浅谈对潜水泵的技术改造
摘 要：本文结合生产实际，从水泵的技术性能角度进行分析，对现有的水泵进行技术上的改造，使其运行在高效区，达到增效节能的目的。
关键词：水泵;高效;电机
前言
随着城市建设的快速发展，现有城市供水设施普遍设备老化或存在一定缺陷，尤其是机泵运行年代已久，不能运行在最佳工况点，耗电量大，资源浪费，生产成本增加，严重制约了供水事业的发展。因此，本文对潜水泵的技术改造进行了重点分析，以供大家参考。
1、潜水泵技术改造概述
我公司自1963年一水厂正式投产以来，经过多年发展与积累，已经从当初的实际日供水2.7万立方米发展到现在共7座水厂，78口水源井，日供水能力达到43万立方米。经过几十年的风雨兼程，为西宁市人民供水事业做了很大的贡献。随着城市建设的快速发展，我市供水事业也步入了一个快速发展阶段，同时也面临着很多问题：现有城市供水设施普遍设备老化或存在一定缺陷;部分工艺和设备落后;单位产品的能耗、药耗量大，管网漏失严重，在运行管理上缺乏科学手段，运行成本高，人均产值偏低等问题，这些问题大大地制约了城市供水事业的发展。为此公司积极利用国外贷款进行设备的技术改造和设备的更新，从2000年开始已先后对四水厂、五水厂、六水源等3个厂的水泵进行了更新换代，把原先国内生产的耗电量比较大的长轴深井泵替换为技术比较先进的德国深井潜水泵，随后几年又把一水厂和三水厂的水泵全部更新，替换为高效节能的格兰富SP型潜水泵。由此可以看出，公司在增效节能相面是很下工夫的。虽然公司在降低能耗，提高效益方面做了很多工作，但是由于起初在国外贷款时，引进外资周期长，所选水泵与井的实际状况有些不匹配，存在“大马拉小车”现象，井泵耗电量大，个别井泵出现“喘气”情况，长期运行下去，不仅浪费资源，生产成本增加，严重的会烧毁电机，给公司造成很大的经济损失。这就要求工程技术人员拿出可行的技术改造方案，在现有的设备运行状况下，对每台泵进行最佳性能分析，使其运行在高效区，充分发挥电机性能，降低损耗，提高效益。
据统计，1990年413个城市供水单位总耗电量为57.5亿kW.h，平均每千立方米水耗电328.69kw.h。在多数水司的自来水成本中电费是占比重最大的项目，一般占30-40%，而电费的主要消耗是水泵的耗电，由于各水司使用水泵情况的不同，很难以简单的某个数据来考核每台泵的经济运行点，现在主要有两个方面来评定水泵的电耗是否合理：一是用单位水量耗电多少来衡量(度/千吨)，二是用单位水量提升1米的耗电量来衡量(度/千吨.米)。可以看出电耗是否合理主要决定于几个因素：水泵提升的扬程是否合适;水泵的出水量是否等于涌水量;机泵是否匹配，电机是否高效率运行。
为了合理的确定所选的水泵运行在最佳工况范围，电机效率最高，就要求对每一台水井的实际出水量和动静水位进行实地、精确的监测，绘制参数变化曲线图，也为以后水泵更换提供详实的技术数据。这些我公司有专人负责，公司也很重视各水厂生产报表的报送。但是鉴于我司资金不足的实际情况，是全部更换高效节能的潜水泵还是对现有的水泵进行技术上的改造更为合理，就要进行合理的分析。
2、潜水泵技术改造的具体措施
2.1 对水泵从技术角度改造分析，因为现运行的水泵耗电量大主要原因是泵的实际出水量大于井的涌水量，泵的扬程过高，电机功率过大。解决上述问题，可根据各泵实际情况，分别采取措施：
① 改换叶轮
更换叶轮是一种比较省事的办法，但由于我司技术力量薄弱，机械设备加工车间条件差，同时要考虑机组配套和叶轮流道匹配等因素，因此工程投资较大，机组设备费用较高。另外，在同扬程下由于泵的流量的改变，对泵汽蚀及水力振动有很大的影响，特别是与进、出水流道之间的水力配合问题会成为更换叶轮的主要矛盾。因此，在原有的水泵基础上采用换叶轮的办法来解决泵的出水量问题，不仅代价较高，而且技术上较复杂，鉴于我司目前的状况，不太现实。
② 变径调节——叶轮车削
不改变泵的转速和结构，仅将叶轮外径适当车削减小，以改变水泵的工作点。叶轮车小后，泵的工作参数值将相应减小。由相似定律得知，车削前后的水泵的流量之比与叶轮外径之比值的一次方相等，扬程之比等于外径比值的二次方，功率之比等于外径比值的三次方。这种车削叶轮的变径调节方法，既可以变更泵的工作点又可以扩大泵的使用范围，且简单易行，是一种行之有效的方法，容易达到我们的生产要求。由于我们公司没有切削经验，可以委托水泵生产厂家加工，费用比较低。
③ 变速调节——降低转速
降低水泵转速，可减小水泵的流量和扬程，对应的功率也降低，因此可考虑更换成较小功率的电动机。降低转速前后的流量比值等于转速比值的一次方，扬程之比等于转速比值的二次方，功率之比等于转速比值的三次方。但是对于潜水泵，改变转速是比较困难的，需要严格的计算泵的输出功率与电动机的匹配。另外水泵转速下降幅度也不宜超过额定转速的30%，因降速过多，泵的效率下降越大。采用这种方法，计算出的电动机容量和转速不符合国家标准，很难采购到需要的电机设备，所以不合适。
2.2 从水泵的更换电耗使用情况进行分析，目前国内外生产水泵的厂家很多，质量良莠不齐，产品的性能和价格也不同，但是对使用单位来说，关键是看性价比，既能达到使用要求，又能降低能耗，我想这也是公司进行设备更新改造的目的。为此我们要结合兄弟水司的使用经验，有针对性地选择几家单位的水泵，如格兰富、解州潜水泵等，通过对试用期间井泵参数数据的综合分析比较，分析出更为高效节能、适合本单位的水泵后，然后在其他水厂推广。
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