第30卷第3期江西冶金Vol 30 No. 32010年6月JIANGXI METALLURGYJune 2010文章編號:1006-277(2010)034003703循環(huán)水泵節(jié)能分析車國華,羅文輝,管利華(江西洪都鋼廠,江西南昌330013)摘要:分析了循環(huán)水泵的電能消耗,從水泵選型運(yùn)行、維修管理等方面闡述了循環(huán)水系統(tǒng)的節(jié)能措施關(guān)鍵詞:循環(huán)水系統(tǒng);水泵工況點(diǎn);節(jié)能中圖分類號:TG335.6·2文獻(xiàn)標(biāo)識碼:BEnergy Saving Analysis of Circulating Water PumpCHE Guohua, LUO Wenhui GUAN Lihua(Jiangxi Hongdu Steel Plant, Nanchang 330013 Jiangxi, ChinaAbstract: The power consumption of circulating water pump is analysed. Energy saving measures of circulating water systemare discussed through pump selection, operation, maintenance management and so onKey wordsting water system pump operation point energy saving為節(jié)約水資源,工礦企業(yè)廣泛采用工藝?yán)鋮s循Q—流量,t/h環(huán)水系統(tǒng)。水泵是循環(huán)水系統(tǒng)的心臟,其電能的消H—揚(yáng)程,m耗在企業(yè)總電能消耗中占的比重較大。合理配置工T——水泵的有效功率與軸功率比值。藝?yán)鋮s循環(huán)水系統(tǒng),及時調(diào)節(jié)水泵的工況點(diǎn),提高水水泵的軸功率的主要因素是流量、揚(yáng)程和效率。泵效率,使水泵運(yùn)行在髙效區(qū),認(rèn)真做好水泵的維護(hù)若設(shè)計(jì)時系統(tǒng)流量選擇偏大揚(yáng)程選擇過高均會提檢修對于企業(yè)節(jié)能降耗提高經(jīng)濟(jì)效益是十分必要高水泵的軸功率同時也增加能耗。的1.2水泵效率對能耗的影響1.2.1影響水泵效率的3種損失1水泵電能消耗的分析水泵效率(η)越高滿足系統(tǒng)要求的軸功率就1.1流量揚(yáng)程、效率決定水泵的軸功率越小,相應(yīng)的能耗就低;反之,則能耗就高。水泵的水泵的軸功率其公式表達(dá):總效率(n)是3個局部效率即水力效率、容積效率N=rQH/102n和機(jī)械效率的乘積。其中水力效率反映了水力損式中:N水泵軸功率kW失,它由水泵生產(chǎn)廠家設(shè)計(jì)水準(zhǔn)而定;容積效率反映液體的密度,kg/m3;TH中國煤化工存在著泄漏和回流CNMHG收稿日期:201001-12作者簡介:車國華(1968-)男江西撫州人,工程師從事給排水設(shè)計(jì)與現(xiàn)場維修等工作38江西冶金2010年6月也就是說水泵的出水量總要比通過葉輪的流量小,此,在對舊泵挖潛、擴(kuò)建時,不能簡單地理解為增加形成流量減少的能量損失;機(jī)械效率反映了機(jī)械損一倍并聯(lián)水泵臺數(shù),流量就會增加一倍。而必須要失,其包括泵軸在軸承內(nèi)轉(zhuǎn)動的摩擦損失,軸與軸封考慮管道的過水能力,經(jīng)過并聯(lián)工況的計(jì)算和分析,之間的摩擦損失,葉輪兩側(cè)蓋板和液體間發(fā)生的摩才能下結(jié)論。故對于水泵站設(shè)計(jì)時,若所選的水泵擦損失。是以經(jīng)常單獨(dú)運(yùn)行為主的,并聯(lián)工作時,各單泵的流1.2.2離心水泵選型對水泵效率的影響量減少揚(yáng)程會提高。當(dāng)不同型號的水泵進(jìn)行并聯(lián)離心水泵的特性曲線有流量與揚(yáng)程(QH)、時,這種現(xiàn)象就更明顯流量與軸功率(QN)流量與效率(Qη)流量與允許吸上真空高度(Q-H3)4種(圖1),在QH曲線上的流量和揚(yáng)程處在高效段,相應(yīng)于效率最高值的A點(diǎn)各參數(shù)是該水泵最經(jīng)濟(jì)的工作點(diǎn)。當(dāng)實(shí)際出口流量發(fā)生較大變化時,其水泵曲線中參數(shù)發(fā)生5臺變化,從而導(dǎo)致該水泵效率不在高效范圍內(nèi)。選擇水泵,一般是根據(jù)最大用水量來選擇水泵的流量滿1臺足最不利點(diǎn)來選擇水泵的揚(yáng)程,水泵在實(shí)際運(yùn)行時會發(fā)生用水量的偏差,使水泵工況點(diǎn)處在該水泵的非高效區(qū)。這樣,當(dāng)用水量很小時,水泵揚(yáng)程很高,2 Q3 0405余壓較大,造成電能浪費(fèi);當(dāng)用水量很大時,雖然水(100(190)(251)(284)(300泵揚(yáng)程較低,但此時效率更低,功率很大,也造成電能浪費(fèi)。