魏延卓

摘  要：在齐鲁石化整个企业中，电的消耗占总能耗的比重很大。而在齐鲁公司供排水厂二化供水泵站水泵电耗占整个原水外供成本的40%左右，因此降低水泵电耗是车间节能降耗的关键。结合泵站自身水泵配置情况，做好运行水泵的能耗情况分析，是做好节能工作的基础。本文通过实例初步探讨如何分析水泵的运行效率，合理选择改造方案，以达到水泵节能降耗的目的。

关键词：工业水泵;改造方案;节能降耗

齐鲁石化供排水厂二化供水泵站共有工业水泵6台，其中三台为12SH-9A双吸离心式水泵，另三台为8SH-9双吸离心式水泵。水泵的合理选配对于提高运行效率、降低运行成本至关重要。做好供水设备的运行效率分析，改造低效运行水泵，对实现企业节能和降低运行成本具有重要的意义。

1水泵节能的途径及改造方案选择原则

1.1水泵节能的途径

双吸离心式水泵的设计运行效率一般可达80%-85%，但在实际运行过程中，有些水泵的实际运行效率只有55%左右，远低于设计要求。

一般提高水泵的运行效率有两个办法：切削叶轮和更新水泵。

①通过适当切削水泵的叶轮，改变水泵的性能工作曲线，达到提高水泵运行效率的目的，但这种办法只适用于水泵运行工况点在叶轮最大切削量形成的高效区内，而离心泵的最大切削量受比转速的影响，一般为7%-20%。对于水泵实际运行的工况需求点偏离高效区较多的情况，则不能用切削叶轮的方法，应通过各种工况的详细计算与方案比选，选择适合现有工况要求的水泵，从根本上提高水泵运行效率，达到经济运行的目标。

②配置调速水泵

离心式水泵广泛应用于工业和生活给水系统中，其输出特性取决于离心泵特性曲线和供水管网阻力曲线交点的工况。从节能的角度出发，通常采用变频调速的电动机来改变泵的转速，以满足工况改变时对水泵性能的要求。当水泵转速下降时，消耗的功率也大大下降，因此实际节能潜力非常大。一般应用变频器节电率为20%～50%，效益显著。系统配置调速设备容量的原则，一般根据负荷的日变化情况，按照总量的10%～30%考虑调速设备的配置，过多或过少都不能达到理想的节能效果。

1.2水泵节能改造方案选择原则

①对于要求恒压供水且月水需求存在较大的日变化系数的企业，如果泵站没有配置适当数量的变频设备，只是通过阀门的开度来调节外部压力，则需要考虑配置适当数量的变频调速设备，以达到既恒压供水，又节能的日标。

②对于非调速运行的水泵且水泵机组的实际运行工作点偏离设计运行工作点太多（效率<70%），采用其他方式不能有效改善运行效率，建议更换新水泵。

③对于非调速运行的水泵且水泵机组的实际运行工作点偏离设计运行工作点不多（效率>70%）的情况采用其他方式改造费用较高，建议通过切削水泵叶轮，以改变水泵运行的曲线，达到改变水泵工作点、提高水泵运行效率的目标。这种办法不能彻底改变水泵性能，只能在较小的范围内改善原有水泵的性能参数，特别适用于工作扬程变化很小但偏离额定扬程甚远的离心泵。

2应用实例

齐鲁公司供排水厂二化供水泵站，泵房选用6台单级双吸离心泵，12SH-9A水泵3台，扬程為49m，额定流量为720m?/h，配用电机功率为160KW，转速为1450 r/min，这三台泵并联，主要供二化厂内老区各个装置生产用水;8SH-9水泵3台，扬程为62.5m，额定流量为288m?/h，配用电机功率为75KW，转速为2960 r/min，这三台泵并联，供二化厂内装置生产用水，两种型号水泵一般均为一开两备。

2.1水泵机组的运行效率分析

2.1.1水泵运行数据（以12SH-9A水泵为例）

水泵实测运行数据：出口压力为0.54 Mpa，流量为520m?/h（平均流量），电机运行数据：实测运行电压为380V，电流为220A，电机运行效率为92%。

2.1.2水泵运行效率计算

①水泵的有效功率P有效

P有效=ρgQH/1000=流量×扬程×9.81×介质比重÷3600

=1000 ×9.8×520×54/3600/1000=77.8KW。

②电机的输出功率P1

P1= 160 KW×92%=147.2KW。

按照电机的输出功率约等于水泵的轴功率（忽略其他环节损失），则Pl=P轴功率。

③水泵的效率η=P有效/P轴功率=77.8/147.2= 0.53

一般水泵的设计运行效率为70%～80%，高效运行一般可达到80%～86%。根据计算得出，车间水泵机组的运行效率仅为53%左右，运行效率过低。

2.2改造方案

由于厂里工业水用水量根据生产需要有较大波动，12SH-9A工业水泵一台运行时，出口流量变化较大，运行时最小流量为350m?/h，最大流量为660m?/h，平均流量为520m?/h。车间分别进行了叶轮切削和更换新泵的改造。

2.2 l方案一：叶轮切削

利用原水泵叶轮，根据切削定律和泵房实际的运行状况，并结合所需流量、扬程和消耗功率，耐水泵叶轮进行切削，以满足生产和水量调节的需要。叶轮切削机泵不需要投入资金，但是又能节约一定的电量，所以车间首先进行了叶轮切削改造。

2010年车间通过厂家对三台12SH-9A泵中的一台水泵做了叶轮切削改造，将原来402mm直径的叶轮切削到了351mm，泵出口压力从0.55MPa，降到了0.42 MPa（夜间使用此泵），通过叶轮切削，使电机的运行负载有所降低，避免了运行过载的现象电机运行发热得到较大改善。但切削叶轮也降低了水泵的供水能力，使水泵的流量较原先下降了13%。叶轮切削的方法只能在较小的范围内改善原有水泵的性能参数。

2.2.2方案二：更换现有水泵

因为车间的这六台工业水泵都应运行快三十年了，车间为了节能以及减少维修费用的考虑，在2012年对其中的两台泵进行了设备更新。

换泵型号为KQSN300-N9/418

参数：Q=720 m?/h，H=55m，电机功率：160KW，电机效率：94%，水泵参数跟原有水泵参数相同，但是因为选用的是节能电机和节能泵，泵安装后相同的流量下电流下降。

经核算：P有效=108KW，P轴功率=140.8 KW。泵的效率上升到76.7%。

2.3方案比选

方案一投入成本低，但节能效果不显著，不能彻底改变水泵性能，达不到水泵高效运行的目标。

方案二投入大，施工周期相对较长，但更换设备后能够发挥出水泵最大效牢，最大限度地节能降耗，有利于长期、经济的运行。

采用叶轮切削方式不能有效改善水泵的运行效率，是在牺牲一定参数的条件下进行了节能，更换新型泵后，泵的效率明显增加，但是因为厂内装置区用水量波动较大，进行变频改造十分有必要。

3结论

齐鲁石化的供水节能（主要是节电）降耗是一个长期任务。水场的节能改造要结合自身的实际情况，通过做好水泵节能改造的论证，选择节能潜力大、节能效果好、投资回收快的方案实施改造，才能取得良好的效果。

参考文献

[1]  刘家春 等编著，水泵运行管理和泵站管理.北京：水利水电出版社.2009.

[2]  韩安荣，通用变频器及应用.北京：机械工业出版社.2012.

[3]  刘文军 吴维勇编：新老水场操作规程.2013.5.11.