如何降低电耗

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摘要： 水厂是能耗大户，电耗主要消耗在水泵的运行上。要想降低水厂的运行电耗，首要任务就要想办法提高水泵的运行效率，使水泵在满足管网供水压力的前提下，达到较佳的运行状况，减少无谓的能耗。
关键词： 降低电耗 运行效率 节能

　　一、前言

　　水厂是能耗大户，电耗主要消耗在水泵的运行上。要想降低水厂的运行电耗，首要任务就要想办法提高水泵的运行效率，使水泵在满足管网供水压力的前提下，达到较佳的运行状况，减少无谓的能耗。

　　我厂在节能降耗方面就是通过对水泵进行测试、分析工作，根据管网压力的需要，对叶轮直径调整，使水泵在管网工况点下处于较高的运行效率，找出水泵较合理的搭配组合；同时加强基础管理，对设备进行勤检修，对超标的零部件进行及时更换；认真做好每年的预防性检查，根据检查结果结合设备的运行情况，提出、制定合理的方案，对设备进行改造；另外还要积极利用新工艺新材料。

　　二、以我厂某泵站为例，说明叶轮调整和合理搭配对泵组运行的影响

　　2001年我们对该泵站的3台送水泵组进行了叶轮调整，现将调整前后所测得的数据进行分析，说明叶轮调整和合理搭配对泵组运行的影响。

测试日期 运行方式 叶轮型号 高效点 H=57m H=53m H(m) Q(m3/h) Pa（kW） η（%） Q(m3/h) Pa（kW） η（%） Q(m3/h) Pa（kW） η（%） 8、18 39#单机 600S-47 55.7 2950 544 81.9 2775 525 81.7 3160 562 81.4 8、18 40#单机 600S-47 57 2950 576 79.4 2950 576 79.4 3300 609 78.3 8、15 41#单机 600S-47 53.9 3000 550 80.8 2640 520 78.7 3080 557 80.7 8、18 41#单机 24SA-10Φ680 58.3 3200 625 82 3310 632 81.4 3600 650 80.3 8、18 39、40#并联 600S-47 56.3 5900 1129 80.7 5750 1116 80.5 6470 1175 78.4 8、15 39、41#并联 600S-47 55.8 5675 1085 79.5 5400 1058 79.1 6100 1111 78.5 8、15 40、41#并联 600S-47 56.4 5900 1108 82.4 5900 1108 82.4 6450 1159 80.5 8、18 40、41#并联 40#：600S-4741#：24SA-10 56.9 6400 1200 82.6 6380 1198 82.6 7050 1260 81 5、23 39、41#并联 600S-47 56 5650 1076 80.9 5200 1050 80 6250 1127 79.3 5、23 40、41#并联 600S-47 55.6 6200 1130 83.7 5975 1108 83.4 6780 1200 83.7 5、23 39、40#并联 600S-47 56.8 5960 1119 82.2 5900 1113 82.3 6475 1225 76.4

　　由对比分析可见40、41^#并联组合和39、40^#并联组合，8月15日的测试结果与5月23日相比有所下降。39、41^#并联组合则基本持平。由以上对比分析可见，600S-47叶轮在扬程较高的状态下运行，水量和效率均比较低，41^#机换叶后比换叶前，高效点效率提高△η=1.2%，水量增加△Q=200m³/h，扬程提高△H=4.4m；当H=57m时，效率提高△η=2.7%，水量增加△Q=670m³/h；当H=53m时，水量增加△Q=520 m³/h，效率下降△η= -0.4%。 40、41#并联组合8月18日换叶后与8月15日换叶前相比，高效点效率提高△η=0.2%，水量增加△Q=500m³/h，扬程提高△H=0.5m，然而当H=57m时，换叶后Q=6380 m³/h，η=82.6%，换叶前则难以达到H=57m，当H=53m时，水量增加△Q=600 m³/h，效率提高△η= 0.5%。由此可见24SA-10φ680叶轮比600S-47φ645的叶轮更适合高扬程工况的要求，且24SA-10φ680叶轮与600S-47φ645叶轮搭配适应的扬程范围较宽。

