水泵节能改造的原理与措施

WSRYLONG · 发表于 2016-8-16 20:45:39

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本帖最后由 WSRYLONG 于 2019-11-6 09:09 编辑

   许多人一听到水泵节能改造，通常会有两个问题或质疑，一是凭什么实现节能？节能原理是什么？
二是你们设计的节能叶轮（水泵）会比知名大厂的名牌产品效率还要高？这怎么可能？
   我公司是一家专门从事水泵系统节能服务的专业技术公司，下面就从大家关心的这两个问题入手，谈谈我公司水泵节能改造的原理与措施
   第一，我们凭什么实现节能？节能原理是什么？
   我们把水泵系统节能原理概括为一句话，就是“用高效水泵在高效点工作，降低管路损失尤其是降低或消除节流损失”。
   这句话包含了高效水泵（水泵效率）、高效点、管路损失三个关键词，也是水泵系统节能的三个关键点。
（1）高效水泵（水泵效率）：要节能，水泵效率必须高。水泵效率高低首先取决于设计水平，其次取决于制造精度和质量；
（2）高效点：同一台水泵，在不同的流量点其效率是不同的，一般在额定工况附近效率最高，如果偏离额定工况较多，水泵额定效率即便很高，其实际运行效率也不高。
再延伸一点说，高效点还要考虑电机的负荷率和电机高效区，也就是说要使整个水泵系统总效率处于综合高效点。
（3）管路损失：管路损失要尽可能降低，尽量消除节流损失。
我们就是通过紧紧瞄准水泵效率、高效点、管路损失这三个关键点，对水泵实际运行工况进行科学分析和诊断，利用先进理论和科学方法，找出水泵系统存在的问题，有针对性地采取切实有效的措施，全面深入挖掘各项潜力，提高水泵额定效率、使水泵实际工作参数处于高效点、最大限度地降低管路损失，通过三方面的有机结合，实现节能目标，这就是我们的节能原理。
   第二、我们设计的节能叶轮（水泵）会比知名大厂的名牌产品效率还要高？这怎么可能？
   回答是很有可能。主要原因就在于我们是针对特定工况量身定做，专门设计制造，而知名大厂的名牌产品不是针对某一特定工况，而是按适用于多种工况而设计的通用系列产品，这就带来以下几点不同：
   （1）知名大厂水泵都是系列化定型产品，每个型号的水泵都要有较宽广的适用范围，所以要求在较宽的流量范围内都有较高的效率，要满足这一点就得牺牲最高效率，就是说设计时首先要保证大范围的效率平均值，其次才考虑效率峰值。而我们节能改造，面对特定工况，优先保证特定小范围效率峰值最高，所以有可能比大厂产品额定效率高。打两个比方：普通系列化定型水泵好比是全能冠军，而我们的泵好比是单项冠军；普通系列化定型水泵效率好比是高考追求升学率，而我们的泵效率好比是保证几个尖子生名列前茅；
（2）水泵效率和抗气蚀性能对叶轮某些参数的要求是互相矛盾的，知名大厂水泵为满足千差万别的工况，必须有较好的抗气蚀性能，就牺牲了效率。而我们面对特定工况，譬如倒灌循环水系统，在保证不发生气蚀的前提下，可以把必须汽蚀余量设计得大些，从而有利于提高效率。
   （3）为减少水泵在大流量工作时的冲击损失，普通水泵叶轮都要设计较大冲角，以适应大流量工况，这反而加大了其他工况的冲击损失。而我们面对特定流量范围，可以取不大不小正合适的冲角，减少冲击损失，提高效率。                                              （4）再加上我们节能改造叶轮都是单件小批生产，相对于水泵厂家的大批量生产，更能够做到“精雕细刻”，从制造环节提高产品质量和精度，减少阻力，提高效率。
   其他还有很多，不再一一赘述。
   我们具体的节能措施有以下几点：
1、现场调研，正确诊断系统存在问题，有的放矢，精准确定设计参数。
2、凭借高超设计水平和节能理念，提高设计工况点的额定效率。
广泛学*和利用三元流等先进设计理论，结合CFD流场分析和动态模拟，瞄准特定工作范围，借鉴优秀水利模型，采用先进CAD设计软件，最重要的是我们有经验丰富的高级设计师，将几十年的设计经验和体会融入其中，使设计的水泵及叶轮效率接近特定工况的极限值，用高效水泵或高效叶轮（三元流叶轮）替换旧泵或旧叶轮。
3、消除工况偏移造成的效率低下。
普通水泵都是系列化定型产品，用适当间隔的有限的规格参数，来满足千差万别的工况，不可能针对某厂具体需要参数来设计制造。
水泵产品型谱的有限性和实际生产工况参数千差万别的多样性，必然会造成水泵性能参数和实际生产工艺需求及管路实际阻力之间的不完全匹配，这就导致水泵偏离高效运行区间；由于各种原因造成水泵负荷的变化也会导致水泵偏离高效区；这都会导致效率低下，造成能源浪费。
我们根据具体情况，采取各种措施消除工况偏移状况，使水泵重回高效区工作。
4、量身定做，专门设计制造，消除无用功耗。
设计院在工程设计时，一般没有对每台水泵的流量需求、管道阻力进行精确计算，普遍采用类比估算，为了安全可靠相对比较保守。事实上，设计院即便想计算出所需参数，也不可能太准确，因为计算过程本身就有许多模糊的经验公式和经验系数。
水泵的额定参数与实际需要不符，就像一个瘦高个穿了套又肥又短的衣服一样别扭、难看。量体裁衣则能消除这种状况。
我们针对客户实际工况需要，合理确定具体参数，精心设计专门适应于该实际工况的水泵，使水泵能力和实际负荷良好匹配，提高运行效率，实现节能目的。
5、多泵优化组合，系统整体优化：通过对电机、水泵、传动装置、调速装置、管网和工作装置整个系统进行匹配优化设计，合理调度实现经济运行，提高系统总效率，达到节能目的。
具体措施譬如：进行水泵合理配置，根据生产负荷变动进行节能运行调度，实现节能目的；提高电机运行效率等；合理分流、回流；水泵合理串并联运行等等。
6、采用调速节能技术（变频调速、永磁调速器调速、偶合器调速等）。
7、精密铸造，仔细打磨，从制造环节提高产品质量和精度，提高效率。
8、广泛收集提高水泵效率的最新研究成果和各种小改小革的成功经验以及各种“偏方”“秘方”，然后分析甄别，选择一部分投入大量资金进行试验验证，通过总结、应用积累了许多独特经验，提高了节能服务的技术水平。
要达到好的节能效果，需要根据不同情况针对性地采取不同节能技术，组合选用几种有效节能措施。
变频调速节能技术在前几年得到了广泛应用，为水泵系统节能做出了很大贡献，已被大家普遍认识和接受，但是应该认识到有些工况并不适用，并且变频器本身要耗电3—5%。
利用先进流体理论设计制造高效叶轮、高效水泵来进行节能改造，山东省内并不多见，而这正是我们的优势技术和独特之处。我们是山东省内最早且可能是唯一跟踪研究三元流叶轮技术、通过高效水泵（叶轮）替换进行节能改造的公司。
   原创资料，谢绝同行引用

svenzheng · 发表于 2016-8-17 07:58:16