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水泵节能范文1
一、前言
作为水泵变速调节方面的一项重要工作，其节能问题在近期得到了有关方面的高度关注。该项课题的研究，将会更好地提升其节能效果，从而保证水泵变速调节的整体水平。本文从概述相关内容着手本课题的研究。
二、概述
在当今能源匮乏的环境下，解决能源浪费是当今一项艰巨的任务，从上面可以看出风机水泵的能源损耗是巨大的。虽然有大量人员已经注意到风机水泵的能量耗损巨大并对此作出了相应的改进，比如：优化风机水泵的制造工艺、改变风机水泵的变频调节装置等等，但是效果并不是很明显。
在工农业使用的机械中，风机水泵使用广泛，而且种类千差万别，这些差别主要体现在风机水泵中的电动机上。这些电动机按负载上的不同，可以分为恒定功率、恒定转矩和平方转矩等等几类；根据工作电源上的不同，可以分为直流电动机和交流电动机，其中交流电动机还可细分为单相电动机和三相电动机。这些不同负载类型的电动机在工农业生产中有着不同的应用，比如：恒定功率负载电动机主要应用在模具机床、切割机床上；恒定转矩负载电动机主要应用在升降机、起重机、搬运机上；然而本文研究的风机水泵则属于平方转矩负载电动机。
常见的风机水泵是叶片式，这种风机水泵的负载特性属于平方转矩型，它转轴上需要的的转矩与叶片转速的二次方成正比。在一般的生产过程中，设计师们往往通过对风机常用阀门进行节能调节，增加管路的阻尼，但是电机仍旧以额定的速度运行，从表面上看风机水泵依旧高速高效运行，实际上这时候能量的损耗会更大。
三、水泵在使用过程中的问题
1.水泵本身设计技术含量不高
现阶段我国水泵设计主要是沿袭传统的模型换算法和速度系数法，这些设计方法从某种程度上来说已经过时，因为这是建立在旧的水泵设计经验的基础上的，在设计过程中无法超越过去的设计水平，无法在效率提升上有所突破。再加上水泵设计单位对技术的资金投入和人员投入不足，水泵设计人员的创新动力不足、缺乏创新意识，从而导致了水泵产品的技术含量得不到一个质的提升，水泵本身的技术含量无法提升，节能工作自然也做不到。
2.水泵节能存在误区
我们过去对水泵节能的理解主要是提高水泵的各项效率指标，其实这是对水泵节能理解的一个误区，是一种片面的理解。我们所说的节能范围不只是一个效率指标，而且也包含水泵的性能的稳定性、水泵的寿命、对材料的节省等各个方面的因素。再就是具体到水泵的使用环境中，我们也要有针对性的进行节能设计，比如水泵的密封性能、水泵的水力性能、水泵的耐高温性能等，这些都要针对不同的环境，不用的用途进行设计。
3.使用单位和个人的因素
使用单位和人人在采购水泵时，往往关注的是水泵是不是符合自己的需求，价格是不是比较便宜，而对水泵的节能技术指标，却并不是很在意。消费者的这种需求也打消了水泵设计单位和制造单位进行节能技术革新的积极性。并且很大一部分消费者在选择水泵时，要选用流量和扬程裕量过大的水泵，以确保可以满足自己的使用需要，这样的后果就直接造成水泵在使用过程中，实际运行效率远低于水泵的最高效率，一直不能在高效区运转。
四、节能的优化方案
1.水泵频率下限
对于给定水泵，频率与转速成正比，而转速和流量成正比，按管网特性不变可估算出冲开水流开关的频率在20Hz左右。实际调试过程中，由于水系统启动时的初始阻力要比稳定运行后的阻力稍大，水泵启动的频率下限测试为26Hz。由于频率的可调范围直接决定了水泵功率的可调范围，频率的变化下限应根据计算和实测结合确认。通过适当调整水系统中的静态阻力元件例如水流开关、止回阀等的开启压力，可调整变频下限；但同时也要向主机厂家确认安全运行的流量范围，保证主机正常工作。
2.定压差和定温差控制
变频水系统中定压差和定温差策略均能控制水泵按负荷变化调速，但要采取措施保证各环路的水量分配。定温差控制系统的温度传感器一般设置在供回水主管处，各分支环路可设置定压差控制阀来保证末端水量。在供回水温差恒定、末端较多且负荷分散时，个别末端关闭产生的温差变化较小，温度传感器需要较高的精度来测量并反馈信号。
温度传感器精度越高价格就越高，校准和维护成本也较高。限于精度和成本，定温差控制不能对较小的负荷变化反馈信号和变频调速。但层数较少、末端冷量较大时，末端启闭的负荷波动较大，可适用定温差控制。所以定温差控制方式的采用要综合考虑实际工程形式和经济性。
