水厂水泵机组存在问题分析及解决措施

水厂水泵机组存在问题分析及解决措施

武雄雄

（神华准能集团公用事业公司小沙湾水厂，内蒙古

【摘要】随着现代水厂的迅速发展，要求水泵机组具有较高的稳定性

与安全性。尽管对水泵机组进行了能耗运行提升，但是水泵机组仍然存在诸多问题。例如：噪声大、配水电耗低等问题，有待进一步解决。对此，水厂选择同轴度校正与叶轮切削整合方法，在优化后水泵机组振动速度低于2．8m /s，噪声低于85dB （A ），电能消耗400kw．h 标准要求，节省了能耗。对此，笔者以某水厂为例，对水泵机组存在的问题和解决方法，进行既简要分析。【关键词】水厂水泵机组问题解决措施

鄂尔多斯010300）

某市供排水公司水厂正式使用后，一期设计供水能力10万m /d，出厂水由泵站加压供水，最大出厂水压为0．48MPa 。送水泵

3

其中1泵供水能力3万m /使用4台SLOW 型高压双吸水泵机组，

d ，2泵、2泵、4泵供水能力为5．8万m 3/d。为了适应现代化水厂发展，针对水泵机组存在的问题进行优化升级，从稳定性与耗能入手，进而适应水厂要求。

1水厂水泵机组存在的问题1．1水泵机组运行效率低

3

而实际用水量小于供水量，水厂计划供水能力在10万m /d，

3

实际用水量在3．0万m /d，并且在不同时间点供水量不一，夜间

3

流量为500－700m /d，造成单开1泵与实际供水需求不符。因

选择4台变频泵，不过高压变频水泵一直在50%－60%额定负此，

每年约消耗电能430kW ·h ，而配水电应该在380－400kW ·荷中，

h 之间。因此，不符合要求。

1．2振动与噪声较大

造成蜗壳内叶轮气蚀问题发生。水泵机组在低流量状态下，

夜晚10点－凌晨5点供水量较小，水泵工作过程中出现偏移，进

提高了水泵机组振动。在振动过程中造而加剧气蚀问题严重性，

成水泵与电机动态运行问题，机组轴线不对称、振幅大于规定单

使水泵轴承、密封元件等位置受损。由于磨损严重造成电机内位，

电气系统失调，导致水泵机组周期振动，同时出现较大磁力失衡、

噪声。

1．3叶轮受损严重

在检验中看出：4台水泵叶轮全部受损，尤其4#水泵叶轮问题

出现了裂痕和孔眼。最为严重，

2水泵机组问题解决措施2．1改变同轴度

水泵机组同轴度为：水泵轴与电机轴装配出现误差，联轴器作为电机与水泵传动连接分布，联轴器配合出现误差。联轴器误差

这也是造成轴承与联轴器磨损的较大将导致水泵及组振动加剧，

影响因素。所以，想要降低水泵机组振动与噪声，首先要避免联轴器配合误差，将误差设定在规定范围中，进而确保机组的机械运行时间。

根据现阶段水厂水泵机组要求，进行了水泵同轴度检测与校

同轴度振动问题有所改变，效果良好；正。当进行同轴度优化后，

同轴度调整后配水电耗也相应减少，降低为410kW．h ，但远远低于水厂要求高度。

2．2水泵叶轮优化

因为设计用水量低于规划供水量，造成4#变频泵在60－65%额定负荷下。尽管从某些方面上变频器调节频率在0－50Hz ，而

也要对水泵机组稳定性与经济性进行考量。通在变频调速阶段，

常情况下，变频调速小于额定转速的50%，最佳调速应该在75%－95%之间，实际供水量与水泵无法高校匹配。而更换叶轮尺寸

使水泵运行达到高效区域，进而降低水电耗能。给予多角度改造，考量，节省支出，选择切削叶轮转换水泵运行工况点，进而保障水泵运行高效。

4#变频泵叶轮型直径在520mm ，切削前，结合实际供水状态，

3

选择叶轮切削，切削直径在468mm 。在切削过程中，依次切削叶轮

末端，保留盖板，切削量在10%；切削后对出口端，选择锉削叶片背面、工作面，让出口位置在一定范围中复原，协调水力性能；通过进行叶轮静平衡检测，抵消不平衡量准备装机运行。

