论文部分内容阅读
【摘要】水泵是水厂的耗能大户，其电耗就占了制水成本一半左右，且水泵的运行效率较低，能源浪费严重，电机时常超负荷运行。因此，对水厂水泵机组进行节能改造迫在眉睫。合理选用水泵、提高水泵运行效率、加强运行过程中的合理调节及减少电动机的电能损耗都是水厂合理降低水泵机组的节能对策措施。
【关键词】节能；水泵效率；运行调节
随着我国经济的不断发展和人民生活水平的不断提高，其能源消耗也在不断剧增，尤其是在供电需求方面和电能的消耗上存在着一定缺陷。供水行业是现代生产中电能消耗的大户，据统计，泵的能源消耗占据企业能源消耗的80%以上，由于传统水泵选型方式所带来的弊端，水泵偏离高效区间运行的时间过长，在生产过程中使得电能极大的浪费。所以，为了到达降低企业成本的目的，必须要保证满足水泵网管供水压力的同时，减少无谓的电能消耗，从而为国家经济节能做出贡献。水泵是水厂的耗能大户，其电耗就占了制水成本一半左右，且水泵的运行效率较低，能源浪费严重，电机时常超负荷运行。因此，对水厂水泵机组进行节能改造迫在眉睫。合理选用水泵、提高水泵运行效率、加强运行过程中的合理调节及减少电动机的电能损耗都是水厂合理降低水泵机组的节能对策措施。下面，笔者就从这几个方面进行入手，提出降低水泵能耗的一些建议。
1. 水泵的流量调节与节能方式 水泵站的主要参数为流量，是对水泵给水系统在使用过程中所进行的调节计算基数，流量的调节方法通过管路供水的理论依据，原则上可以分为两种。其一，是通过对供水管路阀门的开启度进行调节，有效控制流量，同时，泵的转速应保持不变。若将阀门开大，流量会有所增加；如果将阀门调小，流量也随之减少。其二，可以实施变速调节，通过对泵的转速流量进行调节，由于转速不断的提升，流量也随之提升，若转速降低，流量也会随之减少，同时，供水管路的状态要保持不变。采用调速的方式可以大大降低节流的能力耗损，从而有效体现节能的效果。随着我国对国外变频器品牌的引入，国内在对变频器的研制中也有了新的突破，国产变频器已经在各部门中得到了广泛的应用。
2 实施水厂水泵运行的节能技术
2.1合理选择调速水泵的类型
当前国内所采用的水泵多为节流调节与调速调节的方式。调速水泵的适用范围不同，其节能效果要比节流调节更好，要选择水泵的调速范围和调速控制方式及调速节能的效果，就必须以实际运转来选择。
2.1.1确定水泵调速范围
在对水泵调速范围进行确定时，要考虑到水泵的特点、性能、用水变化情况、管路特征及对调速所采取的控制方式。在控制最小调速之前要考虑到虽然调速越低所调控的范围越大，但是所起的节能效果并不显著，所以对泵的转速不能调的过低。同时，在调速后，一定要控制好泵的工况点，让其在高效区的范围内，从而达到节能的目的。
2.1.2合理选用调速泵数量，有效搭配恒速泵
国内大多数水厂都采用一台调速泵搭配若干台恒速泵，并且采用并联的运行形式。在达到最高的供水要求时，对调速泵的最小供水量应尽量小于等于最小时用水量。若采取多泵并联的形式运行，应尽量采取两台调速泵进行使用，同时要以调速控制的方式为依据，合理选择调速泵。
2.2水泵运行的节能原理
水厂可以调节变频恒压变量给水系统的给水压力，在水泵的设计上可以对给水压力的计算精度适当降低。现分析水泵给水运行的节能原理：假设Q与H分别表示流量和扬程，并且Q的取值为0～Qmax，H的取值为Hmin～Hmax。不难看出，给水最大流量为Qmax，给水要求最大压力为Hmax，Hmin为系统要求的压力。当用户夜间不用水时，其流量最小为0，达到用水高峰时，其流量最大为Qmax，系统最小给水扬程应对供水高度进行保证，最小扬程和管路损失应与最大给水扬程持平，即Hmax等于Hmin与fmax之和。水泵的高效率区取决于转速、流量、扬程值，即水泵的工况，在选用变频调速时，可以有效达到泵的高效率区范围，所以采用调速水泵运行可以达到节能的效果。给水流量是随着用水量的变化而变化，如果只用一台泵，必然会使水泵的效率变得很低，对功率造成浪费。对此，水厂在设计中一般都是采用多泵并联的给水方式，根据用户用水在不同的时间所造成的流量值，采用不同的开泵方式。在用水高峰时，多进行开泵，流量少时，则少开泵，这样可以根据时间段流量进行调控，从而有效改善节能的效果。虽然并联的水泵台数越多越好，但是也会因为数量增加造成设备结构复杂以及对电气控制系统难以掌控的局面，所以，必须合理的选用水泵并联台数，避免系统整体的经济性与合理性下降。
