陰德智

摘 要：離心泵作為工業(yè)中心流體運送設(shè)備占有著耗能的首要有些，現(xiàn)已成為節(jié)能作業(yè)首要需處置的疑問。本文主要針對離心泵變頻調(diào)速工作原理進行分析，并提出離心泵的幾種節(jié)能途徑。

關(guān)鍵詞：離心泵；變頻調(diào)速；節(jié)能技術(shù)

中圖分類號：TH311 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）32-0264-01

引 言

節(jié)能減排現(xiàn)已成中國經(jīng)濟開展規(guī)劃大綱的首要內(nèi)容特別對電力、鋼鐵、有色、石油化工、水處置等工業(yè)范疇高耗能公司提出了愈加嚴厲的減排方針。

1 離心泵節(jié)能的現(xiàn)狀

1.1 節(jié)能設(shè)計不夠科學

目前我國離心泵的主要設(shè)計原理仍然是利用經(jīng)驗公式進行模型換算或者是速度系數(shù)這兩種方式。以上兩種設(shè)計都不能有效地進行節(jié)能，使得離心泵不能在其效率方面有很大提升。此外，很多廠商僅僅關(guān)注于面前的利益，并不愿意加大對節(jié)能設(shè)計方面的投入，使得離心泵節(jié)能方面一直無法進步。同時，國內(nèi)曾出現(xiàn)過“全揚程”這種避免閥門全開而導致的超功率問題發(fā)生的方法，但該方式實際上使得離心泵在很長時間內(nèi)工作十分低效，從而導致能源過多地浪費。

1.2 節(jié)能的理念相對落后

與離心泵有關(guān)的節(jié)能理念很多都是提升其運行的效率，這種理念其實較為落后。實際上對離心泵進行節(jié)能并不單單要提升其效率，還要包括其可靠性、對環(huán)境的適應(yīng)程度、使用的壽命等等進行綜合地改善。例如，我們從離心泵對環(huán)境適應(yīng)的角度來說，該特點指的是離心泵在不同運行環(huán)境下，其密封、水力性能和耐磨等性能會有著不一樣的要求。因此節(jié)能改造必須根據(jù)其對環(huán)境適應(yīng)程度進行設(shè)計，從而提升其節(jié)能的效益。離心泵節(jié)能理念必須對其整體進行考慮，不能僅關(guān)注一個方面的指標。

1.3 離心泵的使用不合理

隨著離心泵使用的時間變長，其各項性能必然會下降。若在使用時不能定期對其進行維護、保養(yǎng)，對其存在的故障不及時地進行檢修，很容易使其運行處于“亞健康”狀態(tài)，導致其運行效率快速下降，造成能源消耗的增加。此外，若布置該系統(tǒng)時不進行全面合理地設(shè)計，例如布置的管道距離太長，各種彎道的接頭較多，會使能源的損失更為嚴重，無法滿足離心泵工作的要求，為其運行埋下各種隱患。

2 離心泵變頻調(diào)速

變頻調(diào)速具有調(diào)速效率和功率因數(shù)較高，調(diào)速范圍相對較寬泛，調(diào)速的精度相對較高等優(yōu)點。調(diào)速調(diào)節(jié)是指不改變管網(wǎng)曲線而通過改變離心泵轉(zhuǎn)速實現(xiàn)性能曲線改變來調(diào)節(jié)流量，實現(xiàn)節(jié)能目的則由風機和離心泵自身特點決定。根據(jù)比例定律，在相似運行條件下，有：

其中：Q為流量、H為揚程、P為軸功率、n為轉(zhuǎn)速。

根據(jù)（1）式，可以得到：離心泵的流量、揚程和軸功率，分別與其轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)速平方、轉(zhuǎn)速立方成正比，因此，轉(zhuǎn)速降低、流量一般降低，但是功率則大幅度降低。

離心泵轉(zhuǎn)速由n1轉(zhuǎn)為n2（n2=1/2n1），則其性能曲線轉(zhuǎn)為（H-Q）*n2、流量為Q2（Q2=1/2Q1）、壓頭為H2、效率為ηc。此時，理論耗能僅僅為額定功率的1/8，節(jié)能達到50%。同時，調(diào)速調(diào)節(jié)效率ηc≈ηa，此時，風機離心泵仍可實現(xiàn)在高效區(qū)工作，這是另一個節(jié)能來源。

