淺談泵的節(jié)能技術(shù)及發(fā)展前景

夏小橋 林源 張?chǎng)?/p>

摘要：泵為一種通用機(jī)械，其用途廣泛;與此同時(shí)，泵也是一種耗能大戶，研究它的節(jié)能方法，對(duì)提高泵的使用效率和使用年限意義重大。本文主要通過對(duì)泵的設(shè)計(jì)選型、泵類設(shè)備的維修以及其他方式的研究提出節(jié)能降耗的方法，并在此基礎(chǔ)上對(duì)泵的節(jié)能發(fā)展前景作了淺析。

關(guān)鍵詞：泵;節(jié)能降耗;泵效率

1.泵的簡(jiǎn)述

泵是一種運(yùn)送流體或使流體增壓的通用機(jī)械，在我國(guó)的大多數(shù)行業(yè)和工程建設(shè)中，泵的使用都必不可少。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，水泵每年的耗電量約占全國(guó)發(fā)電量的20%，且由于泵種類繁多，需要不同的能源為其供能，因而泵是一個(gè)耗能大戶。自提出“節(jié)能”觀念以來，各國(guó)都在采取有效措施改善環(huán)境，減少污染，其追根究底是要降低能源消耗。由此可見，泵的在節(jié)能降耗方面潛力巨大，研究泵的節(jié)能途徑對(duì)我國(guó)的水泵產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要意義。

2.泵節(jié)能途徑

2.1泵的設(shè)計(jì)選型與節(jié)能

2.1.1泵的設(shè)計(jì)與節(jié)能

隨著計(jì)算機(jī)行業(yè)的飛速發(fā)展，有很多利于研究水泵內(nèi)部流動(dòng)規(guī)律的軟件技術(shù)誕生，其中以CAM和CFD技術(shù)尤為突出。通過利用CAM和CFD技術(shù)研究流體的內(nèi)部運(yùn)動(dòng)，可以更好地掌握其流動(dòng)規(guī)律，對(duì)泵的優(yōu)化設(shè)計(jì)起重要作用。

首先，提高和改進(jìn)傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。國(guó)外研究者通過對(duì)汽蝕現(xiàn)象的研究，提出了泵抗汽蝕性能的有效措施。汽蝕性能是泵性能中非常重要的參數(shù)指標(biāo)，因此，國(guó)內(nèi)現(xiàn)代泵的設(shè)計(jì)應(yīng)建立高汽蝕性能的水力設(shè)計(jì)。除此之外，還應(yīng)當(dāng)提高和改進(jìn)速度系數(shù)法和建立全面合理的水力模型庫(kù)。

其次，要充分將CAM技術(shù)運(yùn)用到泵的設(shè)計(jì)制造中。例如，泵水力模型模具制作，泵水力模型零件加工制造等。利用CAM技術(shù)計(jì)算輔助制造，保證水力性能，減小誤差。與傳統(tǒng)技術(shù)相比，提高了泵的水力性能，也大大提高了泵的效率。

2.1.2泵的選型與節(jié)能

泵的節(jié)能工作除了提高本身的效率外，還應(yīng)當(dāng)注重整個(gè)系統(tǒng)配合的各方面指標(biāo)。由于選型不當(dāng)，整個(gè)系統(tǒng)工作效率不高，能源浪費(fèi)，給節(jié)能帶來了巨大壓力。因此，學(xué)會(huì)正確選型是節(jié)能降耗的重要一步。

第一，要明確泵選型的基本原則。對(duì)于裝置，所選泵的形式和性能應(yīng)當(dāng)符合裝置的工藝參數(shù);對(duì)于介質(zhì)，必須符合介質(zhì)特性要求，根據(jù)介質(zhì)特性選擇普通泵，無泄漏泵，耐腐蝕性泵等;對(duì)于機(jī)械方面，應(yīng)當(dāng)盡量采用噪音小，可靠性高的機(jī)械;對(duì)于經(jīng)濟(jì)方面，應(yīng)當(dāng)優(yōu)先選擇使系統(tǒng)設(shè)備的總成本最低的型號(hào)。

第二，明確泵的選型要求。泵的選型主要與液體輸送量，裝置布置，液體性質(zhì)相關(guān)。在選型時(shí)要計(jì)算輸送流量，以此來確定整個(gè)裝置的輸送能力;明確輸送液體的性質(zhì)，判斷是否具有腐蝕性，有毒性;明確裝置布置、輸送液體的距離，輸送高度等相關(guān)條件，綜合考慮后，以此來確定可選泵種。

2.2泵類設(shè)備的維修與節(jié)能

2.2.1通過修復(fù)降低泵的能耗

修復(fù)工程學(xué)是一門重要的學(xué)科，對(duì)于泵的節(jié)能降耗有指導(dǎo)作用。經(jīng)過長(zhǎng)期的工作運(yùn)轉(zhuǎn)，泵的各類零件及內(nèi)部機(jī)械難免會(huì)遭到磨損、劃傷、沖蝕、汽蝕、腐蝕等嚴(yán)重破損。此時(shí)采用修復(fù)工程技術(shù)中的高分子修復(fù)與防護(hù)技術(shù)對(duì)泵的各類零件和機(jī)械內(nèi)部進(jìn)行修復(fù)，提高泵耐磨性、抗腐蝕性等，以此延長(zhǎng)泵的使用年限達(dá)到節(jié)能的目的。

