泵与风机的节能问题讨论
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摘要：为了实现泵与风机的节能，我们应保持系统在最佳工况中运行。降低功率消耗，因此我们要改变泵与风机参数，使得泵与风机的性能曲线交至工作点附近。本文围绕泵的选型，改变泵运行范围的最佳经济方法，多种泵与风机调节运行工况的特征等关系泵与风机节能问题的关键部分展开讨论。
关键词：泵与风机；节能问题
中图分类号： TE08 文献标识码： A 文章编号：
一、泵与风机节能的意义及节能潜力分析
能源作为经济建设和人民生活不可缺少的重要资源，对国民经济持续、快速、健康发展有重要意义，同时在国家经济建设中占据重要地位。节能降耗是我国经济发展的一项长期战略方针。据国际能源署调查发现，在1995一2010年间，全世界每年平均新装机容量仅为1亿kW，而每年新增加发电量约为5000亿kW·h。而我国仅占世界的50%左右。近年来中国的电力建设速度非常快，已经趋近增长的极限。但在我国的相当一部份地区仍然缺电，所以我们必须加强节约用电的意识、加强电力需求侧管理来解决中国目前的缺电问题。水泵、风机作为国民经济生产中量大面广的电动机驱动设备，总电机容量极大，因此，关注泵与风机的节能问题在当前社会显得十分重要。
二、减小泵与风机内部损耗， 提高其效率。
将原动机的机械能转换成流体的机械能的过程时，泵与风机会产生各种各样的能量损耗， 这些损失按其性质可分为三部分，其分别为机械损失、容积损失和流动损失。但至今为止上述三种损失仍不能用理论方法计算出精确的结果，其主要原因是泵与风机内部流体运动的复杂性。因此泵与风机的损失主要是依靠试验方法测定的，测定之后再由此总结出半经验半理论的计算公式。因此要提高泵与风机自身的效率， 就要减少上述机械损失、容积损失和流动损失损失。
(1) 泵与风机的机械效率主要是由其叶轮的几何形状，即比转速值决定的，所以在提高其的机械效率时我们应注意以下几点：①选择或设计转速较高但叶轮直径较小的这类泵(风机)时，我们应避免转速低而大的这类。②选择或设计高扬程、低比转速泵(风机)时， 可适当增大叶轮叶片的出口安装角，或选用多级的应，尽量避免采用大的来达到高扬程(全压)的目的。③降低叶轮盖板外表面和泵壳内表面的粗糙度，从而使泵与风机的效率提高。减小动、静间隙形成的泄漏流动的过流截面，设法增加泄漏流道的流动阻力。
(2) 为提高流动效率，减少泵与风机内部的流动损失，应注意以下几点：①对于过流部件各部位的流速值一定要合理确认。②在流道内对于脱流问题要做到尽量避免或减少。③对于各过流部件的进、出口角度的选择要严格慎重，来减少流体冲击所造成的损失。④过流通道内要避免有尖角、突然转弯和扩大，尽量做到平缓。⑤流道表面避免有粘砂等铸造缺陷，尽量做到光滑和光洁。
三、泵与风机装置的选型和改造
风机自身的效率、管网设计是否合理、阻力大小及与管网是否匹配良好等因素是关系泵与风机是否节电的重要因素，然而在能克服管网阻力的前提下，泵或风机所产生的扬程应达到满足管网流量需要的要求，所以节能降耗最有效的办法就是实现泵与风机和管网的合理匹配。
（1）、选用新型节能型的泵：更换那种效率低、性能差的泵和风机，采用重新选型的方法来改造那种年久失修和属于淘汰的泵与风机，或者用新的高效能泵或风机来替换那种年久失修和属于淘汰的泵与风机。
