污水处理厂泵类设备能耗问题的研究

发表时间:2020/8/12   来源:《基层建设》2020年第9期   作者:陈海文
[导读] 摘要:分析污水处理厂的能耗构成可以得知,整个污水处理厂的能源消耗中,泵类设备的电力耗用量一般又占到60%以上,所以,如果想降低污水处理厂的能耗费用,重点就是要降低泵类设备的能耗,有针对性地采取一些节能降耗措施。
        兰州石化公司污水处理厂  甘肃兰州  730060
        摘要:分析污水处理厂的能耗构成可以得知,整个污水处理厂的能源消耗中,泵类设备的电力耗用量一般又占到60%以上,所以,如果想降低污水处理厂的能耗费用,重点就是要降低泵类设备的能耗,有针对性地采取一些节能降耗措施。本文通过对污水处理厂泵类设备的能耗问题进行研究,提出一些可行性的节能降耗措施。
        关键词:污水处理厂;泵类设备;节能降耗;运行效率
        1泵的运行过程和原理
        随着我国社会经济的快速发展,科学技术得到了长足的进步,给人们的日常生活带来了巨大变化。其中,泵的广泛应用为人们的生活、生产活动带来了很大的便捷,有效提高了人们生产的效率和日常生活质量,是人们日常生活中必不可少的重要组成部分。泵作为一种十分常见的辅助动力设备,以输送各种液体为主要功能,泵的工作原理就是将电机工作产生的机械能转化为液体输送的动能,从而实现液体超高输送的目的。由于离心力的作用,流体被从叶轮中央沿叶轮切线方向抛向四周进入蜗形泵壳,同时获得转化的能量。在泵的蜗壳内,由于蜗壳流道逐步增大使得流经壳中的液体流速下降,此时流体动能的一部分转变成静压能,最终以较高的压力进入外排管道,到达使用部门。
        2污水处理厂泵类设备能耗问题
        (1)在设计与选择泵组时预留的安全量过大造成能耗增加,如果泵的流量持续过大会引起电机过载发热甚至烧坏,通常采取大幅度地关闭泵组阀门来解决,这也就导致了大量的能耗浪费在阀门上。
        (2)泵的安装不到位造成能耗增加,例如基础没找平,导致运行产生振动,增加磨损和能耗;当多台泵串并联形成比较复杂的泵组结构时,如果配置不合理就会造成能耗增加;如果管路结构设计和安装不合理,系统回路的液体压力不平衡,常常会导致异常现像——局部阻力偏高,增加扬程能耗。
        (3)泵的叶轮的各种腐蚀导致的能耗增加,其主要影响因素有:被输送液体的pH影响,温度的影响和盐浓度的影响等。这些腐蚀降低了水泵的运行效率,增加了其单位时间的能耗,同时因腐蚀引起的检修次数增加,造成大量的资金、人员和物资浪费。
        (4)没有及时维修保养造成能耗增加,如整个泵网结构旁通较多,局部渗漏,都会增加无用流量,从而增加泵的电能消耗。
        3泵运行维护保养对策
        3.1定期进行维护保养,及时更换损坏零部件
        泵的正常运行需要得到使用者的有效保护和维修,泵的长期运行或多或少都会出现一些零部件的老化和损坏等,需要使用者对其进行定期的检查和维护保养,从而及时发现出现的问题或者功能受损的零部件,及时进行更换。泵的运行和人体一样,长时间的工作同样会产生疲劳,但泵无法像人一样自行调整作业强度和工作时间,只能超负荷、超长时间地连续工作。所以,泵的使用者要做好泵日常维护保养的计划,定期对泵的内、外部零部件、电机的运转以及线路进行全面且细致的检查,排查泵的零部件和各种连接螺栓、线缆等是否出现老化或者松动、损坏等,对出现损坏问题的零部件要及时更换同样型号的新零件,对出现锈蚀和松动的螺栓和连接点等部分,要对其进行及时的除锈处理和紧固处理,保证其可以正常地发挥作用。另外,泵维护保护工作人员还需要定期对泵进行彻底的维修,一方面可以给予泵充足的停息时间,缓解泵的运行疲劳,恢复泵零部件性能;另一方面可以对泵的现在运行安全隐患问题进行发现,并提前做好应对或者维修,保证泵的使用稳定性和高效性。
        3.2减少泵汽蚀问题发生,保证泵的正常运行
        泵在正常的运行过程中会受到外界环境因素和使用因素的影响,产生一定程度的磨损,其中,汽蚀就是导致泵运行磨损加速的主要原因之一,同时汽蚀也导致泵出现剧烈振动和发热异常的因素。所以,在使用泵的过程中,控制泵的汽蚀问题发生,是保证泵运行安全的重要一环。

