水泵設計及使用中的節能降耗

孔江峰+曹崇宏+仇偉偉

摘 要：目前，我國所使用水泵的數量非常大，被廣泛運用到冶金采礦、船舶工業、核電、火力發電、石油化工、動力工業、農田灌溉等各個方面。因此，加強對水泵設計和使用中節能降耗技術的研究具有非常重要的現實意義。鑒于此，本文從水泵運行能耗過高的原因入手，深入分析水泵節能使用中存在的問題，并在此基礎上詳細闡述在水泵設計及應用中節能降耗的有效途徑，希望本文能為實現水泵的節能降耗提供一些有益的參考和借鑒。

關鍵詞：水泵；設計使用；節能降耗

中圖分類號：TE08 文獻標志碼：A

在我國，水泵被廣泛地應用在工農業生產的各個領域，是一種主要的耗能設備。有關資料顯示，目前全國水泵的年耗電量大約占全國年發電量的五分之一。因此，提升水泵工作效率、減少水泵能耗，對促進我國節能降耗具有重要的意義。如何改善水泵節能技術，成為目前擺在我們面前亟待解決的重要課題。

1 水泵運行能耗過高的原因分析

（1）系統復雜，水泵串聯或并聯運行配置不科學，水送能耗增加；（2）管道與水泵不匹配，存在“大馬拉小車”的情況，水泵存在“高功耗、低效率、大流量”運行的情況；（3）管路施工、設計或運行原因造成局部阻力增大，增加水送能耗；（4）系統回路阻力不平衡，增加水泵能耗和主機能耗；（5）水流旁通、回路漏滲，無效流量增加，增加水泵能耗；（6）水泵質量差，工作效率低，增加水泵能耗。

2 水泵節能使用中存在的問題

2.1 水泵設計缺陷

現在，我國還是采用傳統方法設計水泵，革新速度較緩，缺乏技術含量，很難在提升效率上實現突破。水泵設計單位投入資金不足，規范要求不明確，不重視對水泵設計人員的培訓，導致設計人員技能水平和專業素養不高，無法提升水泵的技術含量，很難達到節能減耗的目的。在水泵設計過程中，制造企業更加重視經濟效益，不重視水泵的節能降耗，國家在優惠政策和扶持方面又很欠缺，導致水泵制造企業缺乏對水泵進行節能升級改造的積極性，最終導致水泵的效率無法提高。

2.2 水泵節能誤區

在水泵節能方面，過去的認識存在一定的片面性，有一定的誤區，認為只要提高了水泵的指標就可以達到水泵節能的目的。但是，水泵節能范圍廣泛，不只是一個效率指標，還有水泵性能的可靠性、穩定性、經濟性等各種因素。與此同時，還要考慮水泵的使用環境，結合實際情況，根據不同的用途、環境開展節能設計，確保水泵的耐高溫性、密封性和水利性能。

2.3 使用者因素

使用者在購買水泵時，更多關注的是水泵價格、水泵能否滿足自身的需求，對水泵的節能技術指標不太重視。使用者的這種需求無法促進水泵節能技術的提高，延緩了水泵技術革新的步伐。大部分使用者在購買水泵時，缺乏對水泵知識的了解，認為只有揚程和流量大的水泵才能滿足自己的需求，不能結合自身情況選擇適合自己的水泵，浪費了資金，降低了水泵的使用價值。在使用水泵過程中，使用單位管理制度不完善，存在一些不正當操作，容易造成一系列問題的出現，在養護和維修過程中，如果處理方法不恰當或者未及時進行處理，就可能增加水泵對能源的損耗，造成資金的浪費。

3 水泵設計及應用中的節能降耗

3.1 水泵設計節能

設計水泵的單位在設計水泵的過程中，首先要建立健全各項規章制度，按照不同的需求，加大對設計人員的培訓力度，不斷增強設計人員的節能意識，提高設計人員的專業技能，進一步加大宣傳力度，為廣大客戶提供更為節能高效的水泵產品。其次，要在自主研發的基礎上，注重向先進發達國家學習，不斷引進國外先進水泵技術，進一步加大研究力度，從中選擇好的水泵模型，通過研發制定出合理科學的水泵設計方案，在進行水泵設計的過程中，要從水泵的穩定性、可靠性等綜合因素出發，開展選擇性的試驗，不斷提升水泵的運行效率，減少水力損失。在水泵加工制造過程中，應從水泵的整體出發，實行全面的控制，降低部件粗糙程度，精心處理水泵縫隙，最大限度地提升水泵使用效率，從而實現水泵節能減耗目的，力求做到水泵系統節能。

