INDUSTRIALWATER＆WASTEWATER
工业用水与废水
Vol．44No．2Apr.，2013
水泵节能技术及节能改造实例
耿纪中，谭江
（湖南耐普泵业有限公司，长沙
410100）
摘要：对水泵高效运行的基本原理和节能途径，以及节能改造工作的基本程序进行了论述。结合泵站节能改造工程实例，分析了水泵运行效率低、耗能大等问题产生的原因，给出了节能改造方案和改造后的运行效果。
关键词：水泵；节能原理；改造方案；工程实例中图分类号：TH3；TU991.6
文献标识码：A
文章编号：%1009－2455（2013）02－0042－03
Energy-savingTechnologiesandreconstructioncasesofpumpstation
GENGJi-zhong，TANJiang
（HunanNeptunePumpCo.,Ltd.,Changsha410100,China）
Abstract：Thefundamentalprinciplesofhigh-efficientoperationofpumpaswellassomeenergy-savingapproacheswereintroducedwiththebasicproceduresofenergy-savingreconstructionelaboratedatthesametime.Combiningwithapracticalexampleofenergy-savingreconstructionofpumpstation,aschemeforpumpenergy-savingreconstructionwasputforwardbasedontheanalysisofthecausesoflowoperatingefficiency,largeenergyconsumptionandsomeotherproblems,andfinally,theoperationeffectofthereconstructedsystemwaspresented.
Keywords：pump;energy-savingprinciple;reconstructionscheme;engineeringexample
中国经济经过近30年的快速增长后，其增长速度受资源、能源的约束越来越明显，能源供求矛盾日益突出，环境污染严重。水泵是国民经济中应用最广泛、最普遍的通用机械，是各种流体装置中不可替代的设备。根据统计，我国约有20％的电能用于各类水泵的驱动，2012年全年用电量为·50000亿kWh，其中水泵装置用电量约为10000亿kW·h。
目前我国未改造的水泵效率平均比国外先进水平低3％~5％，整个泵站系统的效率同比低20％左右［1］。在此背景下，积极推广运用水泵节能技术，既符合我国节能减排的国策，又能为企业带来可观的经济效益，具有重大的现实意义。
HA
A
H-QHz-Q
程工况参数，当然还有对应的运行效率ηA。对于每一台泵产品，制造厂都要提供一张相应的水泵综合性能曲线图，如图2所示。从泵的性能曲线图上可看出泵的最高效率ηmax（ηmax一般对应泵的设计工况参数Qp和Hp），其值取决于泵的型式（离心式、混流式、轴流式）和泵的大小。国家已制定了相关
H
1水泵节能技术
1．1泵运行工况及效率
泵的运行工况是由泵的扬程曲线（H－Q）与装置的扬程曲线（Hz－Q）的交点确定的，如图1所示，A点即为运行工况点，QA与HA即为对应的流量、扬
图1
QA
·Q／（m3h-1）
泵及装置性能曲线
Fig.1Performanceofpumpanddevice
··42
耿纪中，谭江：水泵节能技术及节能改造实例
Q-ηQ-H
Q-Pa
（NPHS）
QpQ／（m·3h-1）
图2水泵综合性能曲线Fig.2Comprehensiveperformanceofpump效率标准［2］，对照国家标准可判断泵产品效率值是否达到国内先进水平。另外，如果确定了泵的运行工况（QA和HA），就可以从性能曲线上找出对应的运行效率值ηA，从而可以判断其运行效率是否在高效区，一般设计点流量Qp对应的效率ηp最高，在0．8Qp~1．1Qp之间对应的效率均属高效区。
1．2水泵节能途径
（1）通过改造使泵在高效区运行。