2.2.2通過提高泵的密封性降低能耗

作為在化工產(chǎn)業(yè)常用的機(jī)械，泵在正常運(yùn)轉(zhuǎn)中往往會(huì)發(fā)生泄漏，而泄漏現(xiàn)象一旦產(chǎn)生不僅會(huì)影響企業(yè)的相關(guān)利益和工作進(jìn)度，還會(huì)造成環(huán)境污染和能源浪費(fèi)，甚至還會(huì)影響工作人員的人身安全。所以，提高泵的密封性，減少密封泄漏勢(shì)在必行。

泵的密封類型多種多樣，常用的有以下幾種：機(jī)械密封，填料密封，動(dòng)力密封。其中機(jī)械密封是目前應(yīng)用最廣泛的密封類型，大多數(shù)的離心泵都采用機(jī)械密封。機(jī)械密封應(yīng)用如此廣泛，在于與其它密封類型相比，它對(duì)泵的節(jié)能降耗效果更加明顯。由于機(jī)械密封有著密封性好，使用壽命長(zhǎng)，運(yùn)轉(zhuǎn)中不用調(diào)整，功率損耗小，軸表面不易磨損，耐振動(dòng)性強(qiáng)，密封參數(shù)高，適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。因此，機(jī)械密封對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)設(shè)備來說都是不可或缺的要素，對(duì)系統(tǒng)設(shè)備的節(jié)能降耗具有重大意義。機(jī)械密封的維護(hù)對(duì)于泵的節(jié)能降耗也起著一定的作用。通過增加機(jī)械密封的潤(rùn)滑來減少泄漏，合理使用機(jī)械密封，適當(dāng)更換機(jī)械密封，從而延長(zhǎng)泵的使用年限，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的目的。

2.2.3新型材料的利用與節(jié)能降耗

泵在長(zhǎng)期運(yùn)行中，受到流體的沖刷和腐蝕，導(dǎo)致葉輪和泵殼的使用壽命嚴(yán)重縮短，此時(shí)采用防腐和耐磨的新型材料對(duì)葉輪和泵殼進(jìn)行保護(hù)，可有效地提高泵的使用年限和系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行的可靠性，且可節(jié)約成本，更好的實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。

2.3其他方式實(shí)現(xiàn)水泵的節(jié)能降耗

2.3.1變速調(diào)節(jié)

變速調(diào)節(jié)是目前采用最多的一種方式，通過調(diào)節(jié)變速能節(jié)約大量能耗。變速調(diào)節(jié)是通過改變泵的轉(zhuǎn)速來降低能耗的，它的調(diào)速方式分為幾種，其中綜合性能最好的是變頻調(diào)節(jié)，變頻調(diào)節(jié)調(diào)速效率高，調(diào)速范圍寬，可延長(zhǎng)泵的使用壽命。除此之外還可有效的降低設(shè)備噪音，給工作人員營(yíng)造一個(gè)良好的工作環(huán)境。

2.3.2汽蝕調(diào)節(jié)

隨著機(jī)械向高速運(yùn)轉(zhuǎn)的方向發(fā)展，汽蝕導(dǎo)致的問題越來越受人們重視。汽蝕現(xiàn)象的產(chǎn)生會(huì)對(duì)葉輪等金屬進(jìn)行破壞，因此，盡量減少汽蝕對(duì)泵的節(jié)能降耗有著舉足輕重的作用。采用汽蝕調(diào)節(jié)即可以減少汽蝕，降低泵的耗電。除此之外還可涂刷抗汽蝕材料，對(duì)泵內(nèi)部進(jìn)行保護(hù)。

3.泵節(jié)能的發(fā)展前景和方向

3.1延長(zhǎng)泵的使用壽命

泵的節(jié)能方式不僅可對(duì)泵系統(tǒng)進(jìn)行改造，還可對(duì)泵本身進(jìn)行節(jié)能改造。泵本身的使用壽命就是一個(gè)研究方向，泵的使用壽命與密封和軸承有關(guān)，這就要求在泵的使用中要提高泵的密封性能和提高機(jī)械零件的耐磨性、抗腐蝕性、抗振性。這對(duì)今后泵的各個(gè)零件的生產(chǎn)和調(diào)試提出了更高的要求。

3.2結(jié)合計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)優(yōu)化泵的設(shè)計(jì)

傳統(tǒng)泵的設(shè)計(jì)誤差較大，學(xué)會(huì)合理利用計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)對(duì)于泵的優(yōu)化設(shè)計(jì)具有重要意義。運(yùn)用CAD技術(shù)對(duì)泵進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，CAM技術(shù)對(duì)水力模型模具、泵的零部件進(jìn)行制作，充分利用計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)可以大大的提高水力尺寸的準(zhǔn)確性，提高效率指標(biāo)。

4.結(jié)語

泵的節(jié)能主要是泵本身節(jié)能和泵整體系統(tǒng)節(jié)能。于前者，要注意對(duì)泵進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)和選型以及采取有效措施提高泵的各方面性能;于后者，泵系統(tǒng)設(shè)備的維修和新型材料的使用則顯得尤其重要。泵的節(jié)能要求我們將不同的角度，不同的節(jié)能途徑相結(jié)合，從而使泵的節(jié)能效果達(dá)到最佳。