如何降低水泵電單耗？

　　水泵廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和居民生活的各個(gè)領(lǐng)域，每年消耗在水泵機(jī)組上的電能占全國總電耗的 21% 以上，在供水企業(yè)中占生產(chǎn)成本的 30%-60% ，在我公司水泵電耗占到全公司用電的 40%-50%,  因此水泵的節(jié)能問題具有重要意義。因?yàn)樵诠I(yè)生產(chǎn)中廣泛使用循環(huán)水泵，即水泵從水池中吸水，經(jīng)換熱設(shè)備后溫度升高，通過冷卻塔把熱量散入空氣中，降溫后再回入水池，如此循環(huán)使用。

　　下面則研究一下循環(huán)泵的節(jié)能使用水泵實(shí)際揚(yáng)程 H （ Q ， t ）是流量 Q  和時(shí)間 t  的函數(shù)，它的大小同工藝要求和設(shè)備自身的調(diào)節(jié)能力有關(guān)，在帶有調(diào)速裝置的泵站系統(tǒng)中，通過調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速或開泵臺(tái)數(shù) ,H （ Q ， t ）可以按照工藝要求（如管網(wǎng)特性要求，生產(chǎn)工藝的要求）提供。在沒有調(diào)速裝置的情況下，由于設(shè)備自身特性同工藝要求不匹配，泵輸出的 H （ Q ， t ）也不一定等于工藝要求的揚(yáng)程，這樣將有一些富裕揚(yáng)程被浪費(fèi)，比如通過開關(guān)泵調(diào)節(jié)供水揚(yáng)程時(shí)，水泵單耗與其出口流量、壓力、效率有關(guān)，其軸功率（輸入功率）可用下式計(jì)算：

　　N=9.81 × Q × H/ η

　　式中 Q— 循環(huán)水泵流量， m3/s ； H— 水泵揚(yáng)程， m ；

　　η  — 效率， % 。

　　可見影響水泵軸功率 N  大小，即水泵電耗高低的主要因素是出口流量 Q 、揚(yáng)程 H  以及泵效率。

　　降低水泵電單耗的措施 :

　　1.  采用變頻調(diào)速技術(shù)

　　目前，變頻器技術(shù)已很成熟，在市場(chǎng)上有很多國內(nèi)外品牌的變頻器，這為變頻調(diào)速供水提供了充分的技術(shù)和物質(zhì)基礎(chǔ)   。通過變頻調(diào)速技術(shù)，改變水泵轉(zhuǎn)速，從而改變水泵的供水流量，則不會(huì)存在富裕揚(yáng)程，具有優(yōu)良的節(jié)能效果。我國國家科委和國家經(jīng)貿(mào)委在《中國節(jié)能技術(shù)政策大綱》中把泵和風(fēng)機(jī)的調(diào)速技術(shù)列為國家九五計(jì)劃重點(diǎn)推   廣的節(jié)能技術(shù)項(xiàng)目。我公司實(shí)行多泵并聯(lián)恒壓供水，其中一臺(tái)泵是變頻泵，其余全是工頻泵，可以實(shí)現(xiàn)恒壓變量供水。

　　2.  循環(huán)水泵的合理配備

　　根據(jù)生產(chǎn)工藝需要，循環(huán)水量是不斷變化的，只靠變頻調(diào)速裝置有時(shí)還做不到合理用能，比如平均用水量 1900  噸 / 小時(shí)，開兩臺(tái) 1200  噸 / 小時(shí)的水泵在生產(chǎn)用量大時(shí)（最大流量 2500  噸 / 小時(shí)）達(dá)不到生產(chǎn)要求，只能開三臺(tái) 1200 噸 / 小時(shí)的水泵，除帶變頻的一臺(tái)泵，另兩臺(tái)水泵的出口閥門只能開一半，這時(shí)就只能采取揚(yáng)程富裕的運(yùn)行方式，雖然可以做到讓閥后滿足工藝要求，但閥前水泵提供的富裕揚(yáng)程卻被浪費(fèi)了。為了使循環(huán)水泵運(yùn)行方式經(jīng)濟(jì)合理，把一臺(tái) 1200  噸 / 小時(shí)的工頻水泵改為 1500  噸 / 小時(shí)，這樣只開 1  臺(tái) 1200  噸 / 小時(shí)的變頻泵和一臺(tái) 1500  噸 / 小時(shí)的工頻泵，實(shí)現(xiàn)大、小流量搭配，可根據(jù)季節(jié)變化和工藝要求，在保持最合適的循環(huán)水的情況下，合理搭配不同流量的泵參與運(yùn)行，節(jié)電效果很明顯。

　　3. 減少水系統(tǒng)管路阻力損失

　　水系統(tǒng)的管路阻力損失包括局部阻力損失（如閥門、彎頭、變徑等）和沿程阻力損失（管道）在運(yùn)行中應(yīng)使閥門全開，減少節(jié)流阻力損失，若存在富裕揚(yáng)程則可以加變頻器來省電。管路中的過濾器要經(jīng)常清洗，換熱器定期進(jìn)行檢查、清洗（下文有專門論述）等。