偏工况运行性能曲线如图3所示，该水泵的选
型参数为QA和HA，对应的效率为ηA，理论上虽达到了国内先进水平，但是由于选型计算误差太大，或选型流量、扬程余量过大，该水泵在实际运行时，运行工况不在（QA、HA）点，而在（QB、HB）点，在B点工况对应的泵效率ηB远远低于ηA，这种情况通常称为偏工况运行。通过改造（采用适宜的高效水力部件，如换叶轮、换泵、降速或调频率）可使泵的运行工况移到（QA、HA）点，同时运行效率也达到高效率（如图4所示），ηA比ηB要高。通常
HAA
HB
B
QAQBQ／（m·3h-1）
图3偏工况运行性能曲线
Fig.3Performanceofpumpduringpart-loadoperation
η（H）ηηA
A
ηηBB
Q-ηBQ-H
HA
A
Q-Pa
（NPHS）
QAQ／（m·3h-1）
图4工况点运行性能曲线
Fig.4Performanceofpumpatspecifiedoperatingpoint
运行效率提高的幅度可达10%~30％。
（2）提高泵的效率。
泵的效率低、不达标的原因有2个：一是很久以前设计的老产品，现已属于淘汰产品；二是一些不规范的、没有质保体系的厂家生产出来的产品，性能、效率根本无法达到设计要求，所以运行效率也低。
提高泵效率的措施有2个：一是更换成高效节能泵，主要用于淘汰陈旧产品；二是重新设计叶轮，因为泵效率的高低主要取决于叶轮，这个措施主要适用于改造质量低劣的泵产品。不论是换泵，还是换叶轮，泵本身效率的提高幅度一般约为
3％~5％。
（3）合理调度运行方式，以控制经济流量。
有些泵的运行流量要根据用户的要求进行控制，如电站的冷却循环泵，它的输出流量要根据发电负荷的大小以及冷热季节的变化而予以控制。输出流量过少，不能满足用户的要求；而输出流量过多，将会造成能源的浪费。热电站冷却循环泵一般为1机配2泵，运行方式为冬季1机1泵运行，夏
季1机2泵运行，运行流量只有2个（冬、夏季各
1个）。
现在多数电站调整了运行方式：一是将2个机组的循环水的输送母管加联络门联通，在春、秋季节时，联络门打开，2机开3泵运行，即1个机组的循环冷却水总量居于原冬季最小流量和夏季最大流量之间，由此获得春、秋季所需要的联络流量；二是循环泵配用双速电机（注意2个转速只能相差
2级，如12／14、14／16、16／18等，否则高、低速
不好搭配运行），即可使2机4泵装置的运行方式
·43
·
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工业用水与废水
Vol．44No．2Apr.，2013
由3种变为9种：2机开2低速泵、2机开1高速系统的用水要求，并留有100m3／h以上余量，以满足日后可能增加的设备的用水要求。
针对用户的需求，经过对现场调查资料的技术评审分析，制定了水泵节能技术改造措施，其要点是在尽量减少改动原泵安装基础和管路的前提下，重新设计符合现场工况的高效节能水平中开泵。新泵技术参数：泵型号为NPS400－470A，流量Q为
1低速泵、2机开2高速泵、2机开3低速泵、2机开1高速2低速泵、2机开2高速1低速泵、2机
开3高速泵、2机开3高速1低速泵、2机开4高速泵。
在实际运行时，多简化操作程序，可选用5种或7种运行方式。这种泵运行总流量的档次更多、更合理、更经济。
1500m3／h，扬程H为52m（采用原电机，P＝355kW）。设计时考虑到用户增加100m3／h以上余量
时，可用阀门调节至流量为1600m3／h，扬程为50
2泵节能改造的工作程序
泵节能改造工作是一项技术性、可比性很强的
工作，所以必须按照工作程序，慎重对待，实事求是地进行。工作程序如下：m工况使用。
3．2改造前后节能效果对比
技改前2＃水泵年耗电量为305．6万kW·h，技改后年耗电量为220．2万kW·h，年节电量为85．4万kW·h，年节约电费约68．32万元（电价按0．8元／kW·h），节能效果显著。
①现场调查装置情况、原泵运行流量、用户的
改造要求等。②原泵运行工况的分析，包括运行效
率、改造的节能空间等。如果没有或只有很小的节能空间，建议不要勉强改造。③做出既满足技术要求、又经济合理且客户认可的改造方案。④改造产品产成后，应先在制造厂试验验收，然后在现场调试验收。
