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離心泵的節能降耗

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隨著我國鋼鐵行業近年來的飛速發展,全國各大鋼鐵公司上項目、擴產能、增設備、挖潛能,忙得熱火朝天,一篇欣欣向榮的景象。然而,在這片繁榮的背后,必然帶來能源的巨大消耗和對環境的巨大沖擊,如何有效的節能降耗和保護環境成了困擾鋼鐵行業迅猛發展的兩大難題。
  泵是鋼鐵行業中的耗能大戶,各種規格的泵在鋼鐵行業的各個流程中得到了廣泛的應用。在水循環、液壓、冷卻、沖洗、水處理等很多流程中都可以見到大量泵的身影,起重用得最廣泛的是離心泵,它因結構的不同可以有很多結構形式,如單級單吸離心泵、單級雙吸離心泵、多級泵、立式長軸泵、潛水泵等,但他們的核心部件—葉輪全部都是離心式的,因此在這里著重探討一下離心泵的節能降耗。
首先,大家提起節能降耗腦海里立刻反應出來的就是提高泵的效率,選用高效率地水泵是節能降耗的第一選擇。但隨著世界范圍內水泵技術的發展,近年來水泵模型效率提高的步伐越來越緩慢,想一下子選用效率十分高的水泵也不顯示。盲目選用進口產品也可能會產生很高的采購成本,造成設備的初期投資過大,對企業的進一步發展難免會造成一定的負面影響。
  其實,沿著提高效率的思路下去我們還是有很多工作可以做的:第一步,在選型時比較各供應商的選型方案,在選型時多比較的前提下盡量選用效率高的方案。第二步,派駐一定的專業人員駐廠監制,對影響水泵小輪車的關鍵零部件如葉輪、泵體、泵蓋、導流器(立式長軸泵)等的制造質量進行監制,尤其對葉輪的翼形、出水角、葉片的分度、流道的形狀、光潔度等質量進行控制,使交付的產品是在當期的生產條件下的高效率地產品。第三步,在生產現場的安裝調試過程中要保證泵的基礎牢靠,與驅動機對中良好,前后閥門開關靈活,管道布置設計合理,現場控制安全可行,各運行監控儀表齊全準確,保證泵的運行過程能夠實行實時監控。第四步,是在水泵的長期運行中腰注意對設備的點檢,發現異常情況及時反映回報,正常的小修、大修周期中各易損件進行檢查更換,保證泵的長期高效安全的運行。
  其次,泵產品節能降耗的另一個出發點是對現有泵設備的優化。眾所周知,泵在選型設計階段所憑借的都是理論依據,即使當時所考慮的因素在面面俱到,選擇的產品在理論上再十全十美,到了實際的生產應用中都會或多或少的生產變化,因此會造成泵運行參數的改變。本來選用的泵在理論上的性能范圍內是高效運行的,但由于實際工況的改變,使其運行在低效區,憑空消耗了很多的能源。還有的時候是以為長期運行后管路老化管阻增加或生產能力發生調整導致泵的運行點發生變化等,這些都需要我們對現場的實際工況進行分析,對現場使用的泵作出節能降耗方面的優是曲線示意圖:

圖1中HA的是管道阻力曲線,另一條的是揚程曲線,泵的實際運行點就在兩條曲線的交點處。由于管道阻力的設計初期是不可能十分精確的計算出來的,必定會在選泵型號時放一定的余量,從而導致泵的

性能上的浪費。而且由于管道隨著使用得越久,管道阻力也會發生變化,從而導致泵的運行點的變化。
離心泵在一定的范圍內是可以優化的。圖2是離心泵的典型的性能曲線示意圖:

 


  從性能曲線來看,在一定的流量OR范圍內,揚程HR的變化相對比較平緩,而效率曲線除了中間很短的一點高效區外,其它的流量點效率都很低,也就是說,揚程對流量的變化不是太敏感,而效率卻很敏感。因此,要確定泵是否在高效區內運行,首先我們要搞清楚泵實際的運行流量在哪里,才知道泵是否偏離的高效區。
  調節流量有兩種方法:一是切割葉輪,根據相似原理,在一定的范圍內切割葉輪的直徑,可以調節泵的流量,使其運行在高效區,但智能將流量變小,不能朝大的方向轉變。另一種方法是變頻調速,通過提高或降低泵的轉速,使運行點重回高效區。下圖是泵的相似定律中流量、揚程和轉速、葉輪直徑之間的換算關系:

 

  從上面的公式可以看出:通過調整葉輪直徑和泵的轉速將會對泵的流量揚程和軸功率造成影響,但對效率曲線沒有影響,從而使泵能夠工作在高效區內,以上調節流量揚程都是有一定范圍限制的,如果工況變化太大,原來的泵可能就要考慮改型了。
綜合以上可以提煉出提高離心泵的效率的措施:
  在考慮性價比的前提下選用效率泵。
  對影響泵效率的關鍵零部件的制造質量進行監制。
  安裝調試確保正確、合理。
  平時注意對設備進行點檢。
通過調節泵的流量等對現有泵進行優化:
  切割葉輪。
  變頻調速。

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