定压差控制一般采用最不利环路末端定压差控制方式。环路的二通调节阀根据回风温度的变化调节开度，引起环路压差变化，压差传感器采集信号传给变频控制装置，控制装置改变水泵的运行频率，从而改变系统流量，并维持末端环路一定的恒压差。当控制点压差小于设定值时增频调节，增加水泵扬程和流量；大于设定值时降频调节，降低水泵扬程和流量。
3.供水系统调频设置
在水泵供水系统中，设定总供水管路最高输出压力为最大工作压力，通过合理设定变频器压力提升曲线，输出最大压力，最高、最低运行频率，可以使得系统内两台水泵总有一个水泵处于变频运行中，另外一个水泵处于工频或者停机状态（初始启动或极限情况下）。系统在大部分时间内只有主泵工作于设定低频工作段内，备用泵处于停机状态，整体系统具有极高的节能效果。
五、水泵节能技术在我国发展的趋势
目前，国内外许多电力拖动场合已将矢量控制的变频器广泛应用于通用机械、纺织、印染、造纸、轧钢、化工等行业中交流电动机的无级调速，已明显取得节能效果并满足工艺和自动调速要求。但在风机、水泵应用领域仍没有得到充分应用。其主要原因是对风机、水泵类负载可大量节能了解不够。故此，我们将风机、水泵的节能原理和应用状况向客户介绍。全国风机、水泵用电量占工业用电的60%以上，如果能在这个领域充分使用变频器进行变频无级调速，对我们发展加工制造业又严重缺电的国家，是兴国之策。风机，是传送气体装置。水泵，是传送水或其它液体的装置。就其结构和工作原理而言，两者基本相同。现先以风机为例加以说明。自然通风冷却塔、循环水泵、循环水管道及管道附件是电厂循环水系统的重要组成部分，在电厂初步设计中研究系统方案确定最优化系统配置，对于降低工程建设造价具有积极意义。循环水系统设计中最核心部分就是自然通风冷却塔、循环水泵的合理选择配置，在循环水系统建设中它们的投资费用最多、施工最复杂，对电厂总投资影响最大。直接影响电力工程建设的单位造价与电厂投资回收年限。供水系统优化设计是系统方案选择的基础，其中对方案设计影响最大的是循环水泵电动机的年费用。在保证汽轮机运行安全满负荷发电的前提下，如何降低电动机的年费用，值得每一位工程设计人员思考。
六、结束语
通过对水泵变速调节节能问题的相关研究，我们可以发现，该项工作的开展有赖于多方面影响因素的控制，有关人员应该从水泵变速调节的客观需求出发，充分利用即有优势，研究制定最为符合实际的变速调节节能实施方案。
参考文献：
[1] 吴翔.循环水泵节能改造及经济性分析[J].科技视界.2011（18）：76-77.
水泵节能范文2
关键词：工业风机；水泵；节能潜力
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.13.025
0 引言
风机水泵在我国的机电、电力、石化方面有着重要的应用，其使用效率也在逐年不断增长。从目前情况来看，我国拥有各种的工业水泵为2500万台，每年耗电达到了1300亿kWh；工业风机有800万台，每年耗电为700亿kWh。这些耗电占到了全国每年发电量的30%。工业风机、水泵的浪费率在大大的提高。随着国家节能环保意识的增强，加强风机、水泵的节能效率成为我们应该重点考虑的问题。21世纪是我国战略重点实施的新时期，是加快经济形式转变的关键时期。工业节能要把节约意识放在首位，加快“两个转变”，建立“三个机制”目标，优化管理资源配置，有效的提高能源的利用率，加大技术支撑，采取新兴工艺，以促进人员向着多元化的方向发展，取得更大的经济效益，在更大程度上推动全国经济向着低浪费、高产值的方向转变，取得最大的节能效益。
1 工业风机水泵发展概况
目前，随着我国工业体系的相对完善，各种形式产业的群体也相继出现。在工业生产中，风机水泵的使用频率不断增多。就目前我国使用风机水泵现状来看，我国拥有2700万台的风机和水泵，在这些设备当中，有一些还属于原始的成分，没能够随着科技的提升而不断的更新，在这种情况下，每年的电力设备所耗费的电能就高达300亿kWh，而系统电能的综合利用率只有40%，水泵的利用率为30%。
此外，作为工业体系中最重要的工具，风机、水泵中有75%是在超负荷运行。有一些由于缺乏相关的规范条件以及造型，因此在使用的过程中出现的问题比比皆是。加上某些工业布局以及相关控制不到位，使得一些企业不规范化的操作仍在运行，这些都加大了电能的浪费。
在一些温带内陆性气候的地区，由于其温差较大，因此造成的电力利用问题也非常多。在某一工厂，风机达到了1000多台，但是其电能消耗确实10000万kWh。之后，他们不断的探求温度变化规律，加强管理，合理的分配好班次，以保证在实施一些保温措施之后，使电力能源消耗有所减少。加强科学管理，能够促使风机水泵拥有非常大的节能潜力。
