自来水厂机泵设备节能降耗措施的探讨

常旭东+刘容非

摘 要： 机泵设备为自来水厂的主要设备，其能耗是决定水厂经济效益的主要指标。本文在分析了自来水厂机泵设备能耗高的原因的基础上，以不同原因为出发点，提出了具体的节能降耗措施。目的在于降低自来水厂机泵设备运行对能源的损耗，满足可持续发展理念的需求，使水厂的经济效益得以提升。

关键词： 自来水厂；机泵；节能降

前言：自来水厂需24小时不间断的运行，耗电量极大。用电成本，为水厂成本的主要组成部分，占据总成本的比例高达95%。作为水厂的主要设备之一，机泵设备的耗电量最大。因此，节能降耗必须从机泵入手来实现。但就目前的情况看，在多因素的作用下，电厂机泵设备的能耗仍然较高。对其加以优化尤为必要。

1 自来水厂机泵设备能耗高的原因

导致自来水厂设备能耗高的原因，与液体腐蚀、设备的自然损耗以及设备的质量不达标有关。具体如下：

1.1 液体腐蚀

自来水厂机泵长期使用过程中，如受腐蚀较为严重，运行效率则会大大降低，致使单位时间内的工作量降低，能耗显著增加。

自来水厂中，自来水与污水的排放，均需接触机泵。长此以往，泵壳与泵轮在摩擦力的作用下，机泵的耗电量即可增加。除此之外，液体流经泵体后，部分由化学用品的使用所产生的污垢，容易堆积在机泵表面。当污垢积累达到一定程度时，泵体的摩擦系数同样会有所提升，致使耗电量增加。

1.2 自然损耗

自然损耗同样属于导致水厂机泵设备能耗量增加的原因之一。在运行状态下，受水面负压的影响，机泵叶片周围会形成一定的气穴。加之化学腐蚀，叶轮表面损耗速度加快，耗电量增加。自然损耗不可避免，需从延长设备耐损耗时间的角度出发，解决上述问题。

1.3 质量因素

根据机泵自身质量的不同，其能耗同样不同。与质量较好的设备相比，质量差者往往能耗更高。另外，低质量的设备，耐腐蚀及损耗的时间会大大缩短、运行发生故障的几率较高。因此，设备的耗电量同样较大。

2 自来水厂机泵设备节能降耗的措施

针对上述问题，自来水厂应采取以下措施应对：

2.1 加强技术投入

可加强技术投入，以解决由液体腐蚀所带来的设备能耗量大的问题。机泵腐蚀位置通常为叶轮表面。实践研究发现，叶轮的耐腐蚀时间，与之表面材料的种类有关。将喷涂材料与密封技术应用到机泵的保护过程中，能够有效减缓腐蚀的速度，以使机泵的能耗得以降低。原理如下：（1）機泵叶轮被腐蚀，根本原因在于所受摩擦力过大。降低摩擦力，即可在一定程度上解决该问题。将高分子材料喷涂至叶轮表面，可有效提高其表面的光滑度，降低摩擦力，达到降低机泵能耗的目的。另外，光滑的表面还能够有效减少流体的分层，使机泵的容积损失得以降低，使机泵的耗电量得以减少。（2）高分子材料本身即具有较强的抗腐蚀性，将其喷涂至机泵表面后，材料的抗腐蚀同样会有所提升。（3）将密封填充材料注入到机泵的填料函中后，当机泵运行时，密封材料可随着轴套而旋转，形成不动层，以缓解摩擦力，降低能耗。实践表明，将上述密封技术应用到机泵的节能降耗设计过程中，效果同样十分显著。

2.2 优化使用机组

由自然损耗所导致的机泵高能耗，根本原因在于机组使用时间的调整与控制不合理。就目前自来水厂机组的调度情况来看，各类型的机泵均需同时运行，机泵与机泵之间的特点未被有效区分，优势得不到发挥，能耗量较大。提高机组使用的优化性，能够有效延长各个机泵耐损耗的时间，延长其使用寿命，使之能耗得以降低。具体调度方法如下：（1）由专业人员，单独测试每一机泵的性能。了解每一机泵的不同特点及使用优势。根据不同机泵的不同特点，将其有针对性的分配到不同的功能区域而使用，降低机泵的能耗。（2）将效率低的机泵，用于调整自来水污水的压力，以降低机泵的运行负担，提高其运行效率，降低能源消耗量。将效率较高的机泵用作主机，以满足水厂运行的需求。（3）部分机泵在偏高扬程的环境下，性能较为稳定。可将该部分机泵用作白天用水高峰时期供水。采用上述方法调度机泵，能够有效提高整个机组的运行效率，从整体上使机泵的能耗得以降低。

2.3 提高机泵质量

应合理选择机泵、合理选择变频调速器，或通过叶轮切割改造，提高机泵的质量：

2.3.1 机泵的选择

机泵的质量是影响其能耗的直接因素。当前，大部分自来水厂所应用的机泵，均以离心泵为主。机泵启动前，需将水灌入到泵及进水管中。启动水泵后，灌入泵中的水会随之流向四周。该过程反复循环，即可完成连续吸水及压水的过程。为提高离心泵的工作效率及性能，必须选择叶轮片机泵壳构造较为良好的水泵供水厂使用，以降低电力能源的消耗量。

2.3.2 变频调速器的选择

应在合理选择变频调速器的基础上，以变频调速技术为依托，降低机泵运行所消耗的能源量。变频调速器的应用效果较好，但价格较高，对维修费用的要求同样较高。因此，水厂需视自身实际情况，考虑是否采用该方法节能降耗。

2.3.3 叶轮切割改造

机泵本身构造不合理，会对其工作效率造成严重的影响。对此，水厂可通过切割叶轮的方法解决问题。叶轮的切割量需视之外径的大小而确定。当切割完成后，机泵的特性曲线可随之发生变化，运行效率同样能够得到一定的提升。需注意的是，该方法适用范围不大，被改造的机泵必须满足构造不合理的标准。水厂需对上述问题加以重视，以免改造错误，增加水厂运行成本。

结论：

综上，当前自来水厂机泵设备能耗量过大的问题较为严重，对水厂的长远发展不利。水厂应深入分析导致机泵能耗量过大的原因，以实施针对性的措施解决问题。如高能耗由机泵本身所导致，则需将改革的重点落实到提高机泵质量方面。如高能耗与腐蚀及磨损有关，则应考虑通过提高技术水平及优化调度机组等方法解决问题，以为水厂整体竞争力的提升奠定基础。

参考文献

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