新鄉市通用機械製造****石金橋
（河南新鄉 453002）
摘要：簡要介紹水幫浦節能改造的重要性，提出了幫浦的節能改造是全方位的系統工程，應對設計、選型、製造、安裝、執行、操作、維護等多方面綜合因素考慮，針對幫浦在不同階段實施不同的節能方法；列舉了幫浦節能改造的方法、途徑、措施方案，以及幫浦節能的發展前景。
關鍵詞：水幫浦節能方法措施方案發展前景
一、前言
在國民經濟各個領域生產實踐中及人們的日常生活中，到處都需要使用大量的各式各樣的幫浦，到處都有幫浦在執行。正是這樣，所以把幫浦列為通用機械，它是機械工業中的一類重要產品。據統計：
幫浦系統耗電量約佔到全世界發電量的20%和工業系統用電量的25-50%。在我國，幫浦的用電量約佔全國用電量的20.9%。
工業領域：幫浦系統耗電約佔工業系統能耗20%以上。目前，各行各業正在積極開展和推進各項節能減排工作，也包括量大面廣、節能潛力巨大的各類幫浦的節能改造。
水幫浦的節能，固名思義就是能夠節省能耗的水幫浦，即提高水幫浦本身的效率、長期穩定執行從而使得能耗降低。幫浦的節能及改造是全方位的系統工程，應從設計、選型、製造、安裝、執行、操作、維護等多方面綜合因素考慮，根據幫浦的可改性和節能顯著性、經濟性、預期節能效果分析，尋找節能和改造的切入點，對幫浦實施不同的方案進行節能和改造。通過節能改造應提高幫浦執行的可靠性(即:
幫浦在規定的條件下、規定的時間內完成規定功能的能力)和經濟性(即：幫浦執行處在綜合效率最高段)。
2、幫浦的節能改造方法和途徑
1、幫浦的節能方法
首先是設計階段。應選用優秀的幫浦水力模型設計出符合生產裝置需要的幫浦類產品，不給以後的選用、操作使用留後患。
其次是選用階段。充分了解所輸送的介質特性(名稱、溫度、濃度、粘度、比重、燃點及結晶點等)和整個工藝裝置的運轉特點，詳細了解工藝引數的最大值、最小值、正常值，以及管路、閥門的正確選定。綜合以上因素，根據裝置實際所需要的引數效能和介質特性對材料的要求，選用合適的幫浦類系列和具體規格型號。
所選定幫浦的規格型號的設計引數與裝置所需引數不能相差太大或太小，兩則越接近越好應盡量相吻合。
再次是製造階段。從大面上應嚴格按標準規範、技術協議、工藝要求進行製造、監造。從細節上要求幫浦應選用與介質特性相匹配的材料製作過流件，幫浦體進口與葉輪口環間隙應符合標準值，葉輪流道與幫浦體出口應對中，以避免腐蝕發生和幫浦的水力、容積損失。
此外，合理選用幫浦的軸封形式，良好的摩擦配對可減少功率的消耗和電偶腐蝕。
最後是執行階段。影響水幫浦及其系統能耗的因素有流量、揚程、執行時間、系統各環節的效率等。應結合使用工況的實際合理選用幫浦類，避免由於使用條件、執行方式、安裝及維護方法的不當，使幫浦的執行效率偏離設計效率值導致的能源浪費。
要強化對員工的安裝、操作與維護技能專業培訓，提高員工的節能意識和技能水平，極大地調動員工參與節能工作的積極性。做到幫浦執行期間加強對運轉情況的巡視，發現異常及時排除也是最好的節能方法。
2、幫浦的節能途徑
水幫浦的節能可以分解成幫浦本身節能(前提)、系統節能(關鍵)和執行節能(最終體現)三個方面。
