夏小橋 林源 張鑫

摘要：泵為一種通用機械，其用途廣泛;與此同時，泵也是一種耗能大戶，研究它的節(jié)能方法，對提高泵的使用效率和使用年限意義重大。本文主要通過對泵的設(shè)計選型、泵類設(shè)備的維修以及其他方式的研究提出節(jié)能降耗的方法，并在此基礎(chǔ)上對泵的節(jié)能發(fā)展前景作了淺析。

關(guān)鍵詞：泵;節(jié)能降耗;泵效率

1.泵的簡述

泵是一種運送流體或使流體增壓的通用機械，在我國的大多數(shù)行業(yè)和工程建設(shè)中，泵的使用都必不可少。據(jù)不完全統(tǒng)計，水泵每年的耗電量約占全國發(fā)電量的20%，且由于泵種類繁多，需要不同的能源為其供能，因而泵是一個耗能大戶。自提出“節(jié)能”觀念以來，各國都在采取有效措施改善環(huán)境，減少污染，其追根究底是要降低能源消耗。由此可見，泵的在節(jié)能降耗方面潛力巨大，研究泵的節(jié)能途徑對我國的水泵產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要意義。

2.泵節(jié)能途徑

2.1泵的設(shè)計選型與節(jié)能

2.1.1泵的設(shè)計與節(jié)能

隨著計算機行業(yè)的飛速發(fā)展，有很多利于研究水泵內(nèi)部流動規(guī)律的軟件技術(shù)誕生，其中以CAM和CFD技術(shù)尤為突出。通過利用CAM和CFD技術(shù)研究流體的內(nèi)部運動，可以更好地掌握其流動規(guī)律，對泵的優(yōu)化設(shè)計起重要作用。

首先，提高和改進(jìn)傳統(tǒng)的設(shè)計方法。國外研究者通過對汽蝕現(xiàn)象的研究，提出了泵抗汽蝕性能的有效措施。汽蝕性能是泵性能中非常重要的參數(shù)指標(biāo)，因此，國內(nèi)現(xiàn)代泵的設(shè)計應(yīng)建立高汽蝕性能的水力設(shè)計。除此之外，還應(yīng)當(dāng)提高和改進(jìn)速度系數(shù)法和建立全面合理的水力模型庫。

其次，要充分將CAM技術(shù)運用到泵的設(shè)計制造中。例如，泵水力模型模具制作，泵水力模型零件加工制造等。利用CAM技術(shù)計算輔助制造，保證水力性能，減小誤差。與傳統(tǒng)技術(shù)相比，提高了泵的水力性能，也大大提高了泵的效率。

2.1.2泵的選型與節(jié)能

泵的節(jié)能工作除了提高本身的效率外，還應(yīng)當(dāng)注重整個系統(tǒng)配合的各方面指標(biāo)。由于選型不當(dāng)，整個系統(tǒng)工作效率不高，能源浪費，給節(jié)能帶來了巨大壓力。因此，學(xué)會正確選型是節(jié)能降耗的重要一步。

第一，要明確泵選型的基本原則。對于裝置，所選泵的形式和性能應(yīng)當(dāng)符合裝置的工藝參數(shù);對于介質(zhì)，必須符合介質(zhì)特性要求，根據(jù)介質(zhì)特性選擇普通泵，無泄漏泵，耐腐蝕性泵等;對于機械方面，應(yīng)當(dāng)盡量采用噪音小，可靠性高的機械;對于經(jīng)濟(jì)方面，應(yīng)當(dāng)優(yōu)先選擇使系統(tǒng)設(shè)備的總成本最低的型號。

第二，明確泵的選型要求。泵的選型主要與液體輸送量，裝置布置，液體性質(zhì)相關(guān)。在選型時要計算輸送流量，以此來確定整個裝置的輸送能力;明確輸送液體的性質(zhì)，判斷是否具有腐蝕性，有毒性;明確裝置布置、輸送液體的距離，輸送高度等相關(guān)條件，綜合考慮后，以此來確定可選泵種。

2.2泵類設(shè)備的維修與節(jié)能

2.2.1通過修復(fù)降低泵的能耗

修復(fù)工程學(xué)是一門重要的學(xué)科，對于泵的節(jié)能降耗有指導(dǎo)作用。經(jīng)過長期的工作運轉(zhuǎn)，泵的各類零件及內(nèi)部機械難免會遭到磨損、劃傷、沖蝕、汽蝕、腐蝕等嚴(yán)重破損。此時采用修復(fù)工程技術(shù)中的高分子修復(fù)與防護(hù)技術(shù)對泵的各類零件和機械內(nèi)部進(jìn)行修復(fù)，提高泵耐磨性、抗腐蝕性等，以此延長泵的使用年限達(dá)到節(jié)能的目的。

