淹沒(méi)深度增加了1米，有效地解決了泵組由于淹沒(méi)深度不夠?qū)е挛肟諝猱a(chǎn)生汽蝕的現(xiàn)象。

　　經(jīng)過(guò)了多年來(lái)的不斷摸索和實(shí)踐，我廠在泵組節(jié)能方面采取了一些行之有效的措施，使得泵組在外部工況逐年發(fā)生變化的環(huán)境下，仍然能夠處在比較高效的性能中運(yùn)行，全年平均效率一般在78.5-80.5%。

　　六、結(jié)束語(yǔ)

　　我國(guó)是一個(gè)發(fā)展中國(guó)家，多年來(lái)極其重視和發(fā)展能源的建設(shè)，尤其是電力能源的發(fā)展。但由于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，電能的消耗更是與日俱增，在電能的供求方面仍存在一定的缺口。據(jù)有關(guān)部門(mén)統(tǒng)計(jì)，泵的動(dòng)力消耗約占全國(guó)總發(fā)電量的20%左右，在我們供水行業(yè)中泵的能源消耗約占企業(yè)能源消耗的80%-90%。所以，做好經(jīng)濟(jì)運(yùn)行工作，不僅可為國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出貢獻(xiàn)，而且對(duì)降低企業(yè)的成本也是非常必要的。

　　優(yōu)化水泵的運(yùn)行效果、提高效率、降低電耗，方法是多樣的，不同的水廠可根據(jù)自身的特點(diǎn)選擇合理的方法，或者創(chuàng)造有利的條件來(lái)達(dá)到優(yōu)化目的。但節(jié)能工作的道路也是漫長(zhǎng)的，需要我們不斷地去摸索和總結(jié)。只要我們能夠持之以恒，多想辦法，我們一定能把節(jié)能工作做好。