毛璐輅 王郁青

（上海自來水市南有限公司長橋自來水廠 中國 上海 200231）

1 設(shè)備情況簡介

1.1 離心泵密封

上海市南自來水公司長橋自來水廠出水車間， 共有16 臺上海KSB 水泵廠制造的RDL900-970A，單級雙吸軸向中開蝸殼式離心泵，配套電機(jī)額定功率為1600kw。水泵原來使用填料密封。該密封裝置長期存在密封不嚴(yán)，頻繁漏氣、漏水；造成抽真空時間長，盤根對軸套磨損嚴(yán)重，以及維護(hù)材料、人工損耗大等缺點每年更換軸套就是一筆不小的開銷。

1.2 提升泵單向閥門

長橋水廠提升泵房擁有八臺飛力（瑞典）PL-7121 潛水軸流泵。八臺泵分為兩組，每組四臺，抽升的原水通過東西兩個閥門井分別進(jìn)入兩根DN3500 干管。 泵站抽升能力為10.6m3／s－22m3／s， 水泵揚程為10m。

按照潛水軸流泵的特性曲線,功率是隨流量增加而降低的工作特性。 該8 臺泵所匹配的出水緩閉止回閥由于閥瓣開啟角度不夠，造成流阻過大從而流量減少造成水泵功率增加。

2 改造方案

2.1 采用新型微接觸密封涵更換老式填料密封涵

針對RDL 泵的問題， 在不改變水泵運行工況的情況下對離心泵的填料函進(jìn)行了改造，采用了微接觸軸封代替原有的填料密封函。 微接觸軸封采用橡膠密封圈， 密封圈的唇口和軸套的接觸面只有0.3-0.5mm，而且每道密封圈之間充滿油脂，所以對軸套的摩擦力很小。 微接觸軸封是集裝式的所以安裝非常方便。

2.2 為單向閥加裝液壓助推裝置

對飛力泵止回閥閥瓣開啟度不足造成管路流阻大，水泵功率損失的問題，采取了在閥門上加裝液壓助推裝置來解決閥瓣開啟度不足的問題。

采用了小型液壓助力油泵。 該泵功率為0.56KW。 工作原理是：在提升泵工作時，先通過流體自身的動能將閥瓣打開到一定角度。 這時閥門軸端的限位開關(guān)將啟動液壓泵，這時液壓泵將通過閥門自身液壓油缸將閥瓣開啟到最大角度，（見圖1）然后自動進(jìn)入保壓狀態(tài)，保證閥瓣的開啟角度保持不變。 當(dāng)提升泵停車時，液壓裝置即進(jìn)入泄壓狀態(tài)，泄壓閥自動開啟，在止回閥重錘的作用下油缸中的液壓油經(jīng)泄壓閥回到液壓油箱中。

圖1 開啟液壓助推裝置時閥門重錘角度

圖2 未開啟液壓助推裝置時閥門重錘角度

3 改造前后實際數(shù)據(jù)與效果對比

3.1 微接觸密封涵相對于傳統(tǒng)密封涵的優(yōu)勢

從實際應(yīng)用對比情況中測出，微接觸軸封不但解決了原來的填料密封函密封不嚴(yán)，頻繁漏氣、漏水；造成抽真空時間長，以及維護(hù)材料、人工損耗大等問題。 而且降低了機(jī)械摩擦功耗。

經(jīng)某大學(xué)實驗室檢測，微接觸軸封相對于普通填料函和普通機(jī)械密封還具有以下節(jié)能優(yōu)勢。

用碳纖維和四氟作為填料密封材料5 道填料密封時， 對應(yīng)5 個不同速度實驗室檢測出碳纖維的摩擦扭矩在0.96-1.1706N·m 之間，摩擦功耗在83.674-365.2924W 之間；四氟的摩擦扭矩在0.8145-1.4956N·m之間，摩擦功耗在63.9688-466.7042W 之間。

普遍應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的機(jī)械密封對應(yīng)5 個不同轉(zhuǎn)速實驗室檢測出摩擦扭矩在0.225-0.238N·m 之間， 摩擦功耗在18.21-70.319W 之間。 其摩擦功耗在碳纖維和四氟5 道填料密封時摩擦功耗的15%-28%之間。

新型軸封的摩擦功耗最小，對應(yīng)5 個不同轉(zhuǎn)速實驗室檢測出摩擦扭矩在0.044-0.118N·m 之間，摩擦功耗在3.456-36.823W 之間，其摩擦功耗在機(jī)械密封摩擦功耗的18%-52%之間， 在碳纖維和四氟5 道填料密封時摩擦功耗的4%-10%之間。

圖3

從以上對幾種密封的比較可知新型軸封的摩擦功耗最低，相比于填料密封在節(jié)能方面新型軸封具有較大的優(yōu)勢見（圖3）。

圖4

3.2 加裝液壓助力裝置后水泵功耗明顯降低

提升泵止回閥加裝液壓助力裝置后水泵功率降低。工作效率得到了明顯提高。 圖4 中7# 泵和8# 泵型號功率相同，7# 泵為未開啟單向止回閥液壓助力裝置時的狀態(tài)，8# 泵為液壓助力裝置正常工作的狀態(tài)。 從監(jiān)控數(shù)據(jù)中我們可以得知8# 泵在相同工況下要比7# 節(jié)約53KW 的能耗。 該套裝置具有無需更改閥門本身結(jié)構(gòu)，安裝維修方便，反應(yīng)靈敏，工作可靠的特點。最主要是安裝該套裝置以后，我廠提升泵單臺機(jī)泵可節(jié)約能耗10%以上，每年為企業(yè)節(jié)約2 百余萬度電。

4 結(jié)束語

通過以上兩項節(jié)能項目的改造我廠每年在設(shè)備配件、人力維護(hù)維修及生產(chǎn)能耗方面共節(jié)約資金3 百余萬元。 節(jié)約電能200 余萬千瓦/時。 事實證明在實際應(yīng)用中對流體設(shè)備進(jìn)行適當(dāng)?shù)母脑欤蚴翘砑痈綄僭O(shè)備是達(dá)到使用設(shè)備更加節(jié)能環(huán)保的一條重要途徑。