淺析自來水廠機泵設備節能降耗措施

王宇彬

摘 要：目前，實現機泵設備的節能降耗已成為眾多自來水廠提高其經濟效益的有效途徑。首先介紹了自來水廠機泵設備能耗大、效率低的原因，并據此提出機泵設備節能降耗的有效措施。

關鍵詞：自來水廠；機泵；節能降耗；新型材料

中圖分類號：TU991.6 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）11-0052-01

在自來水生產制備過程中，自來水廠需要用大量的機泵設備對原水進行處理，因而成為了耗能大戶，尤其是電能的消耗。而在整個電能消耗中，機泵設備的耗電量達到了90%以上，這也就使機泵設備的節能降耗成為自來水廠降低投資成本、減少資源浪費的主要途徑。由于節能降耗不僅促進了節約型社會的建設，而且也大大提高了自來水廠的經營效益，因而具有非常重要的現實意義。

1 機泵設備能耗大、效率低的原因

機泵設備通過將機械能轉換為液能完成了液體的抽送工作。目前，機泵設備已被廣泛應用于供水、污水處理、石油化工等多個領域。然而，經過長時間的工作，機泵設備由于受銹蝕、腐蝕等作用的影響，泵殼和泵輪表面凹凸不平，導致這兩者之間的摩擦系數上升，進而增加了電能的消耗，降低了設備的運行效率。自來水廠機泵設備出現能耗增大、效率降低的主要原因有以下幾個：①機泵設備在長期使用過程中，由于受水流的沖刷，葉輪過水面和流道內壁漸漸變得粗糙，內流道受到的阻力增大，從而降低了設備的使用效率。②機泵葉片背水面在運行過程中會產生一定的負壓，導致蜂窩表面和氣穴的形成。同時，葉輪表面在電化學的腐蝕作用下，發生汽蝕現象，從而增大了能源的消耗。③由于在制水過程中，會在泵殼內投入相關藥物，再加上受原水水質因素的影響，泵坑內會出現積垢，嚴重情況下還會增加泵殼的壁厚，從而使水泵水力效率下降。④機泵生產、加工工藝不過關，機械、容積等出現了損失，這些情況均會增加機泵能源的消耗，從而降低設備的工作效率。

2 機泵設備實現節能降耗的措施

2.1 選擇寬范圍、高效率的機泵設備

離心泵為多數自來水廠使用的制水設備，其工作原理為：開動水泵前，用水將整個泵和進水管灌滿，在正式運行過程中，葉輪流道里的水在高速旋轉產生的離心力作用下，被壓入蝸殼內，并在葉輪的入口處形成真空狀態。在大氣壓的作用下，吸水管便將水池中的水吸入，對形成的空間進行填補。同時，蝸殼內的葉輪將吸入的水連續不斷地甩出。如果水泵的葉輪片和泵殼構造良好，那么水流就會處于更好的狀態，進而大大提高機泵的運行效率。因此，自來水廠可選擇泵殼構造良好、葉輪片優質的機泵設備，用寬范圍、高效率的機泵設備替換運行效率低的水泵，從而促進機泵的高效運行，降低能源的消耗。

2.2 加強對機泵設備節能降耗的控制

在自來水生產過程中，傳統的做法是通過采用關閉閥門的方法來減少機泵設備的功能消耗。隨著科學技術的進步，機泵技能也逐步朝著智能化的方向發展，變頻調速節能控制技術也得到了廣泛的應用。變頻調速性能顯著，對運行負荷低，設備實際受到的負荷較大的情況，能起到很好的節能降耗效果。然而，變頻調速器的價格偏高，所要求的維修技術水平也較高，因此自來水廠應根據自身的實際情況對變頻調速器進行選擇。

2.3 加大葉輪的切割改造力度

機泵的特性曲線不吻合、機泵的揚程過高等是目前大部分自來水廠出現機泵配置不合理，導致機泵設備運行效率偏低的原因。針對這種情況，最簡便的解決方法就是對葉輪進行切割。在進行葉輪切割操作中，需依照具體的參數設置對切割量進行準確計算，從而將葉輪的外徑改變。在完成葉輪的切割后，設備運行電流就會大大降低，實現了節約電能的目的。同時，機泵的特性曲線隨著葉輪外徑的改變而發生變化，機泵設備也達到了實際需要的高效運行區間，大大降低了能源的消耗。因此，自然水廠將葉輪的切割改造廣泛運用于節能消耗工作中。

2.4 采用新型噴涂材料和密封技術

自來水廠的機泵設備由于受腐蝕、水力、機械、容積等損失的影響，加大了機泵與葉輪表面的摩擦力，使機泵運行效率降低。針對這個問題，可以采用新型噴涂材料和密封技術進行解決。由于機泵設備消耗的能源會隨著葉輪與機泵表面摩擦力的增大而增多，因此可以將新型高分子材料噴涂在葉輪表面，使葉輪表面形成光滑的表層，這樣可以減少水泵因抵抗摩擦力而消耗的能量。葉輪表面所形成的這種光滑表層能夠有效減少與泵內流體的分層，使容積損失得到降低，進而達到節能的目的。同時，使用的新型噴涂材料一般都具有較強的抗腐蝕性，能在很大程度上延長機泵設備的使用壽命。

此外，運用新型密封技術還可以有效解決因摩擦力帶來的能源消耗問題。密封技術的基本原理：首先利用專用油壓將密封填料注入機泵的填料函中，在運行過程中，機泵的軸套上就會附著易攜帶填料，形成旋轉層。剩下的填料便與機泵的填料函發生接觸，形成不動層，從而有效防止了機泵軸套發生磨損，降低了能源的損耗。

3 結束語

綜上可知，在日常生活和工業生產中占據著重要地位的自來水廠由于存在能源消耗量大的問題，已成為人們關注的重點對象。目前，實現節能降耗已成為眾多自來水廠面臨的重要課題。機泵作為消耗能源的最大設備，對其實施節能降耗措施對水廠整體節能降耗的實現起著決定性作用。在這種形勢下，自來水廠應當對機泵設備存在的能耗大、效率低的問題進行全面、深入的分析。通過選擇寬范圍、高效率的機泵設備，加強對機泵設備節能降耗的控制，加大葉輪的切割改造力度，以及采用新型的噴涂材料和密封技術等，在促進節能降耗目標實現的基礎上，獲得更多的經濟效益。

參考文獻

[1]王智為.水廠水泵運行的節能問題探討[J].科技咨詢導報，2012，11（06）：218-220.

〔編輯：劉曉芳〕