2 工业风机水泵管理和经济运行状况
工业风机水泵耗费的电量非常大，为了更好的提高经济和生产效益，有效的节约能源，就 需要加强科学管理，有效决策。这不仅是企业目前加强管理的内容，同样也是企业参与竞争的重要环节。科学管理能够采用较少的投入而得到较大的收入，具有一定的宏观指导作用。电能平衡的过程就是在电能的使用过程中，实现了从输入到转换、传输到达终端的整个过程。使用科学合理的方式进行分析，能够准确的找出电能的利用程度，在某个阶段找出节能点。
例如，一家企业起初风机系统的电能综合利用率只有40%，水泵使用率为30%，这是远远达不到国家的标准的。在技术支持和改造下，企业的电能综合利用率提高了10%，在这种情况下，有效的节电110KWh。
还有相关的企业从科学管理方式出发，在经济方面提高了投入，技术方面也加大了提升，开设了节能委员会，专门针对节能这一问题开展业务工作，形成了多层的节能网。在使用设备的过程中，巧妙的避开了使用高峰期，能够通过调荷节能用电，从而使谷峰有所提高。从改造后的节电来看，已经达到了33万kWh，节约煤约为8.5t。
3 工业风机水泵调速技术分析
目前，我国有69%的工业风机水泵采用的是变量运行的方式，其中有75%的设备可以调速运行。在这种情况下，可以看出节能的潜力非常大。在电机调速中采用的是变极对数，通过改变转差率和改变电机频率来实现。这种调速方式具有高精度、效率高、节能的性能，在电机的使用中尤为重要，一般情况下，节能可以达到20%以上。由于调速技术具有一定的效益，因此在我国被列为了重点的推广项目。
4 采用新技术中的节能潜力
风机在运行的过程中，我们应该充分的保证风量、风压在一定的范围之内。为了更加有效的改善风机的运行，从整体上加大系统的使用效率，在这种情况下，应该采取相对经济的调节手段来保证风机的容量和外界的负荷相匹配。在风机的进风口可以通过增加设备，来避免直接进入所造成的大的损失。如果进口处叶栅角度有所变化，那么进口管道处的截面积也应该相应的发生改变。
风机、水泵与其转速的三次方成正比关系，可以得出其流量与转速之间的一次方成正比。因此，在流量低速转动时，轴功率就会大幅度的出现下降，其额定功率通常会下降20%到45%。目前，通过使用导管开度来调节输出转速。在调节器控制下实现运程电控。当前这一技术已经得到了广泛的运用，在增强风机、水泵的转速方面具有大的作用。
5 结语
要想真正提高工业风机水泵的节能潜力，就必须加强科学管理，不断加快技术改造，加大创新投入，提高人们的素质。只有这样，才能提高人们的节能意识，全面规划风机水泵的运行力度，从而促使风机向着一个节能、安全的方面运行，在更大程度上实现工业风机水泵的创新性发展。
参考文献：
[1]于丽萍.工业风机水泵的节能潜力[J].江西能源，2000（01）：26-28.
[2]詹辉铭.恒运热电厂电气节能减排的技术研究[D].华南理工大学，2012.
水泵节能范文3
【关键词】热水供暖；循环水泵；选择；节能
热水供暖系统中设置的循环水泵是向用户输送热媒的主要设备，也是锅炉房中耗电量较大的设备，其用电量约占锅房总用电量的40%一70%。实际工程中，循环水泵容量偏大的现象较为普遍，有的甚 至达到原参数的2倍以上，如果循环水泵的流量和 扬程偏大，会造成电能的严重浪费。
1循环水泵偏大的原因
造成循环水泵容量偏大的原因主要有以下几 点：一是有的设计人员没有认真计算热负荷和系统 阻力，尤其是外网和锅炉房的阻力，采用估算方法，为保险起见，估算值过大，使选的水泵流量和扬程加 大很多；二是有的系统运行后没有进行认真的初调 节，一旦系统出现水力失调，有人认为是水泵容量不够，而盲目换大泵；三是有个别设计者对循环水泵扬程的概念不清：对承压锅炉采暖系统，定压点设在循环水泵吸水侧，循环水泵进出口均承受相同的静水压力，因此，其扬程不需要考虑用户系统的高度，只 要克服管网系统的阻力即可。但有的设计者却将系 统高度计入扬程中，这就使循环水泵扬程大大增加； 四是多层建筑采用常压在锅炉供热系统，使循环水泵扬程增加。常压锅炉系统，由于锅炉与大气相通， 压力很低，供暖水泵进口与出口静水压力不同，此处 的水泵只是起向系统“扬升”供热水的作用，不起循 环作用，回水则靠系统高差克服回水阻力自流至锅 炉房。水泵的扬程只需克服供水干管阻力，水泵入 口处管道阻力及系统高度，将热水送人系统最高用 户略有余量即可，这种场升供暖的水泵应称为供暖给水泵，以区别于闭式系统的循环水泵，显然选择锅炉的类型决定着水泵的扬程的大小，以及系统耗能情况。因此，设计人员选择锅炉时要重视常压锅炉 系统供暖给水泵“扬升”供暖使电耗增加的特点，选择锅炉时要考虑系统的节能。建议三层以上的建筑 不要采用常压锅炉扬升供暖系统。以免水泵扬程增 加使电耗增加；五是选水泵时，因水泵规格系列所限，很难选到流量，扬程完全一致的水泵，一般都选大一号的，这样层层加码，致使容量偏大，甚至达2倍以上。