離心泵變頻調(diào)速通常有變頻恒壓變流量和變頻變壓變流量供水這兩種方式，前者應(yīng)用相對來說比較更廣泛一些，而后者的技術(shù)要求相對來說更為合理、難度更大一些，但其代表著離心泵變頻調(diào)速節(jié)能技術(shù)的主要方向。在實際改造中，需要綜合考慮用戶經(jīng)濟條件、節(jié)能指標和設(shè)備運行要求選擇改造方案，比如液力禍合器調(diào)速屬于低效調(diào)速方式，投資少、見效快、資金回收周期短等，對于老設(shè)備來說更具有明顯節(jié)能效益。

3 離心泵節(jié)能技術(shù)

3.1 對節(jié)能進行優(yōu)化設(shè)計

對離心泵進行設(shè)計時，要摒棄傳統(tǒng)設(shè)計理念，使用諸如水力模型等先進、科學的設(shè)計方法。此外，要對各項設(shè)計方案進行可靠性分析試驗、環(huán)境適應(yīng)程度試驗等等。例如當離心泵被應(yīng)用在潮濕環(huán)境中，那么要對其進行耐鹽霧、霉菌等的試驗，從而保證其使用的效率、壽命，從而降低運行時的資源耗費。此外，對離心泵進行的節(jié)能改造要進行技術(shù)的創(chuàng)新。例如，可以運用系統(tǒng)優(yōu)化的節(jié)能技術(shù)（PSO）。該技術(shù)可以將流體流動時造成的能量損失進行最小值的精確計算。PSO技術(shù)可以直接依照循環(huán)水這一系統(tǒng)在線對資料進行檢測，然后利用計算機來模擬仿真實驗，從而推導得出管路的阻力曲線，計算得到使能量損失達到最小的節(jié)點。

同時，離心泵應(yīng)用于不同的環(huán)境，要采用不同種材料。近幾年材料學與工藝都得到了極大發(fā)展，很多新的材料、工藝都應(yīng)用在離心泵中，從而有效地提升了其使用壽命、運行效率，加強了其適應(yīng)環(huán)境的能力。此外，也極大地改善了泵的流動性、耐腐蝕、耐磨等特性，其涂覆技術(shù)、對材料表面進行處理的技術(shù)等都得到了發(fā)展。

3.2 對離心泵進行合理地選型

選型必須恰當，要留有一定的余量，才能滿足用戶實際需求。而若余量過大，會使得離心泵的效率下降。因此石油企業(yè)可以與制造商合作，針對本企業(yè)特點進行離心泵的定制，充分地參與到其設(shè)計、制作的全過程。其節(jié)能的設(shè)計一般要滿足以下方面：①必須滿足工作中最大的流量和楊程。②離心泵正常運轉(zhuǎn)時，其工況點必須落入設(shè)計高效的區(qū)間內(nèi)。③要選取高轉(zhuǎn)速、穩(wěn)定性強的離心泵。要盡量地避免選擇那些性能曲線有“駝峰”的離心泵。此外，石油企業(yè)在選型時應(yīng)盡量選擇那些體積小，質(zhì)量較輕并且結(jié)構(gòu)簡單泵。

3.3 對管路進行合理地布置

布置管道時要盡量地將彎管數(shù)量降到最低，在必須要轉(zhuǎn)彎的地方，其彎曲的半徑應(yīng)在管道直徑4倍左右，其轉(zhuǎn)角也應(yīng)超過90°。同時，要將管道長度盡量地降低，并且要減少管道應(yīng)用附件、組件等零部件的數(shù)量，從而降低各項管路的損失。

使用離心泵時，一定要定期對該系統(tǒng)進行徹底的檢測與養(yǎng)護，從而保證離心泵表面光滑并且密封性保持在較高水平，從而提升泵的壽命，達到節(jié)約成本的目的。

4 結(jié) 語

離心泵是流體輸送的主要裝置，在聯(lián)合站中應(yīng)用十分廣泛。但其運轉(zhuǎn)確實會消耗過多的能源。企業(yè)要對離心泵存在的節(jié)能問題進行分析，應(yīng)用更先進的節(jié)能理念、設(shè)計對離心泵進行改造，從而實現(xiàn)降低能耗的目的。

參考文獻

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收稿日期：2018-9-23