水泵廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和居民生活的各個領(lǐng)域，每年消耗在水泵機組上的電能占全國總電耗的21％以上。水泵也是造紙企業(yè)必需的輔助生產(chǎn)設(shè)備，如用于制漿供水、堿爐給水、燃煤鍋爐供水等，是造紙企業(yè)的主要耗能設(shè)備之一。當(dāng)前，造紙企業(yè)的水泵效率普遍偏低；泵組選型過大、運行控制方式落后。多數(shù)企業(yè)仍然采用定速驅(qū)動，水泵的流量主要通過閥門調(diào)節(jié)。受季節(jié)、氣候、工作負(fù)載等諸多因素的影響，水泵經(jīng)常處于較低負(fù)載甚至節(jié)流50％以上運行，由于存在節(jié)流損失及偏離高效區(qū)運行，能量浪費非常嚴(yán)重。因此，探討造紙企業(yè)水泵節(jié)能的技術(shù)和方法，提高水泵的工作效率，對提高企業(yè)的經(jīng)濟效益和社會效益具有重要意義。
1、 提高系統(tǒng)的效率
水泵裝置的效率可表示為
η=ηb. ηd.ηc. ηg （1）
式中：ηb—水泵效率，%；ηd —電動機功率，%；ηc—傳動裝置的效率，%；ηg—管路的效率，%。
由式（1）可見，水泵裝置的效率受各個局部效率的直接影響，大小由他們共同決定。
1.1提高電機的效率
開發(fā)使用節(jié)能電機，降低銅、鐵損耗，節(jié)能電機采用損耗低，導(dǎo)磁性較好的磁性材料，同時還改進了結(jié)構(gòu)設(shè)計及制造工藝來降低雜散損耗。另一方面，注意選型的配套合理，做好運行中的檢查、維護、保養(yǎng)工作，這對提高電機的效率也很重要。
1.2提高傳動裝置的效率
水泵與電機之間多采用V帶（三角膠帶）傳動。保證V帶傳動的效率主要是保證膠帶具有一定的轉(zhuǎn)動包角和保持膠帶合適的松緊度。運行一段時間后膠帶發(fā)生塑性變形而伸長，導(dǎo)致包角減小和張力降低，此時要及時通過中心距進行調(diào)節(jié)。另外，由于帶輪的加工誤差，或者新舊膠帶混用容易造成各根膠帶的松緊不一，受力不均，降低了傳動效率。因此，應(yīng)選擇加工精度高、質(zhì)量好的帶輪和膠帶，更換膠帶要做到一次全部更換。對于直接采用聯(lián)軸器聯(lián)接的水泵，其傳動效率明顯高于V帶傳動，但只有保證水泵與電動機之間的同軸度精確、連接螺栓松緊固定，才能進一步提高傳動裝置的效率。
1.3提高管路的效率
管路效率受管徑大小、管道長度、管道彎度和數(shù)量、進出水閥門型式的影響。水管的阻損失與管徑的5次方成反比，因此，管徑不宜過小，一般出水管的經(jīng)濟管徑為 D=(0．65—0．80)√v，進水管的經(jīng)濟管徑為D=(0.80—0.95)√v；管道長度和管道彎度及數(shù)量主要由工藝條件決定，管道越長、彎度越大，阻力越大。在滿足工藝要求的前提下，應(yīng)盡量減少管道長度，避免或減少采用彎管；進、出水閥門不宜選得太大，過大的閥門阻力過大特別是泵前后和干管上的閥門，因阻力過大往往消耗水泵2％～ 6％的動力。此外，及時做好閥門的檢修和維護工作，保證運行中開啟和關(guān)閉靈活、到位，也可減小水力損失。
2、合理選擇水泵
水泵的類型和型號一般根據(jù)工作要求的流量和揚程確定。為了達(dá)到節(jié)能的目的，一是要注意選用節(jié)能水泵，二是要合理確定水泵的工況點。
3、提高水泵的效率
3.1提高水泵的機械效率
（1）減小軸承損失
（2）減小填料函損失
①根據(jù)水泵的用途和工作場所選擇適合的填料。②保持填料壓蓋合適的松緊程度。
（3）減小水泵內(nèi)部的摩擦損失
