提高水泵工作效率的措施分析.pdf

总第2 2 9 期2023年第7 期经验交流摘要：随着机械工程规模的不断扩大，对各种设施设备提出了更高的要求。水泵是机械工程中的基础设备，直接影响着工作效率、工程效益，对机械工程的顺利完成具有重要作用。在泵的选型与数量配备、水力损失和流量损失等因素的影响下，水泵的工作效率较低，阻碍了机械工程的进一步发展。在简要介绍水泵概念及工作原理的理论基础上，阐明了影响机械水泵工作效率的因素，从水泵性能参数、水泵性能曲线两方面分析了水泵的运行效率，提出了提高水泵工作效率的措施，以供参考。关键词：水泵；工作效率；性能参数；工艺要求中图分类号：TH380引言在社会经济不断发展的背景下，我国工业发展水平有了新突破,机械研发能力更强，制造水平也有所提升。在机械工程中,水泵是不可或缺的一部分,其应用情况直接影响着机械工程的质量。同时，水泵的用途比较多样化，可以应用在机械工程中,还可以应用于城市供水、化工、冶金等领域。与西方发达国家相比，我国水泵的发展时间较短，在很多方面还不成熟，加之诸多因素的影响,如泵的选型与数量配备、水力损失和流量损失等，造成了水泵的工作效率偏低，对机械工程的质量造成不利影响，不利于该领域的健康稳定发展。因此,研究如何提高水泵的工作效率,具有一定的现实意义。1水泵及其工作原理概述1.1水泵的概念水泵是指以增加水的压力为工作原理，使其按照预期目标输送、流动的机械设备1。水泵涉及到较多类型，主要有离心泵、电磁泵和水锤泵等。1.2水泵的工作原理当进水管中保持适宜的水量后，启动水泵的工作开关。当泵内部的水量到达顶端位置后，水泵运转，内部的叶轮持续高速地旋转，并产生了强大的离心力，水被甩向四周,进人水泵的蜗壳之中,与出水管产生接触。在出水管的内部,水恢复到了高速流动的状态，在持续加压、吸水的阶段里，水流比之前流动得更快，而且能够以制定的扬程范围为前提,将水保持在较高位置，这就是水泵的工作原理。2影响水泵工作效率的因素2.1水泵选型与数量配备所产生的影响2.1.1水泵设备选型对水泵工作效率的影响在对水泵合理选型的情况下,水泵的工作效率会更高。水泵出水量的多少与水泵的工作效率密切相收稿日期：2 0 2 3-0 1-12作者简介：张林虎（19 8 6 一），男，甘肃白银人，本科，工程师，主要从事水利泵站机电设备检修维护工作。现代工业经济和信息化Modern Industrial Economy and Informationization提高水泵工作效率的措施分析张林虎（甘肃省景泰川电力提灌水资源利用中心，甘肃景泰7 30 40 0）文献标识码：A关,如果出水量较少,且存在偏高的扬程,那么水泵的余压明显高于之前,进一步加剧了电能浪费。倘若选择了较大的水泵出水量，那么水泵的扬程也会随之降低，此时,水泵的工作速度较慢。在机械水泵工作的环节,还有一定概率发生水泵自停的状况，这会引起电机烧毁，导致水泵无法畅通无阻地开展后续工作。2.1.2水泵台数对其工作效率的影响依据相关研究可知，在符合用水要求的前提下，配备数量少体积大的水泵具有积极作用，可以有效提升工作效果。对于一定规模的供水需求而言，使用少量大体积的水泵后，工作效率明显高于多量小体积的水泵2 。2.2水力损失、流量损失和机械损失对水泵工作效率的影响2.2.1水力损失在水泵工作的环节，水力损失比较常见，这也是水泵工作效率的关键影响因素。水力损失，是指当水流和水泵产生接触时,受到泵壳、叶轮等位置的影响，随着两者摩擦程度的不断加大,导致能量损失。通常，水泵过流位置的地面和水力损失之间是成正比的，前者的粗糙程度越高,后者的损失越大。因此,为了降低水利损失在此环节的发生率,应对水泵泵壳内壁和叶轮予以高度重视，经常对这两个位置进行检查，发现问题,及时解决。要确保其表面处于光滑状态,从而解决水泵工作效率不足的问题。2.2.2流量损失水泵运行时，水流经过水泵的填料密封、口环间隙等位置会有所流失。其中，流量损失最严重的为口环间隙，需要相关人员及时查看口环间隙情况，并进行调整，防止水泵工作效率较低而影响后续工作。2.2.3机械损失在水泵填料的过程中，发生机械损失的概率偏Total 229No.7,2023D0I:10.16525/ki.14-1362/n.2023.07.111文章编号：2 0 9 5-0 7 48(2 0 2 3)0 7-0 32 8-0 32023年第7 期大，之所以出现此情况，核心原因是水泵填料的松紧程度各不相同,破坏了零件的稳定性，出现碰撞问题。在轴承和泵轴间发生机械损失的原因是轴承的运行时间达到一定程度后，由于未使用质量合格的润滑油,或者是消耗的润滑油超出了正常范围,致使轴承无法保持原有的光滑性，随着锈蚀的出现而造成机械损失。