城镇自来水厂水泵叶轮节能改造

—83—水利与电力城镇自来水厂水泵叶轮节能改造倪一飞金明达（杭州萧山供水有限公司，浙江杭州311203）【摘要】水泵的优化运行、调整，对于降低供水电耗，促进节能降耗，提高供水系统运行经济性具有重要的意义。本文笔者介绍了杭州萧山供水有限公司对水泵叶轮进行改造，解决了原水泵长期低效运行的问题，取得了显著的经济效益和节能效果，并对改造前、后进行了对比分析。【关键词】水泵叶轮优化改造节能1项目概况水泵在供水系统中属最大耗电设备，占千吨水耗电量的80%以上，提高水泵效率对于水厂节能降耗有着十分重要的意义。作为萧山东片区域主供水厂的萧山供水江东水厂，一期制水规模30万吨/日，建成于2013年8月，出水泵房所配三台水泵为同型号，其中两台为变频控制，另一台为工频泵，运行模式为：一台工频+一台变频，水泵性能参数如下表：名称双吸离心泵型号RDL800-970A流量7000立方米/小时扬程30m配用功率1000kw转速590r/min制造商上海凯士比泵有限公司由于目前萧山东片区域大部分供水管网建成于20年前，布局不合理，口径小，材质参差不齐，只能承受0.3MPA的管网压力，超过这个压力值，将增大爆管频率，为确保外管网安全，工频泵出水蝶阀阀门不能全开到位，水泵也就无法运行在最佳工况点，具有效率低下、耗电量非常大的现象。为了让工频泵的运转起来具有一定的经济性，单位委托长沙天鹅工业泵股份有限公司根据水泵实际运行工况进行优化设计。经分析研究，决定此次改造在保持原有泵壳跟出入管道等零件，设计制作新型的叶轮来替换旧的水泵叶轮，新设计制作的叶轮，其入口的角度比旧叶轮增大了1°，出口比旧叶轮要小1°；把叶轮的前盖板往外移动一下，以此使叶轮过流的通道有效地变大；并且把叶轮的外径给尽量的缩小一下，扬程从原来的30米降为20米；此外，对泵密封环进行更换调整。从而实现水泵节能降耗的效果。2改造前供水系统数据测算分析（1）①计算其供水的总水量，按照管道中安装的水表来计算水泵一个工作周期中的总供水量，计算出来的数据大都比实际的供水量要高很多，究其原因是因为管道内沉积的水垢会对水流量产生一定的影响。需检测出厂水pH值，从而确定有效的除水垢方式，减小管道阻力，达到最大供水量。②计算供水管网的长度跟其直径大小，对管道具有的性能进行分析，为的是判断一下能不能跟配置的水泵有效匹配，管道的长短以及直径也会对水的流量以及速度产生一定的影响。③根据具体的供水系统以及设计好的参数的匹配来计算并探析水泵有没有下面几项问题存在：1）水泵的工作效率是不是比较低；2）工作状态跟设计的是不是相符；3）供水水泵相关的通流合不合理；4）供水水泵的配置是不是符合主电机的运转；5）选取的电机功率是不是恰当。根据相关的实验，把上面的几个问题出现的原因给查找出来，然后按照周期供水量、密度、流速、管道直径等来进一步确定水泵实际工作的参数跟模式，由此制定具有高节能和经济效益的优化方案。（2）原供水泵性能计算①水泵实际运行扬程按照测量得出的结果，水泵在现在的工作状态下，它进出口总能头做如下方面的计算：进口总能头：H1=Z0—△hs=5.83—1.5=4.33mm出口总能头：H2=P2/r+V2/2g+Z2=20.41+0.38+2.43=23.22mm公式里：Z0——代表经过泵站吸入水面达泵进水管中心之间的距离；Z2——代表由泵进水管中心抵达泵出口压力表中心之间的距离；hs——代表泵站吸入口跟泵进口之间的水力损耗，选1.5m；P2——代表的是泵输出口的表压情况；V2——代表的是水泵输出口测压断面的所具有的平均流速。水泵具体工作扬程的计算如下：②水泵实际轴功率水泵所具有的电机的电压是10KV，具体工作起来的电流是76A，那么水泵具体工作轴功率能做如下计算（电机效率为0.9），轴功率：③测得水泵实际流量水泵效率η可按下式计算：式中：η——水泵在该工况点的运行效率。④比转速（3）计算结果分析上面得出的计算结果显示，水泵的工作效率为69%，离心水泵的工作效率要比它高出很多。此水泵的转速在设计的时候是260，但是具体的转速却高达310，跟设计相差太多，根据原有的设计方式，离心泵的比转速应该≧300，其工作效率是非常低的。所以，经由对其进行改造后，把水泵的运况转变到最佳工作状态。3改造方案的制定及实施3.1减少泵的能耗主要从几个方面下手：一是可改变原有的水力模型，建立新的、更适合于提高效率的水力模型。二是合理地对水泵的制造方面的工艺实施相关的控制，使得加工上的精度得到有效提高，水利方面的损耗就能够有效降低；三是对水泵型号的选择以及安装要实施调整优化，要做科学合理的求证；四是采用水泵自身功能之外的相应的控制策略，比如说增加变频有关的控制方面的设备。3.2设计并制造满足下列条件的叶轮根据数据模型对新型的叶轮进行合理的模拟制作，如果转速达