工业技术 ‘Ｕｉａｌｎａ ｓｃｉｅｎｃｅ ａ ｎｄ １ ｅｃｉｌｎ＿‘＿ｏｌｏｇＹ Ｋｅｖｌｅｗ。 ＾－＿Ｉ 离心泵系统的节能降耗技术探讨 何平 （山东胜利职业学院储建系讲师 山东东营） 【摘要】离心泵是输油泵站的主要动力设备，其运行效率直接影响输油成本。为了减少输油动力费用，降低输油成本，有必要对离心泵运行 效率及其影响因素进行分析，从而探讨提高离心泵运行效率的具体措施。结果表明，变频凋速节能技术是实现输油泵系统节能降耗的有效技术途 径。 ［关键词］：离心泵运行效率节能降耗变频调速 中图分类号：Ｆ４０３．６ 文献标识码：Ａ 文章编号 在管道运输企业的成本项目中，动力费用占输油成本比例较大，如 会效益。 何将动力费用降低，是管道运输企业降低输油成本的关键因素之一。离 ３变频调速技术 心泵具有运转平稳可靠、维修工作量少、效率高、调节方便等特点，因 ３．１变频调速技术的节能原理 而是输油泵站的主要动力设备。研究离心泵的节能降耗有益于降低输油 由泵的有效功率： 成本。目前，离心泵的动力消耗还有一定的浪费，离心泵节能仍有一定 Ｎ＝Ｐｐ （１） 潜力，如何提高泵的运行效率，已成为节能技术的一个重要课题。 式中：Ｐ一泵的出口压力；Ｑ一泵的流量。 １离心泵运行效率及其影响因素 可知：泵的有效功率Ｊｖ与泵的出口流量Ｑ和出口压力Ｐ成正比。 离心泵运行效率是指在给定的管道系统中，机泵进行输送作业所消耗 的有用能量与总输入能量之比，或有用功率与输入功率之比，即系统效率， 泵的流量Ｑ大，则加压水泵的有效功率Ⅳ就越大，泵消耗的电能就多， 它是泵组能耗的重要标志，它受到如机泵的设计、制造、机泵型式、机泵 反之，则泵消耗的电能就少。我们知道，离心式水泵的流量Ｑ与泵的 性能规格、运行操作等因素的影响，因而影响离心泵运行效率的因素有： 转速ｎ有关，对同一台泵而言 １．１泵的设计制造 Ｑｌ／０２＝ ／ （２） 机泵的设计是否合理、加工精度的高低、装配质量的好坏，是决 定机泵能量利用水平和能耗大小的决定因素，不但直接影响机泵的额 即流量Ｑ与泵的叶轮转速 成正比，泵的转速低，则泵的流量就 定效率，而且对机泵的选择和运行也有重要的影响。 减少。普通水泵是由交流电动机驱动的，交流电动机的转速与供电频 １．２泵选型 率有关： 目前，我国机泵型号规格不全，给机泵的选型带来一定的困难。泵 ＝６０ ／Ｐ（ｉ—Ｓ） （３） 的选择尽量使理论切合实际，使机泵的运行符合实际需要，使泵的设计 由上式可见，如果均匀地改变供电频率厂，则电动机的转速 就 流量和泵的扬程靠近泵的额定值，使泵的实际工作点靠近额定点，在泵 的高效区工作。不应该盲目加大选泵的裕量。电机的选择应与泵机匹配， 可均匀地改变。通过改变电动机定子电源频率来改变电动机转速，达 避免出现大马拉小车的现象。电机负载率低，会使电机功率因数下降， 到节省电能消耗的目的。 增加了无功损耗，造成输电线损增加，也是一种能源浪费。机泵运行状 ３．２离心泵变频调速技术经济分析 况的好坏受很多因素的影响，除了机泵自身的因素、选择是否合适等原 调速的方法很多，但日前对离心泵而言．用得最多且最成功的为 因外，主要取决于操作条件是否经济，调节方法是否合理。 变频调速．变频调速需要增加投资。因此必须先进行技术经济比较， ２提高运行效率的方法 离心泵节能降耗的核心是提高泵的运行效率。离心泵运行的工况点 做到不仅技术先进，而且经济合理。设变频调速系统的投资为Ｐ元， 决定了泵运行效率的高低，而要提高离心泵运行效率就要用技术的手段 使用年限为 年．贷款年利率为ｆ，按单利计息，每年在调速状态下 调整离心泵的运行工况点，使离心泵工况点在最高效率点７％左右即高 运行时间为ｔ，电力单价为厂元／度，投资回收期为 年，经济上 效区运行。从理论上讲，调整离心泵的工况点的方法有两大类：（１） 可行的条件为： 改变管路特性曲线的措施有：①入口节流。