水泵設計單位要在關注水泵指標的基礎上，注重水泵產品自身的節能，要致力于水泵節能系統工程的設計，實現系統中各個關鍵環節的最佳匹配，從而不斷提升水泵系統的使用壽命和使用效率。

3.2 水泵運行中的節能

對水泵的整個系統都進行節能設計，進而提升水泵的運行效率，這是實現水泵節能的一個方面。其次，還要注重水泵在運行過程中的節能。在實際使用水泵的過程中，往往存在因操作使用不當而影響水泵節能效果的情況，導致水泵不能發揮應用的作用。同時，水泵的使用環境比較復雜，不同的使用環境對水泵有著不同工藝參數要求和工藝流程需求，使用者應當在使用過程中結合使用環境靈活進行調節。例如，在對水泵系統進行調節時，應當注重減少能源損耗，盡量不用節流調節方式，應當從變速、變角、車削等角度去思考和解決問題，以確保水泵和電機可以高效率地完成工作。

在安裝水泵蠔時，應當結合使用環境，通過調整消耗葉輪角度的方式進行調節，確定合理的葉片安裝角，以提高水泵的工作效率。

車削調節主要是指通過調節車削葉輪直徑來實現對水泵性能的調節，這是最為方便和簡單的節能降耗方式。在車削調節中，車削葉輪前后流量、揚程、軸功率與車削前后的葉輪直徑、直徑平方、直徑三次方成正比。在進行車削調節時，應當確保在一個安全范圍內實行調節，不能夠進行無限制的調節。

變速調節也是一種常用、直接的調節方式，變速調節直接利用水泵轉速變化改變水泵的性能，該種調節方式不產生功率損耗的問題。

在實際使用過程中，最主要的實現方式包括：通過皮帶轉動實現、通過齒輪變速箱實現、通過電動機實現、通過變頻實現等，其中變頻調速是最理想的方式，其具有無級調速、效率高、調速范圍廣等優點，同時具有投資高的缺點。

4 科學使用和保養維護

在使用水泵的過程中，使用者應當樹立起節能意識，選擇適合的水泵系統，以達到節能減耗的目的。在使用過程中，使用者還要注重對水泵的日常保養和維護，確保水泵系統正常運行，利用日常維護和保養及時發現水泵存在的問題，并及時采取相應措施，有效解決水泵出現的這些問題，以增加水泵系統的使用年限，提升水泵的使用效率。

結語

總而言之，要實現水泵的節能是一項系統性和復雜性的工程，為達到水泵節能減耗目的，設計者要從水泵整體系統出發，不斷完善各項規范要求，制定行之有效的措施。還應加強對水泵設計人員的培訓，使其牢固樹立節能素養和節能意識，使設計人員在充分掌握各項專業知識前提下，對水泵節能降耗指標進行有效控制。與此同時，還要注重引進國外先進水泵技術，不斷進行創新和研究，提升我國的水泵設計和制造水平，提高水泵的使用效率，不斷減少水泵能源消耗，達到節能降耗的目的，促進我國社會的健康、可持續發展。

參考文獻

[1]申付俊.淺析水泵節能技術途徑[J].科技創新與應用，2013（16）：124.

[2]雷亞麗.淺議水泵節能技術途徑[J].科技創新與應用，2012（34）：130.

[3]郄海明，李延磊，李元柱，等.ZNR型高壓變頻器在鍋爐給水泵節能改造中的應用[J].電世界，2012（6）：12-14.

[4] 車艷華，趙明新.天鐵水電廠水泵節能改造方案[J].冶金動力，2013（5）：53-57.

[5] 姜海龍，穆安利.供水泵站主泵房設計實例[J].科技創新與應用，2016（11）：229.endprint