3水泵的运行效率3.1水泵的性能参数水泵的性能参数有流量、扬程、功率、效率、转速、允许吸上真空高度和必需空蚀余量等3。1)机械损失功率及机械效率。机械损失功率是指泵轴转动时与轴封填料、轴承及叶轮表面与水流摩擦所消耗的功率。轴功率(N)和机械损失功率(Nm)的差与轴功率之比称为机械效率,用符号mm表示,表达式为：N-Nm100%.7m=N2)容积损失功率及容积效率。容积损失功率是指泵内水流从高压处经缝隙向低压处的内漏和从轴封装置等处的外漏所造成的损失功率。水泵的出口流量Q与进口流量（出口流量Q+损失流量q)之比称为容积效率,用符号m表示，表达式为：100%.Q+q3.2水泵的性能曲线从水泵性能的层面分析，在转速不变的情况下，水泵的流量和很多参数存在不同程度的联系，如流量与扬程、轴功率、效率、允许吸上真空高度和空蚀余量等4。以上述参数为核心,明确其中存在的关联性,将其制作成不同的曲线。离心泵、轴流泵和混流泵基本性能曲线分别如图1、图2 和图3所示。12SH-6n=1.450 r/min12010080U/H穿6040200图1离心泵基本性能曲线图三种水泵的Q-H曲线存在明显的共同点，即处在下降曲线的范围内，当流量越来越大时，扬程会越来越小。对于离心泵,其Q-H曲线并未呈现大幅度下降的趋势。对于轴流泵,其Q-H曲线呈现大幅度下降的趋势，并在设计流量的40%6 0%时出现拐点，呈张林虎：提高水泵工作效率的措施分析907024.5720.93U/H甜虾17.2913.6510.016.372.73图2 轴流泵基本性能曲线图150HW-5n=1 450 r/minQ-nU/H53图3混流泵基本性能曲线图马鞍形,为小流量区，在此区域内运行的稳定性受到影响，除了引起振动之外，还会因噪音加大此环节工作的难度。对于轴流泵,其运行状态应脱离此区域。混流泵的Q-H曲线所处位置比较特殊，介于离心泵及轴流泵少间5。4提高水泵工作效率的措施4.1按照相关工艺要求选择水泵选择水泵的过程中需注意,要以实际情况为参考重点,不可一味追求水泵的某一工作性能,而是以整体的视角来分析水泵工作的流程要求,明确何种类型的水泵比较适合此工作。根据实际情况，对水泵进行调整，保持更好的工作状态。选择水泵类型的环节不可随意，应以离心泵为首选，因为与往复泵、涡流泵等80相比,离心泵在工作效率方面具有显著优势6 。同时，70无论是水泵扬程的设置，还是水泵流量的设置，都要60充分考虑到工程实际情况，避免选择的水泵和工程要50求产生偏差。%率x403020O-N300200100040,80100120140160180200流量Q/(L/s)329.1000ZLQ-109.5=490r/min9.0u-08.5(NDSH8.0400300M/N本20010000.48 0.96 1.44 1.92 2.40 2.88 3.36 3.84流量/m/s)Q-HO-N3040流量Q/(L/s)4.2仔细检查并适当调整水泵的工作点相关人员要更多关注水泵的运行参数，将其调整10至最理想的运行状态，确保水泵正常运行7。要在水泵运行时认真观察水泵工作点的位置，明确是否和高效水泵区域处在同一范围,如果没有处在该范围,应通过有效的操作手段进行调整。例如，当水泵的水量出现显著波动时,会进一步降低水泵的工作速度。因此，应通过有效措施加以解决。阀门调节方式虽然十分普遍，但效果并不显著。变频调节技术在节能效果方面具有显著优势,在恒压变流量的调节中应用变频调节技术，可以避免水泵运行中出现严重的机械损耗问题。9032506070现代工业经济和信息化第13卷4.3认真检查水泵的运行情况为了有效保障水泵稳定运行，避免由于供电电流问题而引起损耗，应认真观察比较电流表的实际读数。如果发现水泵的工作电流呈现异常状态,要马上检查影响额定电流的因素，捕捉相应的故障点并进行维修。水泵运行的电流高于额定电流，通常是因水泵吸人口杂物堵塞、泵叶难以转动、轴承之间出现异常问题或密封环面临着较大的摩擦等等,这些故障都属于降低水泵工作效率的影响因素。如果水泵运行工作电流偏低，是水泵的阀门吸入开口无法正常工作所导致。为了有效解决此问题,要以水泵的运行电流为切人点，遵循科学化原则进行观察记录，并整理好水泵运行环节的电压、流量等，对这些信息进行全面分析，明确与水泵运行相关的因素，依据存在的问题展开针对性的维修。4.4对水泵的常见故障进行总结与分析相关人员应掌握水泵的基本构成8 ,在日常工作中,加大对轴承、电动机和叶轮等的故障排查力度，针对水泵常见故障进行全面分析。真正落实水泵管理工作,及时检测各个组件有无异常,要有较强的日常维护意识。检修水泵故障的环节要做到严谨认真，水泵听诊法主要是以水泵整体运行为基础,聆听其发出的声音,从而判断水泵运行状态。可以用手捶击水泵零部件，查看零部件是否保持原有的稳定性，如果出现破裂情况或者杂音较大，应意识到该部件出现了问题,应及时解决9。