⑴、幫浦本身節能。在幫浦結構型別選定之後，可以認為機械損失和容積損失基本不變，節能重點應放在減少幫浦內水利損失上。一般採取以下措施：
⑴採用先進的計算機輔助設計方法。⑵選用國內外優秀的水利模型設計製作。⑶提高加工精度，減少幫浦過流部件表面的粗糙度，降低摩擦損失；合理選擇縫隙處摩擦零件的材料，提高抗咬合和耐磨性；恰當處理間隙值，減少容積損失。
⑷積極開展水幫浦的可靠性研究、設計、試驗、管理，提高幫浦的可靠度和平均壽命。⑸合理選擇過流件材料，延長易損件使用壽命，使幫浦達到好用、耐用。⑹提高幫浦的三化(標準化、通用化、系列化)水平，開發機電一體化的幫浦類節能產品，以提高效率，節約資源。
⑵、水幫浦系統的節能。開展系統工程設計時，切實加強設計單位與製造、使用單位的交流溝通，避免層層加碼使幫浦的銘牌引數和實際執行引數存在較大差距，造成執行效率低下，能源浪費嚴重的現象。應使系統各組成環節的匹配達到最佳，如：
幫浦、電機、閥門、管網結構(如：直管、彎管、變徑管、管接頭等)、相關附件(如：變頻器、啟動櫃等)以及連線方式、上下游關係等。
⑶、水幫浦執行節能。要根據工藝流程的變化對幫浦適時進行調節，在調節中要注意能量**利用，減少能量無謂的消耗，盡量不用閥門節流方式調節。根據現有成熟的幫浦執行節能技術，採用變角、車削、變頻調節、變速調節或串並聯、大小幫浦搭配的方法加以解決。
葉片變角調節，合理確定葉片安裝角時，在滿足工藝所需的揚程下，使水幫浦能夠在高效區範圍內工作。葉輪直徑車削調節，利用減小葉輪直徑來改變水幫浦效能的流量、揚程、軸功率等引數。這是一種簡便、經濟的節能措施，但車削葉輪外徑也是有限度的，只能在規定的許可範圍內進行。
而且此種方法是不可逆，即切削後的葉輪不能再復原了。③變頻調速節能技術是利用變頻器調速，通過工況的變化而輸入相應的電能，以達到降耗的目的。此方法適用於較大型的管網系統，而且要求系統壓力及流量經常有變化；但在實際運用中存在較大的侷限性，投資成本大，執行成本相對較高。
對於壓力和流量相對穩定的幫浦系統來說，此種方法無疑是不可取的。
3、幫浦的節能措施及實踐
在工業生產實踐中，幫浦保證了生產秩序的持續穩定進行。但是，這些幫浦在實際執行中存在著大量的能源浪費問題，諸如：幫浦配功率偏大的「大馬拉小車」的現象；幫浦不在「額定效能點」或「最佳效率」區域執行的現象；幫浦的使用有「拉郎配」式隨意的現象；幫浦的結構不合理，機械效率低的現象；幫浦的過流件材質選用不當的現象等。
針對以上幫浦執行存在的問題，有的是單項存在，有的是多項並存，需認真研究區別對待，針對不同的情況採取不同的改進措施，制定合理的改造方案。現就對幫浦的一些節能改造方法略舉二例共同分享。
1、幫浦的設計選型改進
某化纖公司是國內產量較大的黏膠纖維生產企業之一，所用的鹼夜輸送幫浦使用的是國內某知名企業的不鏽鋼鹼幫浦。過流件選用1cr18ni9ti不鏽鋼材質製造，幫浦和電機在共用底座上通過聯軸器傳遞動力，適配功率較大。幫浦的機械效率低、損耗大，零部件多，結構複雜、維修不便、初始採購費用大、執行成本高、維護成本高、執行時間久了且有鹼脆現象發生。
