循环水泵节能的几种常见方法
国内水泵节能主要有以下几种节能方法:切开叶轮、变频技能、三元流技能和专用节能泵。
①、切开叶轮节能
众所周知,在离心式水泵的结构中,决议水量巨细和扬程凹凸的一个首要部件即是叶轮。其作业原理是高速旋转的叶轮股动其内部的液体旋转,然后发生离心力。咱们在初中物理课上就学过,决议离心力巨细的一个首要因素是旋转半径,从这咱们就能够看出,一旦一个离心泵的叶轮被切开,也即是将叶轮的直径变小,那么该叶轮的内部的液体的离心力肯定会变小,其结果只能是形成水泵的流量、扬程等参数下降,可能对安全出产形成危险。
②、变频节能技能
变频的首要作业原理是依托变频改动水泵驱动电机的频率,下降电机的转速来完成节能的作用,其首要使用的规模是:①该电机的负荷随出产工况的需求呈现周期性的改动,在这种工况下,当出产负荷下降时,该电机的负荷也随之下降,运用变频技能就能够使该电机在此刻的转速下降,然后到达节能的作用,但若是在作业工况比较平稳的体系中,变频技能的节能率会明显下降。②适应于某些循环水泵体系因规划参数富余量较大的水泵,即所谓的“大马拉小车”时,才有必定的作用,在这种工况下,依托变频改动泵电机的频率,下降泵的转速,调整水泵Q、H值工况点,使水泵的实践流量值低于水泵的额外流量值,以此来到达节能的意图。
离心泵是以水力特性最好条件下的比转速作为类似原则进行规划的,每一种泵的流道水力模型的几许尺度必须与它的规划参数Q(流量)、H(扬程)、r/min(转速)一一对应才能发生水泵的终究功率。因而,泵叶轮水力模型及几许尺度不可能随转速改动而相应改动,所以变频调速使泵的额外转速下降,随之泵的输出流量减小,泵的扬程下降,泵实践功率下降,并远低于该泵原功率值。
当工业循环水泵体系选用的循环水泵的功能参数Q、H值富余量不大时,假如选用变频调速将泵的实践参数Q、H值变小,可能会形成水泵流量减小值过大,体系冷却水量缺少,形成冷却水体系水温增加。
③三元流技能
三元流技能即是把叶轮内部的三元立体空间无限地切割,经过对叶轮流道内各作业点的剖析,建立起完好、实在的叶轮内活动的数学模型。
经过这一办法,对叶轮流道剖析能够做得最精确,反映流体的流场、压力散布也最接近实践。叶轮出口为射流和尾迹(漩涡)的活动特征,在规划核算中得以表现。因而,规划的叶轮也就能非常好地满意工况请求,功率明显进步。但是,假如单纯的将一般水泵的叶轮更换为三元流叶轮,其节能作用可能不能到达预期,由于在泵壳及其他部件都现已定型的情况下,独自的三元流叶轮不能改动全部水泵内部一切的过流部件的水阻力和水丢失。
④、节能专用水泵:
节能专用水泵专为各类型循环水泵体系量身定做,其综合利用各项技能,将虹吸原理、三元流技能及技能专利完美的联络在一起,并将节能专用水泵从规划、开模、锻造、加工全过程把关操控,使其规划合理、开模契合规划请求,再使用领先的锻造技术,削减锻造差错,终究经过精心加工、打磨,使终究的商品与规划理念相吻合,到达最好状况。
循环水泵的节能降耗 由热源设备、热网和室内采暖系统组成的热水供暖系统是一个系统工程、一个整体,忽略任何一部分都会严重影响系统的供暖效果。热水供暖系统中设置的循环水泵是向用户输送热媒的主要设备,同时它也是供暖系统中耗电量较大的设备,是联接热源、热网和室内采暖系统的枢纽设备,要通过它把温暖送给千家万户。实际工程中,循环水泵容量偏大的现象较为普遍,有的甚至达到原参数的2倍以上,如果循环水泵的流量和扬程偏大,会造成电能的严重浪费。所以,循环水泵的性能和参数的合理性,就显得格外重要。合理选择和正确安装使用循环水泵,是供暖企业经济运行的关键。