3

在更换水泵叶轮后，水泵配水电耗降低为391kW．h /（km ·MPa ），与水厂要求相吻合。

2．3水厂水泵机组节能措施2．3．1确保安装质量

水泵机组主要为24h 持续运行。因此，水泵维修供水系统时，

周期较短，构件安装拆卸较为复杂。如果安装精度出现偏差，将产生振动并加快损坏，进而影响水泵运行效率。因此，需要确保安装

保证安装质量。的正确性，

2．3．2做好使用管理第一，按时补充轴承内润滑油，确保油位均衡，同时按时检查油质变化状态；定期更换润滑油，降低轴承内功率受损。第二，结合实际运行状态，做好填料压盖松紧度调整，填料密封滴水在30－60滴/min为宜。如发现填料受损，需要及时进行更换，确保填料密封处于正常运行状态，避免受损。第三，在维修过程中，对密封环孔隙宽度进行检查，大于标准要求要进行更换，降低容积损失。

2．3．3加强加工精度

进而降低运行效率。据表面粗糙的过流壁将造成电能消耗，

调查显示：第一，铸铁泵中粗凿面喷漆后，水效率相对于没有喷漆将提升2%－4%。第二，叶轮盖板与泵体内壁过流位置进行打磨后，提升2%－4%。第三，叶轮片打磨后，水效率将提升5%－6%。通过这种方法，能够节省大量资金，效率高。例如：该水厂进

叶轮进行喷涂NSF 超滑金属后，相比于未喷涂前，将行水泵流道、

提升效率在4．3%，节能效果显著。

在电动机节能方法上，首先需要选择适合的水泵。随着现代技术水平的高速发展，水泵机组节能技术也有了相应的改变，尤其

需要选择效率高的水泵、电在变频技术上。选择水泵机组过程中，

动机。其次，选择变频调速泵，节省能量。

通过提升电动机效率与功率因数，具有明显的节能效果。第通过无功功率补偿，将提升电动机功率因数，减少电能消耗。一，

针对功率因数较低的电动机，可以通过有效方法进程补充。例如：并联电容器方法。该厂有2台机组，在没有优化前，电机功率因数为0．79。在机组运行启动阶段，启动压降提升，并且供电线路形

进而降低其他电气运行成的压降将影响380V 母线运行稳定效果，

效果。针对这一问题，进行了电容补偿后，电机功率因数将增加到0．93，有效减少了线路消耗。因为变压器到电机线路消耗缩减至2．75；变压器供给电机无功电流降低等同于提升了变压器电容量30．5kW 。第二，改造励磁电流，调整电动机功率因数；第三，避免异步电动机空转；第四，按时检查电动机，确保检修合格，提升自然功率因数。

3经济效益3．1电能消费

3

送水泵房一年出厂压力为如果每年供水1500万m ，

3

0. 48MPa ，在改造前配水电耗为435kW．h （km ·MPa ），改造后

3

291kW．h （km ·MPa ），经过计算得出：一年将节省电费=316800kW．h*0．8806元/（kW ·h ）=27．9万元。

3．2维修费用支出

联轴器改造前4年维修费用为8000元；调整后6年维修费用8000元。轴承改造前2年费用为6000元；轴承改造后4年为6000元。机械密封更换周期为2年，费用为7000元；经过调整后

费用7000元。其他构件更换周期为1年，费用更换周期为4年，

为1000；改造后为500元。进而得出：改造前维修支出－改造后维

修成本=（8000/4+6000/2+7000/2+1000/1）－（8000/6+6000/4+7000/4+500/1）=17668元。

现阶段，多数水厂因为水泵设计较大，并且安装质量较低进而

噪声较大。针对这一问题，通过同轴度校正与造成水泵运转振动、

叶轮切削方法，效果良好有待进一步推广应用。

4结语

该水厂通过同轴度校正与叶轮切削综合方法，水泵机组运行效果显著，未有系统故障，解决了水泵机组振动、噪声等问题。此外，水厂水泵机组节能方面也是不容忽视的环节，通过有效方法减少耗能，帮助企业实现经济效益最大化。对此，笔者分别

