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【摘 要】在大力提倡建设资源节约型社会的今天，作为水厂的耗能大户，水泵机组的节能降耗问题已受到人们的普遍关注。本文主要探讨了水厂水泵机组的节能对策措施，实践证明，通过合理选用水泵、提高水泵运行效率、加强运行过程中的合理调节及减少电动机的电能损耗可达到降低水泵能耗的目的。
【关键词】节能；水泵效率；运行调节；切削量；电能损耗
水泵是水厂的耗能大户，其电耗就占了制水成本一半左右，且水泵的运行效率较低，能源浪费严重，电机时常超负荷运行。因此，对水厂水泵机组进行节能改造迫在眉睫。合理选用水泵、提高水泵运行效率、加强运行过程中的合理调节及减少电动机的电能损耗都是水厂合理降低水泵机组的节能对策措施。下面，笔者就从这几个方面进行入手，提出降低水泵能耗的一些建议。
1.合理选用水泵
由于技术的进步和节能意识的增强，水泵机组的节能措施也得到了不断发展。特别是变频技术的发展，使得选择水泵机组的观念也有所改变。在选择水泵时应注意：（1）选择高效率的水泵、电动机；（2）水泵应大小搭配，合理组合；（3）采用变频调速泵，节约能量。
2.提高水泵的效率
提高水泵的效率，可以从减少以下方面入手。
2.1保证安装质量 在供水系统中，主要水泵机组经常是24h连续运转的，所以水泵很快就达到大修周期（5000h），拆卸安装相对频繁。当安装精度不符合要求时，不仅加剧振动，加速磨损，也会使水泵效率降低。另外，还应该有正确的安装高程。
2.2加强使用和维修管理 ①及时补充轴承内的润滑油或润滑脂，保证油位正常，并定期检测油质变化情况，换用新油，以减少轴承内的功率损失。②根据运行情况，随时调整填料压盖的松紧度，填料密封滴水宜30～60滴/min；及时更换已损坏填料，保证填料密封的良好工作状态，减少填料函内的功率损失。③在检修时，检查密封环的间隙宽度，超过标准值时应考虑更换，减少容积损失。
2.3提高加工精度 粗糙的过流壁面会使水力损失和机械损失增加，效率降低。有关试验表明：①铸铁泵体内壁的粗糙面涂漆后，水泵效率比未涂漆时的效率可提高2%～4%。②叶轮盖板和泵体内壁过流部分的粗糙面用砂轮磨光后，水泵效率可提高2%～4%。③对叶轮片打磨后水泵效率可提高5%～6%。这种费工少、收效大的工作是值得提倡的。如深圳市水务（集团）有限公司对水泵流道、叶轮等过流面内涂NSF超滑金属材料后，机组的综合效率比内涂前提高了4.3%，达到了节能效果。
3.水泵运行调节
水泵房一般按枯水位设计，二级泵站则按最高日最高时的流量和扬程选泵，可实际上水源水位偏离枯水位的幅度很大，而最高日最高时的流量在一年内并不多见，所以设计时选用的水泵并不能经常在高效范围内运行，必须进行控制，以求经济。
车削叶轮是一种简单又省钱的水泵节能措施，特别适宜泵站扬程变化小，但偏离水泵额定扬程甚远的离心泵。叶轮直径切削量的计算方法：
式中：
Q0、H0、D2-分别为水泵最高效率点的流量、扬程、叶轮直径；
Qa、Ha、D2a-分别为水泵叶轮切削后的流量、扬程、叶轮直径。
叶轮的切削量与其比转数ns有关，ns越高则允许的切削量越小，最大切削量与ns的关系见表1。
切削量太大将使水泵的效率明显下降。低比转数离心泵切削后，应把叶片末端锉尖，可以使水泵的流量和效率略有增高。
水厂高、低峰供水期泵站扬程变化较大，可以准备几个大小不同的叶轮，随时更换，对节能是有帮助的。例如某水厂对1999～2001年的泵站报表进行统计分析，该泵站高峰供水时期扬程在0.56MPa左右，而低峰供水时期则为0.53MPa，对其1#、2#机组分析见表2。
高效点的扬程为0.62MPa，比高、低峰时期的水泵扬程都高，说明叶轮直径偏大了，应该考虑切削。按上述公式计算，在高峰供水时应使用<680的叶轮，在低峰供水时期使用<675的叶轮。
当泵站扬程变化幅度较大，而且多年平均的扬程与水泵额定扬程相差甚远，不宜采用切削叶轮的方法时，可以采用调节转速的节能方法或采用切削叶轮和调节转速相结合的节能方法。