　　4. 改造冷卻塔，加大溫差

　　冷卻塔是在塔內(nèi)使空氣和水進(jìn)行熱質(zhì)交換而降低冷卻水溫度底設(shè)備。冷卻塔自塔頂從上而下噴淋成水滴，形成水膜，而空氣在塔內(nèi)由下向上或一側(cè)進(jìn)入塔體向上排出，水與空氣的熱交換越好，水溫降低得越多。采用旋轉(zhuǎn)布水器，利用水的反沖力自動(dòng)旋轉(zhuǎn)布水，運(yùn)轉(zhuǎn)靈活，壓降低，布水均勻。填料采用改性 PVC  斜波片，水的再分配能力大，阻力小。在相同設(shè)備條件下，循環(huán)水溫度越低則用水量越少，其相互關(guān)系如下圖所示：

　　5. 改善循環(huán)水水質(zhì)

　　冷卻水系統(tǒng)暴露于大氣環(huán)境運(yùn)行，在塔池中極易滋生微生物和污垢，同時(shí)兩系統(tǒng)均隨著水中雜質(zhì)離子的不斷濃縮及溫度的交替變化，將導(dǎo)致系統(tǒng)管壁結(jié)垢和腐蝕，可見水質(zhì)所引起的問題主要有：腐蝕、結(jié)垢、污泥和微生物繁殖。惡化運(yùn)行條件，使系統(tǒng)運(yùn)行效率下降能耗上升，故障增加，維修工作量加大，大大縮短設(shè)備的使用壽命。進(jìn)行水質(zhì)穩(wěn)定處理，正是要消除上述不良影響，我公司位于石家莊，環(huán)境不太好，每年至少要清兩次水池，每次池底都有 25  ㎝ 的污泥。這些污泥進(jìn)入系統(tǒng)中將惡化運(yùn)行條件，增大沿程阻力損失。水溫對(duì)用水量的影響

　　水質(zhì)的控制，實(shí)際上就是對(duì)水中雜質(zhì)的控制。另外我公司有專門的水質(zhì)化驗(yàn)人員，根據(jù)化驗(yàn)結(jié)果，通過向循環(huán)水加入殺菌劑和緩蝕劑來減少滋生微生物、延緩腐蝕速度。提高循環(huán)水的 PH ，通過提高氫氧根的濃度，可以抑制陰極溶解氧的反應(yīng)過程。從而使金屬腐蝕速度大大降低。當(dāng)然 PH  值不可無限制的提高，一般控制在 7.8 ～ 9.0 。

　　6. 換熱器要及時(shí)清洗

　　換熱器是用來完成各種傳熱過程的設(shè)備，種類很多，是利用兩種物料間大量的接觸面積進(jìn)行熱交換，以完成冷卻、冷凝、加熱和蒸發(fā)等過程。據(jù)調(diào)查表明， 90% 以上的換熱器都存在不同程度的污垢問題，污垢層的熱阻要比金屬大的多，傳熱系數(shù)降低，污垢還使傳熱管內(nèi)徑變小，阻力損失加大，從而增加了冷卻水的用量并增加了換熱器的維護(hù)成本、縮短了換熱器使用壽命。在循環(huán)冷卻水中，許多不銹鋼換熱器在使用中也經(jīng)常發(fā)生腐蝕泄漏，腐蝕部位往往都是在換熱器花板列管的周圍，主要是由于冷卻水中含有較高的氯化物。當(dāng)使用的冷卻水中含氯離子為 45mg/L ～ 90 mg/L  時(shí)， 304 、 306  不銹鋼都會(huì)發(fā)生應(yīng)力腐蝕裂紋，當(dāng)管壁溫度在 100 ℃以上時(shí)，就要特別注意應(yīng)力腐蝕裂紋的發(fā)生。管壁的實(shí)際溫度，常因局部水垢沉積，垢下部位傳熱不佳而升高，應(yīng)力腐蝕裂紋往往在這些部位發(fā)生。除上述所講的加強(qiáng)循環(huán)水水質(zhì)的管理外，還要加強(qiáng)換熱器的維護(hù)管理，定期進(jìn)行檢查、清洗。

　?。?1 ） . 定期檢查流量、壓力和溫度等參數(shù)，發(fā)現(xiàn)壓力損失增加，說明管束內(nèi)外有結(jié)垢或堵塞；如果換熱溫度達(dá)不到要求，也可能傳熱管內(nèi)外壁產(chǎn)生了污垢，傳熱效果變差。

　?。?2 ） . 通過低溫流體出口取樣，分析其顏色、比重、黏度等來檢查管束的破環(huán)、泄漏清況。

　　（ 3 ） . 定期檢查殼體內(nèi)外表面的腐蝕和磨損情況，通常采用超聲波測(cè)量?jī)x或其它非破壞性測(cè)厚儀器，從外部測(cè)定估計(jì)會(huì)產(chǎn)生腐蝕、減薄的殼體部位?？筛鶕?jù)換熱器的形狀、污垢種類選擇機(jī)械、水力、化學(xué)等不同的清洗方法。