水泵如何节能?
目前,我认为最有效的水泵节能技术不是单一的,应是综合型的:1、选用高能效比的水泵。2、使用变频方式调节转速。3、过流部位喷涂防腐憎水涂层。
前两项大家都明白,重点介绍一下第三项:水泵腐蚀、汽蚀和冲刷是避免不了的,进而出现过流表面出现蜂窝状点蚀和沟槽,造成水流阻力加大,耗能也相应增加。防腐憎水涂层是利用材料本身对水的排斥性能和表面超光滑度,降低摩擦系数,从而降低轴功率。
综合三项,高效节能泵和变频调速可以节能30%----60%左右,憎水涂层可以节能10%左右,三项技术一起采用,将会节能40%---70%左右,而且,憎水涂层还有抗腐蚀汽蚀性能,延长水泵寿命,三项合用节能效果明显。
其它方面也要经常检查,如口环槽腐蚀出现间隙,口环摩擦叶轮,尤其是老式盘根密封过紧等方面都会降低泵效。
水泵节能技术在我国已应用多年,其途径有两类,一是改进水泵结构,这是水泵生产厂要研究的,目前我国的水泵制造技术在国际上不算落后,大型水泵、低噪声的效率和功耗有的可以和进口水泵相抗衡。
二是提高控制水平,这是使用单位经常应用的,最早的控制方法就是通过关闭阀门、降低输出来减少功耗,后来,也就是在80年代末,我国引进了“变频器”控制技术,此时水泵节电技术得到突破性进展,到90年代末,“水泵节电器”控制技术像雨后春笋遍布神州大地,鱼目混珠的产品也铺天盖地而来,例如干扰电表、降压运行等等欺骗手段遍布大街小巷。
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(1)采用高效节电水泵和高效低损耗电动机(如Y系列 电动机),并要提高传动装置的效率。
(2)正确选择水泵电动机的功率,防止“大马拉小车”。 更换容量过大的水泵电动机。
(3)选择合理的扬程。当水泵的扬程留有过多余量时, 会浪费电能,因此应合理确定水泵的运行点的扬程。
(4)减小管道阻力。消除管道上多余的管件和不必要的 转弯及锐角,以减小管道阻力,降低输送水的单位耗电量。
(5)采用调速装置节电。水泵的耗电量与机组的转速的 三次方成正比,所以根据实际需要的负荷状况,改变机组转 速,可大大节约电能。
(6)改造水泵叶轮。当使用中的泵流量比实际所需要的 流量大,而又不能采用调速控制或调速装置价高不合算时, 可将原有泵的叶轮车削一段或更换叶轮,以降低流量及减小扬程,以降低水泵的运行电耗。
水泵节能改造,除了变频与改变构造还有过流部位喷涂防腐憎水涂层的办法:水泵腐蚀、汽蚀和冲刷是避免不了的,进而出现过流表面出现蜂窝状点蚀和沟槽,造成水流阻力加大,耗能也相应增加。防腐憎水涂层是利用材料本身对水的排斥性能和表面超光滑度,降低摩擦系数,从而降低轴功率。憎水涂层可以节能5%---10%左右,还有抗腐蚀汽蚀性能,相应延长水泵寿命。
由流体力学可知,P(功率)=Q(流量)╳
H(压力),流量Q与转速N的一次方成正比,压力H与转速N的平方成正比,功率P与转速N的立方成正比,如果水泵的效率一定,当要求调节流量下降时,转速N可成比例的下降,而此时轴输出功率P成立方关系下降。即水泵电机的耗电功率与转速近似成立方比的关系。例如:一台水泵电机功率为55KW,当转速下降到原转速的4/5时,其耗电量为28.16KW,省电48.8%,当转速下降到原转速的1/2时,其耗电量为6.875KW,省电87.5%.