圖1中的4種曲線變化規(guī)律說明應(yīng)在水泵圖2水泵并聯(lián)時流量與揚(yáng)程的關(guān)系髙效段內(nèi)選擇適合管路系統(tǒng)要求的水泵。2水泵節(jié)能措施N/W2.1合理選擇水泵在整個管路系統(tǒng)中,通過經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較,合理計(jì)算流量和確定揚(yáng)程。若水泵站服務(wù)范圍不是很大盡量減少水泵的富余流量和富余揚(yáng)程,保證水泵工況在正常運(yùn)行時處于高效段,同時選用高效、可靠耐用、性能好的水泵。0801602403204004802.2在定速運(yùn)行情況下調(diào)節(jié)離心水泵工況點(diǎn)離心水泵裝置的工況點(diǎn),是建立于水泵和管道圖1轉(zhuǎn)速為1450v/min時的特性曲線系統(tǒng)能量供求關(guān)系的平衡上,只要兩者之一情況發(fā)生改變時,其工況點(diǎn)就會發(fā)生轉(zhuǎn)移。當(dāng)管網(wǎng)中壓力1.3水泵并聯(lián)運(yùn)行增加了電耗的變化幅度太大時,水泵的工況點(diǎn)將會移出其高效水泵并聯(lián)臺數(shù)過多,水總量增加將非常有限卻段在低效率段工作。運(yùn)行過程中應(yīng)注意水泵的運(yùn)過多地消耗了電能圖2為5臺同型號水泵并聯(lián)工行參數(shù)準(zhǔn)確判斷水泵的工況點(diǎn)是否處于高效段,這作的情況。由圖2可知:以1臺水泵工作時的流量樣對于提高水泵效率,節(jié)約能源十分重要。有時用Q1為100h;2臺水泵并聯(lián)的總流量Q2為190h,水量變化較大,與水泵工作在高效段的要求是矛盾比單泵工作時增加了90th;5臺水泵并聯(lián)的總流的,針對種槽?要人為抽對水泵裝置的工況量Q為300h,比4臺泵時只增加了16Uh;可見點(diǎn),進(jìn)中國煤化工增加并聯(lián)水泵的臺數(shù),其效果不大。每臺水泵的工CNMHG閥的開啟度來進(jìn)況點(diǎn)隨著并聯(lián)臺數(shù)的增多,向揚(yáng)程高的一側(cè)移動。行調(diào)節(jié)。圖3為采用閘閥節(jié)流時,水泵裝置工況的臺數(shù)過多就可能使工況點(diǎn)移出高效段的范圍。因變化,工況點(diǎn)A表示閘閥全開時,該裝置的極限工第30卷第3期車國華羅文輝管利華:循環(huán)水泵節(jié)能分析況點(diǎn)。關(guān)小閘閥管道局部阻力增大管道系統(tǒng)特性早老化影響使用壽命;電動機(jī)功率選大了,勵磁電曲線變陡,水泵裝置的工況點(diǎn)就向左移至B或C,直流增大,無功損耗大,功率因數(shù)低以致不經(jīng)濟(jì)。在實(shí)至閘閥全關(guān),水泵裝置的工況點(diǎn)由0~Q變化從經(jīng)際工作中,電機(jī)帶動設(shè)備不是長期工作在滿負(fù)荷狀濟(jì)上看,節(jié)流調(diào)節(jié),很明顯是用消耗水泵多余能量態(tài)下,常有剩余功率和冗余的功率,從而產(chǎn)生浪費(fèi)。△H(圖中陰影部分)來維持一定的供水量。由于離為避免這種浪費(fèi),變頻技術(shù)正可以做到自動負(fù)荷匹心水泵的Q—N曲線是上升型的,使用閘閥節(jié)流時,配在任何工況下電動機(jī)和負(fù)荷都可以實(shí)現(xiàn)最佳的隨著流量的減少,水泵的軸功率也隨之減少,對原動匹配。在水泵電機(jī)未采用變頻器控制轉(zhuǎn)速時,始終機(jī)無過載危害,且使用閘閥節(jié)流方便易行故這種調(diào)處于恒功率狀態(tài)下運(yùn)行,現(xiàn)場用水量減少,水壓升節(jié)方式使用較多,也很普遍。高,造成電機(jī)跳閘或燒毀,這樣不僅浪費(fèi)電能,管理費(fèi)事,而且常影響生產(chǎn)。在采用變頻調(diào)速及閉環(huán)控制技術(shù)后,可按照現(xiàn)場的需要,預(yù)先在控制儀表中設(shè)置一個需要的水壓值,運(yùn)行中,由傳感器檢測管路中的水壓后,與預(yù)設(shè)的水壓值進(jìn)行比較,若產(chǎn)生偏差,則由變送器根據(jù)偏差量控制變頻器的給定輸入,并通過變頻器的PD調(diào)節(jié)來調(diào)整電機(jī)的運(yùn)行轉(zhuǎn)速,這樣不論現(xiàn)場用水狀況如何,均可使水壓保持一個恒Qc QaiDa定的值。當(dāng)現(xiàn)場用水量增大時,偏差量增加,變頻器的輸入給定增加,電機(jī)運(yùn)行轉(zhuǎn)速升高;反之,電機(jī)運(yùn)行轉(zhuǎn)速降低。這樣既保證了用水的壓力恒定,電機(jī)圖3閘閥節(jié)流調(diào)節(jié)時工況點(diǎn)的變化低速運(yùn)行時電流減少,能耗降低,又避免在恒壓狀態(tài)下電機(jī)燒毀的現(xiàn)象。