水泵机组问题解决措施、经济效从：水厂水泵机组存在的问题、

益，三方面进行分析，希望对水厂水泵机组运行效率的提升起到帮助性作用。

参考文献：［1］王光艳，马岩，胡磊，张跃辉．660MW 机组给水泵小汽轮机汽源

．黑龙江电力，2016（06）：546 配置问题分析及处理措施［J ］

548，553．［2］仉国明．某电厂300MW 机组锅炉给水泵振动原因分析及处

J ］．河北电力技术，2016（05）：58 60．理［［3］J ］．电闫福岐．电动给水泵液力偶合器呼吸器喷油原因分析［

2015（09）：59 61．力安全技术，

［4］杨建波，濮霞，张伟江，李长松．600MW 机组给水系统试运中的

J ］．电力安全技术，2014（01）：23 25．问题分析及处理［

［5］J ］．高翔．循环水泵出口蝶阀液压控制系统故障分析与处理［

2014（03）：94 96，100．内蒙古电力技术，

［6］王俊俊，张亮．600MW 机组电动给水泵并退过程中易出现的问

J ］．内蒙古石油化工，2014（19）：89 91．题分析及解决方法［

（上接第43页）

表2

污染源位置

烟气量

（m 3/h）85000

技改工艺修改后的排放情况处理方式

除尘器出口含粉

达标评价3

尘浓度（mg /m）

55

达标

烧结机头1500m 2滤袋旋风除尘和1400m 2滤袋旋风除尘和1000m 2滤袋

燃物质，其浓度过高时，空气就有可能发生爆炸，发生火灾。可以

排出管道处，安装闸板阀和防火阀，使用防爆在排风系统的吸入、

型的电器设备。

4结语

冶金建材行业通风降尘系统，主要功能是去除生产过程中产生的扩散在空气中的粉尘，改善车间内的空气质量，保证工人的身体健康，减少大气污染。通风降尘系统还可以降低生产车间内的温度，提供一个良好的工作环境。

烧结机尾烧结机尾

下部

10500075达标

参考文献：［1］J ］．铸造蔡涛，汪文华．铸造车间通风除尘设备设计实例研究［

2015（1）：224 226．技术，［2］．江西吴立群．论通风除尘系统设计运行中的问题及改善［J ］

2014（22）：29．建材，［3］J ］．劳邵强．通风防尘系统的初次调试、运行调节和维护管理［

1984（11）：22 23．动保护，

7000045达标

3．4做好防火、防爆措施

冶金建材的生产车间中，弥漫着很多可燃物质，应加强预防防火、防爆情况的发生。如，建材材料油漆的生产中，产生了很多可

（上接第44页）

3结论

应用MＲF模型对风机进行模拟，空冷内部流场更准确；按照左右各一块，长6米，宽1米，偏转角度为45ʎ 加装导流板后，降幅达0．83kPa ，可以明显降低机组背压，提高机组经济性和安全性。参考文献：［1］Tawney Ｒ，Khan Z ，Zachary J ，Econnomic and Performance Evaluation of Heat Sink Options in Combined Cycle Applications ［J ］．Journal of Engineering for Gas Turbines and Power ，2005，127（2）：397 403．