据调查，现有运行中的锅炉，其温差多数在 10～15℃，个别温差仅为8℃，也就证明了水泵容量偏大。 水泵容量偏大，一方面破坏了原设计的水力工况，另一方面又增加了水泵运行的耗电量。
2锅炉循环水泵的选择
2.1循环水泵容量的确定 循环水泵的流量是按采暖室外计算温度下的用 户耗热量之和确定的，而在整个采暖期内室外气温 达到采暖室计算温度的时间很短，使大部分时问水 泵流量偏大。选择水泵之前首先应确定热网系统的 调节方式，然后根据调节方式确定循环水泵的流量。 国家有关标准中较明确规定：对于采用集中质 调节的供热系统，循环水泵的总流量应不低于系统的总设计流量；扬程不应小于系统的总压力损失，即 循环泵的流量和扬程不必另加富裕量。 集中质调的供热系统，多数处于小温差，大流量 的工况下运行，经济上是不合理的。确定总流量（循环量）应根据锅炉额定供回水温差来决定，比如14MW热水锅炉，供回水温度120/60，额定循环量为200吨/小时而采用分阶段 改变流量的质调节的运行方式，可大量节约循环水 泵的耗电量。将采暖期按室外温度的高低分为若干 阶段，根据室外温度决定需要运行的锅炉台数，同时确定本阶段循环水量及循环水泵运行方式。在每一个阶段内保持流 量不变，以满足供热需要。 对于采用相同容量锅炉的情况，当设一台锅炉 时，可选2台100%流量的水泵；当设2台同容量锅炉时，选用l台100%总流量的水泵，2台50%总流量的水泵，当1台锅炉运行进，开一台50%总流量的水泵，2台50%的泵又可同时运行做为 100%泵的备用；设有了3台同容量的锅锅炉时，可 造2台33%的总流量的泵、1台66%流量的和1台 l00%流量的水泵。1台锅炉运行时，开启33%的水 泵，2台锅炉运行开启66%流量的水泵，3台锅炉同 时运行开100%流量的水泵。2台33%流量的水泵 可做为66%泵的备用。也可分别选1台33%流量、 1台66%流量和1台100%流量的水泵分别与1台、 2台、3台锅炉配套运行。 显然采用分阶段改变流量的质调节具有明显的 节能效果。
2.2锅炉本体水流量与电耗： 以热水锅炉为热源的热水供暖系统，热源内部 阻力主要是锅炉水流阻力，这一数值应由锅炉厂家 提供。当选用的锅炉在额定供回水温度以下降温运 行时，比如120/'60℃高温水改为90/60℃低温水锅 炉，就要考虑在供出相同的热量时， 实际循环水量要大于额定流量，使锅炉水流阻力增 大。锅炉供回水温差减低一半，相应的循环量增加一倍。锅炉循环泵的流量和扬程、轴功率及叶轮转速之间存在以下比例关系：
即： n1/n2=G1/G2
（G1/G2）2=H1/H2
（G1/G2）3=N1/N2
式中n1、n2――――水泵转速
G1、G2――――水泵流量
H1、H2――――水泵扬程
N1、N2――――水泵轴功率
由此可以看出，水泵的扬程与流量的平方成正比，水泵的轴功率与流量的立方成正比。当水泵的流量降低20%的时候，电机转速就降低20%，而水泵的电耗将降低1-0.8*0.8*0.8=0.488，即减少48.8%，当水泵流量降低50%的时候，电机转速降低50%，水泵的电耗将降低1-0.5*0.5*0.5=0.875，即减少87.5%。所以，当额定流量增加一倍的时候，那么它的电耗将是原来的8倍。因此在锅炉运行时，我们要尽量按额定流量确定循环泵的运行频率，尽量做到按设计温差给定循环量，尽量避免大流量、小温差的运行方式。相对于锅炉总阻力，整个热水输送管道阻力更大，所以减小循环水量可以大大减小管道阻力，相对的可以减小循环水泵的扬程，从而达到减少循环水泵的总电耗。
3结语
3.1应按分阶段改变流量的质调节运行方式选择 循环水泵，并详细计算系统负荷及阻力，选择合适的 水泵，不必另加富裕量。还要计算其耗电输热比是 否符合要求。同进应注明水泵工作压力，不要误将 水泵扬程作为其工作压力。
3.2尽量选供回水温度合适的锅炉，不宜使锅炉降 温运行；不宜选择常压锅炉，不宜使锅降温运行；不 宜选择常压锅炉扬升供暖方式，以免水泵扬程加大， 浪费电能。
参考文献：
