過(guò)去對離心泵節能的概念更多的是放在提高各項效率指標上,其實(shí)這是對離心泵節能的誤解節能不是簡(jiǎn)單的一個(gè)效率指標,而是包含著(zhù)對離心泵的可靠性、維修性、保障性、安全性、環(huán)境適應性的改善,以及離心泵性能的穩定性、壽命、對材料的利用率的提高。再具體到離心泵的使用環(huán)境,也需要有針對性地進(jìn)行節能設計,比如離心泵的密封性能、水力性能以及離心泵的耐磨、耐高溫、耐腐蝕、耐汽蝕性能等,這些都要針對不同的環(huán)境、不用的用途進(jìn)行設計。
使用單位在采購離心泵時(shí),往往將流量和揚程的余量都放得很大,以較大限度地滿(mǎn)足自己的使用要求,這種選型明顯是不合理的,直接造成了離心泵在使用過(guò)程中,實(shí)際運行效率遠低于設計的最高效率,甚至額定工況點(diǎn)都不在高效區,不能充分有效地利用驅動(dòng)能源如電機或柴油機的功率(即做很多無(wú)用功)。
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在使用過(guò)程中,由于使用單位的操作和養護不當、維修不及時(shí)等,使離心泵在使用過(guò)程中經(jīng)常出現故障。如使用介質(zhì)清潔度差,含水草等纏繞物或其他異物進(jìn)入離心泵的葉輪內;再如進(jìn)口管道內未清理干凈,有焊渣、鐵塊等進(jìn)入流道,造成離心泵突然卡死、軸承發(fā)熱、密封燒壞等故障。還有一些使用單位,為適應現場(chǎng)場(chǎng)地,管道設置不合理,水平方向和垂直方向距離遠大于設計距離,彎道接頭多,造成管路的水力損失嚴重,遠不符合初始設計時(shí)設定的管道裝置曲線(xiàn)要求。上述情況都易造成大量的能源浪費。綜上所述,解決離心泵目前存在的設計、制造、選型、使用等問(wèn)題,將使離心泵的節能技術(shù)在我國得到長(cháng)足的發(fā)展成為必然。
離心泵的設計節能
離心泵的設計單位要盡量選用經(jīng)行業(yè)驗證過(guò)的先進(jìn)軟件來(lái)設計水力模型,設計中不要糾結于片面的全揚程理念,而要運用先進(jìn)的流場(chǎng)分析等水力設計方法,設計出合理的產(chǎn)品。比如在對引進(jìn)的俄羅斯產(chǎn)品進(jìn)行國產(chǎn)化設計、測繪時(shí)發(fā)現,俄羅斯十幾年前生產(chǎn)的離心泵,其水力設計就已經(jīng)達到了很先進(jìn)的水平,說(shuō)明在設計理念上要具有前瞻性。在設計開(kāi)發(fā)過(guò)程中,要進(jìn)行離心泵的可靠性試驗、產(chǎn)品的材料選擇試驗,若用于潮濕霉變環(huán)境時(shí),還要進(jìn)行耐鹽霧耐霉菌試驗,從而提高離心泵產(chǎn)品的使用效率,達到節能目的。
針對不同環(huán)境,設計單位要選擇不同材料。如南海海水具有強烈的腐蝕性,該范圍內使用的艦船用離心泵過(guò)流部件必須選用鎳鋁青銅等耐腐蝕性的材料,而東海海水含泥沙成分高,必須選用耐磨性高的高錳青銅等材質(zhì)。
近年來(lái),各種新材料新工藝的應用是推動(dòng)離心泵技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要方面。離心泵的零部件及備附件采用了各種新材料新工藝,延長(cháng)了泵在腐蝕性介質(zhì)中的使用壽命和可靠性,擴展了離心泵的使用范圍。同時(shí),在改善離心泵的流動(dòng)特性、耐腐蝕性和耐磨性方面,涂覆技術(shù)和材料表面處理技術(shù)的應用起到了相當重要的作用,很好地提高了離心泵的環(huán)境適應性。
不同的用途,選用不同特性的機械密封也很有講究。如艦船艙底用泵夏天所處溫度特別高,選用的密封件應具備耐高溫抗老化特性;核潛艇用大潛深離心泵,承受背壓高,選用的橡膠件需具備高抗壓性能。
除此之外,由于機械密封是易損件,維修頻次相對其他零部件要高得多,修理時(shí)往往要把離心泵全部拆卸,有時(shí)現場(chǎng)空間受限可能還需破壞艙室結構,工作量巨大。因此,保證機械密封工作可靠,延長(cháng)機械密封的使用壽命非常重要。
在設計過(guò)程中,建議優(yōu)先選用實(shí)用新型專(zhuān)利產(chǎn)品CMZ型艦船泵用集裝式機械密封件,當然,若可靠性和安全性要求特別高,還可以選用更先進(jìn)的自冷卻密封裝置,能大大降低故障率。
離心泵的設計除了水力性能及材料、機械密封的選用外,特別要注意振動(dòng)和噪聲問(wèn)題。近年來(lái),減振降噪已經(jīng)成為整個(gè)國防事業(yè)特別是海軍總裝器材訂貨中至關(guān)重要的要求,因為水泵運行中振動(dòng)和噪聲指標的大小直接關(guān)系著(zhù)軍艦在戰斗中被敵人檢測到信號的距離和概率,因此目前在這個(gè)領(lǐng)域,振動(dòng)噪聲指標不是說(shuō)達到國家或行業(yè)標準即可。