可以采用振动与温度测定的方式，将振动频率作为识别故障点的依据，如果发现设备磨损程度过高或者出现裂纹问题，同样按照相关要求进行处理。通过视觉观察法观察润滑油、设备等,及时调整设备运行模式，查看润滑油的用量、质量是否达标等,避免对水泵运行造成不利影响。上述三种方式在实际工作中的应用频率高，要根据实际情况选择适宜的检查方法，整理好常见问题，从故障检测中吸取经验和教训，避免日后发生类似情况。4.5加强机械水泵的自动化工作水平运用自动化控制系统，机械水泵的运行质量会更加稳定10 。因此,将自动化的管理模式融人实际工作中，全面检测机械水泵运行的各个步骤,并控制在正常范围内，一旦发现安全隐患，就要紧急处理。应用自动化管理模式,能够降低机械水泵管理工作的复杂程度，使管理更加高效、便捷，具有积极的意义。参考文献1】李照连.机械水泵工作效率提高措施分析J.中国金属通报，2020(8):203-204.2刘世桐.浅谈油田注水泵节能降耗技术与应用J.化学工程与装备,2 0 19(7):131-1323倪吉宝.提高水泵工作效率的方法探析J.科技与企业，2 0 19(8):314.4王哲.基于水泵特性分析的参数辨识及高效运行研究D.哈尔滨：哈尔滨工业大学，2 0 19.5邱海强.机械水泵工作效率提高措施探讨J.中国高新技术企业,2 0 2 0(6):56-57.6闫亚男，陈小松，段炼达，等.水电厂顶盖排水泵工作效率智能诊断J.水电站机电技术，2 0 2 1,44(10)：57-59.7樊铭浩.论提高电厂循环水泵工作效率及检修方法的研究.科技资讯,2 0 19(12):48.8董军.机械水泵工作效率提高措施分析J.民营科技，2 0 19(10)：10.9张博，唐文江.机械水泵工作效率提高措施分析J.工业设计，2021(4):185.10文磊.机械水泵工作效率提高措施探讨J.科技与企业，2 0 2 0(5):266.（编辑：郭萍茹）Measures to Improve the Efficiency of the PumpZhang Linhu(Gansu Province Jingtaichuan Electric Power Irrigation Water Utilization Centre,Jingtai Gansu 730400,China)Abstract:With the continuous expansion of the scale of mechanical engineering,higher requirements have been put forward for variousfacilities and equipment.Water pump is the basic equipment in mechanical engineering,which directly affects the working efficiency andengineering eficiency,and plays an important role in the successful completion of mechanical engineering.Under the influence of factors suchas the selection and quantity of pumps equipped,hydraulic losses and flow losses,the efficiency of pumps is low,which hinders the furtherdevelopment of mechanical engineering.Based on the theoretical basis of the concept and working principle of pumps,the influencing factors ofthe efficiency of mechanical pumps are clarified,the operating efficiency of pumps is analyzed from two aspects of pump performanceparameters and pump performance curves,and measures to improve the efficiency of pumps are proposed for reference.Key words:water pump;work efficiency;performance parameters;process requirements