泵与风机的节能问题分析

2022-11-28

泵和风机作为消耗电能的主要动力机械, 因为选型不合理与管道设计不科学以及维护检修等诸多要素, 导致泵与风机应用效率低下。通过对大量的工程项目运行实力研究能够发现, 许多泵与风机的工作运行效率都比国家规定的有关效率标准低, 而且一些泵的运行效率甚至没有超过60%, 导致电力发生严重浪费。因此, 分析与研究泵、风机节能问题有着深远意义。

1 泵和风机能量损耗分析

1.1 机械损耗

泵和风机在运转的过程中, 轴和轴封、轴和轴承等消耗的功率称之为机械损耗。起重轴和轴承间的形成的摩擦损耗功率如下:

公式中, P表示轴承上的荷重, 单位是kg, ƒ表示摩擦系数, μ表示轴套与轴体圆周速度, 单位是m/s。另外一部分的机械损耗为叶轮盘面的承受流体摩擦二形成的损耗, 也就是圆盘摩擦的相应损耗, 能够依据以下公式进行计算:

公式中K表示实验系数, 和机壳或是泵壳形状以及叶轮粗糙度等有一定关系, n表示叶轮的转速, 单位是r/min, D2表示叶轮外径, 单位是m, μ表示流体比重, 单位是kg/m3。圆盘的摩擦损耗功率通常在机械损耗当中占据着关键部分。而且在压力高和流量小等低转数离心泵中更为突出。

1.2 容积消耗

泵和风机转动中叶轮以及入口位置密封环间存在间隙, 因为叶轮位置出口位置是高压, 而入口位置为低压, 对此会存在一些流体通过间隙在出口位置进行重新联合输回到叶轮入口, 此部分的容积损耗主要是密封环存在泄露造成的。另外级间隔板存在间隙泄露, 尽管不是容积损耗, 可是也严重影响总效率。比如说间隙泄露造成的损耗, 会导致泵和风机压力以及流量降低, 严重影响工作效率, 而泄露导致的功率损耗可以利用以下公式进行计算:

公式中ΔQ表示流体泄露量, 单位是m3/S, ΔN表示间隙两侧的压差机械有关损耗功率。

1.3 管理能耗损耗

流体在泵和风机相应管路运行过程中, 原有的总能量会顺着流动方向不断降低。由于流体自身所具备的粘滞性, 导致流体在进行流动时遭受一定的阻力损失。

2 泵与风机节能的措施

2.1 科学选择泵与风机的裕量

在有效明确泵与风机所需求的流量与扬程过后, 因为对装置操作运行和电源电压以及频率波动等相关要素的充分考虑, 一般情况下计算出的相关流量和扬程会增加一定富裕量, 其中流量的富裕量选择10%, 而扬程富裕量选择为15%。若是泵与风机选择的富裕量相对比较大, 在实践运行时就会进行节流, 从而造成工作效率降低。对此, 在选择泵与风机型号过程中, 一定要严格认真选择需求的流量和扬程, 选择有效、适宜的富裕系数, 从而满足最佳效率点运行需求。

2.2 叶轮控制法有效调节

此种方式主要是经过变化风机与水泵叶片相应的安装角度合理改变风机或是水泵相关特性曲线, 从而使其满足最佳工作状况需求。该种调节模式不但可以改变流量, 还能够有效调节养成, 进而在一定程度上提升风机与水泵的工作效率。

2.3 选取合理的调节模式

通常情况下, 水泵或是风机额定负荷自身需求的流量应该具备一定余量, 通常情况下泵与风机全都存在负荷不满的工作运行可能性。因此, 在泵与风机运行过程中一定要有效调节流量。选择的调节流量模式主要有两种, 其中一种是在电动机工作速度始终维持恒定情形下, 充分运用阀门相应开度调节量。另外一种就是变化电动机的工作转速。而所提到的阀门调节指的是变化泵的进口和出口节流阀或是风机中的风门与挡板具体开度, 基恩人实现调节流量的目标。此种调节模式具备的优势比较多, 在进行阀门关小节流时, 泵或是风机相应特性曲线并不发生变化, 单单利用关小阀门或是风门, 通过工作人员加大管道的阻力, 从而降低流量, 对此阀门或是风门相应阻力损失就会加大。运用变速有效调节泵或是风机流量, 其中管道系统的相应阻力不会改变。同时在调节流量时并不会发生节流损失, 且调节效率相对比较高。

2.4 可变流量控制

在进行生产时, 部分泵和风机流量都会随时发生变化, 若是可以有效掌握具体变化规律, 科学、有效控制流量, 运用调速控制手段, 可以在一定程度上节约用电。同时还可以运用变化电动机的级数, 有效调整电动机转速, 从而实现调节泵和风机流量目标, 进而在一定程度上节约用电。

2.5 降低阻力损失

降低泵与风机管理和相关配套部件的阻力损失, 能够在一定程度上减小泵与风机总扬程, 进而节省泵与风机功率。而在降低阻力损失方法有多种, 可以在一定流量下有效加大管径与增大流通面积等, 在确保管理稳定、安全、可靠运行与维修方便基础上, 应该有效简化管道附属部件, 取消一些不必要的阀门与流量孔等, 从而有效降低管道部分阻力损失。除此之外还可以减低液体自身的粘度, 有效提升管道内壁的光洁程度等, 都能够有效降低阻力损失。