3.电动机的节能途径减少电动机的电能损耗的主要途径是提高电动机的效率和功率因数。
（1）采用无功功率补偿，提高电动机功率因数，降低电耗量。对于功率因数低的电动机，应该采取措施进行补偿。并联电容器是一种经济的补偿方法。
例如，某小型加压站有2台机组，未改造前，电机实际功率因数为0.79，当机组启动时，启动压降较大，加上供电线路产生的压降，导致380V母线电压不稳定，影响其它电气设备的正常运转。后来，2台水泵电机都安装了电容补偿装置，电机功率因数提高到0.93，解决了上述问题，同时，降低了线路损耗，由变压器至电机这段线路上线损降低了2.75；由变压器供给电机的无功电流减少了，相当于提高了变压器的供电容量约30.8kW。
（2）改变励磁电流，调整同步电动机的功率因数。
（3）防止异步电动机的空转。例如，施耐德电气公司的Sepam系列电动机保护装置具有的相欠电流保护功能，就能有效防止异步电动机的空转。
（4）定期检修电动机，提高检修质量，提高自然功率因数。
4 结语 要想达到水泵运行中节约能源的目的，就必须对水泵调速节能有正确的认识，根据水泵实际运行情况，提高水泵的运行效率，优化运行效果，达到降低电源能耗的效果。在水厂水泵的设计选型与配套中，合理采用变频器，降低水泵能耗，从而有效的节约运行成本。节能的道路需要持之以恒的去摸索，需要从各个方面去探究，采取一定的节能措施，从而提高社会经济的发展效益。
参考文献
[1]王智为.水厂水泵运行的节能问题探讨[J].科技咨询，2007（1）：25.
[2]顾兵.水厂二级泵站中水泵的变频调速节能技术[J]中国新技术新产品，2011（23）：84-85.
[3]张建国.水厂水泵节能改造技术探讨[J].中国设备工程，2011（8）：62-63.
【关键词】节能；水泵效率；运行调节
随着我国经济的不断发展和人民生活水平的不断提高，其能源消耗也在不断剧增，尤其是在供电需求方面和电能的消耗上存在着一定缺陷。供水行业是现代生产中电能消耗的大户，据统计，泵的能源消耗占据企业能源消耗的80%以上，由于传统水泵选型方式所带来的弊端，水泵偏离高效区间运行的时间过长，在生产过程中使得电能极大的浪费。所以，为了到达降低企业成本的目的，必须要保证满足水泵网管供水压力的同时，减少无谓的电能消耗，从而为国家经济节能做出贡献。水泵是水厂的耗能大户，其电耗就占了制水成本一半左右，且水泵的运行效率较低，能源浪费严重，电机时常超负荷运行。因此，对水厂水泵机组进行节能改造迫在眉睫。合理选用水泵、提高水泵运行效率、加强运行过程中的合理调节及减少电动机的电能损耗都是水厂合理降低水泵机组的节能对策措施。下面，笔者就从这几个方面进行入手，提出降低水泵能耗的一些建议。
1. 水泵的流量调节与节能方式 水泵站的主要参数为流量，是对水泵给水系统在使用过程中所进行的调节计算基数，流量的调节方法通过管路供水的理论依据，原则上可以分为两种。其一，是通过对供水管路阀门的开启度进行调节，有效控制流量，同时，泵的转速应保持不变。若将阀门开大，流量会有所增加；如果将阀门调小，流量也随之减少。其二，可以实施变速调节，通过对泵的转速流量进行调节，由于转速不断的提升，流量也随之提升，若转速降低，流量也会随之减少，同时，供水管路的状态要保持不变。采用调速的方式可以大大降低节流的能力耗损，从而有效体现节能的效果。随着我国对国外变频器品牌的引入，国内在对变频器的研制中也有了新的突破，国产变频器已经在各部门中得到了广泛的应用。
2 实施水厂水泵运行的节能技术
2.1合理选择调速水泵的类型