而振動(dòng)噪聲值與離心泵結構、選材均有很密切的關(guān)系,要盡量設計成柔性聯(lián)接結構,選用吸聲性能好的材料。
標準化是離心泵技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要趨勢。目前離心泵行業(yè)特別是艦船用離心泵,大多處于單件小批量生產(chǎn)狀態(tài)。究其原因,一方面是顧客至上的宗旨,造成了只要是用戶(hù)提出的要求,不管是否合理,哪怕現有產(chǎn)品中有可以調整選用的型號,企業(yè)仍按用戶(hù)要求量身定做;另一方面,為了提高企業(yè)1的市場(chǎng)競爭力,國內離心泵的龍頭企業(yè)故意設置技術(shù)壁壘,將密封艙、泵體、導葉等設計成專(zhuān)用結構。如此一來(lái),不僅大大增加了設計和制造成本,還給售后維修服務(wù)增加了不必要的麻煩,經(jīng)常出現備件混亂、維修成本大幅上升的情況。
因此,實(shí)施離心泵零部件的標準化已經(jīng)迫在眉捷。實(shí)施標準化后的離心泵,只需要少數幾個(gè)專(zhuān)用零部件和通用零部件就可以構成整個(gè)離心泵系列,從而可以降低生產(chǎn)成本,縮短交貨時(shí)間,減少零部件和備件的庫存,達到節能目的。這一點(diǎn),從日本和意大利的離心泵只見(jiàn)固定編號不見(jiàn)零件名稱(chēng)就可以證實(shí)了。
離心泵的制造節能
制造企業(yè)要制訂高于國家或行業(yè)標準的企業(yè)標準,改善鑄造工藝,想方設法減少水力損失。在制造過(guò)程中對各流程嚴格控制,采用先進(jìn)的三維蠟??焖俪尚蛙浖删苣P?,提高過(guò)流部件的流道線(xiàn)型準確度和內腔光滑平整度,精心處理分型面、披縫處,以提高離心泵的水力性能,達到離心泵節能的目的。
設計和制造單位還要注重離心泵使用的現場(chǎng)技術(shù)培訓,對離心泵的基本結構、工作原理、常見(jiàn)故障原因及處理方法進(jìn)行充分的宣講,將技術(shù)服務(wù)貫穿全過(guò)程,把對用戶(hù)出現問(wèn)題后的補償服務(wù)前移到協(xié)助用戶(hù)正確選型,邀請用戶(hù)參與設計,企業(yè)和用戶(hù)聯(lián)動(dòng),實(shí)現雙方共贏(yíng)。
離心泵系統的節能
1、’離心泵的連接附件配合
系統節能主要包括離心泵和電機或柴油機的連接、管網(wǎng)的設計、相關(guān)附件的連接和配合等。如管路接頭濾網(wǎng)的設置,應遵循短、直、少的原則,盡量不設置節流裝置。電機或柴油機要選用低振動(dòng)、低噪聲的產(chǎn)品,并根據泵的額定功率和效率配置最佳驅動(dòng)功率,避免"大馬拉小車(chē)"或"小馬拉大車(chē)"泵組盡量采用隔振裝置柔性聯(lián)接。儀表板采用不銹鋼座連接。對需加裝自吸裝置以實(shí)現自吸功能的普通立式海水泵,安裝進(jìn)出口壓力表測壓管路時(shí)盡量用優(yōu)質(zhì)紫銅管,以減少系統運行中的共振現象,使泵系統的每一部分都能發(fā)揮出自己最大的作用,從而提高離心泵系統的整體效率和使用壽命。
2、機電儀一體化發(fā)展
不論是中小型的船用泵等通用泵,還是大型的工業(yè)用泵,尤其是軍用產(chǎn)品,都在向機組、電控、儀表監視一體化的方向不斷發(fā)展。如為遠海作戰船研制的對外消防系統,如何將消防水炮、供水泵組、報警系統、監測儀表等部分有機地連成一個(gè)功能整體?這就需要一個(gè)切實(shí)有效的電子控制系統來(lái)操縱駕馭。這樣的一體化功能,使離心泵產(chǎn)品更加高效、節能,使用維護更加方便,提高了產(chǎn)品的可靠性,延長(cháng)了使用壽命,為用戶(hù)帶來(lái)更大的收益。
離心泵的使用節能
1、離心泵管路的合理布置
離心泵使用單位對使用環(huán)境的準備,應從技術(shù)和經(jīng)濟的角度綜合考慮。管道布置應盡可能布置成直管,盡量減少管道中的附件和組件,盡最大可能縮小管道長(cháng)度,必須轉彎處,彎曲半徑取管道直徑的3至5倍為宜,轉角最好大于90°,這樣可以最大限度減少管路損失。
2、良好的維護保養
使用單位要制定相應的制度和流程,定期對離心泵系統進(jìn)行認真的維護和保養。良好的維護可以使離心泵系統處在最佳的運行狀態(tài),并通過(guò)日常的維護和檢修及時(shí)發(fā)現存在的問(wèn)題,及時(shí)進(jìn)行維修養護,延長(cháng)離心泵系統的使用壽命。節約成本,也是一種良好的節能方式。