最佳转速的计算方法：
式中：
Q0、H0、n0-分别为水泵最高效率点的流量、扬程、转速；
Qa、Ha、na-分别为水泵最佳转速时的流量、扬程、最佳转速。
例如，某水厂取水泵站5台离心泵机组是按最高日最高时的流量和扬程选取的，设计扬程26m，而常年实际运行扬程只有18m，机组运行效率只有50%左右，叶轮气蚀严重，单位电耗大。后来，更换了5台机组的电机，将机组转速从700rPmin变为585rPmin后，机组平均效率提高到70%，避免了气蚀，达到了节能降耗的目的。
4.电动机的节能途径
减少电动机的电能损耗的主要途径是提高电动机的效率和功率因数。
（1）采用无功功率补偿，提高电动机功率因数，降低电耗量。对于功率因数低的电动机，应该采取措施进行补偿。并联电容器是一种经济的补偿方法。
例如，某小型加压站有2台机组，未改造前，电机实际功率因数为0.79，当机组启动时，启动压降较大，加上供电线路产生的压降，导致380V母线电压不稳定，影响其它电气设备的正常运转。后来，2台水泵电机都安装了电容补偿装置，电机功率因数提高到0.93，解决了上述问题，同时，降低了线路损耗，由变压器至电机这段线路上线损降低了2.75；由变压器供给电机的无功电流减少了，相当于提高了变压器的供电容量约30.8kW。
（2）改变励磁电流，调整同步电动机的功率因数。
（3）防止异步电动机的空转。例如，施耐德电气公司的Sepam系列电动机保护装置具有的相欠电流保护功能，就能有效防止異步电动机的空转。
（4）定期检修电动机，提高检修质量，提高自然功率因数。
5.结语
总之，水厂水泵机组的节能降耗关键是保证水泵在高效运行，减少无谓的浪费。对于水厂而言，应结合自身的实际情况，选择节能潜力大，节能效果好，投资回收快的水泵节能对策。毫无疑问，节能技术的进步，不仅意味着能源消耗大幅度降低，还将大大地提高企业的核心竞争力，对企业的可持续发展具有重大深远的意义。
参考文献
[1]廖栩辉，陈章.浅谈水泵节能降耗的工作做法[J].城镇供水.2007年06期
[2]陆茸.提高水泵运行效率的研究[J].城市公用事业.2004年第01期
【关键词】节能；水泵效率；运行调节；切削量；电能损耗
水泵是水厂的耗能大户，其电耗就占了制水成本一半左右，且水泵的运行效率较低，能源浪费严重，电机时常超负荷运行。因此，对水厂水泵机组进行节能改造迫在眉睫。合理选用水泵、提高水泵运行效率、加强运行过程中的合理调节及减少电动机的电能损耗都是水厂合理降低水泵机组的节能对策措施。下面，笔者就从这几个方面进行入手，提出降低水泵能耗的一些建议。
1.合理选用水泵
由于技术的进步和节能意识的增强，水泵机组的节能措施也得到了不断发展。特别是变频技术的发展，使得选择水泵机组的观念也有所改变。在选择水泵时应注意：（1）选择高效率的水泵、电动机；（2）水泵应大小搭配，合理组合；（3）采用变频调速泵，节约能量。
2.提高水泵的效率
提高水泵的效率，可以从减少以下方面入手。
2.1保证安装质量 在供水系统中，主要水泵机组经常是24h连续运转的，所以水泵很快就达到大修周期（5000h），拆卸安装相对频繁。当安装精度不符合要求时，不仅加剧振动，加速磨损，也会使水泵效率降低。另外，还应该有正确的安装高程。
2.2加强使用和维修管理 ①及时补充轴承内的润滑油或润滑脂，保证油位正常，并定期检测油质变化情况，换用新油，以减少轴承内的功率损失。②根据运行情况，随时调整填料压盖的松紧度，填料密封滴水宜30～60滴/min；及时更换已损坏填料，保证填料密封的良好工作状态，减少填料函内的功率损失。③在检修时，检查密封环的间隙宽度，超过标准值时应考虑更换，减少容积损失。