　　对比同样24SA-10，我们结合当前的扬程对φ675、φ680、φ685、φ690进行了性能曲线的对照分析，当前的扬程一般在57m以上，我们对性能曲线可知：

叶轮 H(m) Q(m3/h) η（%） Pa（kW） H(m) Q(m3/h) η（%） Pa（kW） Φ675 57 3230 81.2 613 53 3510 79.2 633 Φ680 57 3310 81.4 631 53 3590 79.5 650 Φ685 57 3400 81.1 650 53 3665 79.1 668 Φ690 57 3480 80.9 669 53 3740 78.7 685

　　由以上对照可知，在53-57m扬程范围内，φ680叶轮效率较其它直径的叶轮略高，且以往报表反映，在进入供水高峰季节时该泵站送水泵组的日间工况一般为56m-57m，夜间工况一般为50-51m，所以我们及时将该泵站的送水泵组叶轮调整为2台600S-47φ645和1台24SA-10φ680进行搭配，满足了适应一天当中的高、低工况变化的需要。

　　三、积极使用新涂层材料改善水泵流道

　　在进一步探索提高水泵运行效率的新工艺过程中，我厂在公司的指导下应用了“贝尔佐纳”公司生产的新型内涂材料，在某泵站中26#、30#水泵进行泵体内腔及叶轮表面喷涂的试验。整个工艺流程简单为：水泵拆卸——叶轮表面和泵壳内腔表面进行喷砂处理——用特种材料对叶轮表面均匀涂上两层特种材料——晾干——水泵装配。经过了喷砂、修补和涂漆处理后，发现水泵流道表面的气蚀部分已被修复，整个表面没有明现的凹凸感，手感较以往光滑许多。

　　在稳定运行一段时间后，我们对这两台水泵进行了测试，并与喷涂前的测试结果进行比较、分析。

  运行方式 机型 叶轮 是否喷涂 高效点 H=57m H=53m I H Q Pa η I Q Pa η I Q Pa η (A) (m) (m3) (kW) (%) (A) (m3) (kW) (%) (A) (m3) (kW) (%) 26# 单 24SA-10 24SA-    10          Φ685 否 74.5 59.8 3325 670 81.1 75.5 3515 686 79.8 78 3750 713 75.9 是 73.2 60 3250 646 81.7 75 3500 672 81 77.5 3730 676 79.5 29、30#并联 同上 600S-47Φ645 否 57.2 5850 1095 83.5 5880 1100 83.4 6510 1128 82.4 是 54.4 6160 1090 84.6 5680 1050 84.2 6400 1103 84.5   29# 单 同上 同上 否 65 57.2 2925 549 83.15 65 2950 550 83.1 67.5 3310 583 82.5 30# 单 同上 同上 是 59 57 2780 496 87 59 2780 496 87 61.5 3140 533 85

　　从数据表可知，水泵进行了“喷涂”后，其综合运行效能得到了明显提高。以26#水泵为例，扬程H=57m时，喷涂后与喷涂前相比，效率η提高了约1.2%，电耗Pa下降了约3.33kWh/dam³；扬程H=53时，喷涂后与喷涂前相比，效率η提高了约3.6%，电耗Pa下降了约9.37 kWh/dam³。又从30#水泵喷涂前后与29#水泵并联测试结果看，扬程H=57m时，喷涂后与喷涂前相比，效率η提高了约0.8%，电耗Pa下降了约2.33kWh/dam³；扬程H=53时，喷涂后与喷涂前相比，效率η提高了约2.1%，电耗Pa下降职了约4.54 kWh/dam³。由于30#与29#水泵在水泵型号、叶轮型号及大小均相同，吸水条件也相似，我们可对它们的各自运行参数进行比较，来说明喷涂的效果。扬程H=57m时，喷涂后的30#水泵与没有喷涂的29#水泵相比，效率η提高了约3.85%，电耗Pa下降了9.76 kWh/dam³；扬程H=53m时，喷涂后与喷涂前相比，效率η提高了约2.5%，电耗Pa下降了约6.72 kWh/dam³。

