浅论水泵工作效率影响因素及其对策

浅论水泵工作效率影响因素及其对策

徐相男

大唐陕西发电有限公司延安热电厂

省市:陕西省延安市 邮政编码:716000

摘  要：水泵在运行过程中，存在着很多因素阻碍水泵效能的发挥并对效能造成损失，所以必须通过各种途径提高水泵的效能,使水泵的效率得到最大的发挥，本文对这一问题只进行了粗浅的探讨，希望对减少水泵效能损失有所帮助，为提高水泵能效管理提供借鉴意义。

关键词：水泵；工作；效率；方法。

与国外同类产品相比，国内水泵目前在质量上仍存在着不小的差距。这种差距直接削弱了国内水泵产品的竞争力。一般国内水泵设备的价格只有同类进口设备的50%，而备品配件的价格差更大。在前不久刚刚在北京闭幕的“2006中国国际流体机械博览会”上，国内水泵制造企业虽然以其多样的产品款式和低廉的价格获得了广大参观者的青睐，但由于技术含量等问题，其销量仍无法与同台展出的国外同类产品比肩。过往的种种事实表明，国内厂商要提高自身的生存力与竞争力，首要的任务就是在提高水泵效率上做文章。 

一、水泵的效率

    泵是一种能量转换机械，即通过动力设备将电能等能量型式转换为机械能，再将它施之于液体，使液体能量增加，从而达到提升或压送液体的目的的一种能量转换机械。泵的运转需要有动力。一般情况下，泵的轴和带动泵轴运转的动力机直接相连，可将动力机的效率视为泵的输人功率，称为泵轴功率。泵在提升或压送液体过程中有能量损失，泵轴功率扣除能量损失，就是泵的叶轮传递给液体的功率，称为水功率。因此水泵的有效功率总是小于泵轴功率。泵的有效功率与泵轴功率之比称为水泵的效率，它标志着水泵对能量的有效利用程度，是水泵质量的重要考核指标。水泵效率是衡量水泵工作效能高低的一项技术经济指标。泵轴功率不可能全部传递给被输出的液体，其中必有一部分能量损失。水流流经水泵的吸人室、叶轮、压出室时产生各种水力损失，主要包括:水力损失、容积损失和机械损失。

二、影响水泵效率的因素分析

1、容积损失：包括通过大小口环的循环水流损失，填料函和平衡盘的泄漏损失，填料函和平衡盘的泄漏损失在规定的范围内是属于保证工作的正常损失。大小口环的循环水流损失主要与大小口环的密封间隙的大小、长度以及泵的单级扬程有关。一般情况下，密封间隙的长度及泵的单级扬程是基本不变的，因此大小口环的环流损失主要与大小口环的密封间隙的大小有关，大口环的密封间隙每增加0.2mm，效率降低4%左右；小口环的密封间隙每增加0.5mm，效率降低5%左右。

2、机械损失：是指叶轮、平衡盘的外侧表面和水的摩擦、大小口环处的摩擦以及轴承和填料等处的损失，其中轮盘摩擦损失取决于比转数。比转数较高时损失较小。

3、吸水口附近的水被转动的轴扰动，使进水的入口角发生变化而造成能量损失。

4、水力损失：水力损失将直接应影响泵的水力效率和特性，它包括摩擦损失、涡流和冲击损失。一般情况下流量愈大的泵水力损失较小。

5、摩擦损失指流体在叶轮和其他过流部件中的沿程损失，它的大小约等于流量的平方。

三、提高水泵效率方法

水泵存在机械损失、容积损失、水力损失，我们要做的就是如何减少这些损失。这些损失都与水泵的结构形状、轴承润滑情况、叶片的尺寸、叶轮内表面情况，有着直接的关系，所以在水泵的选型和维护中，要严格检查这些指标，控制在规定的范围内。改善轴承的润滑情况可以减少机械损失；优化水泵叶轮外壳的几何形状，可以降低水力损失；减小叶轮叶片与叶轮外壳的间隙，改善填料等密封位置的密封性，可以减少容积损失。

1、减少机械和摩擦损失。（1）轴承、填料引起的机械摩擦损失一般很小，对效率影响不大。填料密封的机械摩擦损失比机械密封大，若能采用机械密封贝4更好。（2）提高叶轮、导叶流道表面的光洁度。若可能，最好用手持砂轮等工具对流道表面进行打磨，这样，水力摩擦损失会明显减少。（3）叶轮的前后盖板表面与液体产生的圆盘摩擦损失，与叶轮外径的5次方成正比。选取较大的叶片出口角可减小叶轮外径，从而减小圆盘摩擦损失。圆盘摩擦损失与表面粗糙度大有关系，叶轮盖板外壁应尽量光滑。适当减小叶轮盖板与导叶之间的问隙也可以降低圆盘摩擦损失。

2、减少容积损失。容积损失是指水在流经水泵后所漏损的流量，包括从口环间隙，水泵填料密封和叶轮平衡孔等处所流失的水量。对给定的泵，要降低漏损量，关键在于控制密封环与叶轮间的运转间隙量，确保水泵的密封可靠。目前，水泵多采用由动力密封和辅助密封组成的无泄露密封装置，替代了传统水泵的填料密封、机械密封，在解决“跑、冒、滴、漏”问题上效果显著。因此，要减少容积损失，除了保证安装质量外，水泵在密封方面的设计也很重要。

3、当泵用来泵送液体中含大，中，小尺寸的物料的泥浆流时，将液体沿切向喷入筒形室，从而形成涡流，并且将一部分该液体沿切向从该室排除；将该泥浆轴向喷入该室，该涡流将大尺寸物料与其余该泥浆和液体分离；将该其余泥浆及液体沿轴向从该室排除，并将其喷入离心泵的进口；利用从该离心泵出来的物料作为形成该涡流的喷射液体，从而降低离心泵叶轮的磨损并提高离心泵效率。

4、合理选择水泵。进行水泵选择时，应从水泵的实际服务范围出发，在水泵站服务范围不是很大的情况下，水泵的富余流量和富余扬程应尽量减少，从而实现水泵工况在正常运行时处于水泵的高效区，保障水泵的工作效率得到最大发挥。水泵选型在满足给水工艺要求的基础上，选择工作效率较高型号的水泵，通过对水泵工作效率的实际调查情况得出，离心水泵的工作效率是较高的，一般情况下离心水泵的工作效率要比旋涡泵，往复泵工作效率高近 1/3，因此给水泵站设计中水泵设备的选型优先选用离心泵。由于离心水泵具备了较高的工作效率使得在目前水泵市场上离心水泵的应用较为普遍。

5、积极推广应用新技术实现降耗提效。采用电机变频调速技术，降低能耗。交流电机变频调速技术是新一代电力拖动技术，具有自动化程度高、高效节电、调整方便;保护功能齐全、维护简单;有利于延长设备使用寿命等优点。既具有直流调速系统调整方便的特点，又具有交流电机使用维修简单的特点。我国在20世纪90年代，随着大功率交流变频技术的突破，使该技术越来越广泛地应用于民用、机械、电力等领域，获得了很好的节能效果。

参考文献

1、骆旺兵．浅谈泵站节能[J]．城镇供水．2021年02期；

2、文国金 ．试析如何提高水泵的工作效率[J]．中国新技术新产品．2021年17期。

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