2、功率因数补偿节能
无功功率不但增加线损和设备的发热,更主要的是功率因数的降低导致电网有功功率的降低,大量的无功电能消耗在线路当中,设备使用效率低下,浪费严重,由公式P=S╳COSФ,Q=S╳SINФ,其中S-视在功率,P-有功功率,Q-无功功率,COSФ-功率因数,可知COSФ越大,有功功率P越大,普通水泵电机的功率因数在0.6-0.7之间,使用变频调速装置后,由于变频器内部滤波电容的作用,COSФ≈1,从而减少了无功损耗,增加了电网的有功功率。
3、软启动节能
由于电机为直接启动或Y/D启动,启动电流等于(4-7)倍额定电流,这样会对机电设备和供电电网造成严重的冲击,而且还会对电网容量要求过高,启动时产生的大电流和震动时对挡板和阀门的损害极大,对设备、管路的使用寿命极为不利。而使用变频节能装置后,利用变频器的软启动功能将使启动电流从零开始,最大值也不超过额定电流,减轻了对电网的冲击和对供电容量的要求,延长了设备和阀门的使用寿命。节省了设备的维护费用。
3、采用调速技术,降低低负载时的运行功率,比如安装变频器。下面是具体的实现节能水泵的方法:
方法一、变频:只能针对循环泵,给排水泵可以说毫无用处其工作原理简单来讲就是水泵效率都有一定余量,水泵长期在额定状态下运行,由于冷却系统的用水星冬夏不同,于是在用水量减小时通过变频降低电流频率,从而使出水量下降,其实也是水泵额定效率的下降,此外变频器也可消耗一部分电量。
优点:冬季的循环泵可以节电。
缺点∶投入大,收益很难达到其承诺的节能效果,投资回收不显著,由于改变频率影响了水泵的自振与其振动,容易出现裂纹现象。
方法二、改变构造:主要通过水泵叶轮切割来实现,原理同变频大致一样,在冷却系统对水的需求减小的情况下,对叶轮进行切割使出水量下降输入功率减小,起到节能效果。高效节能水泵采用三元流理论与CFD计算流体力学和优化方法相结合的技术路线,从考虑水力损失小、效率高和汽蚀性能最好着手,寻找不同的流动和几何参数的组合,而推出的新型高效率节能水泵。三元流动理论就是把叶轮内部的三元立体空间无限地分割,通过对叶轮流道内各工作点的分析,建立起完整、真实的叶轮内流体流动的数学模型,依据三元流动理论设计出来的叶片形状为不规则曲面形状,叶轮叶片的结构可适应流体的真实流态,能够控制叶轮内部全部流体质点的速度分布,因此,应用三元流动理论设计的水泵,运行效率得以显著提高,具有明显的节能效果。
优点:能起到节电效果。
缺点:投入大,周期长,后期操作不便。
方法三、高分子节能技术简单来说就是反其道而行,由于水泵的效率一般都达不到额定值,国产泵基本维持在70%以内,且由于气蚀涡流现象,基本每1000台时效率下降2-3个点。高分子技术就是要把这部分损失给尽量补回来。对于给排水泵在功率不变的情况下使水泵出水量增加扬程提高,减小运行时间起到节能效果,对于循环泵减小内部阻力,电机负载功率减小降低电流。
优点:给排水泵、循环泵均可节能,投资低操作时间短可大大提高水泵寿命
缺点:国内此技术不成熟,市场良莠不齐
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1、一般中央空调的冷冻水循环泵配置余量很大,有很大的节能潜力,对之进行改造后,多数能达到节能20%以上。
2、提高空调机组的制冷效率,主要是从两方面提升效率,一个是避免因为冷却水循环泵满负荷运转导致的制冷周期的前期、后期的环境温度低,冷却水回水温度低,特别是溴化锂机组由于冷却水温低可能引发的溴化锂结晶,从而触发的效率低甚至于自我保护功能二是避免冷冻水循环泵满负荷运转,不能根据室内温度情况进行调整,不能实现调节流量,浪费能源。
3、减少空调开机、停机时候,对供电系统的冲击,这主要解决(1)循环水泵的功率大,满负荷运转的时候,开机关机,对电网冲击较大(2)减小甚至消除停泵时循环水的水垂效应,消除水垂对空调系统管网的冲击。
4、降低设备的故障率,中央空调循环水泵采用变频控制后,循环水泵大部分时间工作在额定功率以下,这将有力的降低设备的故障率,减少设备维修和维护。
5、提高设备的自动化程度(1)实现对循环泵的过载、过流保护(2)对冷水机组的冷却水、冷冻水的温度进行自动控制,保证机组的安全高效运行。
1、尽量缩短管路。
2、不用“高射炮”式出水管口。因为这种出水管增加能耗。同时要使水泵出水口正对水池。
3、尽量加大出水管直径。
4、及时清除管道内的堵塞物。异物留在进水管、叶轮或导流壳流道内,都将使出水量减少。
5、尽量采用联轴器直接传动,这是因为联轴器直接传动比皮带传动效率高。
6、在保证进水清洁的前提下,可去掉滤网。
7、要对水泵的各密封部位仔细检查,防止水泵进气。若水泵进了空气,出水量会明显减少。
8、能用电动机的就不用柴油机或汽油机,有条件用三相异步电动机的不用单相异步电动机。
长沙通大水泵厂
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