　　结果表明，通过采用“贝尔佐纳”公司的特殊工艺对水泵流道进行“喷涂”处理，能较有效地改善水泵的运行状况从而提高运行效率，对节能起到了积极的作用。同时，这也启发了我们水泵流道表面的顺滑与否，直接影响到水泵的效率，我们在水泵检修或者叶轮更换时，不要忘了对其流道表面的光滑处理。

　　四、根据工况需要合理选用新型叶轮

　　根据工况的变化合理地选用新型叶轮，是改善泵组运行提高效率的一个重要途径。2002年我厂在公司指导下将某泵站的22#送水泵组32SA－10、Φ880的叶轮更换成32SAP－10、Φ880的新型叶轮并进行了测试对比。

　　为能使两次测试中水泵都在相似条件下运行取数，我们严格控制清水池水位在4.5米左右，同时出水压力定点取数，力求达到两次的外界条件相似。

　　通过测试分析发现，旧型叶轮（Φ880）的运行高效区分布在扬程H=0.44-0.57Mpa区域，水量Q＝5544.51-8153.10m³/h，效率η＝76.66-79.68%。新型叶轮（Φ880）在相似的运行条件下，高效区分布在扬程H＝0.436-0.5425Mpa区域，水量Q＝6028.89-8053.26m³/h，效率η＝78.07-80.57%。

　　从我厂近年来的实际运行统计来看，我厂的供水压力一般在H＝0.46-0.56Mpa。同时，我们由附表三可以发现，在H＝0.52-0.56Mpa区域，新型叶轮在运行效率方面均低于旧型叶轮0.35-1.97%，但在H=0.46-0.52Mpa区域，新型叶轮则均高于旧型叶轮1.09-2.64%。这说明了，新型叶轮在低扬程下更优于旧型叶轮，高扬程时则相反。然而，在水量方面，新叶轮则普遍比旧型叶轮少了60-310m³/h。这说明了新、旧叶轮由于流道的差异，叶片角度的不同，造成了流量、效率各有差异。

　　总的来说，新型叶轮尽管流量稍低于旧型叶轮，但在低扬程时运行效果是优于旧型叶轮。由于公司东水西调的部署逐步落实，我厂的出厂水压逐年下降，水量减少，新型叶轮更适合于我厂的实际生产需要。

　　五、我厂近年来泵组运行压力变化和配水单位电耗完成情况

　　除了以上的一些办法外，我厂特别注重基础管理，加强设备的巡检和维修工作，以及对报表的分析和统计工作。我厂还对一些不合理的吸水条件进行了改造，例如，为二号送水泵站的全部送水泵组加设了吸水井，使泵组在正常运行时的有效淹没深度增加了1米，有效地解决了泵组由于淹没深度不够导致吸入空气产生汽蚀的现象。

　　经过了多年来的不断摸索和实践，我厂在泵组节能方面采取了一些行之有效的措施，使得泵组在外部工况逐年发生变化的环境下，仍然能够处在比较高效的性能中运行，全年平均效率一般在78.5-80.5%。

　　六、结束语

　　我国是一个发展中国家，多年来极其重视和发展能源的建设，尤其是电力能源的发展。但由于国民经济的迅猛发展和人民生活水平的不断提高，电能的消耗更是与日俱增，在电能的供求方面仍存在一定的缺口。据有关部门统计，泵的动力消耗约占全国总发电量的20%左右，在我们供水行业中泵的能源消耗约占企业能源消耗的80%-90%。所以，做好经济运行工作，不仅可为国家的经济发展做出贡献，而且对降低企业的成本也是非常必要的。

　　优化水泵的运行效果、提高效率、降低电耗，方法是多样的，不同的水厂可根据自身的特点选择合理的方法，或者创造有利的条件来达到优化目的。但节能工作的道路也是漫长的，需要我们不断地去摸索和总结。只要我们能够持之以恒，多想办法，我们一定能把节能工作做好。