［2］丁尔谋．发电厂空冷技术［M ］．北京：水力电力出版社，1992：74．［3］J ］．动赵文升，王松龄．喷雾增湿法在直接空冷系统中的应用［

2008，28（1）：64 67．力工程，

［4］J ］．周兰欣，张情．直接空冷凝汽器喷雾增湿系统的结构优化［

2011，31（02）：148 151．动力工程学报，

作者简介：惠雪松（1986－），男，汉族，河北唐山人，硕士，讲

师，研究方向：电厂、钢铁厂节能降耗研究。

水厂水泵机组存在问题分析及解决措施

武雄雄

（神华准能集团公用事业公司小沙湾水厂，内蒙古

【摘要】随着现代水厂的迅速发展，要求水泵机组具有较高的稳定性

与安全性。尽管对水泵机组进行了能耗运行提升，但是水泵机组仍然存在诸多问题。例如：噪声大、配水电耗低等问题，有待进一步解决。对此，水厂选择同轴度校正与叶轮切削整合方法，在优化后水泵机组振动速度低于2．8m /s，噪声低于85dB （A ），电能消耗400kw．h 标准要求，节省了能耗。对此，笔者以某水厂为例，对水泵机组存在的问题和解决方法，进行既简要分析。【关键词】水厂水泵机组问题解决措施

鄂尔多斯010300）

某市供排水公司水厂正式使用后，一期设计供水能力10万m /d，出厂水由泵站加压供水，最大出厂水压为0．48MPa 。送水泵

3

其中1泵供水能力3万m /使用4台SLOW 型高压双吸水泵机组，

d ，2泵、2泵、4泵供水能力为5．8万m 3/d。为了适应现代化水厂发展，针对水泵机组存在的问题进行优化升级，从稳定性与耗能入手，进而适应水厂要求。

1水厂水泵机组存在的问题1．1水泵机组运行效率低

3

而实际用水量小于供水量，水厂计划供水能力在10万m /d，

3

实际用水量在3．0万m /d，并且在不同时间点供水量不一，夜间

3

流量为500－700m /d，造成单开1泵与实际供水需求不符。因

选择4台变频泵，不过高压变频水泵一直在50%－60%额定负此，

每年约消耗电能430kW ·h ，而配水电应该在380－400kW ·荷中，

h 之间。因此，不符合要求。

1．2振动与噪声较大

造成蜗壳内叶轮气蚀问题发生。水泵机组在低流量状态下，

夜晚10点－凌晨5点供水量较小，水泵工作过程中出现偏移，进

提高了水泵机组振动。在振动过程中造而加剧气蚀问题严重性，

成水泵与电机动态运行问题，机组轴线不对称、振幅大于规定单

使水泵轴承、密封元件等位置受损。由于磨损严重造成电机内位，

电气系统失调，导致水泵机组周期振动，同时出现较大磁力失衡、

噪声。

1．3叶轮受损严重

在检验中看出：4台水泵叶轮全部受损，尤其4#水泵叶轮问题

出现了裂痕和孔眼。最为严重，

2水泵机组问题解决措施2．1改变同轴度

水泵机组同轴度为：水泵轴与电机轴装配出现误差，联轴器作为电机与水泵传动连接分布，联轴器配合出现误差。联轴器误差

这也是造成轴承与联轴器磨损的较大将导致水泵及组振动加剧，

影响因素。所以，想要降低水泵机组振动与噪声，首先要避免联轴器配合误差，将误差设定在规定范围中，进而确保机组的机械运行时间。

根据现阶段水厂水泵机组要求，进行了水泵同轴度检测与校

同轴度振动问题有所改变，效果良好；正。当进行同轴度优化后，

同轴度调整后配水电耗也相应减少，降低为410kW．h ，但远远低于水厂要求高度。

2．2水泵叶轮优化

因为设计用水量低于规划供水量，造成4#变频泵在60－65%额定负荷下。尽管从某些方面上变频器调节频率在0－50Hz ，而

也要对水泵机组稳定性与经济性进行考量。通在变频调速阶段，

常情况下，变频调速小于额定转速的50%，最佳调速应该在75%－95%之间，实际供水量与水泵无法高校匹配。而更换叶轮尺寸

使水泵运行达到高效区域，进而降低水电耗能。给予多角度改造，考量，节省支出，选择切削叶轮转换水泵运行工况点，进而保障水泵运行高效。

4#变频泵叶轮型直径在520mm ，切削前，结合实际供水状态，

3

选择叶轮切削，切削直径在468mm 。在切削过程中，依次切削叶轮

末端，保留盖板，切削量在10%；切削后对出口端，选择锉削叶片背面、工作面，让出口位置在一定范围中复原，协调水力性能；通过进行叶轮静平衡检测，抵消不平衡量准备装机运行。

