给水泵节能改造优化实践

给水泵节能改造优化实践

1 张嘉  2 邓玉荣

1 珠海市钰海电力有限公司 广东省珠海市  519000

 2珠海市富山工业园管理委员会 广东省珠海市 519000

摘要：锅炉给水泵在运行过程中所产生的能源损耗在生产总体能源损耗当中的占比非常大。在传统的生产过程中，汽动给水泵需要通过电机驱动的方式来运行，通过汽轮机驱动发电机来进行发电，产生的电能再经由电动机的转化变成机械能，最终使汽动给水泵处于稳定的运行状态，这样一来在多次的能源转化过程中就会产生非常大的浪费。基于此，本文对给水泵节能改造优化进行研究，以供参考。

关键词：汽动给水泵；节能改造；实践措施

引言

在当前的时代下，为了积极适应我国供水系统的发展趋势，应当不断优化水泵设备的节能设计，降低水泵的运行能耗，发挥设备的应用优势。水泵设计人员充分了解水泵设备最先进的节能技术，要根据供水系统的实际特点，选择最佳的水泵改造方案。

1给水泵运行原理

汽动给水泵是一种通过独立性小汽轮机独立驱动的给水泵。该汽轮机需要在抽气管道当中抽取蒸汽，之后利用小汽轮机的带动作用完成水泵的进水工作。其中汽动给水泵当中的调节泵需要通过小汽轮机当中的调速器来控制整体的进气量。从小汽轮机的种类来看，可以使用凝气式和背压式，小汽轮机的正常运行需要配套的汽、水管道系统进行支撑，同时还要配备相应的调速系统和备用汽源等等，现阶段普遍使用的汽动给水泵使用的是不同轴的串联方式，从而提升汽动给水泵运行的稳定性。

2新型高效水泵技术

在我国早起建设的供水系统中，由于设备老旧，系统设计不合理，因此供水系统的能耗较高，在运行的过程中经常出现各类的故障问题，维修费用高昂。针对这些问题，进行供水系统中水泵的优化节能设计有着重要的现实意义。新型高效水泵通常以叶轮机械三元流动原理作为设计基础。在进行水泵的设计过程中，充分考虑到水体的流动性和水泵的转速，综合各方面因素来优化水泵的三元空间坐标，使得水泵能够在系统中进行无线分割，有效地提升了水泵的机械性能。在设计的时候，可以建立相应的流动状态模型，对水泵中的叶轮进行仿真模拟。新型高效节能水泵不仅能够满足供水系统的正常运转，同时能够帮助技术人员对供水系统进行及时的维修处理，能够在发生故障后的第一时间找到故障的位置，从而提高抢修效率，有着非常显著的应用优势。

3给水泵节能改造优化实践

3.1泵盖设计的优化

为最大限度地提升内部结构空间，满足新增功能以及设备构件的相关要求，在先前的设备当中对增压级给水泵进行改装。在优化改装的过程中，现场技术人员需要解决许多问题，例如增压级叶轮安装、高压端密封以及出水位置调整等问题，给节能改造工作带来了非常大的难度。经过技术分析，本次优化改造无法在泵筒的位置设置增压级出口，在现有的技术条件下为实现减温水与主给水的分离，现场技术人员决定在大端盖位置处设置一个增压级出口，在设计改造的过程中要着重考虑在大端盖位置出增设减温水出口后所面临的强度问题。经过现场确认，增压级的出口流量为75t/h，技术人员根据增压级的出口压力和扬程，将开孔内径控制在准66，从而使其达到相关要求。在端盖出口管的焊接工作中，鉴于给水泵在运行过程中所产生的膨胀现象，以及减温水出口管膨胀所产生的作用，技术人员决定在大端盖的出口管位置设置产生200N以上的应力，同时为保证优化改造之后大端盖和增压级抽头管道的安全性，在安装工作开始之前需要进行必要的强度试验。

3.2节能控制策略的定型设计

由于手动排水系统无法对工作面的废水及时排除，且在实际动作时需频繁启动、停止水泵，会对工作面的电网造成冲击，进而降低工作面大型机电设备的使用寿命。因此，将PLC控制器引入排水系统中，实现对排水系统的自动化控制。此外，为了解决频繁启停水泵对电网造成冲击的问题，采用常开一台水泵的策略。具体基于PLC控制器所设计排水系统控制策略。