2023年，在擴產改造中需26臺輸送鹼液的幫浦,要求幫浦的效能引數為流量q:100m3/h，揚程h:32m，輸送介質為含量40%的氫氧化鈉，溫度低於40℃。
真對不鏽鋼幫浦存在的缺陷問題確有必要進行改近，以降低初始的採購費用和實際運轉中的執行及維護費用。根據工藝要求和介質特性，結合金屬腐蝕的規律，可選用灰鐵材質的清水幫浦，且**低廉，配件易採購；但大多幫浦軸封結構使用填料密封形式，洩漏量大，汙染環境，且鹼液浪費，不適合選取。
針對以上問題，結合幫浦的構造和腐蝕與防護知識，制定合理的改進方案。根據金屬鑄鐵在鹼液中的腐蝕規律，常溫下鐵和鋼在鹼液中具有穩定性，即：鹼溶液中無氧，鑄鐵在鹼性(ph:
7～10)溶液中能夠在金屬表面生成保護膜，腐蝕性很小且是均勻的，可通過增加基體富裕量解決，故過流件選用鑄鐵材質輸送特定的鹼液其耐腐蝕性是良好的。根據生產實際，本著勤儉節約的精神和修舊利廢的原則，在傳統的is系列幫浦的基礎上，對幫浦的結構形式和軸封的結構形式進行大幅度改進。設計製作為機械密封結構的isz100-80-160型鑄鐵材質的直連式離心幫浦。
把傳統的幫浦和電機在共用底座上通過聯軸器傳遞動力的「長」幫浦改為便維直聯式「短」幫浦。該幫浦的優點是：使其比傳統的is型幫浦占地面積小；由於零部件少，結構簡單，幫浦軸與電機軸通過莫氏錐連線可以分開，檢修和維護方便；節約了初始採購成本，減少了停幫浦維修次數、降低了維護成本。
軸封形式採用機械密封結構，選用與介質匹配相適合，滿足鹼液輸送的橡膠波紋管保護套內裝機封，動、靜環採用即耐腐又耐磨的鎳鉻合金作為作為動、靜環摩擦配對，以滿足該工藝對幫浦的要求。
目前，該類幫浦已使用七年多，運轉效果良好，很少更換配件，包括機械密封。現該類幫浦已得到推廣使用百餘台，減省節約了採購資金、減低了執行和維護費用，實現了節能改造的目的。(另附圖1)
2、幫浦的密封結構形式改進
某化工企業使用is200-150-400型3臺迴圈水幫浦通過噴射器抽取真空，原結構形式為傳統的臥式離心水幫浦，效能引數為：流量q:400m3/h，揚程h:
50m，配用n:90kw，工作電流165a。該幫浦和電機在共用底座上通過聯軸器傳遞動力，密封形式為填料密封。
此幫浦占地面積大，零部件多，在執行中機械阻力大、效率低、功耗高，填料密封處洩漏量大造成汙染環境，幫浦件腐蝕嚴重需經常停幫浦更換。根據節能改造計畫需對該幫浦實施節能改進，由於系統對工藝效能引數和管路的要求無法改變，只能在幫浦滿足現行工藝效能引數的前提下，對幫浦的結構形式和密封形式進行改進。鑑於此採取利用原來的幫浦體、葉輪和電機，將填料幫浦蓋改為機械密封式幫浦蓋，更換連線架和底座，改造成軸封為機械密封結構的isz200-150-400便維式離心幫浦。
由於主要過流件沒有改變，只是降低了摩擦部位的無用功耗，減少了動力傳遞損失，經投入執行驗證，在滿足原工藝效能引數並與之相同的條件下，實際執行電流小於149a，比老式幫浦執行電流165a減少了16a，達到了節能的目的。該幫浦所處工況為連續運轉，以工業用電0.68元/kw/h計算，一天可節約電費261.