4结语
水泵电能消耗在国家用电总量中所占比重较
大，其能耗偏高的原因是多方面的。水泵节能改造的成功与否，关键取决于透彻的现场调研。只有进行科学和实事求是的分析论证，大力推广节能技术，寻求因地制宜的解决方案，并逐一落实到位，才能获得显著效益。
参考文献：
［1］秦宏波，胡寿根.泵系统测试方法的研究及其在系统优化中的
应用［J］．电机与控制应用，2010，37（7）：58－63．［2］GB／T13007—2011，离心泵效率．
3水泵节能技改实例
中山市中粤马口铁工业有限公司基板厂2＃高
压水泵原为水平中开单级双吸泵，型号：NPS350－
500，额定扬程为77m，额定流量为1055m3／h；
配套电机为Y4501－4－355KW，额定电压为10kV，额定电流为25A，防护等级为IP23，额定转速为
1488r／min。实际运行工况为：流量为1410m3／h，扬程为50m，电流为24A，效率约为59．79％。
检测结果表明，原水泵流量偏小、扬程偏高、效率偏低。
3．1改造方案
用户要求在设计高效节能水泵时，除考虑节能
作者简介：耿纪中（1952－），男，河北保定人，管理工程师，研
究方向为管理工程，（电子信箱）[email protected]。收稿日期：2013-01-28（修回稿）
效果最大化外，还必须满足基板厂当前循环冷却水
·············································
信息与动态··
《合成氨工业水污染物排放标准》等4项国家标准即将实施
《合成氨工业水污染物排放标准》（GB13458—2013）和《柠檬酸工业水污染物排放标准》（GB19430—2013）2项国家污染物排放标准、《医院污水处理工程技术规范》（HJ2029—2013）和《味精工业废水治理工程技术规范》（HJ2030—2013）2项国家环境保护标准，将于2013年7月1日开始实施。
自上述标准实施之日起，《合成氨工业水污染物排放标准》（GB13458—2001）和《柠檬酸工业水污染物排放标准》（GB
19430—2004）废止。
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工业用水与废水
Vol．44No．2Apr.，2013
水泵节能技术及节能改造实例
耿纪中，谭江
（湖南耐普泵业有限公司，长沙
410100）
摘要：对水泵高效运行的基本原理和节能途径，以及节能改造工作的基本程序进行了论述。结合泵站节能改造工程实例，分析了水泵运行效率低、耗能大等问题产生的原因，给出了节能改造方案和改造后的运行效果。
关键词：水泵；节能原理；改造方案；工程实例中图分类号：TH3；TU991.6
文献标识码：A
文章编号：%1009－2455（2013）02－0042－03
Energy-savingTechnologiesandreconstructioncasesofpumpstation
GENGJi-zhong，TANJiang
（HunanNeptunePumpCo.,Ltd.,Changsha410100,China）
Abstract：Thefundamentalprinciplesofhigh-efficientoperationofpumpaswellassomeenergy-savingapproacheswereintroducedwiththebasicproceduresofenergy-savingreconstructionelaboratedatthesametime.Combiningwithapracticalexampleofenergy-savingreconstructionofpumpstation,aschemeforpumpenergy-savingreconstructionwasputforwardbasedontheanalysisofthecausesoflowoperatingefficiency,largeenergyconsumptionandsomeotherproblems,andfinally,theoperationeffectofthereconstructedsystemwaspresented.