（2）、合理选用泵与风机的裕量：在确定了泵和风机所需流量、杨程以后，我么必须对设备的操作运行、频率的波动等因素进行一个具体全面的考虑。如果选的富裕量过大，实际运行中就必须进行节流而降低效率。因此，在选用泵和风机时，我们必须坚持认真核算所需要的流量及杨程，认真选用合适的富裕系数的原则。
（3）、减少阻力损失：我们可以通过降低泵和风机的总杨程来减少泵和风机的管路及其配套附件的阻力带来的损失，从而达到节省功率的目的。减少阻力损失的措施有以下几个：①在一定流量下，加大流通截面积，增大管径，降低流速，减少阻力损失；②我们可以在确保管路安全运行以及维修可以方便的前提下，通过简化管道附件，对不必要的阀门和流量孔板可以实行取消等措施，尽量减少管道的局部阻力损失；③降低液体的粘度；④提高管内壁的光洁度等。这些都是减少阻力损失的有效方法。
（4）、选择合适的调节方式：为了改变电动机的转速，我们可以通过变速来调节泵或风机的流量，并且保证在调节流量的过程中没有节流损失，但这种方式的前提则是保持电动机速度的恒定。此种调节方式有利的一面是，这种调节方式的调节效率最高，且可以保持管道系统的阻力不变，因此这种调节接近于理想水平。同时调节方式分为很多种，具体如下：
(1)节流调节：节流调节是一种通过开关压力阀来进行调节的方式，因为最简单最不经济的且在水泵吸人管路节流时可能造成汽蚀，因此一般不宜选择此种方式。但是吸人管路节流在风机上是一种较好的方法。(2)旁通节流：旁通节流是通过支管将一部分水量引往其他装置，或将水重新导回该泵的吸入管路。旁通节流仅用于高压锅炉给水泵。(3)通气调节：通气调节是通过将少量空气引入吸入管路来调节流量。通气调节比节流调节更经济实惠，但是由于其具有在吸入管路中造成液柱中断的弊端，所以使用范围是非常有限的。目前这种方法仅应用于实验研究。(4)自动调节：自动调节是根据吸人容器的液位自动调节泵的工况，因此自动调节仅应用于小型动力装置的凝水泵中。(5)转动进口诱导叶进行调节：转动进口诱导叶进行调节是一种通过改变叶轮前的流体的预旋来改变流量和扬程的方式。转动进口诱导叶进行调节这种调节方式其实早就在风机上使用，后来应用于叶片泵。其拥有改善泵的性能曲线和功率消耗、提高泵的抗汽蚀性、防止叶片产生脱流现象和泵产生振动的优点。(6)转动出口导叶片进行调节：转动出口导叶片进行调节只限于诸如蓄能泵中。(7)转动工作叶片进行调节：转动工作叶片进行调节可以应用于大流量、高比转速泵，特别是轴流泵中，因为这种调节方式可以通过改变其安装角，来实现达到一定的运行参数的目的。(8)改变参数：为了改变参数Q和H，我们可以通过减小叶轮直径的方法。泵装置运行时，我们通常会先发现实际运行条件所要求的流量和扬程是远远低于泵的最佳参数的。因此我们可通过减小叶轮直径来降低泵的参数Q和H的方式，来解决泵长期运行时采用节流调节而造成能量损失的问题。(8)减小叶宽：这是一种通过减小叶轮宽度来改变参数Q和H的方式。(10)变速调节：变速调节是一种最经济实惠的调节方法。变速调节通过所需流量的大小来升高或降低叶轮转速。
结语：目前，我国科学技术发展迅速， 国际间技术交流也不断加强， 技术及产品更新换代也逐渐加快，因此，我们应该抓住机遇，利用我国加入WTO 这一契机， 加强国际间的交流合作， 对国外先进技术要做到取其精华，吸取国外先进技术中的适应我国技术发展的部分，同时也应加大本国科研力量的投入，努力研究的高质量的节能型泵与风机类的自主品牌，加强我国对泵与风机研究开发的重视，推动我国泵与风机的进一步发展。
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