一:循环水泵选择偏大的原因
造成循环水泵容量偏大的主要原因主要有以下几点:
1 .有的设计人员没有认真计算热负荷和系统阻力,尤其是外网和锅炉房的阻力,采取估算的方法。为保险起见,估算值过大,使选的循环水泵的流量和扬程加大很多。
2.有的系统运行后没有进行认真的初调节,一旦系统出现水力失调,则认为是水泵循环流量不够,不能满足循环水量的要求,而盲目更换大泵。
3.有个别设计人员对循环水泵扬程的概念不清,对承压锅炉采暖系统定压点设在循环水泵吸入端,循环水泵进出口均承受相同的静水压力,因此,其扬程不需要考虑用户系统的高度,只要克服管网系统阻力即可。但有设计人员将系统高度计入扬程中,这就使循环水泵的扬程大大增加,同样也增加了循环泵的电耗。
4.选择循环泵时,因水泵规格系列所受限制,很难选到流量、扬程完全一致的水泵,一般都选大一号的。这样层层加码,致使容量偏大,甚至达到1-2倍以上。根据调查,现有运行中的换热站,其供、回水温差多在10-15度,个别温差仅在8度,这也就证明了所选循环水泵容量偏大。水泵容量偏大,一方面破坏了原设计水力工况,另一方面又增加了水泵的运行的耗电量,加大了供暖的运行成本。
二:循环水泵的选择
1.选择的原则 循环水泵在供暖系统中所占比例,无论是容量还是设备数量都是很大的,运行中的问题也比较多。因此,正确选择、合理使用和管理,确保正常供暖和提高经济效益是十分重要的。选择时应具体考虑以下几个原则:①所选的循环泵应满足系统中所需的最大流量和扬程,同时要使循环水泵的最佳工况点,尽可能接近系统实际的工作点,且能长期在高效区运行,以提高循环水泵长期运行的经济性。②力求选择结构简单、体积小、重量轻、效率相对比较高的循环水泵。③力求运行时安全可靠、平稳、振动小、噪音低、抗汽蚀性能好。④选择适用于流量变化大而扬程变化不大的水泵,即G—H特性曲线趋于平坦的水泵。
2.选择要注意的几个方面 (1)循环水泵容量的确定 循环水泵的流量是按采暖室外计算温度下的用户的耗热量之和确定的,而在整个采暖期内室外温度达到采暖计算室外温度的时间很短,这就使大部分时间水泵流量偏大。选择循环水泵之前首先要确定热网系统的调节方式,然后根据系统的调节方式来确定循环水泵的流量。国家有关标准中较明确规定,对于采用集中质调节的供暖系统,循环水泵的总流量应不低于系统的总设计流量,扬程不应小于系统的总压力损失,即循环水泵的流量、扬程不必另加富裕量。集中质调的供暖系统,多数属于小温差、大流量的工况下运行,经济上是不合理的。而采用分阶段改变流量的质调节的运行方式,可大量节约循环水泵的耗电量。将采暖期按室外温度的高低分为若干阶段,当室外温度较高时采用循环流量小的泵,室外温度较低时开启大流量的泵。
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)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。
进入新世纪以后,真正的“水泵智能控制系统”不再是“变频器”控制技术的演变。在有效利用变频器的同时,水泵节电控制技术还加入了PLC、人机界面、滤波等等,都加入其中,使水泵节电更具科学化、智能化。
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。
改造前:55度*24(小时/天)*270天*1元=356400元(年)
改造后:30度*24(小时/天)*270天*1元=194400元(年)
技改方案每年节省的电费:356400元-194400元=162000元,每台每年节约费用162000元