泵及泵系統(tǒng)節(jié)能研究背景

根據(jù)國家統(tǒng)計(jì)資料，泵類產(chǎn)品的耗電量約占全國總發(fā)電量的20%，占全國總油耗的5%。因此，加強(qiáng)泵行業(yè)的節(jié)能技術(shù)工作，已經(jīng)成為當(dāng)前國家節(jié)能工作的重要組成部分。國家和聯(lián)合頒布的《中國節(jié)能技術(shù)政策大綱》(2006)明確提出，要“發(fā)展、推廣高效率的泵類設(shè)備。通過完善泵的三元流場、二相流分析計(jì)算方法，改進(jìn)加工工藝，使泵的能效達(dá)到83%～87%。” 2007年10月28日新修訂的《中華人民共和國節(jié)約能源法》提出，“國家鼓勵(lì)工業(yè)企業(yè)采用高效、節(jié)能的電動(dòng)機(jī)、鍋爐、窯爐、風(fēng)機(jī)、泵類等設(shè)備”。《關(guān)于振興裝備制造業(yè)的若干意見》(2006)進(jìn)一步明確了振興裝備制造業(yè)的若干重點(diǎn)領(lǐng)域，這些重點(diǎn)領(lǐng)域的大型成套裝備涉及很多流體機(jī)械關(guān)鍵產(chǎn)品和關(guān)鍵技術(shù)。

　　提高泵產(chǎn)品的運(yùn)行效率，首先要提高泵本身的設(shè)計(jì)效率，通過加強(qiáng)對泵內(nèi)部流動(dòng)規(guī)律的研究，并開發(fā)出的泵系統(tǒng)現(xiàn)場評估軟件、三元流葉輪設(shè)計(jì)和性能預(yù)測軟件。同時(shí)，還要大力提高泵產(chǎn)品的節(jié)能運(yùn)行管理水平，因?yàn)楸眠\(yùn)行時(shí)如果偏離設(shè)計(jì)的高效點(diǎn)，實(shí)際運(yùn)行效率下降將十分顯著。因此，采用的三元流葉輪技術(shù)，對泵進(jìn)行節(jié)能改造具有有廣闊的節(jié)能空間，且符合泵用戶節(jié)能減排政策。

　　目前三元流葉輪節(jié)能技術(shù)，主要應(yīng)用于以下領(lǐng)域：

　　(1)大型循環(huán)水系統(tǒng)

　　該系統(tǒng)主要分布于石化企業(yè)、大型鋼廠等冷卻水系統(tǒng)(涼水塔)，該系統(tǒng)一般選用大、中型雙吸泵，泵流量大、功率大。長期以來，一方面，由于選型過于保守，泵揚(yáng)程和流量偏離裝置實(shí)際需求;另一方面，由于裝置參數(shù)的調(diào)整，水量和管網(wǎng)壓力需求調(diào)整，且冬季和夏季工況相差較大。從目前評估的系統(tǒng)來看，均存在水泵嚴(yán)重偏離高效區(qū)、低效率運(yùn)行的情況。在這種情況下，水泵不僅能耗高，且易導(dǎo)致汽蝕、引起泵組振動(dòng)，嚴(yán)重影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

　　(2)大中型泵站建設(shè)和改造工程

　　上個(gè)世紀(jì)七八十年代建造的泵站，經(jīng)過長期運(yùn)行，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)葉片受到汽蝕破壞，葉頂間隙較大，導(dǎo)致效率低，能耗高;上個(gè)世紀(jì)的軸流泵、斜流泵水力模型的效率較低。通過國家南水北調(diào)工程的建設(shè)，近十年江蘇大學(xué)堅(jiān)持軸流泵、斜流泵理論與試驗(yàn)研究，研究了系列高效軸流泵(ns=500-1600)、斜流泵 (ns=350-850)、貫流泵水力模型、雙向泵水力模型，效率比80年代的同類模型提高5%左右。

　　因此，結(jié)合目前國家水利工程建設(shè)和改造項(xiàng)目，通過采用高效軸流泵(ns=500-1600)、斜流泵(ns=350-850)等高效水力模型，優(yōu)化泵站進(jìn)、出口流道裝置，提高泵站裝置運(yùn)行效率，可大幅節(jié)能，降低運(yùn)行成本。

　　(3)其他高能耗泵系統(tǒng)工程

　　水泵作為通用機(jī)械，應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，作為節(jié)能改造，首先考慮改造高能耗，率的泵系統(tǒng)。年運(yùn)行8400小時(shí)、能耗大于200kW/h的泵系統(tǒng)應(yīng)作為重點(diǎn)改造對象，若通過改造節(jié)能降耗10%，年回報(bào)率非常可觀。