Keywords：pump;energy-savingprinciple;reconstructionscheme;engineeringexample
中国经济经过近30年的快速增长后，其增长速度受资源、能源的约束越来越明显，能源供求矛盾日益突出，环境污染严重。水泵是国民经济中应用最广泛、最普遍的通用机械，是各种流体装置中不可替代的设备。根据统计，我国约有20％的电能用于各类水泵的驱动，2012年全年用电量为·50000亿kWh，其中水泵装置用电量约为10000亿kW·h。
目前我国未改造的水泵效率平均比国外先进水平低3％~5％，整个泵站系统的效率同比低20％左右［1］。在此背景下，积极推广运用水泵节能技术，既符合我国节能减排的国策，又能为企业带来可观的经济效益，具有重大的现实意义。
HA
A
H-QHz-Q
程工况参数，当然还有对应的运行效率ηA。对于每一台泵产品，制造厂都要提供一张相应的水泵综合性能曲线图，如图2所示。从泵的性能曲线图上可看出泵的最高效率ηmax（ηmax一般对应泵的设计工况参数Qp和Hp），其值取决于泵的型式（离心式、混流式、轴流式）和泵的大小。国家已制定了相关
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1水泵节能技术
1．1泵运行工况及效率
泵的运行工况是由泵的扬程曲线（H－Q）与装置的扬程曲线（Hz－Q）的交点确定的，如图1所示，A点即为运行工况点，QA与HA即为对应的流量、扬
图1
QA
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泵及装置性能曲线
Fig.1Performanceofpumpanddevice
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耿纪中，谭江：水泵节能技术及节能改造实例
Q-ηQ-H
Q-Pa
（NPHS）
QpQ／（m·3h-1）
图2水泵综合性能曲线Fig.2Comprehensiveperformanceofpump效率标准［2］，对照国家标准可判断泵产品效率值是否达到国内先进水平。另外，如果确定了泵的运行工况（QA和HA），就可以从性能曲线上找出对应的运行效率值ηA，从而可以判断其运行效率是否在高效区，一般设计点流量Qp对应的效率ηp最高，在0．8Qp~1．1Qp之间对应的效率均属高效区。
1．2水泵节能途径
（1）通过改造使泵在高效区运行。
偏工况运行性能曲线如图3所示，该水泵的选
型参数为QA和HA，对应的效率为ηA，理论上虽达到了国内先进水平，但是由于选型计算误差太大，或选型流量、扬程余量过大，该水泵在实际运行时，运行工况不在（QA、HA）点，而在（QB、HB）点，在B点工况对应的泵效率ηB远远低于ηA，这种情况通常称为偏工况运行。通过改造（采用适宜的高效水力部件，如换叶轮、换泵、降速或调频率）可使泵的运行工况移到（QA、HA）点，同时运行效率也达到高效率（如图4所示），ηA比ηB要高。通常
HAA
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QAQBQ／（m·3h-1）
图3偏工况运行性能曲线
Fig.3Performanceofpumpduringpart-loadoperation
η（H）ηηA
A
ηηBB
Q-ηBQ-H
HA
A
Q-Pa
（NPHS）
QAQ／（m·3h-1）
图4工况点运行性能曲线
Fig.4Performanceofpumpatspecifiedoperatingpoint
运行效率提高的幅度可达10%~30％。
（2）提高泵的效率。
泵的效率低、不达标的原因有2个：一是很久以前设计的老产品，现已属于淘汰产品；二是一些不规范的、没有质保体系的厂家生产出来的产品，性能、效率根本无法达到设计要求，所以运行效率也低。
提高泵效率的措施有2个：一是更换成高效节能泵，主要用于淘汰陈旧产品；二是重新设计叶轮，因为泵效率的高低主要取决于叶轮，这个措施主要适用于改造质量低劣的泵产品。不论是换泵，还是换叶轮，泵本身效率的提高幅度一般约为
3％~5％。
（3）合理调度运行方式，以控制经济流量。
有些泵的运行流量要根据用户的要求进行控制，如电站的冷却循环泵，它的输出流量要根据发电负荷的大小以及冷热季节的变化而予以控制。输出流量过少，不能满足用户的要求；而输出流量过多，将会造成能源的浪费。热电站冷却循环泵一般为1机配2泵，运行方式为冬季1机1泵运行，夏
