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風機水泵節(jié)能技術(shù)途徑

文檔作者：許亞非文檔來源：湖南省節(jié)能監(jiān)測中心		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年10月17日
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風機水泵節(jié)能技術(shù)途徑(上)
●湖南省節(jié)能監(jiān)測中心許亞非
風機、水泵是量大面廣的通用機械耗電設備,據(jù)統(tǒng)計,我
國目前擁有的風機、水泵每年耗電占全國耗電總量的30%以
表2泵與風機按工作壓力分類表(在標準狀態(tài)下)
上,占工業(yè)總用電量的50%左右,且很多設備運行效率低、設
壓力
分類
備陳
 <2MPa
低壓泵
陳舊,具有較大的節(jié)能潛力。
 2-6MPa
中壓泵
1泵與風機設備運行現(xiàn)狀及存在的問題
 >6MPa
高壓泵
泵與風機是將機械能轉(zhuǎn)變?yōu)榱黧w的壓力能和動能的設
>290-340kPa
壓縮機
備,若流體為液體工質(zhì)稱其為泵,流體為氣體工質(zhì)稱其為風
>10-15kP
機。泵與風機按工作原理分類有容積式、透平式(葉片式)和其
290-340kP
鼓風機
他式三類(見表1),透平式又分為高壓、中壓和低壓三種,以
機
3-15kPa通高壓通風機
<1015kP1-3kP中壓通風機
透平式的泵與風機應用最為廣泛,數(shù)量最高、節(jié)能潛力最大。
 ug
中
小
7(流選
板板機
壓
注量030.60.05-0.30.1-0.30.05-0.20.05-0.350.1-0.35
壓力01.20.7-0.90.55.70.550.750.30.60.3-0.6
50
內(nèi)年效060.780.70.880.7-0.880.7-0.80.750.90.75-0.92
bd0060.05-.30.1-0.3005-0205.350.1-0.35
比特50-10010-50306025-3040-8050-80
液力耦合器一
性味聲力高,味聲速較高適用適用于小,適用于鍋爐、空
理想曲線
用長,用于高,速用于厘于農(nóng)機和排金、排塵調(diào)、礦井、建筑通風
動
變電機
調(diào)儀來力大的ms)
塵系
注中Cu2為葉輪出口處絕對速度的周向分量(m/s)
255075100
U2為葉出口周途度ms
風量Q%
附圖測試風機不同調(diào)節(jié)方式對比圖
2.2.4合理調(diào)整風機的運行工況
在現(xiàn)場,當設計選型不當造成風機低效運行或因工藝改
從圖中可看出:(1)對鼓、引風機,出口節(jié)流調(diào)節(jié)方式與其
變,對風機輸出參數(shù)的要求有所變化時,都必須對風機的運行他調(diào)節(jié)方式相比耗功最多;(2)如果相對流量變化不大時(或
工況進行調(diào)整。但調(diào)節(jié)不等于節(jié)能,節(jié)能工作者又通過有效的調(diào)節(jié)深度小時)幾種調(diào)節(jié)方式耗功差別不大,即調(diào)節(jié)方式對
調(diào)節(jié),并結(jié)合節(jié)能技術(shù),實現(xiàn)風機、水泵在穩(wěn)定的狀態(tài)下工作,節(jié)能效果影響不大;(3)一般來說,調(diào)節(jié)深度愈大,節(jié)能效果
既滿足用戶對運行工況的需求,又能最大限度地實現(xiàn)節(jié)能目愈明顯。因此在選擇調(diào)節(jié)方式時,愈要慎重,以期節(jié)能效率最
標。由此可見,調(diào)節(jié)與節(jié)能密切相關(guān)。僅達到用戶對運行參數(shù)大化;(4)變速調(diào)節(jié)曲線接近于理想曲線,所以,變速調(diào)節(jié)方式
的要求而不顧及能耗狀況,甚至用戶要求都達不到的調(diào)節(jié)都優(yōu)越,特別是采用變頻調(diào)速的節(jié)能方案最佳,但需要變頻裝
不能算為有效調(diào)節(jié),所以,認為調(diào)節(jié)就能節(jié)能是個誤區(qū)。有效置。
調(diào)節(jié)的含義是:滿足用戶要求,擴大穩(wěn)定工作范圍,防止喘振,
總之,在風機工況調(diào)整中,既要從調(diào)節(jié)性能上,也要從所