2.3提高加工精度 粗糙的过流壁面会使水力损失和机械损失增加，效率降低。有关试验表明：①铸铁泵体内壁的粗糙面涂漆后，水泵效率比未涂漆时的效率可提高2%～4%。②叶轮盖板和泵体内壁过流部分的粗糙面用砂轮磨光后，水泵效率可提高2%～4%。③对叶轮片打磨后水泵效率可提高5%～6%。这种费工少、收效大的工作是值得提倡的。如深圳市水务（集团）有限公司对水泵流道、叶轮等过流面内涂NSF超滑金属材料后，机组的综合效率比内涂前提高了4.3%，达到了节能效果。
3.水泵运行调节
水泵房一般按枯水位设计，二级泵站则按最高日最高时的流量和扬程选泵，可实际上水源水位偏离枯水位的幅度很大，而最高日最高时的流量在一年内并不多见，所以设计时选用的水泵并不能经常在高效范围内运行，必须进行控制，以求经济。
车削叶轮是一种简单又省钱的水泵节能措施，特别适宜泵站扬程变化小，但偏离水泵额定扬程甚远的离心泵。叶轮直径切削量的计算方法：
式中：
Q0、H0、D2-分别为水泵最高效率点的流量、扬程、叶轮直径；
Qa、Ha、D2a-分别为水泵叶轮切削后的流量、扬程、叶轮直径。
叶轮的切削量与其比转数ns有关，ns越高则允许的切削量越小，最大切削量与ns的关系见表1。
切削量太大将使水泵的效率明显下降。低比转数离心泵切削后，应把叶片末端锉尖，可以使水泵的流量和效率略有增高。
水厂高、低峰供水期泵站扬程变化较大，可以准备几个大小不同的叶轮，随时更换，对节能是有帮助的。例如某水厂对1999～2001年的泵站报表进行统计分析，该泵站高峰供水时期扬程在0.56MPa左右，而低峰供水时期则为0.53MPa，对其1#、2#机组分析见表2。
高效点的扬程为0.62MPa，比高、低峰时期的水泵扬程都高，说明叶轮直径偏大了，应该考虑切削。按上述公式计算，在高峰供水时应使用<680的叶轮，在低峰供水时期使用<675的叶轮。
当泵站扬程变化幅度较大，而且多年平均的扬程与水泵额定扬程相差甚远，不宜采用切削叶轮的方法时，可以采用调节转速的节能方法或采用切削叶轮和调节转速相结合的节能方法。
最佳转速的计算方法：
式中：
Q0、H0、n0-分别为水泵最高效率点的流量、扬程、转速；
Qa、Ha、na-分别为水泵最佳转速时的流量、扬程、最佳转速。
例如，某水厂取水泵站5台离心泵机组是按最高日最高时的流量和扬程选取的，设计扬程26m，而常年实际运行扬程只有18m，机组运行效率只有50%左右，叶轮气蚀严重，单位电耗大。后来，更换了5台机组的电机，将机组转速从700rPmin变为585rPmin后，机组平均效率提高到70%，避免了气蚀，达到了节能降耗的目的。
4.电动机的节能途径
减少电动机的电能损耗的主要途径是提高电动机的效率和功率因数。
（1）采用无功功率补偿，提高电动机功率因数，降低电耗量。对于功率因数低的电动机，应该采取措施进行补偿。并联电容器是一种经济的补偿方法。
例如，某小型加压站有2台机组，未改造前，电机实际功率因数为0.79，当机组启动时，启动压降较大，加上供电线路产生的压降，导致380V母线电压不稳定，影响其它电气设备的正常运转。后来，2台水泵电机都安装了电容补偿装置，电机功率因数提高到0.93，解决了上述问题，同时，降低了线路损耗，由变压器至电机这段线路上线损降低了2.75；由变压器供给电机的无功电流减少了，相当于提高了变压器的供电容量约30.8kW。
（2）改变励磁电流，调整同步电动机的功率因数。
（3）防止异步电动机的空转。例如，施耐德电气公司的Sepam系列电动机保护装置具有的相欠电流保护功能，就能有效防止異步电动机的空转。
（4）定期检修电动机，提高检修质量，提高自然功率因数。
5.结语
总之，水厂水泵机组的节能降耗关键是保证水泵在高效运行，减少无谓的浪费。对于水厂而言，应结合自身的实际情况，选择节能潜力大，节能效果好，投资回收快的水泵节能对策。毫无疑问，节能技术的进步，不仅意味着能源消耗大幅度降低，还将大大地提高企业的核心竞争力，对企业的可持续发展具有重大深远的意义。
参考文献
[1]廖栩辉，陈章.浅谈水泵节能降耗的工作做法[J].城镇供水.2007年06期
[2]陆茸.提高水泵运行效率的研究[J].城市公用事业.2004年第01期