3

在更换水泵叶轮后，水泵配水电耗降低为391kW．h /（km ·MPa ），与水厂要求相吻合。

2．3水厂水泵机组节能措施2．3．1确保安装质量

水泵机组主要为24h 持续运行。因此，水泵维修供水系统时，

周期较短，构件安装拆卸较为复杂。如果安装精度出现偏差，将产生振动并加快损坏，进而影响水泵运行效率。因此，需要确保安装

保证安装质量。的正确性，

2．3．2做好使用管理第一，按时补充轴承内润滑油，确保油位均衡，同时按时检查油质变化状态；定期更换润滑油，降低轴承内功率受损。第二，结合实际运行状态，做好填料压盖松紧度调整，填料密封滴水在30－60滴/min为宜。如发现填料受损，需要及时进行更换，确保填料密封处于正常运行状态，避免受损。第三，在维修过程中，对密封环孔隙宽度进行检查，大于标准要求要进行更换，降低容积损失。

2．3．3加强加工精度

进而降低运行效率。据表面粗糙的过流壁将造成电能消耗，

调查显示：第一，铸铁泵中粗凿面喷漆后，水效率相对于没有喷漆将提升2%－4%。第二，叶轮盖板与泵体内壁过流位置进行打磨后，提升2%－4%。第三，叶轮片打磨后，水效率将提升5%－6%。通过这种方法，能够节省大量资金，效率高。例如：该水厂进

叶轮进行喷涂NSF 超滑金属后，相比于未喷涂前，将行水泵流道、

提升效率在4．3%，节能效果显著。

在电动机节能方法上，首先需要选择适合的水泵。随着现代技术水平的高速发展，水泵机组节能技术也有了相应的改变，尤其

需要选择效率高的水泵、电在变频技术上。选择水泵机组过程中，

动机。其次，选择变频调速泵，节省能量。

通过提升电动机效率与功率因数，具有明显的节能效果。第通过无功功率补偿，将提升电动机功率因数，减少电能消耗。一，

针对功率因数较低的电动机，可以通过有效方法进程补充。例如：并联电容器方法。该厂有2台机组，在没有优化前，电机功率因数为0．79。在机组运行启动阶段，启动压降提升，并且供电线路形

进而降低其他电气运行成的压降将影响380V 母线运行稳定效果，

效果。针对这一问题，进行了电容补偿后，电机功率因数将增加到0．93，有效减少了线路消耗。因为变压器到电机线路消耗缩减至2．75；变压器供给电机无功电流降低等同于提升了变压器电容量30．5kW 。第二，改造励磁电流，调整电动机功率因数；第三，避免异步电动机空转；第四，按时检查电动机，确保检修合格，提升自然功率因数。

3经济效益3．1电能消费

3

送水泵房一年出厂压力为如果每年供水1500万m ，

3

0. 48MPa ，在改造前配水电耗为435kW．h （km ·MPa ），改造后

3

291kW．h （km ·MPa ），经过计算得出：一年将节省电费=316800kW．h*0．8806元/（kW ·h ）=27．9万元。

3．2维修费用支出

联轴器改造前4年维修费用为8000元；调整后6年维修费用8000元。轴承改造前2年费用为6000元；轴承改造后4年为6000元。机械密封更换周期为2年，费用为7000元；经过调整后

费用7000元。其他构件更换周期为1年，费用更换周期为4年，

为1000；改造后为500元。进而得出：改造前维修支出－改造后维

修成本=（8000/4+6000/2+7000/2+1000/1）－（8000/6+6000/4+7000/4+500/1）=17668元。

现阶段，多数水厂因为水泵设计较大，并且安装质量较低进而

噪声较大。针对这一问题，通过同轴度校正与造成水泵运转振动、

叶轮切削方法，效果良好有待进一步推广应用。

4结语

该水厂通过同轴度校正与叶轮切削综合方法，水泵机组运行效果显著，未有系统故障，解决了水泵机组振动、噪声等问题。此外，水厂水泵机组节能方面也是不容忽视的环节，通过有效方法减少耗能，帮助企业实现经济效益最大化。对此，笔者分别

