離心泵的節能方法討論

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????泵作為個非常通用的基礎設備，在整個社會生產中消耗非常巨大的電力能源，記憶中統計數據里整個發電量的30%左右是被泵消耗掉的。但是泵作為一個傳統流體機械設備，其製造技術卻一直沒有非常大的革新，雖然3D設計，計算機流體模擬已經大量應用，但是泵的效率貌似已經沒多大的設計提升空間，更大的節能空間在於選型?，製造控制，運行控制上。

離心泵是泵類產品中使用最廣泛的類型，效率也高與其他類型泵，但是依然有很大的節能空間。

目前各大知名離心泵泵企業都有自己的節能方案，尤其在市政供水，樓宇暖通行業，變頻（+並聯）方案是應用最廣泛的方法，也確實非常有成效。在運行工況變化較大的供水樓宇暖通應用中，變頻驅動的應用，能夠實現?到50%以上的節能效果，在一些特定場合甚至能高達80%的節能效果。?

節能50%對用戶有什麼意義呢，我們來簡單計算一下：

假設一台定速泵，正常工況範圍變化電功耗在20-30Kw的泵，平均功耗為25Kw，一年運行24小時X300天，一年消耗的電力約為18W度，電費非常可觀，採用變頻驅動系統，節能50%，一年就可以節約大約9W度電，使用10年的話，節約非常可觀，就算第一次投資和後期變頻系統的維護保養費用增加一些，和節約的電費比，還是非常有經濟效益的。???

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變頻驅動方案，已經發過3期知名泵企業的智能變頻驅動方案介紹，就不多說了。變頻驅動目前已經非常成熟，泵企業有自己的自能驅動產品線，用戶也可以自己添加變頻驅動設備來實施，而且應用非常成熟。

我們接下來討論在變頻驅動方案以外還有那些節能潛力可以挖掘：

1，選擇合適的泵類型和尺寸??

選型，是個一直被泵廠家和工程設計單位重視的環節，但是還是經常出現不合理選型，原因有很多，比如選定的供應商沒有最合適的泵類型或者尺寸，將就選型，工況設定時兼顧正常和最大工況造成選型不適合長時間運行工況，選型軟體或者工程師沒有能夠顧及到一些參數的調整，選擇了並不是最佳的泵等等。選型不佳有時能能造成大約3~8%的能源浪費，特定應用場合下甚至高達30%甚至更高。?

這種選型問題一般都比較複雜，也沒有統一的解決辦法，需要每個案例進行合理分析，進行參數調整改進選型方案，對選型人員技術能力要求較高。

2，製造驗收控制

這個也是常見而且最容易被忽視的環節。

泵是個傳統的機械設備，目前關係到泵流體性能的主要零部件的製造主要還是通過鑄造生產，因此泵的流體性能本身的偏差還是比較大的，一般性應用，允許的偏差可能在6-10%的範圍內。

泵在生產製造中，多數情況需要對葉輪進行切割來滿足選定的泵性能參數，如果在進行一次性能測試後進行較為精確的計算切割，可以將性能偏差控制的更為精準，對於工程定製產品這個成本增加並不多，因為工程定製產品本身就要求對每一台泵進行性能測試。而對於普通批量應用產品可能會增加一些測試和車間工作成本，然而個人認為，如果考慮到下面即將說到的轉速偏差問題?，這個成本增加相對多年運行的節能效應，這個成本也是可以接受的。

還有一個實際存在的問題：除了潛水泵，其他離心泵的驅動電機一般都是標準電機廠家生產，並不是泵企業生產，因此泵廠家關於泵的性能參數都是在一個預設的泵額定轉速下的泵本身的水力性能參數，這裡帶來一個泵的額定轉速和實際使用的電機轉速差異問題。比如很多泵企業在設定泵的額定轉速時，考慮到不同廠家電機的轉速並不一樣，設定一個較低的轉速，而電機廠家的額定轉速和實際負載下轉速還有一個差異，這在很多時候會產生較大的功率浪費。

舉個例子：一台小尺寸泵，功率大約5Kw，泵廠家設定的額定轉速可能是2850rpm，而實際訂單選用的電機額定轉速可能是2900rpm，而在實際負載下轉速可能是2930rpm甚至更高。這樣的話如果泵的?製造和驗收控制按照2850rpm來執行，實際現場運行在2930rpm下，功耗可能出現最大（2930÷2850）三次方關係，約合增加8.6%，實際運行調節時可能會產生更高的功率浪費。聯合泵本身的性能允許偏差和電機轉速偏差，實際運行時功耗可能比理想狀態高出10%以上。

因此，在製造和驗收上如果控制合適，雖然可能會增加一些成本，但是可能可以實現5-10%的節能效果，對單個泵來說每年可能只節約並不多電費開支，但是考慮到使用10年以上，有很多台泵，總體節能效益還是相當可觀的。??

綜合上面的闡述，變頻驅動能在工況變化較大的應用場合，如市政樓宇供水，暖通循環等，實現約30%-80%節能效果。在工況變化小的應用場合，通過合理的選型以及製造驗收控制，也能實現約5-10%甚至更高的節能效果。對於占工業能耗比例很高的泵設備來說，對實現全社會節約能耗有相當可觀的效應。同樣這些節能手段，對離心風機壓縮機等設備有類似的節能應用效果。

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