泵与风机系统中的节能研究

泵与风机系统中的节能研究

郭玉峰

（太原理工大学山西太原030027；晋能电力集团有限公司嘉节燃气热电分公司山西太原030000）

摘要：泵与风机在我国现代化建设中，无论是工业或者农业建设方面，都发挥着不可替代的重要作用。要提高经济效益、缓解能源压力的关键在于降低能耗、提高能源的使用率，节能减耗是电力行业今后发展的重心。所以，研究电厂泵与风机的节能技术，在降低能源的消耗以促进国家的可持续发展中具有重要的意义。

关键词：泵；风机；节能

1电厂泵和风机运行现状分析

当前我国电厂使用的泵和风机不仅数量多，且种类也多，大量泵和风机的使用造成了巨大的电量的损耗，有研究表明，每年泵和风机消耗的电量约为全国发电量的6.1%，泵和风机消耗的电能，很大程度的抬高了电厂的运营成本。我国电厂泵和风机使用的型号也存在不少的问题，当前我国电厂中只有少量的泵和风机采用气动给水泵，液力耦合器及双速电机，绝大多数的水泵和风机都采用定速驱动，定速驱动的泵和风机存在严重的能源损耗，不仅如此，当机组处于变负荷运行时，水泵和风机的运行点容易偏离高效点，导致工作效率低下。有资料显示：我国50MW以上机组锅炉风机运行效率低于70%的占一半以上，低于50%的占1/5左右。超过66%以上的使用泵和风机的机器在运行时能耗严重，必须对其进行节能技术改造。大量能耗严重的泵和风机的存在，意味着对泵和风机的改造具有很大的节能潜力。

2节能主要原理

一般而言该系统中电厂泵和风机在转矩、转速方面多呈现正相关：转速和轴功率、速度和转矩这两组中每组前者的平方刚好和后者成正比。所以，根据这个特点，只需要对转速或者速度进行适度的调整就能够实现对轴功率和转矩的调节，从而实现节能的目的。

3电厂泵与风机节能技术探讨

3.1科学合理选型

做好泵与风机节能工作的前提是选用高效节能型产品。电厂企业在采购前应广泛了解国内外泵与风机的生产与质量情况。根据泵与风机的规格、质量、品种、性能等综合评价来择优选用。还应根据电厂自身的条件正确选择泵与风机的工作参数及裕量。选用原则为：泵与风机的额定参数既可满足系统所需的最大流量和相应扬程，又可防止容量过大而导致的运行效率低下。

3.2科学合理地改善调节方式

电厂主机机组的负荷不是一成不变的，相反的它是经常变化的，调峰机组的负荷尤为多变。因此电厂的某些主要泵与风机也需相应地进行调节。若泵与风机的调节方式选取不合理，就会造成能量损失，这也是泵与风机能量浪费的主因。目前电厂的机组容量不断增大，加之电网调峰任务增加，泵与风机采取经济可靠的流量调节方式就更加迫切了。

电厂泵与风机的调节方式应根据不同的工况进行，针对具体问题具体分析。总原则为：安全可靠、调节效率高。例：对于压差不大、流量改变较小，且不常调节的泵或风机，可采用节流调节；对于锅炉离心式送引风机则应采用双速电动机加人口导流器。

3.3合理改造原有高能耗泵与风机

虽然购买新设备可迅速节能，但是用节能新设备替换大量旧设备的方式会极大地提高电厂的运营成本，比较经济的方法是电厂对原有泵与风机和调节装置加以合理改造。具体做法可参考如下几点：

（1）电厂企业依靠本厂的技术力量，对泵与风机的叶轮、蜗壳等流通部分加以合理改造或对原动机进行科学的变频改造；例如应用变频技术对风机系统进行改造之后，其运行效率得到有效提高，并降低了能耗，主要表现在以下几个方面。1）PLC技术与自动调速技术的应用，使系统运行时的自动化水平得到大幅度的提高，调节风量的能力也得以提升，避免了不根据情况，而以恒定的方式来调节风机的现象，节约了电能。2）应用变频技术对风机进行改造之后，电动机转速的调节实现了自动化，调节手段也变得相对简单，同时电动阀被变频器取代，排除了一些潜在的安全隐患。3）在运行风机的过程中，能够根据具体的负荷，调整输出的功率，避免了过大功率造成的浪费，减少了电力能源的使用。4）经过改造之后，风机系统具备了多项报警功能以及保护功能，从而使风机设备的使用寿命得以延长，并减少了维修设备的费用。

（2）可将调节装置改为轴向导流器。此举不仅减少投资费用，还可起到很好的节电效果；

（3）用灵活性更强的双速电机代替循环水泵定速电机，可达到节能效果。

3.4科学完善高效率的泵与风机

首先，想要泵与风机具有较高效率，应在设计工况及其附近运行。泵与风机的机炉出力变化、选型不当及管路阻力的变化等因素都会导致泵与风机的容量过大、过小等现象。后果就是泵与风机运行不够高效。因此，应对高效泵与风机采取科学合理的改造来提高其运行效率；其次，对管路系统进行改进。除了与自身性能相关外，泵与风机的运行效率还与装置系统的流通性能有关。管路系统的性能要与泵与风机的性能相匹配。若管路系统的设计不合理，就会导致管路系统运行之后容易出现锈蚀、泄露、灰垢堵塞等问题。在改进管路系统时注意事项如下：减少水路管阻力所带来的损失，且让气与液体的流速分布均匀，同时还要注意管路系统的密封性，以防止泄露问题发生。

3.5做好泵与风机的安装和维修工作

3.5.1减小部件间隙

在泵与风机动、静部件之间有合理间隙。当间隙增大时，高压侧流体向低压侧流体的泄露几率会增加，这样会降低泵与风机的容积效率。故而在保证泵与风机的安全运行情况下，要尽量减小泵与风机动、静部件之间的间隙。

3.5.2提升叶片和流道的光滑度

（1）流体在泵与风机内的流动情况，不仅与流道形状有关，而且与叶片和流道的粗糙度有关。通过在泵体内壁涂漆而增加光滑度，可很好地减少轮盘摩擦阻力的损失，进而可提高泵3%的效率；

（2）用打磨的方式将泵内及叶轮的粗糙部位进行磨光处理后，可提高泵11%左右的效率。

3.5.3保持泵与风机流道的型线

泵与风机因流道灰垢、磨损和气蚀会导致流道原有型线的改变，增加壁面的粗糙程度，会降低工作效率。所以需要对流道的型线进行清理、修复。

4结语

从泵与风机效率来看，其节电潜力可深挖。从节能降耗方面来看，电厂所能实行的最经济的方法即为电厂泵与风机的节能。从节能改进方向来看，电厂朝大容量、高效率的新型机组发展，新技术与新设备的使用都对泵与风机的节能改进有促进作用。电厂企业应从战略高度认识泵与风机对其可持续发展与提高经济效益的意义，增强责任感，结合工作实际，认真总结经验教训，积极创新进取，进一步提高电厂的节能降耗管理水平。

参考文献

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