摘 要：随着工业技术的不断发展，水泵能耗过大的问题已经成为阻碍工业生产发展的重要问题。因此相关部门及工作人员需要全面分析实际的生产情况，对水泵进行全面的优化升级改造，从而使水泵在生产活动当中发挥更大的价值。在文章当中作者将结合具体实例，运用相关技术知识，对水泵节能改造优化实践工作进行详细的论述分析。[1]
关键词：水泵；节能改造；设计；实践措施
引 言
节能降耗是企业发展永恒的主题，在当今节能降排被列入基本国策的大背景下，泵类装置的节能自然成为节能工作的重点，为企业连续生产节约了可观的成本，传统水泵基于一种或多种原因，不能节能高效的运转，不仅给水泵用户直接造成了打量的经济损失，同样的也给国家带来了巨大的能源浪费。[1]
一、公司的现状
1.1水泵系统已配备变频器，变频后，水泵流量及出口压力均降低，可以部分满足生产的调节需求，部分水泵在调频改造之后，没有从根本上解决水泵运行效率低下的问题；水泵效率低下一方面跟水泵本身的水力性能有关；另外一方面和水泵与系统匹配有关，水泵偏离设计工况运行，偏离高效区，使其实际运行效率低于出厂额定效率，处于非经济运行状态。
1.2当前运行的水泵系统的管网特性与泵本身的性能不相匹配，在流体输送过程中存在闭阀调节阻力，由此将增加了流体输送过程中的无效能耗，并传递至水泵使其能量的利用效率不高。
二、项目改造实施方案
2.1全系统优化诊断
根据对现场流量、电流、压力等主要性能参数的检测和评估，同时参考系统的原始数据、管网情况，经科学严格的评估：
（1）部分水泵系统已配备变频器，变频后，水泵流量及出口压力均降低，可以部分满足生产的调节需求，部分水泵系统存在调频之后运行频率太低等问题，但没有从根本上解决水泵运行效率低下的问题；水泵效率低下一方面跟水泵本身的水力性能有关；另外一方面和水泵与系统匹配有关，水泵偏离设计工况运行，偏离高效区，使其实际运行效率低于出厂额定效率，处于非经济运行状态；
（2）当前运行的水泵系统的管网特性与泵本身的性能不相匹配，在流体输送过程中存在闭阀调节阻力，由此将增加了流体输送过程中的无效能耗，并传递至水泵使其能量的利用效率不高。
2.2多工况非常规设计
节能技改方案与设计指标
①根据技术交流，工艺流程图及工艺设备参数，确定系统运行状态。
②根据对系统流量，压力，阻抗等反复测定和模拟计算。
③分析的系统存在的不利因素。
④泵进、出口阀门以及管路进行更换和优化
⑤浊循环冷水池、净循环冷水池水泵单台流量增加到500 m3/h；二期循环水冷水池单台流量增加至800 m3/h；浊循环热水池、净循环热水池、循环水热水池单台流量增加至600 m3/h；节电效益按单吨水能耗计算。
⑥改造后的水泵系统流量、扬程等关健工况指标不低于现有工况，对部分使用变频器的水泵系统进行调整，使水泵的运行频率调整到40Hz以上，单吨水能耗降低。
技改指标 设备编号 技改前单吨功率（kW) 技改后单吨功率（kW) 技改前预估流量（m3/h） 技改后预计流量（m3/h）
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三、高效泵节能技术对比
1：宽高效泵最高效率比原型泵提高7%；
2：在最高效率点两侧，效率整体提高8%-12%；
3：高效区域增宽了140%以上，在很大范围内可以实现高效运行（80%以上效率为高效区）如图三所示。
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水泵的扬程是指水泵能够扬水的高度。是泵的重要工作性能参数，又称压头。可表示为流体的压力能头、动能头和位能头的增加，即 H=(p2-p1)/ρg+(v22-v12)/2g+z2-z1
式中 H——扬程，m；
p1，p2——泵进出口处液体的压力，Pa；
v1，v2——流体在泵进出口处的流速，m/s；
z1，z2——进出口高度，m；
四、水泵节能改造项目设计方案中的问题以及解决方案
4.1管道连接合并
设计缺陷：原设计的净循环冷水池21#和24#水泵单台流量从374m3/h增加到500 m3/h，想用一台泵代替改造前的两台泵供水，但由于管道太小，泵的功率偏大，无法实现一台泵供水，且产生气蚀，管道和水泵出现异响。
解决方案：针对现场原有管道太小又不能改管的限制因素，把原有21#和22#两条供水管连接起来，由原有的两台水泵供水改为一台水泵供水。
4.2新增加备用真空泵和电池阀
设计缺陷：如真空泵故障时，且自吸泵断水后，自吸泵将无法抽水上冷却循环水塔，对生产造成很大影响。
解决方案：新增加备用真空泵以及加装真空泵电池阀，如真空泵故障时可以开启备用真空泵，且真空泵水箱增加回水管，可以让多余的水回到水池，达到循环利用。
4.3远程控制改造和数据采集传送
设计缺陷：改造后是现场操作启动水泵，不能由值班人员在操作室中远程控制，且无法知道水泵的运行状况。
解决方案：对泵的运行和启动方式进行远程调试，增加plc程序运行步骤和了解设定各项参数值，从而让泵在短时间内能快速启动上水，减少人为现场操作，增加数据采集传送。
五、水泵节能改造项目实施效果
5.1 公司此次拟节能改造的常用泵共计11台,其中无密封自吸泵6台，经改造后拟技改无密封自吸泵水泵系统综合节电率在30%以上，其余水泵系统综合节电率在20%以上，按每年运行时间不少于7920小时计算，每年综合节省用电约125万kWh，每年可节省标煤约437.5吨，减少二氧化碳排放量约1107吨，每年节省电费约70万元。
5.2使得水泵不产生气蚀，流量变大，减少气蚀对水泵的腐蚀破坏，减少人为去调控阀门的大小，减少一台90kw水泵供水，年节约用电25.9万度，节约金额14.5万元，达到很好的节能效果。
5.3泵盖的设计。为最大限度利用原结构空间，满足新增的功能要求，在原有设备的基础上进行改造带增压级给水泵，需要解决增压级叶轮的安装、出水位置及高压端密封与平衡等许多问题，给现场技术人员带来很大的考验。本次改造无法在泵筒体上设计增压级出口，为保证减温水与主给水分离，只能在大端盖上考虑增压级出口，同时还要考虑大端盖开出减温水出口后的强度问题。[3]
5.4远程控制改造和数据采集传送，在切换水泵的过程中可以由值班人员在操作室中远程控制。启动方式由单一的本地启动变成本地加远程双启动方式，更加灵活运用，降低工作量，提升效率。新增加数据采集传送，可以清楚地了解电机电压和电流，循环水的压力、功率因数等数据，可以反映出水泵的运行是否正常。
六、结束语
综上所述，各行各业的生产和发展都应以节约能源、最大程度地提高经济效益为目标，而在水泵运行中，其进行水泵节能改造效果非常理想，不仅可以节约能源，还可以大大提升水泵系统的运行稳定性，降低运行故障率，经济效益显著，可以提升企业的竞争力。[2]
参考文献
[1]给水泵节能改造优化实践[J].车沛华.全敏.黄敏聪.科技创新与应用.2019(35)
[2]探讨应用变频器进行水泵节能改造[J].陈明斌.科技与创新.2016.(05)
[3]给水泵节能改造优化实践[J].姚大林.杨振国.师东生.潘富婷.尹金亮.李颖杰.节能.2017.(12)