實現(xiàn)最大節(jié)能。
需設備的初投資、可靠性、經(jīng)濟性等方面綜合評價調(diào)節(jié)方式的
風機節(jié)能調(diào)節(jié)方法如表2(不含風機設計本身)
優(yōu)劣,以達到最佳的綜合經(jīng)濟效果。
表2風機節(jié)能調(diào)節(jié)表
度
風機節(jié)能調(diào)節(jié)技術(shù)
3水泵能技術(shù)
高效風機換低效風機(耗能低換耗能高的風機)
小葉槍換大葉
葉槍外
水泵節(jié)能可分成本身的節(jié)能、系統(tǒng)節(jié)能、運行節(jié)能三個方
減少,祈葉片
前(中后)導葉控制靜葉可調(diào)
面,水泵節(jié)能是一項系統(tǒng)工程,它不僅要求制造廠生產(chǎn)高效的
改變動葉安裝角,動葉可調(diào)
恒臺數(shù)組合控制,一并聯(lián)
節(jié)能水泵產(chǎn)品,更需要管理部門與用戶等多方面的配合才能
ON-OF開關(guān)拉制
口節(jié)
實現(xiàn)。作為泵的用戶來說,選用高效率的水泵產(chǎn)品或通過技改
提高泵效率,提高水泵機組的運行效率,是水泵節(jié)能工作取得
聯(lián)合調(diào)節(jié)
實效的重要內(nèi)容。
3.1泵及其系統(tǒng)的能耗分析
其他
變頻調(diào)達
與風機及其系統(tǒng)相似,泵及其系統(tǒng)所需能量A按下式計算:
調(diào)壓調(diào)
電磁調(diào)速
=00-Wh)
變極對調(diào)節(jié)
事級調(diào)(或轉(zhuǎn)子串電阻
無換向器電動機調(diào)達
式中:P為液體密度(kg/m3);
蒸汽槍機威燃氣槍機原動機的變速
Hs為工藝所需揚程(m)
液力偶合(HD
油差高合器,又稱HVD(利用液體粘性)
Q為工藝所需流量(m3/s);
多級液力傳動裝(MSVD
機電一體化裝里(如微機控制等)
t為工藝所需供液時間(h);
其他(如帶傳動等)
η為泵系統(tǒng)效率(%)
一般來說,風機采取不同的調(diào)節(jié)方式都可達到同一目
電傳
的,但節(jié)能效果各不相同。附圖為測試風機采取幾種不同調(diào)節(jié)式中為電動機效率;
方式下的軸功率消耗對比圖。
η為電動機與泵的傳動效率;
32
20
為泵效率;
表4水泵結(jié)構(gòu)形式比較表
為管網(wǎng)輸送效率
由此可知,影響泵及其系統(tǒng)耗電量的因素主要有工藝所
序號式立式
1中輪如不港漫,起動時需抽真空葉輪淹沒,起動簡單
需流量工藝所需揚程泵及其系統(tǒng)運行時間與系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)2主要部件在水面以上,不易被蝕,主要部件在水面以下,易
的效事。因此,在滿足生產(chǎn)工藝要求前提下,采取有效措施降
易維護保養(yǎng)
,保養(yǎng)維護
低流量和揚程,提高各個環(huán)節(jié)的效率、縮短泵的運行時間,就
3葉輪垂直旋轉(zhuǎn)
體,保養(yǎng)護麻
葉槍水平旋轉(zhuǎn)工作合理
在水面以上的葉輪,吸水高度大,易
能減少泵及其系統(tǒng)的耗電量,這即是泵及其系統(tǒng)節(jié)能的基本
吸水高度小,無真空出現(xiàn)
途徑。
中小型泵水管路長,水力損失大管路短,提失小
臥式機組,造價較低
立式機組,造價較高
3.2泵的節(jié)能途徑
占地面積大,泵房高度小
占地面積小,房高度大
由于泵及其系統(tǒng)的節(jié)能原理與節(jié)能措施和風機及其系統(tǒng)
主軸撓度大,軸承磨損不均勻撓度小,磨損均勻
有很多相似,上面所述風機及其系統(tǒng)的各種節(jié)能措施原則上
也都適用于泵及其系統(tǒng),在此不再贅述僅介紹某些不同之在水泵選型時,除需對性能參數(shù)、效率泵的結(jié)構(gòu)形式進
處。
行定性分析之外,還應進行經(jīng)濟指標分析與可靠性評估,有
分析
資
3.2.1選擇可靠性高、效率高的水泵
料表明,泵站總造價主要受機電設備控制,均占造價一半以
用戶在選擇泵產(chǎn)品時應注意,現(xiàn)在執(zhí)行的目標與機械行上,因此選型必然涉及到機組臺數(shù)及規(guī)格,如必要時結(jié)合水泵
業(yè)標準中規(guī)定泵的效率值只是先進值而不是最高值,高效就聯(lián)合運行理論,恰當?shù)剡x擇串聯(lián)或并聯(lián)工作方式,以達到提高