由于离心泵的气蚀问题，该 ＡＮ・ｔ－厂＞（１＋ 十 ）／ＸＸＰ （４） 方法是不合理的，因而很少采用入口节流。②旁路回流。旁路回流适用 于轴功率随流量增加而减少的泵。③出口节流。出口节流是改变离心泵 实际投资回收年限可由下式计算： 管路系统特性曲线应用最多的方法，最简单的方法是将调节阀安装在排 Ｐ＝ＡＮ．，．厂『（１＋ｆ） 一Ｉ］／［ｉ．（１＋ｆ） １ （５） 液管路上进行流量调节，其不足之处为，系统的效率会降低，系统的功 ｍ越小，投资回收期越短，变频调速的经济效益就越好。 率会减小，节流调节会导致节流损失，造成了能源的极大浪费。通过分 ３．３离心泵变频调速节能技术优势 析长春输理处的统计数据，发现个别站节流损失竞达到了０‘３ ＭＰａ。 变频调速节能技术在国内外泵行业发展很快。实践证明，利用变频器 （２）改变离心泵性能曲线的方法的实质是去除离心泵在系统运行中的 调速，节能效果十分明显。泵采用变频调速电动机后除节能效果明显外， 多余扬程，具体做法有以下几种：①切削叶轮外径，使离心泵性能曲线 主要还有以下几方面的优 ：（１）调速效率高，是一种高效调速方式，节 向下移，工况点也等效下移。切削叶轮虽是一个有效的办法，但叶轮切 能效果显著，投资回收期短。一般说来，泵采用变频调速技术后，约可节 削后就不能恢复了，并且需要精密的机床设备，而且只能减少流量，不 能３０％～４０％。（２）调速范围宽，并在整个调速范围内均具有较高的调速 能增大流量，使用范围受到。②减少泵叶轮级数，使离心泵性能曲 效率。（３）实现了离 泵的自动调节控制，达到供水的动态平衡，水泵转 线向下移，工况点也下移。多级泵减少级数只能是整体拆除，而且只适 速实现平滑调节。（４）实现软启动，泵启动时对电网的冲击小，停机时可 合于工况相对稳定的情况。③淘汰效率低的泵，根据泵所需扬程和流量 实现软停车，防止系统出现水击现象。（５）可有效延长泵及相关调节阀、 更新泵。这需要对管一泵系统进行重新设计、选型，投资较大。④改变 管道的使用寿命，减少维护费用，为装置长周期运行创造了条件。（６）变 叶轮转速，便离心泵性能曲线向下移，工况点下移；在满足所需扬程和 频调速系统可实现在线实时监视泵运行电流、电压、运行频率、运行转速 流量的前提下，实行降速运行。改变管路特性曲线的方法，因耗能不宜 等技术参数。（７）在—定程度上可降低装置噪声，改善工作环境。 采用。而改变离心泵性能曲线的方法作为节能技术被广泛采用。从上述 ４结论 分析可以看出，提高机泵扬程利用率，减少节流损失，提高泵的运行效 （１）在分析了离心泵运行效率，讨论了影响离心泵运行效率的各 种因素的基础上，得出了提高离心泵运行效率的具体措施。（２）通 率，提高电机的运行效率和负载率，是离心泵节能的重要方面。近年来， 随着变频调速技术的迅速发展和日趋成熟，高质量的变频调速系统已经 过对提高离心泵运行效率实现节能降耗的各种方法的比较，确定了变 频调速技术为提高离心泵运行效率的有效技术；因而变频调速节能技 可以满足石油化工企业各个领域的需要。它的节能、省力、易于构成自 术是实现输油泵系统节能降耗的有效技术途径。 控系统的显著优势，已成为电力拖动的中枢设备。应用变频调速技术也 参考文献： 是企业改造挖潜、增加效益的一条有效途径。尤其是在管道运输企业中 【ｌ】魏安河，时建辰等．降低泵站油电消耗的可行性分析［Ｊ】．油气储 高能耗设备较多。采用变频调速装置将使公司获得巨大的经济效益和社 运，２（）ｏ２，２０（１Ｏ）： ５Ｏ 科＊ｔＳａｒ Ｉ ３１ 离心泵系统的节能降耗技术探讨
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：
何平
山东胜利职业学院储建系讲师,山东东营中国科技博览
China Science and Technology Review2012(2)
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