季1机2泵运行，运行流量只有2个（冬、夏季各
1个）。
现在多数电站调整了运行方式：一是将2个机组的循环水的输送母管加联络门联通，在春、秋季节时，联络门打开，2机开3泵运行，即1个机组的循环冷却水总量居于原冬季最小流量和夏季最大流量之间，由此获得春、秋季所需要的联络流量；二是循环泵配用双速电机（注意2个转速只能相差
2级，如12／14、14／16、16／18等，否则高、低速
不好搭配运行），即可使2机4泵装置的运行方式
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工业用水与废水
Vol．44No．2Apr.，2013
由3种变为9种：2机开2低速泵、2机开1高速系统的用水要求，并留有100m3／h以上余量，以满足日后可能增加的设备的用水要求。
针对用户的需求，经过对现场调查资料的技术评审分析，制定了水泵节能技术改造措施，其要点是在尽量减少改动原泵安装基础和管路的前提下，重新设计符合现场工况的高效节能水平中开泵。新泵技术参数：泵型号为NPS400－470A，流量Q为
1低速泵、2机开2高速泵、2机开3低速泵、2机开1高速2低速泵、2机开2高速1低速泵、2机
开3高速泵、2机开3高速1低速泵、2机开4高速泵。
在实际运行时，多简化操作程序，可选用5种或7种运行方式。这种泵运行总流量的档次更多、更合理、更经济。
1500m3／h，扬程H为52m（采用原电机，P＝355kW）。设计时考虑到用户增加100m3／h以上余量
时，可用阀门调节至流量为1600m3／h，扬程为50
2泵节能改造的工作程序
泵节能改造工作是一项技术性、可比性很强的
工作，所以必须按照工作程序，慎重对待，实事求是地进行。工作程序如下：m工况使用。
3．2改造前后节能效果对比
技改前2＃水泵年耗电量为305．6万kW·h，技改后年耗电量为220．2万kW·h，年节电量为85．4万kW·h，年节约电费约68．32万元（电价按0．8元／kW·h），节能效果显著。
①现场调查装置情况、原泵运行流量、用户的
改造要求等。②原泵运行工况的分析，包括运行效
率、改造的节能空间等。如果没有或只有很小的节能空间，建议不要勉强改造。③做出既满足技术要求、又经济合理且客户认可的改造方案。④改造产品产成后，应先在制造厂试验验收，然后在现场调试验收。
4结语
水泵电能消耗在国家用电总量中所占比重较
大，其能耗偏高的原因是多方面的。水泵节能改造的成功与否，关键取决于透彻的现场调研。只有进行科学和实事求是的分析论证，大力推广节能技术，寻求因地制宜的解决方案，并逐一落实到位，才能获得显著效益。
参考文献：
［1］秦宏波，胡寿根.泵系统测试方法的研究及其在系统优化中的
应用［J］．电机与控制应用，2010，37（7）：58－63．［2］GB／T13007—2011，离心泵效率．
3水泵节能技改实例
中山市中粤马口铁工业有限公司基板厂2＃高
压水泵原为水平中开单级双吸泵，型号：NPS350－
500，额定扬程为77m，额定流量为1055m3／h；
配套电机为Y4501－4－355KW，额定电压为10kV，额定电流为25A，防护等级为IP23，额定转速为
1488r／min。实际运行工况为：流量为1410m3／h，扬程为50m，电流为24A，效率约为59．79％。
检测结果表明，原水泵流量偏小、扬程偏高、效率偏低。
3．1改造方案
用户要求在设计高效节能水泵时，除考虑节能
作者简介：耿纪中（1952－），男，河北保定人，管理工程师，研
究方向为管理工程，（电子信箱）[email protected]。收稿日期：2013-01-28（修回稿）
效果最大化外，还必须满足基板厂当前循环冷却水
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信息与动态··
《合成氨工业水污染物排放标准》等4项国家标准即将实施
《合成氨工业水污染物排放标准》（GB13458—2013）和《柠檬酸工业水污染物排放标准》（GB19430—2013）2项国家污染物排放标准、《医院污水处理工程技术规范》（HJ2029—2013）和《味精工业废水治理工程技术规范》（HJ2030—2013）2项国家环境保护标准，将于2013年7月1日开始实施。
自上述标准实施之日起，《合成氨工业水污染物排放标准》（GB13458—2001）和《柠檬酸工业水污染物排放标准》（GB
19430—2004）废止。
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