水泵机组问题解决措施、经济效从：水厂水泵机组存在的问题、

益，三方面进行分析，希望对水厂水泵机组运行效率的提升起到帮助性作用。

参考文献：［1］王光艳，马岩，胡磊，张跃辉．660MW 机组给水泵小汽轮机汽源

．黑龙江电力，2016（06）：546 配置问题分析及处理措施［J ］

548，553．［2］仉国明．某电厂300MW 机组锅炉给水泵振动原因分析及处

J ］．河北电力技术，2016（05）：58 60．理［［3］J ］．电闫福岐．电动给水泵液力偶合器呼吸器喷油原因分析［

2015（09）：59 61．力安全技术，

［4］杨建波，濮霞，张伟江，李长松．600MW 机组给水系统试运中的

J ］．电力安全技术，2014（01）：23 25．问题分析及处理［

［5］J ］．高翔．循环水泵出口蝶阀液压控制系统故障分析与处理［

2014（03）：94 96，100．内蒙古电力技术，

［6］王俊俊，张亮．600MW 机组电动给水泵并退过程中易出现的问

J ］．内蒙古石油化工，2014（19）：89 91．题分析及解决方法［

（上接第43页）

表2

污染源位置

烟气量

（m 3/h）85000

技改工艺修改后的排放情况处理方式

除尘器出口含粉

达标评价3

尘浓度（mg /m）

55

达标

烧结机头1500m 2滤袋旋风除尘和1400m 2滤袋旋风除尘和1000m 2滤袋

燃物质，其浓度过高时，空气就有可能发生爆炸，发生火灾。可以

排出管道处，安装闸板阀和防火阀，使用防爆在排风系统的吸入、

型的电器设备。

4结语

冶金建材行业通风降尘系统，主要功能是去除生产过程中产生的扩散在空气中的粉尘，改善车间内的空气质量，保证工人的身体健康，减少大气污染。通风降尘系统还可以降低生产车间内的温度，提供一个良好的工作环境。

烧结机尾烧结机尾

下部

10500075达标

参考文献：［1］J ］．铸造蔡涛，汪文华．铸造车间通风除尘设备设计实例研究［

2015（1）：224 226．技术，［2］．江西吴立群．论通风除尘系统设计运行中的问题及改善［J ］

2014（22）：29．建材，［3］J ］．劳邵强．通风防尘系统的初次调试、运行调节和维护管理［

1984（11）：22 23．动保护，

7000045达标

3．4做好防火、防爆措施

冶金建材的生产车间中，弥漫着很多可燃物质，应加强预防防火、防爆情况的发生。如，建材材料油漆的生产中，产生了很多可

（上接第44页）

3结论

应用MＲF模型对风机进行模拟，空冷内部流场更准确；按照左右各一块，长6米，宽1米，偏转角度为45ʎ 加装导流板后，降幅达0．83kPa ，可以明显降低机组背压，提高机组经济性和安全性。参考文献：［1］Tawney Ｒ，Khan Z ，Zachary J ，Econnomic and Performance Evaluation of Heat Sink Options in Combined Cycle Applications ［J ］．Journal of Engineering for Gas Turbines and Power ，2005，127（2）：397 403．

［2］丁尔谋．发电厂空冷技术［M ］．北京：水力电力出版社，1992：74．［3］J ］．动赵文升，王松龄．喷雾增湿法在直接空冷系统中的应用［

2008，28（1）：64 67．力工程，

［4］J ］．周兰欣，张情．直接空冷凝汽器喷雾增湿系统的结构优化［

2011，31（02）：148 151．动力工程学报，

作者简介：惠雪松（1986－），男，汉族，河北唐山人，硕士，讲

师，研究方向：电厂、钢铁厂节能降耗研究。