[1]万建武风机盘管加新风系统冬季工况的空调过程设计暖通 空 、1998）28（3）
水泵节能范文4
关键词：火电机组；循环水泵；节能；优化
在电厂中，循环水泵是重要的辅机之一，也是耗电量较大的辅机之一，它消耗的电能约占厂总发电量的1%-1.5%。同时循环水泵的运行方式对凝汽器真空和汽轮机出力也有很大的影响。所以，在一定条件下合理确定循环水泵的运行台数即实现循环水泵的最优运行，是提高电厂运行经济性的重要措施，对电厂节能具有现实意义。目前国内电厂多是采用定速或双速循环水泵，通过改变循坏水泵的组合方式来调节循环水流量。循环水泵投入台数增多，循环水流量就会增大，凝汽器压力就会降低，从而增加汽轮机功率，但同时会引起循环水泵耗功率增大，增加厂用电率。根据热经济性最佳的原则，当汽轮机增加的功率与循环水泵消耗的功率两者之间差值最大时，对应的循环水泵运行方式最优。在满足机组正常运行的前提下，根据外界环境变化调配循环水泵运行台数，从而调节循环水流量，使机组运行的经济性最优，这就是本文拟研究的主要内容。
一、循环水泵运行特性
（一）循环水泵
循环水泵向凝汽器提供冷却水，用以凝结汽轮机排汽，保持凝汽器真空。如果失去循环水，凝汽器将失去冷源，机组将不能运行，所以，循环水泵可以说是汽轮发电机组最重要的辅机之一。循环水泵的工作特点是流量大、扬程低，这是因为每凝结1kg排汽约需冷却水50-80kg[1]、循环水泵所提供的能量，主要用克服冷却水在系统内流动时的阻力以及由于水源与热井水面高度不同所引起的势能。循环水泵通常存在着并联运行的工况，因为当机组运行状况发生变化（如负荷、水温变化）时，循环水泵的输出流量也会有很大变化。考虑到泵的扬程可能受到冷却水管堵塞等原因的影响，要求循环水泵的扬程-流量曲线为陆降型。发电厂的大型循环水泵一般都采用轴流泵的形式。
（二）循环水泵的基本性能⑹
循环水泵的基本性能参数主要包括：流量Q、扬程H、效率n、功率N、转速n、汽蚀余量NPSH等。
水泵的流量又称为输水量，是指单位时间内流经管道的有效截面的流体量，也称瞬时流量。以体积表示时称为体积流量QV（m3/s），以质量表示时称为质量流量Qm（kg3/s），两者有如下关系
Qm= pgQv
其中，P为流体密度，g为重力加速度。
扬程为单位重量液体流经粟后获得的有效能量，是菜的重要参数之一又称压头。扬程可表示为流体的压力能头、动能头和位能头的增加，即
上式中H为扬程（m），P1、P2分别为泵进口、出口处的压强（Pa），V1、V2分别为流体在泵进出口处的流速（m/s），Z1、Z2为进出口高度（m），为液体密度（kg/m3）， g为重力加速度（m/s2）。
水泵的功率分为轴功率N和有效功率Ne。轴功率是水泵轴从动力机处获得的总能量增量，通俗地讲，就是电机输给水泵的功率。有效功率指流体流经机器后每单位时间获得的能量
Ne= pgQvH
有效功率Ne与轴功率N之比就是栗的效率n。
转速是指水泵轴或叶轮每分钟旋转的次数。转速与其他性能参数有着密切的关系，一定的转速，对应一定的流量、扬程和轴功率。转速改变，将引起其他参数发生相应变化。与水泵配套的动力机械，不仅在功率上要满足水泵运行的工况要求，在转速上也要与水泵的转速相一致。汽蚀余量是指在泵吸入口处单位重量液体所具有的超过汽化压力的富余能量。吸程为必需汽蚀余量，即泵允许吸液体的真空度，亦即泵允许的安装高度。泵的性能曲线是在一定转速下水泵的扬程、轴功率、效率与流量之间的关系曲线。通常研究的是H-Q、N-Q和η-Q关系曲线，横坐标为Q，其他参数为纵坐标。般都是通过试验的方法来确定泵的性能曲线。
（三）循环水入口温度tw1
循环水入口温度与环境温度和循环水系统的供水方式有关。若循环水系统为开式水系统，其供水来自天然水源，则循环水入口温度等于外界环境温度中的循环水的温度。若循环水系统为闭式水系统，其供水来自于冷却塔，则循环水入口温度不仅与外界环境有关，还与冷却塔的冷却效果有关。
（四）循环水温升?t
循环水温升就是循环水出口温度tw2与循环水入口温度tw1之差。在凝汽器中，蒸汽的放热量可表示为：
Q1=DC（hc-hc’） （2-4）
式中， DC为汽轮机低压缸排汽量；hc为低压t排汽焓， hc’为凝结水焓。循环水的吸热量为：
Q2=DW（hw2-hw1）=DwCp（tw2-tw1） （2-5）
式中， DW为循环水流量， hw2为循环水出口水焓， hw1为循环水入口水焓， Cp为水的定压比热容，一般取为4.187kJ/（kg. ℃）。
