泵和泵才體系的環?；�運用研討

　　一、我國人口眾多、能源資源相對不足，目前又正處在工業化和城鎮化加快發展的重要階段，能源資源消費規模不斷擴大，能源供需矛盾越來越突出。解決我國能源問題，根本出路是大力開展節能工作，提高能源利用效率，節能工作關系到我國經濟社會可持續發展。

　　“十一五”規劃綱要提出把我國建設成資源節約型和環境友好型社會的目標，要求到2010年我國單位G D P能耗降低20左右，并將其列為重要的約束性指標。由此可見，對能源的有效利用在我國已經非常迫切。

　　在流體輸送系統中，泵是主要的耗電設備，加上這些設備存在著“大馬拉小車”的現象，同時由于這些設備長期連續運行和常常處于低負荷及變負荷運行狀態，運行工況點偏離高效點，運行效率降低，大量的能源在終端利用中被白白地浪費掉。因此，對泵進行節能研究有著突出重要的意義。

　　二、我國泵運行狀況及節能潛力分析

　　在流體輸送系統中運行的泵種類繁多，數量多，總裝機容量大，耗電量大，約占全國發電量的20左右。流體輸送系統中泵的經濟運行，尤其是大功率的泵的經濟運行，直接關系到系統效率的高低。

　　總的來說，我國流體輸送系統效率偏低，造成這種現象的原因是多方面的，主要是科研開發投入不足，科研與生產缺乏有機的結合；生產工藝落后，型線誤差大，過流表面粗糙。目前我國大多采用木模整體鑄造。由于中、高比轉速離心式泵葉片扭曲，造型起模困難，造型誤差較大。

　　還有一個原因是：我國許多大中型泵套用定型產品，由于型譜是分檔而設，間隔較大，一般只能套用相近型產品，造成泵的實際運行情況偏離優運行區，運行效率低，能耗高。設計選型時加保險系數，裕量過大，也造成了運行工況偏離高效區。

　　三、流體輸送系統中泵節能改造的方法

　　針對我國泵使用及運行實際情況，下面從提高泵本身效率及與管網匹配程度兩方面對泵節能進行研究。

　　1.減小泵內部損失，提高泵效率（1）泵的機械效率主要取決于泵葉輪的幾何形狀1）在選擇或設計揚程高的泵時，應該設計轉速較高而葉輪直徑較小的這類泵。

　　2）降低葉輪蓋板外表面和泵殼內表面的粗糙度，從而使泵的機械效率提高。

　?。?）減小泵的容積損失，提高容積效率1）減小動、靜間隙形成的泄漏流動的過流截面。

　　2）設法增加泄漏流道的流動阻力。

　?。?）減少泵內部的流動損失，提高水力效率1）合理確定過流部件各部位的流速值。

　　2）在流道內要盡量避免或減少出現脫流。

　　3）要合理選擇各過流部件的進、出口角度。

　　4）過流通道變化要盡可能地平緩。

　　5）流道表面應盡量做到光滑和光潔。

　　2.正確選定泵的設計參數，改造選型不當的泵一臺泵是否節電取決于很多因素，除自身的效率外，還與管網設計是否合理、阻力大小及與管網是否匹配良好等因素有關。所謂匹配指的是泵設計的流量和揚程應與管網所需流量和揚程相符，也就是說泵所產生的揚程應能克服管網阻力的前提下滿足管網流量的需要。離心泵的流量通常是用調節閥門來調節的，調節閥門關得越小，節流損失越大，泵使用效率越低。而實現泵和管網合理地匹配是節能降耗有效的途徑。

　　為了減輕或防止因泵的額定參數大于實際運行參數而造成運行效率和可靠性降低，可以根據不同情況分別采用切割葉片及更換高效葉輪兩種方法對泵進行技術改造。我國現在使用的泵有許多效率指標均不高，對這部分泵，可以用高效泵替換它，也可以設計效率高的葉輪更換原葉輪，達到節能的目的。

　　3.泵調速節能泵的流量與揚程的富裕度導致泵的運行工況點與設計高效點相偏離，從而使泵的運行效率大幅度下降。除由于設計中層層加碼，留有過大的富裕量，造成大馬拉小車的現象之外，還由于為滿足生產工藝上的要求，采用節流調節，造成更大的能源浪費現象。為了降低水泵的能耗，除了提高水泵本身的效率，降低管路系統阻力，合理配套并實現經濟調度外，采用調速驅動是一種更加有效的途徑。就調速節能而言，就可以通過很多種途徑去實現（如采用液力偶合器、變頻器、汽動給水泵、交流調速等），采用不同的調速裝置，有不同的效果。在實際應用中應視具體情況具體分析，通過技術經濟分析選用優的改造方法，這樣才能收到節能降耗的效果，以獲得佳節能效果。

　　四、提高泵效率措施

　　1）采用先進、高效的C F D流體設計軟件進行水力設計，使得三維紊流的數值模擬實用化，計算機優化設計更為有效，性能預估更準確，產品的更新換代加快，新的水力模型不斷取代舊模型。

　　通過CFD計算流體力學可以獲得普通流體力學難以獲得的流體運動信息，為流體相關的工程設計提供詳細的分析細節。通過分析這些流動細節，設計人員可以準確定位產品設計缺陷，并改進設計方案，獲得性能更####的產品。CFD設計軟件使設計人員在完成設計方案后很快就能預測出設計方案的性能水平，為設計人員快速改進設計方案提供了基礎和必要的支持。

　　2003年，上海連成集團公司根據集團的研發現狀，從ATE公司引進了C F X－T A S C F L O W軟件。并對公司的多個系列水泵（離心泵、混流泵和軸流泵）進行數值模擬分析。并對公司所有的離心泵、混流泵和軸流泵，進行了數學建模和改進分析、設計。使連成集團的產品在性能和綜合競爭力上得到了很大的提高。

　　2）泵模具制造技術不斷提高，為新型泵的研制提供了強有力的手段。

　　上海連成集團所有的模具都采用金屬模具，葉輪葉片的模具制造是在加工中心上完成的，保證了葉片的型線與所設計的型線一致，大限度地保證了設計的要求。

　　3）采用新的鑄造工藝、加工工藝，質量更高。

　　鑄造采用精鑄模鑄造，型線的準確性及表面質量大大提高；利用加工中心進行加工，尺寸精度大幅提高，葉輪不僅做靜平衡，還做動平衡，使泵運行平穩，撓度小。由于加工精度的提高，相關的間隙減小，所以泵的容積損失減小，泵的效率就提高了。

　　4）提高低比轉數泵的轉速。

　　由于低比轉數泵的效率很低，為了提高泵的效率，通過提高泵的轉速，相應地增大了比轉數，這樣泵的效率也隨之提高。

　　5）采用針對性設計。

　　大型和年運行時間較長的中型泵一般采用針對性設計和制造的方法，要求量體裁衣（即按現場實際運行揚程和用戶所需流量進行專門設計），較少套用定型產品，使得泵的性能與實際使用情況更好地吻合，從而取得優的運行效果。

　　6）提高配套電動機的效率及功率因素。

　　采取的措施是：在電動機的硅鋼片里添加磁性材料。