2.2.2通過提高泵的密封性降低能耗

作為在化工產(chǎn)業(yè)常用的機械，泵在正常運轉(zhuǎn)中往往會發(fā)生泄漏，而泄漏現(xiàn)象一旦產(chǎn)生不僅會影響企業(yè)的相關(guān)利益和工作進(jìn)度，還會造成環(huán)境污染和能源浪費，甚至還會影響工作人員的人身安全。所以，提高泵的密封性，減少密封泄漏勢在必行。

泵的密封類型多種多樣，常用的有以下幾種：機械密封，填料密封，動力密封。其中機械密封是目前應(yīng)用最廣泛的密封類型，大多數(shù)的離心泵都采用機械密封。機械密封應(yīng)用如此廣泛，在于與其它密封類型相比，它對泵的節(jié)能降耗效果更加明顯。由于機械密封有著密封性好，使用壽命長，運轉(zhuǎn)中不用調(diào)整，功率損耗小，軸表面不易磨損，耐振動性強，密封參數(shù)高，適用范圍廣等優(yōu)點。因此，機械密封對于整個系統(tǒng)設(shè)備來說都是不可或缺的要素，對系統(tǒng)設(shè)備的節(jié)能降耗具有重大意義。機械密封的維護(hù)對于泵的節(jié)能降耗也起著一定的作用。通過增加機械密封的潤滑來減少泄漏，合理使用機械密封，適當(dāng)更換機械密封，從而延長泵的使用年限，實現(xiàn)節(jié)能降耗的目的。

2.2.3新型材料的利用與節(jié)能降耗

泵在長期運行中，受到流體的沖刷和腐蝕，導(dǎo)致葉輪和泵殼的使用壽命嚴(yán)重縮短，此時采用防腐和耐磨的新型材料對葉輪和泵殼進(jìn)行保護(hù)，可有效地提高泵的使用年限和系統(tǒng)設(shè)備運行的可靠性，且可節(jié)約成本，更好的實現(xiàn)節(jié)能降耗。

2.3其他方式實現(xiàn)水泵的節(jié)能降耗

2.3.1變速調(diào)節(jié)

變速調(diào)節(jié)是目前采用最多的一種方式，通過調(diào)節(jié)變速能節(jié)約大量能耗。變速調(diào)節(jié)是通過改變泵的轉(zhuǎn)速來降低能耗的，它的調(diào)速方式分為幾種，其中綜合性能最好的是變頻調(diào)節(jié)，變頻調(diào)節(jié)調(diào)速效率高，調(diào)速范圍寬，可延長泵的使用壽命。除此之外還可有效的降低設(shè)備噪音，給工作人員營造一個良好的工作環(huán)境。

2.3.2汽蝕調(diào)節(jié)

隨著機械向高速運轉(zhuǎn)的方向發(fā)展，汽蝕導(dǎo)致的問題越來越受人們重視。汽蝕現(xiàn)象的產(chǎn)生會對葉輪等金屬進(jìn)行破壞，因此，盡量減少汽蝕對泵的節(jié)能降耗有著舉足輕重的作用。采用汽蝕調(diào)節(jié)即可以減少汽蝕，降低泵的耗電。除此之外還可涂刷抗汽蝕材料，對泵內(nèi)部進(jìn)行保護(hù)。

3.泵節(jié)能的發(fā)展前景和方向

3.1延長泵的使用壽命

泵的節(jié)能方式不僅可對泵系統(tǒng)進(jìn)行改造，還可對泵本身進(jìn)行節(jié)能改造。泵本身的使用壽命就是一個研究方向，泵的使用壽命與密封和軸承有關(guān)，這就要求在泵的使用中要提高泵的密封性能和提高機械零件的耐磨性、抗腐蝕性、抗振性。這對今后泵的各個零件的生產(chǎn)和調(diào)試提出了更高的要求。

3.2結(jié)合計算機輔助技術(shù)優(yōu)化泵的設(shè)計

傳統(tǒng)泵的設(shè)計誤差較大，學(xué)會合理利用計算機輔助技術(shù)對于泵的優(yōu)化設(shè)計具有重要意義。運用CAD技術(shù)對泵進(jìn)行計算機輔助設(shè)計，CAM技術(shù)對水力模型模具、泵的零部件進(jìn)行制作，充分利用計算機輔助技術(shù)可以大大的提高水力尺寸的準(zhǔn)確性，提高效率指標(biāo)。

4.結(jié)語

泵的節(jié)能主要是泵本身節(jié)能和泵整體系統(tǒng)節(jié)能。于前者，要注意對泵進(jìn)行合理的設(shè)計和選型以及采取有效措施提高泵的各方面性能;于后者，泵系統(tǒng)設(shè)備的維修和新型材料的使用則顯得尤其重要。泵的節(jié)能要求我們將不同的角度，不同的節(jié)能途徑相結(jié)合，從而使泵的節(jié)能效果達(dá)到最佳。