泵汽蚀问题的减少,不但可以有效降低泵故障的概率,提高泵的日常运行效率,而且可以有效延长泵的使用寿命,提高泵的使用性能。为此,泵维修和维护保养人员需要将泵的防汽蚀工作
        3.3加强泵日常管理
        一般情况下,泵的运行都需要与其他的工业生产设备进行组合使用,形成一套稳定运行的机组。所以,想要减少泵运行中故障问题的发生次数,提高泵的运行效率和使用效果,就必须要加强对泵运行的日常管理,加强对泵维护保养工作的监督和督促。泵的使用企业要安排专门的维护保养管理人员对泵的日常运行进行全程管理,合理安排人员对泵进行运行的监测和故障检修维护保养等。同时泵管理人员要合理调配泵的运行时间和运行参数,控制泵的进水量,为泵的正常运行提供基本的保障。要定期组织人员参加泵的故障检修和维护保养培训,提高人员的专业技术水平,丰富人员的经验,从而保证检修人员可以在第一时间发现泵故障问题,找到故障根本原因,做出有效的应对,保证泵的正常、稳定运行。
        4泵类设备的节能降耗措施
        4.1泵类设备的选型要科学合理
        根据污水处理的工艺、泵送高度管道走向、工况条件等选择直立式、平卧式或其它类型。根据泵送液体的物化性质,选择使用热水泵、常温泵、油泵等。对于使用工况特殊,有防爆要求的,选用配置防爆电机的水泵。在泵的类型确定后,就可以依据泵的最大流量和扬程来确定具体型号。如果最大流量未知,一般按照正常流量放大1.1倍作为代替值,然后在此基础上放大5%~10%的余量,然后据此推算出扬程,最后在特性曲线或者型谱图上确定具体型号。在确定型号后,要依据泵送液体的理化性质,再查阅相关的产品目录或使用手册,确定泵的运转是否处于最佳工作区。
        4.2确保水泵的安装质量
        要依据图纸和说明书做到规范安装。污水处理厂的机泵通常是全天连续工作,如果没有严格按照图纸和说明书安装操作,很容易使泵在运行时产生较强烈的振动,造成泵的损伤和能耗加快。
        4.3合理采用变频控制,有效降低能耗
        由于水泵的转速与流量是呈正相关关系,通过对水泵的转速和流量实施变速调节,使机泵的运行更加智能和科学,从而达到节能降耗的目的。科学调度合理搭配,发现泵组的最佳区域,优化泵组运行。例如在调节压力和水量时选用较低效率的泵,而主机泵则选用流量大扬程小运行效率高的泵。
        4.4应用新技术新材料,提高泵的运行效率
        泵在输送介质时,泵的能耗主要用来克服介质表面的摩擦力和其产生的涡流阻力,这些阻力主要来自流道内介质和流道,以及和泵叶片之间的摩擦作用,同时还有介质自身的粘度。所以在流道和叶轮表面加上一层化学涂层,使其接触面光滑,减少摩擦产生的能耗损失,同时,由于高分子涂层封闭性能好,能隔绝空气、水等介质,减少了锈蚀和电化学腐蚀。另外,这种化学涂层结构致密,强度大,具有良好的抗磨和缓冲作用。
        5结论
        对污水处理厂泵类设备的能耗问题研究,探讨一些节能降耗的措施,可以有效地降低污水处理厂的运营费用,有着重要的现实意义。泵运行的过程中会受到外部因素、内部零部件因素和人为使用因素的影响,出现不同类型的故障问题。所以,泵的管理人员需要加强对泵维修保养的意识,并将具体的工作落实到实处,对泵经常出现的故障问题进行总结和分析,并在工作中不断积累经验,及时、快速地找到故障问题并作出应对,进而提高泵的运行稳定性和安全性,创造出更大的经济效益。
        参考文献
        [1]姚福来,等.水泵变频调速的节电量计算及系统设计[M].北京:科学出版社,1998.
        [2]叶泽文,黎天标.水泵节能技术探讨及实例分析[J].广东化工,2015(13).
        [3]王杰,张生安,燕增伟.化工装备技术,2011-02-10.
 
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