2)葉輪切削。這種方式一般是一次性的,它是2.4強(qiáng)化管理,實(shí)施泵系統(tǒng)的各項(xiàng)檢查改變水泵性能的一種簡易辦法,即所謂的變徑調(diào)節(jié)。1)水泵在運(yùn)行過程中及時檢查各個儀表工作3)控制水泵的開啟數(shù)目。水泵并聯(lián)過多并不是否正常,電流表上讀數(shù)是否超過電機(jī)的額定電流;經(jīng)濟(jì),為了節(jié)能而人為地減少正常開啟數(shù)目,一方面檢査流量計(jì)上的流量是否正常并及時進(jìn)行調(diào)整;填將不能滿足正常的生產(chǎn)需要;另一方面水泵效率很料盒處是否發(fā)熱,滴水是否正常;水泵與電機(jī)的軸承低,功率很大,容易出現(xiàn)水泵自停和燒毀電機(jī)。和機(jī)殼溫度,一般不超過70℃;定期記錄水泵的流2.3循環(huán)水泵中的變頻技術(shù)應(yīng)用量、揚(yáng)程、電流等有關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù),嚴(yán)格執(zhí)行崗位責(zé)任根據(jù)水泵相似定律的比例律:制和安全操作規(guī)程。2)水泵在運(yùn)行過程中發(fā)現(xiàn)異常后,應(yīng)及時進(jìn)行Q1/Q2=(1)停車檢查針對發(fā)現(xiàn)的問題嚴(yán)格按規(guī)范進(jìn)行檢修,H1,/H2=(互(2)保證水泵工作效率,節(jié)約能源。2.5引進(jìn)節(jié)能改造技術(shù),加強(qiáng)與新型能源服務(wù)公司的合作當(dāng)前,按合同能源管理模式的專業(yè)服務(wù)隊(duì)伍孕(1)~(3)公式表示同一臺葉片泵,當(dāng)轉(zhuǎn)速(n)育而生。當(dāng)循環(huán)水泵與其管路系統(tǒng)不匹配,且水泵變化時,其他性能參數(shù)將按上述比例關(guān)系而變,可見運(yùn)行效率很低時,可尋求“流體輸送高效節(jié)能技術(shù)軸功率(N)與轉(zhuǎn)速(m)成立方關(guān)系。當(dāng)水泵功率較的專業(yè)服務(wù)公司,通過檢測循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行的工況大,且用水量變化較大,水泵余壓較大,最理想的方診斷出系統(tǒng)各部分的能耗狀況,優(yōu)化改造,降低循環(huán)法是釆用變頻技術(shù)。其原因:-般電力拖動設(shè)備沒水中國煤化工量身定做高效節(jié)能計(jì)上考慮有短期時過載運(yùn)行的情況在電動機(jī)功率泵丬CNMHG,在最佳工況下運(yùn)配置上常大于負(fù)載最大功率的10%左右。電動機(jī)行,水泵與系統(tǒng)最佳匹配,提高流體輸送效率,達(dá)到功率選小了,大負(fù)載運(yùn)行時電動機(jī)發(fā)熱導(dǎo)致絕緣過最佳的節(jié)能效果。(下轉(zhuǎn)第45頁)第30卷第3期李琴美姜麗紅,王晉平:電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測定二氧化硒中砷鉻鐵汞鉛45續(xù)表5元素單次測定結(jié)果平均值準(zhǔn)確值·標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD編號類別0.002690.002800.00267×20.00660.002720.002790.00290.000110.0390.00293x20.002880.002900.002810.004060.004170.004130.004220.004190.00450x20.004200.004160.00418×20.004230.00440.00140.03407050030.001450.001510.00147×30.00144×20.001490.00140.0000500.0330.003730.00380×30.003870.003760.00380.0000560.0150.00389X30.00379×20.001590.00178x20.001740.00161x0.001680.00170.0000770.0460.001640.001760.001700.001670.00158Hg0.00152×20.00150×40.00149×20.00148×30.001500.00150.000140.00960.00259x20.00270x20.00267x20.002650.002610.000100.0400.002550.002680.002610.00234·銅陵有色檢測研究中心江西銅業(yè)集團(tuán)公司中心化驗(yàn)室、華南質(zhì)檢中心所測平均值[3] WETYaming YUHaijian ZHAOXiyan. 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