循环水泵改造选型确保高效率运转

循环水泵改造选型确保高效率运转
摘要：循环水泵被广泛应用于水力、电站、钢铁、市政等行业中，随着装备制造业及水泵技术的不断发展成熟，循环水泵朝着高效率、高流量、低噪音、高性能的方向不断发展，但在循环水泵的实际应用过程中，仍然存在故障率偏高、耗能较为严重等现象，这些因素影响着电站运行系统的稳定性及经济性，因此展开循环水泵的故障研究及节能分析工作显得十分重要，目前在这一方面的研究工作受到越来越多的重视。

关键词：循环水泵；改造选型；高效率运转
一、概述
通钢集团板石矿业公司球团厂净循环水泵现有三台，为卧式单级悬臂式离心泵，正常生产为两供一备。

型号如下：
1#水泵型号；ISWR150-250IA
额定流量；187m³
额定扬程；70m
电机功率；55KW
效率；75%
2#水泵型号；IWZ125-65
额定流量；185m³
额定扬程；65m
电机功率；55KW
效率；76%
3#水泵型号；125-65
额定流量；185m³
额定扬程；65m
电机功率；55KW
效率；76%
二、项目提出的背景及存在的问题
随着当今社会的飞速发展，尤其是人口的不断增加，工业现代化步伐的加快，世界各国尤其是广大发展中国家，在经济快速发展中陆续面临发达国家曾经并继
续面临的困境，能源紧张，环境恶化。

越来越多的人意识到节约能源、保护环境
是当今时代科技革命和产业变革的方向。

按照国家“大力推动以节能降耗为重点
的设备更新和技术改造，加快淘汰高耗能、高耗材、高耗水的工艺、设备和产品”的要求。

怎样通过节能降耗提高企业效益是十分重要的内容。

根据通用机械工业
协会计算，水泵耗电量占我国发电量的20%左右，水泵对于节能减排意义严重。

对于用水企业而言更换性能适配的水泵设备，通过变频系统提高电能利用率，推
广高效率水泵及电机是节能的重要措施之一。

存在的问题
球团厂运行的三台净水循环泵，为定型多年的老式水泵，设计效率低，仅为75%，相比于新式水泵其能耗较高。

而且水泵没有使用变频控制，对于流量调节
只能依靠控制阀门开度，对于水泵而言控制阀门只是单纯的控制扬程增加或减少，并没有降低能耗及水泵各部件的压力，在某些情况下反而加重了水泵的负载，这
不但操作麻烦，还使大量的能量浪费在了阀门阻力上，致使水泵机组长期在低效
区运行，一直处于过载超电流状态，这使水泵的效率又进一步降低，对电能的浪
费十分严重。

而且球团厂生产运行中三台水泵只运行一台用水量供应不足。

同时运行两台
能满足用水需求，但是备用泵的维修周期内运行水泵一旦损坏任何一台，都会造
成停机停产的后果，而且由于三台水泵厂家及出厂日期不同，其备品备件通用化程度太低，后勤维护压力很大。

水泵也未使用变频系统，运行的两台水泵均超过电动机额定电流过载运行，电动机容易过热，如继电保护装置动作，会使水泵停运，如继电保护装置不动作或动作不好又容易烧毁电动机，损坏水泵，这种情况更是给正常生产加大了隐患。

1.
改造方案
根据水泵存在的问题和运行状态对三台水泵重新选型整体更换，并配套变频控制系统在以节能为前提下调节流量满足现场生产情况。

在原有DN300主管路不改变的情况下，选用新式双吸离心泵配变频系统，其主要特点效率高，其效率可达到83%，在同等用水量下耗电量更低，备品备件全部通用。

同时，双吸离心泵进出口在同一方向上且垂直于泵轴，利于泵和进出水管的布置与安装;双吸泵的叶轮结构对称，没有轴向力，运行较平稳，减轻了后期维护工作，降低了使用成本。

并且在变频系统工作下水泵可在相当广泛的流量区间内以高效率运行，既满足球团厂各季节用水量不一致的情况，又可以达到节能降耗、减少因调节阀门开度而造成的经济损失。

（改造后尺寸图如下所示）
四、与原设备经济及技术比较
在水泵运行上使用变频系统后电机的启动电流将从零开始，最大值也不超过
额定电流，减轻了对电网.电机.水泵阀门的启动冲击，极大的延长了电机水泵的
使用寿命，降低了维护工作及检修费用。

水泵的运行功率为132KW，当用水量减
小采用阀门调节流量时，假如阀门调节范围0.8~0.9，阀门的开度取值为85%，
水泵机组在此工作区间下变频系统节电率约为13.5%，设年工作时间8760h。

改
造后年节约用电156103kW·h，如按电价0.6元/kW·h计算，变频系统年预计节
约电费9.3万元。

原设备单台电机运行电流在用水高峰时可达到120A左右，对于55KW电动机
而言过载严重，电动机功率55KW效率为93%，两台电动机同时运行电流240A左右，运行中电能主要浪费在了水泵的低效率及两台水泵克服机组自身阻力上。

更
换水泵之后只需运行一台水泵即可满足现场用水需求。

根据计算在与原设备供水
量相同的情况下，由于水泵效率提高单台水泵运行电流为180A左右即可满足现场，改造后同等用水量下即可节电约25%。

按全年8760h小时计算，年节约用电289080kW·h，如按电价0.6元/kW·h计算，仅水泵运行年节约电费17.3万元。

加变频系统后全年可比改造前节约电费二十万元以上。

五、结论
1、改造后使现场因为水泵问题停机停产的几率降到了最低，配件全部通用，降低了后期维护成本及压力。

2、设备无过载运行可靠：由变频器实现泵的软起动，使水泵实现由工频到
变频的无冲击切换，对电网无冲击、避免管网压力超限，管道破裂。

3、高效率水泵加变频系统可满足全年不同水量下的高效运行，减小电机无
用做功。

4、当负载功率减小时，水泵功耗下降，轴功率随之降低，电机、水泵等设
备延长了使用寿命，维修量下降，节约维修费用和维修时间。

参考文献
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2020，61（07）：53-55.
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