節(jié)能環(huán)保與經(jīng)濟(jì)性運(yùn)行在泵站的應(yīng)用范文
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摘要：通過科學(xué)分析與綜合考量，找出泵站運(yùn)行中經(jīng)濟(jì)性與節(jié)能之間的均衡點(diǎn)，合理利用電氣設(shè)備，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。
關(guān)鍵詞：泵站；環(huán)保；節(jié)能；經(jīng)濟(jì)性
0引言
冶金工業(yè)的用水量比較大，配置的水泵種類多，耗電量大。為提升泵站運(yùn)行效率，在泵站建立過程中必須考慮節(jié)能環(huán)保環(huán)節(jié)，但節(jié)能環(huán)保措施經(jīng)常影響經(jīng)濟(jì)性。因此，在設(shè)計(jì)方案時(shí)做到節(jié)能環(huán)保和經(jīng)濟(jì)性的同步適用是保證泵站高效運(yùn)行的關(guān)鍵。
1水泵機(jī)組的節(jié)能途徑
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，供電越來越緊張，尤其是需要供水不間斷的冶金工業(yè)，最急需解決的是水泵機(jī)組的節(jié)電問題,最大限度地降低電能消耗，有效的方法是對(duì)低效能水泵機(jī)組進(jìn)行技術(shù)改造。使用水量表、標(biāo)準(zhǔn)孔板或噴嘴等節(jié)流裝置，容積水箱（適用于流量不大、出口壓力不高的開放式系統(tǒng)的水泵）,以及高速、中速、低速流速計(jì)等測(cè)定各類水泵的流量，參考不同的機(jī)具儀器測(cè)定各類數(shù)據(jù)。
2合理接線
泵站的主接線基本上按照泵站的負(fù)荷特色和運(yùn)行特色來定。因?yàn)橹行⌒捅谜镜呢?fù)荷特征為3級(jí)負(fù)荷，容量較小，高壓供電采納經(jīng)濟(jì)型變壓器連接線體例，當(dāng)使用2臺(tái)及2臺(tái)以上的變壓器時(shí)，也可采用單母線接線線路（容積不應(yīng)超過3∶1）。同時(shí)，為避免變壓器環(huán)流造成的損耗和負(fù)載分配給變壓器的不等同，盡量不要多臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行。當(dāng)安裝站的數(shù)據(jù)大且操作靈活時(shí)，電機(jī)的電壓母線可以通過單母線分段連接與多臺(tái)電機(jī)和其他電氣設(shè)備連接。
3提升效率
提升效率的關(guān)鍵在于提高泵站的效率，即提高傳動(dòng)裝置、動(dòng)力機(jī)械、管道及零部件、水泵的進(jìn)出口效率。發(fā)電廠的效率隨著輸出功率與動(dòng)力機(jī)器輸入功率的比值而提升。因此不僅要注意改進(jìn)動(dòng)力機(jī)械的設(shè)計(jì)和制造，還應(yīng)注意：①泵合理匹配功的概率儲(chǔ)備系數(shù)不能太大。因?yàn)樨?fù)荷不達(dá)標(biāo)，降低電機(jī)的效力，降低電機(jī)的功率因數(shù)，使得輸電路線和變壓器的耗損增加，并且在不加載柴油機(jī)的情況下增加燃料耗損。②可以通過改變電機(jī)型號(hào)、規(guī)格和體積，調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速，使泵站運(yùn)轉(zhuǎn)效率提高，但又不降低傳動(dòng)效率和改變電機(jī)繞組。對(duì)于柴油機(jī)機(jī)組來說，除了更換合適的柴油機(jī)型號(hào)外，還可以從改變柴油機(jī)轉(zhuǎn)速入手，使柴油機(jī)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。③用戶應(yīng)多接觸新興產(chǎn)品，選擇由正規(guī)廠家生產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。電機(jī)的效率是由生產(chǎn)過程的水平、工藝和材料決定的，電機(jī)的功率損耗包括銅損、鐵損和渦流損耗。選擇設(shè)備時(shí)，應(yīng)選取高質(zhì)量、高效率的電機(jī)產(chǎn)品。后期保障過程也要嚴(yán)謹(jǐn)要求質(zhì)量，如固定轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)子之間的均勻磁隙，讓間隙尺寸在標(biāo)準(zhǔn)要求范圍，定轉(zhuǎn)子的磁心相對(duì)高度應(yīng)控制在相應(yīng)的范圍內(nèi)；否則電機(jī)運(yùn)行不穩(wěn)定，效率也會(huì)有所降低。