离心泵变频调速及节能技术探讨

阴德智

摘 要：离心泵作为工业中心流体运送设备占有着耗能的首要有些，现已成为节能作业首要需处置的疑问。本文主要针对离心泵变频调速工作原理进行分析，并提出离心泵的几种节能途径。

关键词：离心泵；变频调速；节能技术

中图分类号：TH311 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）32-0264-01

引 言

节能减排现已成中国经济开展规划大纲的首要内容特别对电力、钢铁、有色、石油化工、水处置等工业范畴高耗能公司提出了愈加严厉的减排方针。

1 离心泵节能的现状

1.1 节能设计不够科学

目前我国离心泵的主要设计原理仍然是利用经验公式进行模型换算或者是速度系数这两种方式。以上两种设计都不能有效地进行节能，使得离心泵不能在其效率方面有很大提升。此外，很多厂商仅仅关注于面前的利益，并不愿意加大对节能设计方面的投入，使得离心泵节能方面一直无法进步。同时，国内曾出现过“全扬程”这种避免阀门全开而导致的超功率问题发生的方法，但该方式实际上使得离心泵在很长时间内工作十分低效，从而导致能源过多地浪费。

1.2 节能的理念相对落后

与离心泵有关的节能理念很多都是提升其运行的效率，这种理念其实较为落后。实际上对离心泵进行节能并不单单要提升其效率，还要包括其可靠性、对环境的适应程度、使用的寿命等等进行综合地改善。例如，我们从离心泵对环境适应的角度来说，该特点指的是离心泵在不同运行环境下，其密封、水力性能和耐磨等性能会有着不一样的要求。因此节能改造必须根据其对环境适应程度进行设计，从而提升其节能的效益。离心泵节能理念必须对其整体进行考虑，不能仅关注一个方面的指标。

1.3 离心泵的使用不合理

随着离心泵使用的时间变长，其各项性能必然会下降。若在使用时不能定期对其进行维护、保养，对其存在的故障不及时地进行检修，很容易使其运行处于“亚健康”状态，导致其运行效率快速下降，造成能源消耗的增加。此外，若布置该系统时不进行全面合理地设计，例如布置的管道距离太长，各种弯道的接头较多，会使能源的损失更为严重，无法满足离心泵工作的要求，为其运行埋下各种隐患。

2 离心泵变频调速

变频调速具有调速效率和功率因数较高，调速范围相对较宽泛，调速的精度相对较高等优点。调速调节是指不改变管网曲线而通过改变离心泵转速实现性能曲线改变来调节流量，实现节能目的则由风机和离心泵自身特点决定。根据比例定律，在相似运行条件下，有：

其中：Q为流量、H为扬程、P为轴功率、n为转速。

根据（1）式，可以得到：离心泵的流量、扬程和轴功率，分别与其转速、转速平方、转速立方成正比，因此，转速降低、流量一般降低，但是功率则大幅度降低。

离心泵转速由n1转为n2（n2=1/2n1），则其性能曲线转为（H-Q）*n2、流量为Q2（Q2=1/2Q1）、压头为H2、效率为ηc。此时，理论耗能仅仅为额定功率的1/8，节能达到50%。同时，调速调节效率ηc≈ηa，此时，风机离心泵仍可实现在高效区工作，这是另一个节能来源。

离心泵变频调速通常有变频恒压变流量和变频变压变流量供水这两种方式，前者应用相对来说比较更广泛一些，而后者的技术要求相对来说更为合理、难度更大一些，但其代表着离心泵变频调速节能技术的主要方向。在实际改造中，需要综合考虑用户经济条件、节能指标和设备运行要求选择改造方案，比如液力祸合器调速属于低效调速方式，投资少、见效快、资金回收周期短等，对于老设备来说更具有明显节能效益。

3 离心泵节能技术

3.1 对节能进行优化设计

对离心泵进行设计时，要摒弃传统设计理念，使用诸如水力模型等先进、科学的设计方法。此外，要对各项设计方案进行可靠性分析试验、环境适应程度试验等等。例如当离心泵被应用在潮湿环境中，那么要对其进行耐盐雾、霉菌等的试验，从而保证其使用的效率、寿命，从而降低运行时的资源耗费。此外，对离心泵进行的节能改造要进行技术的创新。例如，可以运用系统优化的节能技术（PSO）。该技术可以将流体流动时造成的能量损失进行最小值的精确计算。PSO技术可以直接依照循环水这一系统在线对资料进行检测，然后利用计算机来模拟仿真实验，从而推导得出管路的阻力曲线，计算得到使能量损失达到最小的节点。

同时，离心泵应用于不同的环境，要采用不同种材料。近几年材料學与工艺都得到了极大发展，很多新的材料、工艺都应用在离心泵中，从而有效地提升了其使用寿命、运行效率，加强了其适应环境的能力。此外，也极大地改善了泵的流动性、耐腐蚀、耐磨等特性，其涂覆技术、对材料表面进行处理的技术等都得到了发展。

3.2 对离心泵进行合理地选型

选型必须恰当，要留有一定的余量，才能满足用户实际需求。而若余量过大，会使得离心泵的效率下降。因此石油企业可以与制造商合作，针对本企业特点进行离心泵的定制，充分地参与到其设计、制作的全过程。其节能的设计一般要满足以下方面：①必須满足工作中最大的流量和杨程。②离心泵正常运转时，其工况点必须落入设计高效的区间内。③要选取高转速、稳定性强的离心泵。要尽量地避免选择那些性能曲线有“驼峰”的离心泵。此外，石油企业在选型时应尽量选择那些体积小，质量较轻并且结构简单泵。

3.3 对管路进行合理地布置

布置管道时要尽量地将弯管数量降到最低，在必须要转弯的地方，其弯曲的半径应在管道直径4倍左右，其转角也应超过90°。同时，要将管道长度尽量地降低，并且要减少管道应用附件、组件等零部件的数量，从而降低各项管路的损失。

使用离心泵时，一定要定期对该系统进行彻底的检测与养护，从而保证离心泵表面光滑并且密封性保持在较高水平，从而提升泵的寿命，达到节约成本的目的。

4 结 语

离心泵是流体输送的主要装置，在联合站中应用十分广泛。但其运转确实会消耗过多的能源。企业要对离心泵存在的节能问题进行分析，应用更先进的节能理念、设计对离心泵进行改造，从而实现降低能耗的目的。

参考文献

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收稿日期：2018-9-23