3.3合理进行水泵节能技术的选择

为了切实有效地发挥设备的应用优势，改变以往我国供水系统中水泵节能效果不理想的现状，设计单位应当充分考虑供水系统中的各方面因素，合理选择水泵的节能技术。首先，供水系统的技术人员应当在供水流量压力稳定的状态下，对水泵进行节能设计，如果水泵在运行使用的过程中，出现规律性的变化，技术人员应当采用变频技术对水泵进行改造。但是在工况稳定的情况下，选择该技术，尽管水泵的应用效率会有所提升，能够在一定程度上降低水泵的能耗，但是对水泵的改造成本过大，也会影响供水系统的实际效益。在供水系统工况稳定的条件下，并且供水系统的实际运行工况不超过设计工况的20%，供水系统的设计人员应当采用叶轮切削技术来对水泵进行改造。但是如果供水系统的实际工况超出了这个范围，依然对水泵进行叶轮切削改造的话，会额外增加供水系统的能源消耗，应用效果不理想。最近几年，新型高效水泵设计不断完善，在供水系统中发挥着越来越明显的应用优势。尽管我国的新型高效水泵技术有了巨大的发展，但是跟国外发达国家相比还存在一定的差距。因此，要继续发展新型高效水泵替换技术，才能真正优化当前的供水系统运行情况。

3.4软水循环泵组高效节能泵改造

软水循环泵组经叶轮切削改造稳定运行一段时间后，由于用户需求改变，其用水量从4300m3/h降至3200m3/h，回水管压0.61MPa，供水主管压力0.83MPa，泵组仍保持二用二备运行模式，通过调节变频泵频率及工频泵的出口调节阀开启度调整泵组运行工况，以满足用户需求，泵组总运行功率为512kW。变频泵出口调节阀全开能耗小，但工频泵在运行工况变化后，出口调节阀开启度调整为30%，出口压力1.14MPa，再次进入阀门节流调节的模式，且水泵经叶轮切削后效率降低，上述因素都造成电能的浪费。

3.5优化给水泵的驱动方式

现场技术人员经过综合性研讨之后，决定使用消化吸收凝汽式汽动给水泵汽轮机技术，研发出一种不需要排汽冷凝设备进行支撑的背压式汽动给水泵，汽轮机在运行过程中要保持稳定性，根据实际生产情况进行变速调节，调节的精确度符合相关标准，操作便捷。汽轮机通过模块化结构进行设计，保证其运行状态的稳定性。调节器方面，决定使用美国Woodward公司所研发生产的调节器，该调节器属于有差机械液压式调节器，内部设置了油泵和稳压系统，就可以摆脱外置有系统的限制，缓解了技术人员在设备调试方面的压力。此外，在调节器上还配置了电动转速调节装置，从而对机组的转速进行远距离的控制。技术人员将小汽轮机组的转速调节功能加入到DCS控制系统当中，进而实现了转速的自动化控制。

结束语

综上所述，此次给水泵节能优化改造虽然会在一定程度上提升工作人员的维护工作量，但是给水泵的整体能耗出现明显的下降。同时，在实际运行的过程中由于减温水量和给水流量之间实现了单独调节，所以，二者之间的相互影响可以忽略不计，对锅炉温度调节的灵敏程度也有着一定程度的提升，此外，通过汽轮机的改造全面提升了蒸汽的利用效率。

参考文献

[1]冉茂军.水泵电机变频节能改造和节能分析[J].低碳世界,2019,9(05):95-96.

[2]田新颖,宋金鹏,郝珮帆,李耕宇.变频水泵节能效果分析[J].信息记录材料,2019,20(05):239-240.

[3]葛雪松.水泵设计及使用中的节能降耗研究[J].现代制造技术与装备,2019(04):122+135.

[4]邵伟.生态供水泵站改造水泵配电方案分析[J].智能城市,2019,5(07):133-134.

[5]李生虎,曹潭洲.循环水泵的节能改造[J].聚氯乙烯,2019,47(02):31-34.