供水工程设计过程中水泵节能技术研究

信玉良

摘 要：在社会的发展影响下，科学技术的不断发展，人们对水泵技术提出了越来越高的要求。为了适应当前社会的发展趋势，应当不断强化供水工程中水泵的节能设计。但是从目前的实际情况来看，很多水泵的在使用的过程中能耗较高，节能效果不理想。本文主要围绕供水系统中常用的水泵节能技术、影响水泵节能的因素进行分析，探讨完善供水工程中水泵节能设计的有效途径，从而为相关技术人员提供一定的理论参考，促进我国社会主义现代化建设的不断发展。

关键词：供水工程;设计;水泵;节能

水泵是加压灌溉工程的主要机电设备，当前水泵运行效率偏低的问题成为增加农业灌溉成本的重要因素。文章以新疆喀什地区巴楚县田间高效节水灌溉工程为例，对水泵高能耗问题进行深入分析，结合工程实际提出了通过变频调速达到水泵节能的目标，并提出了具体改造方案。

一、水泵运行中存在的问题

一般来说，造成水泵能耗过大的原因中，除了机器本身内部零位件磨损以及安装精度不够等外，也与水泵性能未能高效利用有关。在充分运用水泵性能并促使水泵对工作任务做出适应的情况下，可充分采用变频调速技术，以提高电网的功率因数、电动机能效比，更多的节约能源。变频调速技术应用于水泵运行时，除了需要根据需要选择具有更好适应性的变频解决方法外，变频调速实际效果还与水泵质量、连续工作周期、有形损耗、适配电动机功率等有关。在水泵运行过程中过多重视变频设备的性能，对水泵的适用性、维护、轮替等重视程度不够，减弱变频效果的同时，也对水泵造成损耗，面对于此，日常运行过程中应予以充分重视。

二、供水工程中常见的水泵节能技术

（一）新型高效水泵技术

在我国早起建设的供水系统中，由于设备老旧，系统设计不合理，因此供水系统的能耗较高，在运行的过程中经常出现各类的故障问题，维修费用高昂。针对这些问题，进行供水系统中水泵的优化节能设计有着重要的现实意义。新型高效水泵通常以叶轮机械三元流动原理作为设计基础。在进行水泵的设计过程中，充分考虑到水体的流动性和水泵的转速，综合各方面因素来优化水泵的三元空间坐标，使得水泵能够在系统中进行无线分割，有效地提升了水泵的机械性能。在设计的时候，可以建立相应的流动状态模型，对水泵中的叶轮进行仿真模拟。新型高效节能水泵不仅能够满足供水系统的正常运转，同时能够帮助技术人员对供水系统进行及时的维修处理，能够在发生故障后的第一时间找到故障的位置，从而提高抢修效率，有着非常显著的应用优势。

（二）调试装置技术

最近几年，变频、电磁、变级、耦合等类型的调速器在水泵设计中应用广泛。这些技术不仅能够在供水系统正常运行的状态下保持水泵原有的管路曲线，同时能够改变水泵的性能曲线，从而提升水泵的节能效果。增加调试装置技术的应用原理跟叶轮切削改造技术，都是对水泵运动方式的改变。例如，在对水泵进节能设计的过程中，技术人员可以选择永磁磁力耦合调速驱动器來对水泵的运动结构进行调整。将永磁磁力耦合调速驱动器安装在水泵的转子结构中，并在水泵的发动机和负债转轴上安装永磁转子结构。在水泵运行的时候，两者会产生相对运动关系，在磁场的作用下产生一定的扭矩，提高了水泵转子的运动惯性，从而减少了能源的消耗。

（三）注重设备维护保养

变频技术的运用虽然会增强水泵运行的稳定性，但并不能充分的消除设备故障率，尤其是在工业领域，精密设备在恶劣的工作环境下，一般是需要进行全面深入的检修、维护，来延长设备连续工作期限，减少设备故障停机时间。一般来说，对设备的维护保障首先需要进行定期或计划检修，对核心组件、次要部件，按照理论连续工作周期及工作强度，定时进行点检、故障排查、注油润滑、清洗等，保证机械设备能时刻保持稳定状态。其次，对设备工作中出现的异常震动、噪音、运行电流异常、压力流量异常等状况，应当予以充分重视，及时进行故障排查，确保设备工作质量，提高设备运转率。而对设备配套的变频调速器控制主板进行定期除尘，检查接插件、端子的紧固情况等。同时积极改善设备运行环境，保持环境整洁，提高设备运行的可靠性。例如，水泵岗位操作工人日常按点检周期进行定期定点保养，并做好记录。在进行巡查、操作时，如果发现水泵工作震动异常明显，可能由于水泵叶轮损坏、轴承磨损或联轴器偏心等故障，应及时通知机械维修人员检查处理，消除水泵运行安全隐患，避免对水泵造成不可修复的故障，同时也节省维修费用，达到节能降耗的目的。

三、完善供水系统水泵节能设计的有效途径

（一）合理进行水泵节能技术的选择

为了切实有效地发挥设备的应用优势，改变以往我国供水系统中水泵节能效果不理想的现状，设计单位应当充分考虑供水系统中的各方面因素，合理选择水泵的节能技术。首先，供水系统的技术人员应当在供水流量压力稳定的状态下，对水泵进行节能设计，如果水泵在运行使用的过程中，出现规律性的变化，技术人员应当采用变频技术对水泵进行改造。但是在工况稳定的情况下，选择该技术，尽管水泵的应用效率会有所提升，能够在一定程度上降低水泵的能耗，但是对水泵的改造成本过大，也会影响供水系统的实际效益。

在供水系统工况稳定的条件下，并且供水系统的实际运行工况不超过设计工况的20%，供水系统的设计人员应当采用叶轮切削技术来对水泵进行改造。但是如果供水系统的实际工况超出了这个范围，依然对水泵进行叶轮切削改造的话，会额外增加供水系统的能源消耗，应用效果不理想。最近几年，新型高效水泵设计不断完善，在供水系统中发挥着越来越明显的应用优势。尽管我国的新型高效水泵技术有了巨大的发展，但是跟国外发达国家相比还存在一定的差距。因此，要继续发展新型高效水泵替换技术，才能真正优化当前的供水系统运行情况。

（二）注重水泵自动化改造

调节范围较大且较为复杂时，人工操作可能存在较多误差，在连续变动过程中，也可能会对水泵产生损伤，因而，进行水泵自动化改造，可大大减少人工操作强度，提高水泵运行稳定性，进一步增强水泵运行效能。

四、结语

在当前的时代下，为了积极适应我国供水系统的发展趋势，应当不断优化水泵设备的节能设计，降低水泵的运行能耗，发挥设备的应用优势。水泵设计人员充分了解水泵设备最先进的节能技术，要根据供水系统的实际特点，选择最佳的水泵建设方案。同时，水泵设计人员要保证水泵在系统运行的过程中能够发挥节能的作用，对水泵的各参数进行合理设定。另外，设计人员需要水泵进行定期的保养维护，保证产品的使用寿命和性能，从而实现供水系统中水泵的优化设计，达到节能环保的发展目的。

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