蒸汽与循环水之间的换热遵循能量守恒定律，根据能量守恒，有Q1 = Q2，即：
根据式（2-6）可以得出循环水温升的计算公式：
对于凝汽式汽轮机，墙差在数值上变化不大，大约是2180kJ/kg，可直接用于式（2-7）的计算。由（2-7）可以看出，循环水温升主要与循环水流量和低压t排气量有关。
二、结论
随着全社会节能环保意识的不断提高，电力行业所面临的节能减排任务越来越严峻，作为在电力行业中占据主要地位的火电行业，其节能减排任务更是突出。另一方面，传统的火电机组节能减排潜力巨大，这就为对火电厂的节能减排研究提供了非常大的可能性及研究空间。循环水泵是火电机组的重要辅助设备，同时也是火电厂耗电最多的设备之一，因此研究循环水泵的优化运行，电厂节能优化任务的一项重要工作，具有现实意义。本文立足于对循环水泵的优化运行方案进行设计探讨。循环水泵的优化运行方案提出后，解决了原来循环水泵运行方式无精确理论依据的情况，可以实现循环水泵运行的精细化管理。由此可以看出，本文的研究内容具有重要的实用价值。本文通过对循环水泵及循环水泵运行特性、凝汽器特性、进行分析，得出了循环水泵耗功与汽轮机功率增量之间的平衡关系的计算方法，获得了不同环境下最佳的循环水泵运行方式组合，给运行人员的运行操作提供了可靠准确的指导。
参考文献：
[1]邢希东.大型定速循环水泵在湿冷火电机组上的节能优化.水泵技术，2011（4）：45-48.
[2]刘吉臻，王玮，曾德良，等.火电机组定速循环水泵的全工况运行优化.动力工程学报，2011，31（9）：682-688.
水泵节能范文5
【关键词】注水泵 多级 减级 涂膜 节能
注水是油田开发后期维持地层压力，提高原油采收率的重要举措。油田注水系统能耗占油田生产用电量的？30%以上。喇嘛甸油田注水原动力为DF型高压注水泵，正常运转设备为80台，加强对注水系统运行效率的研究，做好注水泵站系统的优化运行和技术改造，不仅有利于实现注水的均衡性和连续性，而且对于降低能源消耗、节约生产成本具有重要的现实意义。
1 注水系统消耗的能量分析
（1）驱动注水泵电动机损耗的能量。这部分能量可以用电动机的效率曲线来描述，电动机的效率随轴功率的变化而变化，效率为 86% ～96%，每注 1 m3 的水有 4%～14%的能量被电动机本身所损耗。
（2）注水泵消耗的能量。这部分能量可以用注水泵效率曲线来描述，它随注水泵输出流量的变化而变化。目前油田在用离心式注水泵效率为76%～78%，即每注 1 m3 水有 22% ～24%的能量被注水泵所消耗。
（3）注水管网所消耗的能量。这部分能量为管网摩阻损失，可以用管网效率来描述。不同的管网系统，管网摩阻损失比率相差较大。油田注水管网平均效率为 60.2%，也就是说每注 1 m3的水平均有 39.8%的能量被管网所损耗。
（4）将水注入油层所需的能量。这部分能量决定于油层所要保持的压力、储油层的性质和油层的动态因素。
2 离心注水泵减级节能应用
DF型泵为两端支承卧式节段多级离心泵。由定子部分、转子部分、平衡机构部分、轴承部分、密封部分五部分组成。定子部分主要由进水段、中段、出水段、导叶等由穿杠紧固成一体，首盖、尾盖用螺栓紧固在进水段、出水段上。转子部分主要由轴、叶轮、轴套、平衡盘等零件用锁紧螺母紧固成一体，由两端轴承来支撑。
离心泵依靠高速旋转的叶轮，液体在惯性离心力作用下获得了能量以提高了压强。叶轮是离心泵的核心部分，它转速高出力大，叶轮上的叶片起到主要作用。
泵轴带动叶轮一起旋转，充满叶片之间的液体也随着旋转，在惯性离心力的作用下液体从叶轮中心被抛向外缘的过程中便获得了能量，使叶轮外缘的液体静压强提高，同时也增大了流速。液体离开叶轮进入泵壳后，由于泵壳中流道逐渐加宽，液体的流速逐渐降低，又将一部分动能转变为静压能，使泵出口处液体的压强进一步提高。液体以较高的压强，从泵的排出口进入排出管路。
随着油田注水工艺参数的不断变化和调整，离心式注水泵实施了减级改造。普遍的做法是： 在原注水泵上拆掉 1级叶轮，也有拆掉 2级叶轮的情况，原叶轮位置尺寸由减级套替代，保证泵的整体不变。根据离心泵几何相似、运动相似、动力相似，作用在两台泵相应点处液体上的同名力（如惯性力、压力、黏性力、重力）的比值相等的相似理论。显然压力相应降低节能效果必然显著。
注水泵的减级的主要目的是使泵站运行工况与供水对象所需工况一致，从而最大限度地减少剩余水头，节约电能。其节能原理如图所示。