是泵本身的效率要達到或超過這些標準規(guī)定值。本身損失泵系統(tǒng)工作可靠性和投資運行經(jīng)濟性的目的。
包括水力損失、容積損失與機械損失。在泵結(jié)構(gòu)確定之后,可由此可知,泵的合理選型是一個綜合優(yōu)化的過程,對泵系
以認為其機械損失和容積損失基本不變,因此泵選擇的重點統(tǒng)的工作舉足輕重。因此,泵的選型尤其是對大型泵(泵組)的
應放在泵內(nèi)水力損失較少的一類產(chǎn)品上。
選型,更要慎重和全面
水泵是水系統(tǒng)的心臟,水泵的選型也是決定水泵運行效3.2.2泵系統(tǒng)的合理匹配
率的關(guān)鍵。只有對水系統(tǒng)有非常深入的研究,才能給出合理的水泵是泵及其系統(tǒng)的主機在系統(tǒng)節(jié)能中,除首先應具有
水泵在系統(tǒng)中的運轉(zhuǎn)參數(shù),才能從現(xiàn)有的泵資料中篩選出正高效節(jié)能水泵之外,系統(tǒng)節(jié)能也是關(guān)鍵因此應開展系統(tǒng)工
確型號的泵,并使其在運轉(zhuǎn)中始終處于高效區(qū)內(nèi),滿足用戶要程設計,從節(jié)能角度作到系統(tǒng)各組成環(huán)節(jié)的匹配最佳,如對
求及節(jié)能的雙重功效。
泵、電機及其聯(lián)接方式,管網(wǎng)相關(guān)附件等做到最大限度的合
合理選型包括以下4項內(nèi)容:
理、可靠性高,壽命長,節(jié)能高效等,這對于關(guān)鍵泵或大型成套
(1)能滿足設計揚程和流量的要求;
裝置尤為重要。
(2)在泵工作期間(非設計工況等)應在高效率范圍內(nèi);3.3.3泵系統(tǒng)運行節(jié)能
(3)泵的水力特性和抗汽蝕性好;
節(jié)能的泵系統(tǒng)是實現(xiàn)運行節(jié)能的必要條件,但并不能說
(4)泵的公數(shù)和機組大小應使泵或泵站投資合理,便于維建立了泵節(jié)能系統(tǒng)就能實現(xiàn)泵的運行節(jié)能。這是因為泵在實
修和管理,運行費用少,即總費用最省。
際工作中,由于工藝流程的變化或者本身就作為調(diào)節(jié)工藝參
簡言之,能做到滿足設計(用戶)參數(shù)、裕量合理、避免汽數(shù)而設置的,泵就要適時調(diào)節(jié)。相對于風機而言由于泵輸送
蝕、工況點落在高效區(qū)內(nèi),就是成功的選型。
的介質(zhì)密度遠遠大于氣體,耗能多,因此采用合理的調(diào)節(jié)方法
泵的類型及結(jié)構(gòu)型式比較可參看表3表4。
實際節(jié)能效益更大,更具有實用價值。對于經(jīng)常需要改變工藝
表3常用泵型及性能參數(shù)表
的泵系統(tǒng),在調(diào)節(jié)中要注意能量回收或減少能量消耗,盡量不
型
用節(jié)流調(diào)節(jié)方式,應采用調(diào)速以及分流的方法,使泵機電機仍
真心泵
流
比40300
混
180-500
500以上
530
1-15
處在高效工況下工作。我國已制定的泵的運行標準,企業(yè)應確
保其在役水泵行動中都達到標準規(guī)定值。此外,對于那些處在
小有有時功單大,有恒定工況或基本不變工況運行的泵只要選擇了合理的泵系
化高效范膜廣能高效范圍廣能迪高效范圍窄,化后統(tǒng),即又實現(xiàn)泵的運行節(jié)能。同時,在泵系統(tǒng)運行過程中,還必
楊變化
應程變化
效下降快
須嚴格管理,加強對泵系統(tǒng)的維護和監(jiān)控。企業(yè)通過對泵系統(tǒng)
性能較好
好
能好
差
中各個主要參數(shù)進行實時監(jiān)控(如發(fā)電廠對泵的監(jiān)控),可以
脈與重量網(wǎng)口領(lǐng)結(jié)構(gòu)復重網(wǎng)口徑時結(jié)構(gòu)辣網(wǎng)口徑時結(jié)構(gòu)單,重量隨時掌握泵與電機的工作狀態(tài)并能及時發(fā)現(xiàn)隱患,排除故
單重量較大
助設備少
對中小型而對大型而多
中小型而少
障,使泵系統(tǒng)在壽命周期內(nèi)一直處于最佳運行狀態(tài)。對中小功
維保養(yǎng)較易
對大型而多
長
麻
率的泵系統(tǒng)也應經(jīng)常檢測與維護,做到心中有數(shù),使技改方案
耐周年限長
同時具備及時與針對性、以收到良好的節(jié)能效益。
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