④減少泵的機(jī)械損失、體積損失和液壓損失。這些損失與泵的布局、軸承的潤(rùn)滑、葉片尺寸和葉輪內(nèi)表面有直接關(guān)系。因此，在泵的選擇和維修中，應(yīng)嚴(yán)格控制這些指標(biāo)在規(guī)定范圍內(nèi)。加大軸承的潤(rùn)滑度可以削減機(jī)器損耗，優(yōu)化葉輪殼體外形可以削減液壓，削減葉輪葉片與葉輪殼之間的裂縫，改良填料和其他密封位置的密封。⑤進(jìn)出口是連接泵外池的重要管道，它的形狀和內(nèi)表面條件影響管道的阻力系數(shù)。阻力系數(shù)又決定了必然流量下的水力喪失，因此必需合理規(guī)劃流道布局和外形，充分利用水力。另外，轉(zhuǎn)輪的水力損失與流量的平方成正比，控制好流量也是降低液壓損失的一個(gè)要點(diǎn)。
4配件的選擇
高質(zhì)量的變壓器可以降低能源的消耗,但需要注意選擇容量小的變壓器。盡量按經(jīng)濟(jì)性原則選擇配件,負(fù)載率應(yīng)≥50%。沒有排灌需求時(shí)可停止主變壓器的運(yùn)行，如果有照明或其他需要,可改換小變壓器，以降低變壓器的“鐵損”，節(jié)省電能。做好后期保障工作，定期檢查電機(jī)性能,正確操作電機(jī)的啟動(dòng)、運(yùn)行、停機(jī)。應(yīng)加強(qiáng)對(duì)柴油機(jī)機(jī)車的管理，為了減少機(jī)器摩擦損耗，必須保證相對(duì)運(yùn)動(dòng)部件之間的適當(dāng)間隙，選擇適合的潤(rùn)滑油，確保正常的潤(rùn)滑油溫度。另一方面，為了提高柴油機(jī)的燃油效率，運(yùn)行中控制噴淋質(zhì)量和冷卻水溫度。收縮變電站與負(fù)荷間的間隔，以縮小配電半徑，削減路線消耗。變壓器的體積和數(shù)目順應(yīng)季候轉(zhuǎn)變引發(fā)的負(fù)荷轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)性運(yùn)行，削減不必要的電力消耗。
5優(yōu)化啟動(dòng)方式
直接啟動(dòng)啟動(dòng)裝置雖然快捷，但會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成沖擊，影響設(shè)備安全可靠運(yùn)行，縮短設(shè)備的壽命。同時(shí)，大的啟動(dòng)電流會(huì)使電阻發(fā)熱，加快絕緣老化，減短電機(jī)壽命，并使啟動(dòng)能量過多損失。特別是經(jīng)常停車時(shí)，控制沖擊電流，調(diào)節(jié)到最佳啟動(dòng)電流，非常適合于各種泵的負(fù)載。三相晶閘管調(diào)壓器軟啟動(dòng)器是一種新型電子軟啟動(dòng)器，它相對(duì)于磁控和自動(dòng)液阻軟啟動(dòng)器性能更好，相對(duì)于變頻器具有較低的價(jià)格，并且具有啟動(dòng)電流小的優(yōu)點(diǎn)（可以根據(jù)需要設(shè)置啟動(dòng)電流乘法器）。配備軟啟動(dòng)時(shí)，應(yīng)考慮功能簡(jiǎn)單、價(jià)格合理、操作方便、操作條件多的軟啟動(dòng)器。具有斜坡電壓調(diào)節(jié)的軟啟動(dòng)器應(yīng)有斜坡電壓?jiǎn)?dòng)。在接觸器旁路模式下，軟啟動(dòng)器可用于啟動(dòng)多臺(tái)電機(jī)，減少一次性投資。
6保障工作
農(nóng)村電網(wǎng)的供電半徑一般不大，電源電壓等級(jí)主要包括35kV，10kV和0.4kV。0.4kV電源具有較大的電流，線損和銅耗明顯增加。10kV電壓電源可明顯降低損耗，35kV供電經(jīng)濟(jì)性高，應(yīng)優(yōu)先考慮。一般來說，為了環(huán)保節(jié)能，當(dāng)泵站附近有10kV或35kV線路時(shí)，可以用T連接的方法從系統(tǒng)獲得電力。當(dāng)附近沒有線路或不能滿足要求時(shí)，有必要從附近的變電站建立一條特殊的10kV線路。可以采用改變水泵工作曲線的方法用以挪動(dòng)工作點(diǎn),使水泵與實(shí)際情況的需要工作點(diǎn)符合。小型混流泵和離心泵一般可以通過變速、變徑調(diào)整。可調(diào)葉片的軸流泵一般可采用變速、變角調(diào)整。所有葉片泵均可采用變速調(diào)整。通過改換水泵零部件變速、變徑和變角有必然的限度，若水泵的性能參數(shù)與實(shí)際需要有較大差距，或葉輪、口環(huán)等零部件已損壞，應(yīng)及時(shí)更換磨損的零部件，以保障水泵的正常工作。還應(yīng)該加強(qiáng)泵的維護(hù)保養(yǎng)，當(dāng)水泵運(yùn)行一段時(shí)間后，水泵的能量損失會(huì)有所上升。為確保泵的長(zhǎng)期有效運(yùn)行，應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)督與管控，及時(shí)維護(hù)，定期檢修和更換損壞的部件。