当前国内所采用的水泵多为节流调节与调速调节的方式。调速水泵的适用范围不同，其节能效果要比节流调节更好，要选择水泵的调速范围和调速控制方式及调速节能的效果，就必须以实际运转来选择。
2.1.1确定水泵调速范围
在对水泵调速范围进行确定时，要考虑到水泵的特点、性能、用水变化情况、管路特征及对调速所采取的控制方式。在控制最小调速之前要考虑到虽然调速越低所调控的范围越大，但是所起的节能效果并不显著，所以对泵的转速不能调的过低。同时，在调速后，一定要控制好泵的工况点，让其在高效区的范围内，从而达到节能的目的。
2.1.2合理选用调速泵数量，有效搭配恒速泵
国内大多数水厂都采用一台调速泵搭配若干台恒速泵，并且采用并联的运行形式。在达到最高的供水要求时，对调速泵的最小供水量应尽量小于等于最小时用水量。若采取多泵并联的形式运行，应尽量采取两台调速泵进行使用，同时要以调速控制的方式为依据，合理选择调速泵。
2.2水泵运行的节能原理
水厂可以调节变频恒压变量给水系统的给水压力，在水泵的设计上可以对给水压力的计算精度适当降低。现分析水泵给水运行的节能原理：假设Q与H分别表示流量和扬程，并且Q的取值为0～Qmax，H的取值为Hmin～Hmax。不难看出，给水最大流量为Qmax，给水要求最大压力为Hmax，Hmin为系统要求的压力。当用户夜间不用水时，其流量最小为0，达到用水高峰时，其流量最大为Qmax，系统最小给水扬程应对供水高度进行保证，最小扬程和管路损失应与最大给水扬程持平，即Hmax等于Hmin与fmax之和。水泵的高效率区取决于转速、流量、扬程值，即水泵的工况，在选用变频调速时，可以有效达到泵的高效率区范围，所以采用调速水泵运行可以达到节能的效果。给水流量是随着用水量的变化而变化，如果只用一台泵，必然会使水泵的效率变得很低，对功率造成浪费。对此，水厂在设计中一般都是采用多泵并联的给水方式，根据用户用水在不同的时间所造成的流量值，采用不同的开泵方式。在用水高峰时，多进行开泵，流量少时，则少开泵，这样可以根据时间段流量进行调控，从而有效改善节能的效果。虽然并联的水泵台数越多越好，但是也会因为数量增加造成设备结构复杂以及对电气控制系统难以掌控的局面，所以，必须合理的选用水泵并联台数，避免系统整体的经济性与合理性下降。
3.电动机的节能途径减少电动机的电能损耗的主要途径是提高电动机的效率和功率因数。
（1）采用无功功率补偿，提高电动机功率因数，降低电耗量。对于功率因数低的电动机，应该采取措施进行补偿。并联电容器是一种经济的补偿方法。
例如，某小型加压站有2台机组，未改造前，电机实际功率因数为0.79，当机组启动时，启动压降较大，加上供电线路产生的压降，导致380V母线电压不稳定，影响其它电气设备的正常运转。后来，2台水泵电机都安装了电容补偿装置，电机功率因数提高到0.93，解决了上述问题，同时，降低了线路损耗，由变压器至电机这段线路上线损降低了2.75；由变压器供给电机的无功电流减少了，相当于提高了变压器的供电容量约30.8kW。
（2）改变励磁电流，调整同步电动机的功率因数。
（3）防止异步电动机的空转。例如，施耐德电气公司的Sepam系列电动机保护装置具有的相欠电流保护功能，就能有效防止异步电动机的空转。
（4）定期检修电动机，提高检修质量，提高自然功率因数。
4 结语 要想达到水泵运行中节约能源的目的，就必须对水泵调速节能有正确的认识，根据水泵实际运行情况，提高水泵的运行效率，优化运行效果，达到降低电源能耗的效果。在水厂水泵的设计选型与配套中，合理采用变频器，降低水泵能耗，从而有效的节约运行成本。节能的道路需要持之以恒的去摸索，需要从各个方面去探究，采取一定的节能措施，从而提高社会经济的发展效益。
参考文献
[1]王智为.水厂水泵运行的节能问题探讨[J].科技咨询，2007（1）：25.
[2]顾兵.水厂二级泵站中水泵的变频调速节能技术[J]中国新技术新产品，2011（23）：84-85.
[3]张建国.水厂水泵节能改造技术探讨[J].中国设备工程，2011（8）：62-63.