水泵內(nèi)部的摩擦損失包括：①水流與泵體泵蓋表面產(chǎn)生的摩擦損失；②水流與葉輪高低壓兩側(cè)流道的表面產(chǎn)生的摩擦損失；③水泵內(nèi)部各轉(zhuǎn)動部件配合面之間的摩擦損失。減小摩擦損失對于前兩項而言，若是零件表面粗糙度大，可進行先磨光后涂護，涂護按面積大小采用環(huán)氧樹脂等易涂、耐磨材料做涂敷處理；若因汽蝕原因造成流道表面局部損傷，應(yīng)先除銹再涂護，面積小時，可進行焊補、磨光處理。至于第三項，水泵內(nèi)部各轉(zhuǎn)動部件配合面關(guān)鍵是嚴(yán)把配件的加工質(zhì)量關(guān)和裝配質(zhì)量關(guān)，確保有理想的水流流態(tài)，以降低水泵內(nèi)部的摩擦損失。
3．2提高水泵的容積效率
水泵的容積損失主要體現(xiàn)在密封環(huán)間隙處的水量損失。若采取密封環(huán)結(jié)合面加鑲鋼圈，并加裝“O”型橡膠密封圈等的處理措施，可明顯提高密封效果，且比同型號密封環(huán)壽命大為提高，在提高水泵效率和降低維修費用方面效果顯著。
3．3提高水泵的水力效率
水泵的水力損失是水流經(jīng)過水泵的通道時互相撞擊以及與過流壁面發(fā)生摩擦而產(chǎn)生的。提高水泵的水力效率主要途徑是選擇合適的工況點、提高水泵的抗汽蝕性能和抗磨蝕性能、減少過流部件表面的絕對粗糙度。降低粗糙度可通過在泵的通道內(nèi)涂敷光滑涂層實現(xiàn)。
4、無功補償節(jié)能
水泵常采用異步電動機驅(qū)動，異步電動機屬感性負(fù)載，功率因數(shù)較低，且隨負(fù)載變化。處于額定負(fù)載時功率因數(shù)較高，而輕載時功率因數(shù)較低，一般在0.2～0.85之間，能量損耗大。異步電動機的無功補償，是指在保證電動機正常工作的前提下，通過補償提高用電線路的功率因數(shù)，減少供電線路和變壓器的能量損耗。平衡的三相三線系統(tǒng)的功率可表示為：
（2）
由式(2)知，在負(fù)荷功率P和電壓不變的情況下，電流，與功率因數(shù)cosφ成反比，若輸送同樣的功率，則配電線路電阻的熱損失與電流的平方成正比。因此，功率損耗與功率因數(shù)的平方成反比，即功率因數(shù)越大，功率損耗越小。
由于電機正常運行時所吸收的有功功率和無功功率都是通過配電線路輸送的，為減少配電線路的無功損耗，可在電機端部加裝電容器來改善功率因數(shù)。這樣，作為感性負(fù)荷的電機所吸收的無功功率，可以由電容器所輸出的無功功率得到補償。無功補償?shù)墓?jié)電原理如圖2所示。圖中Q為電感性負(fù)荷從電源吸收的無功功率，Qe為無功補償功率，則電源輸送的無功功率減少為Qt=Q-Qe，功率因數(shù)
由cosφ提高到cosφt，視在功率由S減少到St。一般補償后功率因數(shù)在0．95 ～0．97之間。無功補償以低壓中型電機為主要對象，尤其適合經(jīng)常處于連續(xù)運行的水泵電機，且電機極數(shù)越多，越能體現(xiàn)無功補償?shù)慕?jīng)濟性。
5、速度調(diào)節(jié)
6、變頻調(diào)速節(jié)能
常用的水泵節(jié)能調(diào)速方式有級串調(diào)速、變壓調(diào)速、液力偶合調(diào)速和變頻調(diào)速，而變頻調(diào)速是最先進和應(yīng)用最廣泛的節(jié)能調(diào)速方法。
7、結(jié)束語
水泵的節(jié)能包括水泵設(shè)備效率節(jié)能、系統(tǒng)降耗增效節(jié)能、調(diào)速運行、減少無功損耗節(jié)能幾個方面。它們的作用雖不同，但相輔相成、缺一不可。研究和改進調(diào)節(jié)方式是水泵節(jié)能的關(guān)鍵所在。變頻調(diào)速技術(shù)是目前設(shè)備運行控制的先進方法。同時，加強水泵運行管理，提高設(shè)備完好率，確保設(shè)備安全可靠運行，是造紙企業(yè)水泵節(jié)能的基本保證。