12元，連續執行一年該幫浦可節約電費95308元，是幫浦初始投資的三倍多。(另附圖2、3)
3、節能離心幫浦的推出
通過將老式離心幫浦改造成為便維式離心幫浦(已申報專利)後，幫浦的結構緊湊、零部件減少(無懸架、支架、軸承、油封、軸承壓蓋、聯軸器及彈性塊)等, 無需新增潤滑油。可減少維修次數，節約幫浦的維修費用和執行費用。幫浦軸與電機軸能夠分開, 保持了幫浦和電機各自的完整性，檢修方便，葉輪等轉子部件檢修或更換，無需拆卸與幫浦連線的管道，也不用拆卸電機轉子，只需鬆開中間連線架和拉緊螺栓(或鎖緊螺母，將電機整體後移即把幫浦軸與電機軸分開，檢修或更換配件十分方便。
幫浦的密封結構形式也可以多樣化，能滿足不同介質特性對機械密封的各種要求。
由於改變了動力傳遞方式，減少了摩擦阻力損失，提高了機械效率，幫浦系統的整體效率亦有提高。幫浦占地面積小了，減少了基建投資。結構緊湊、零部件少了，降低了初始採購費用、執行成本和維護費用。
該幫浦是集經濟性、可靠性、穩定性、便捷性於一體的新型機電一體化幫浦產品，極具推廣價值。(另附圖4、5、6)
4、幫浦節能的發展趨勢
根據日新月異的經濟發展對幫浦的需要，幫浦產品系列應向多元化發展。主要體現在幫浦輸送介質的多樣性、產品結構的差異性和執行要求的獨特性等方面。開發高效、節能、環保等高附加值、高可靠性、高科技含量的離心幫浦，是幫浦行業發展的方向。
幫浦設計人員應與製造企業、使用單位有機結合，實現產品系列的多元化。通過機電一體化方法，開發高效節能、體積小、重量輕、自動化、智慧型化程度高的產品，提高幫浦的可靠性和幫浦的執行效率。不斷探索採用新材料、新工藝、新技術，提高幫浦在設計、生產、製造、試驗、安裝、除錯、執行、維護和檢修等各個環節密切配合；解決幫浦的耐高溫、耐腐蝕、耐磨損問題。
重視幫浦的維護和保養，記錄執行的各項指標、長期跟蹤、監測和記錄，作為幫浦開發和效能完善的依據。
目前幫浦行業的節能技術比較成熟，但節能診斷、技術推廣做得還不夠，主要是市場不規範、資訊不通暢。隨著國家節能減排政策的日臻完善，合同能源管理方式的不斷推進，幫浦使用單位與節能服務公司將會更好地緊密結合，定會創造出幫浦節能工作的輝煌佳績。
離心幫浦的選用原則及工業離心幫浦的操作方法
選用原則 幫浦是一種面大量廣的通用型機械裝置，它廣泛地應用於石油 化工 電力冶金 礦山 選船 輕工 農業 民用和國防各部門，在國民經濟中占有重要的地位。據79年統計，我國幫浦產量達125.6萬台。幫浦的電能消耗自吸幫浦佔全國電能消耗的21 以上。因此大力降低幫浦有能源消耗，對節約能源具用十分重大的意...
離心幫浦的維護
一 離心幫浦的工作原理 離心幫浦在啟動前需先向殼內充滿被輸送的液體，啟動後幫浦軸帶動葉輪一起旋轉，迫使葉片間的液體旋轉，液體在離心力的作用下自葉輪中心被甩向外周並獲得了能量，使流向葉輪外周的液體的靜壓強增高，流速增大，可高達15 25m s。液體離開葉輪進入幫浦殼後，因殼內流道逐漸擴大而使液體減速，...
離心幫浦的構造及工作原理
一 離心幫浦的基本構造離心幫浦的種類有很多，圖1 1所示為單級單吸式離心幫浦的基本構造，主要包括蝸殼形的幫浦殼 幫浦軸 葉輪 吸水管 壓水管 底閥 控制閥門 灌水漏斗和幫浦座。圖1 1 單級單吸式離心幫浦構造 1一幫浦殼 2一幫浦軸 3葉輪 4一吸水管 5一壓水管 6一底閻 7控制閥門 8灌水漏斗 ...