图中，B0C0为额定转速时水泵的性能曲线，DE为管路特性曲线，当需水量为Q0时，供水对象所需工况在A点，但水泵运行扬程在A1点，造成AA1段剩余水头。如果注水泵减级运行，注水泵的扬程变化，其特性曲线相应变为B1C1，这样AA1减小，节约了能量。
另外，除节能外，同时调整供水流量还能满足区域水量水压要求，保持管网压力稳定，减少爆管事故，降低漏水率等。
3 离心注水泵涂膜节能应用
离心泵是从原动机取得的轴功率，其中较大部分是转变成泵的流量和扬程，做有用功，也就是有效功率，而另一部分则被泵的本身所消耗掉，转变为热量。有效功率与轴功率的比值，称为效率。
η=N有效 /N轴 x 100%
注水泵消耗的能量可以用注水泵效率曲线来描述，它随注水泵输出流量的变化而变化。目前油田在用离心式注水泵效率为76%～78%，即每注 1 m3 水有 22% ～24%的能量被注水泵所消耗。对泵的能量损失进行分析，可提高离心泵的效率，达到节能效果。
离心泵的能量损失总的分为容积损失、水力损失、机械损失三大类。水力损失是由于液体在泵内流动时，因为流道的光滑程度不同，则阻力大小也不同；另外当流体进入叶轮和从叶轮出来时会产生碰撞和漩涡，也会产生能量损失。水力损失包括冲击损失、漩涡损失、沿程摩擦损失，其中沿程摩擦损失最大。
机械损失是因为泵在运转时要和轴承、填料等发生磨擦，叶轮在泵体内运转，泵的前、后盖板也要和液体发生磨擦所造成的能量损失。其中，以叶轮圆盘摩擦损失最大，在高压离心泵中约占轴功率的10～12% 。
在油田生产中，为了节约用水并减少污染，往往从原油脱水过程中分离出的污水经油水分离、脱氧和脱菌等处理后回注油层。虽然经过一定的处理，但所注入水源仍是含油（聚合物）污水，一般偏碱性，硬度较低。由于机泵运行时间长，注水泵的内部叶轮等金属材料过流件遭受水流冲刷、汽蚀、腐蚀性介质的腐蚀、含颗粒液体的磨损磨蚀，导致流道表面损坏、结垢严重，增加了注水泵的水利损失，泵效率低、使用寿命缩短，造成电能浪费。
离心泵的过流部件有：吸入室，叶轮，压出室三个部分。叶轮是泵的核心，也是过流部件的核心。泵通过叶轮对液体的作功，使其能量增加。为减少注水泵的水利损失，提高机泵运转效率，对机泵实施涂膜技术改造。用非金属涂层对受损的过流件表面进行修复。涂料施涂工艺过程为：零件――预处理――预热――粉末涂装――固化――机械加工。该涂料与金属结合强度高，自性能良好，具有拉伸性好，能耐中、低温、耐酸、碱、盐、油，不结垢等优点。涂装后流道的光洁度提高，使输送阻力减小，增加了流量，泵的轴功率降低，降低了耗电，涂层薄，对泵动平衡没有影响，涂装后不需要处理就可以直接使用；涂层不存在接缝，不易造成在某一处被揭层而产生破坏。改造后，机泵具有极好的减阻和耐磨特性，较强的抗腐蚀性，泵效提高约3.3%，具有较好的节能效果。
水泵节能范文6
关键词：循环水泵；流量调节；节能运行；变频
引言
目前我国工业企业单位GDP能耗居高不下的情况已引起高度重视，国家在“十三五”节能减排综合性工作方案中提出了到2020年单位GDP二氧化碳强度减少40%到45%的目标。能耗在一次能源生产总量中占有很大比重，冷却水系统中的循泵占汽轮发电机组额定发电量的1%-1.5%，是火电厂节能的重要对象。其特性不仅关系着电能的损耗，而且会直接影响凝汽器的背压，进而影响机组的发电量，合理选择循环水泵的类型、配置方式和运行方式具有重要作用。在目前我国电力事业刚经历过飞速发展、经济还处于探底阶段的背景下，我国火力发电厂目前很大程度上达不到满负荷运行条件，因此优化循环水泵的配置对电厂的安全经济运行和节能降耗有着重要意义。
对循环水系统常用调节流量的方法作了技术分析，对1机2泵和1机3泵、双速电机、变频调速等调流方式作了技术经济比较，经比较推荐采用1机3泵的变频调速方案；提出满足该工程技术经济条件的最优循环水泵配置方案；按循环水系统运行最优化的理论，确定了逐月的最优运行方案，为该电厂的实际运行提供可操作性的依据。计算结果显示：采用循环水泵流量可调（变频）的方案相比于流量不可调的方案（定速），增加了调节水量的方式，经济效益明显。
1 循环水系统优化概述
某工程装机容量为2×1000MW，位于渤海湾内，机组冷却水为海水，循环冷却水取自某工业区内1#港池的海水。该海域平均位380cm，平均低潮位156cm，最大潮差569cm。该海域7、8月份平均水温为25.5℃-27.0℃，全年平均水温12.6℃，各月水温值见表1。