泵的葉輪、環(huán)、填料、軸承、地腳螺栓是關(guān)鍵監(jiān)測(cè)對(duì)象。泵的安裝精度會(huì)影響泵的性能，安裝精度不達(dá)標(biāo)會(huì)降低泵的效率，并且會(huì)帶來嚴(yán)重的振動(dòng)和噪聲，使電機(jī)發(fā)燙直至無法運(yùn)行。因此應(yīng)保證安裝精度以保障安裝質(zhì)量。另外，合理選擇傳動(dòng)效率和傳動(dòng)方式也會(huì)直接影響泵的傳動(dòng)效率。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速能滿足泵的運(yùn)行時(shí)，可以將間接驅(qū)動(dòng)盡可能地改變?yōu)橹苯觽鲃?dòng)。當(dāng)泵況發(fā)生較大變化，動(dòng)力機(jī)無法調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速時(shí)，直接驅(qū)動(dòng)可以改為間接傳動(dòng)。此時(shí)雖然傳輸效率有所下降，但仍會(huì)提高泵效率和管道效率。在間接傳送中，通常要避免采用交叉或V交叉和半交叉?zhèn)鬏敗Ｈ魶]有準(zhǔn)確安置傳動(dòng)裝置，則直接影響傳動(dòng)效力。如果聯(lián)軸器不同心，當(dāng)傳動(dòng)裝置被直接驅(qū)動(dòng)時(shí)，驅(qū)動(dòng)軸的距離太小或者太大，以及傳動(dòng)帶太緊或太松，都應(yīng)做出調(diào)整、改造。此外還應(yīng)提升管路效率，采用經(jīng)濟(jì)管徑管道是泵站建設(shè)的重要因素,它對(duì)工程投資和運(yùn)行花費(fèi)及環(huán)保節(jié)能等方面均有較大影響。若管徑增大,管道阻力相應(yīng)減小，耗電量及年度運(yùn)行花費(fèi)也會(huì)減少，但在最初購(gòu)買管道的費(fèi)用就高。同理，如果減小管徑,雖然減少了初始費(fèi)用，但會(huì)增大管道阻力，產(chǎn)生更多的損耗。因此，選取經(jīng)濟(jì)性管徑，用以節(jié)制經(jīng)濟(jì)流速，在滿足工程要求的前提下，可選擇玻璃鋼夾砂管代替常用管，削減投資成本，減少管道的損耗。其次應(yīng)控制管路長(zhǎng)度，進(jìn)水管、出水管盡可能減少?gòu)濐^。管路附件的局部阻力系數(shù)大，運(yùn)行時(shí)會(huì)耗損大量的能量，因此應(yīng)盡量減少不必要的管路附件。可以采用合理的充水方式，盡量取消底閥。管道入口和出口可以用拔取喇叭口的質(zhì)料代替，閘閥盡量處于全開狀態(tài)。用低揚(yáng)程離心泵、混流泵取締閘閥。拍門的質(zhì)量一定要小，并加設(shè)均衡錘。還可以從消除“高射炮”式外流、保障管道的密封性等方面入手，提升管路效率。
7科學(xué)管理
（1）管理部門應(yīng)總結(jié)一套適合自己企業(yè)的節(jié)能管理措施，形成規(guī)章制度，并嚴(yán)格規(guī)范實(shí)施。
（2）泵站管理室空調(diào)器嚴(yán)格按照國(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行控制。
（3）定期對(duì)泵站進(jìn)行維護(hù)保障，使泵得以高效率工作。
（4）按期維護(hù)自動(dòng)控制設(shè)備，確保自動(dòng)控制設(shè)備的完整性，避免一些小型輔助電機(jī)處于空轉(zhuǎn)狀態(tài)。
（5）對(duì)于輔助生產(chǎn)管理室，如維修室應(yīng)關(guān)閉電源。節(jié)約用電是項(xiàng)目設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該重點(diǎn)考慮的因素與條件。開發(fā)挖掘潛力，充分利用現(xiàn)有資源和先進(jìn)實(shí)用的新技術(shù)，以投資適度、運(yùn)行成本低為原則，實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的目標(biāo)。通過科學(xué)分析綜合考量，找出經(jīng)濟(jì)性與節(jié)能之間的均衡點(diǎn)，合理利用電氣設(shè)備，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。
8結(jié)束語
提高泵站效率的措施不是獨(dú)立的，而是相輔相成，互相約束。因此，要綜合考慮泵站節(jié)能潛力的提升，加強(qiáng)泵站管理人員培訓(xùn)，以泵站安全高效運(yùn)行為目標(biāo)，做好管理以及維護(hù)工作。
作者:張羽 單位:昆明西科工貿(mào)有限公司