在汽轮机排汽量和循环水温一定的情况下，随着循环水量Dw的增加，凝汽器真空升高，汽轮机增加功率输出，但同时循环水泵的耗功亦随之增多，抵偿增发功率的收益，使汽轮机的增发功量ΔNt与循环水泵耗电量ΔNp之差达到最大的循环水量称最佳循环水量，相应凝汽器真空称最佳真空[1-3]。循环水系统最优运行真空示意图如图1所示。
图1 最优运行真空示意图
对于可实现循环水量连续调节的电厂，只需将循环水量调节到优化计算得到的最佳循环水量即可；而对于目前国内大多数电厂流量不可连续调节，仅可通过改变循环水泵的组合方式来使循环水量阶跃变化，传统的连续优化模型不能采用，只能采用离散优化模型，从而可以给出离散的最佳循环水流量与机组负荷、循环水温的函数关系和决定切换时机的临界工况线绘制的所谓等效益点曲线[4-5]。
根据设计经验及运行调研分析，结合厂址条件特点，循环水泵配置方式主要按1机2泵、1机3泵两种配置方式进行比选。
根据同类工程计算结果，变频器的投资回收期取决于机组变负荷运行的时间，机组的负荷率越低，取得的经济效益就越高。如果全年机组满负荷运行，循环水泵基本按照额定工况运行，则变频器实际意义不大，投资回收期过长；而如果机组常年在低负荷运行，且变化较大，循环水泵长时间偏离额定设计工况点，则变频意义较大，节能效果明显。综合上述分析，对表2中的6种循环水泵配置方案进行深入的技术经济比较。
2 循环水系统运行节能优化计算
由于机组负荷变化的随机性，为便于节能优化计算，现假定机组满负荷运行，且机组的年利用小时数在每月平均分布。以1机2泵（定速泵）的方案作为计算的基准方案，根据冷端优化的循环水量结果及本工程的循环水管路阻力特性情况，采用流体计算分析软件PIPENET1.6对上述6种循泵配置方案下各种运行组合工况进行计算。其中循环水泵不同的配置方案对应的出水流量对照表见表3，不同方案逐月循环水泵配置表见表4。
从表5可以看出，采用循环水泵流量可调的方案与流量不可调的方案相比，节能效果非常明显，部分月份采用小水量运行方式能充分利用低水温的冷却效果。
变频泵方案与双速泵方案相比，由于水量调节线性化，节能效果更为显著；1机3泵与1机2泵相比，节能效果更优。
以上优化计算是在机组满负荷运行的假定条件下进行，如考虑机组负荷的变化，配置变频泵将更具有节能优势。为方便比较，在1机3泵（配1台变频泵）方案下，假定负荷为100%、90%、80%、70%四档，且四档负荷在三档水温的运行时间内随机分布，对此进行逐月工况节能优化计算，计算结果如表6所示。
3 循环水系统方案技术经济比较
对以上6种方案的节能年费用与初期投资费用进行比较，如表7所示。
从表7可看出，1机3泵方案比1机2泵方案经济性更优越，当1台机组配置3台循环水泵，且其中1台泵采用双速电机调节冷却水流量可减少年费用约58万元/年；1机3泵方案中当1台泵采用变频调速泵调节流量，可使系统在最佳循环水倍率下运行，年运行费用最低，虽初投资比3台定速泵的方案增加了100万元，但较3台定速泵的方案节约年费用75万元。如考虑全年负荷情况，在假定四档负荷在三档水温范围内随机分布的情况下，1机3泵配1台变频泵的方案可节省年费用约103万元，这主要是在热季时降负荷运行时节能效果更明显。因此，采用每台机组设置3台循环水泵，并设置1台变频泵来调节流量的方案是最经济的。
在满负荷下，逐月节能优化后，每月的最优运行水量如图2所示。在满负荷下，不考虑负荷变化时的节能效果如图3所示。
该火电厂实际运行时，可按不同水温条件和不同机组负荷计算循环水泵最优运行工况图，运行人员可由此灵活调节最经济的循环水泵运行方式，可大幅度的降低用电，提高电厂经济效益。
4 结束语
（1）采用循环水泵流量可调（变频）的方案较流量不可调的方案（定速）相比，增加了水量的调节方式，节约了厂用电，可取得明显的经济效益，若电厂承担调峰任务，年运行负荷变化较大时，其运行经济性将会更加明显。（2）对某滨海工程，每台机组采用1台变频泵调节流量比采用1台双速泵调节流量更经济。（3）可根据电厂实际负荷情况及不同水温条件计算循环水泵最优运行工况，以提高电厂经济效益。
参考文献
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[2]卢怀钿，钟少伟.1036MW
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作者简介：梁贤金（1983-），男，硕士，工程师，主要从事火力发电厂水工工艺方面的设计及研究工作。
田娟娟（1985-），女，学士，助理工程师，主要从事建筑给排水、消防工程及节能方面的设计及研究工作。
