水泵节能现状及前景

合肥通用机械研究院

刘广兵 蒋青 陈世亮 赵以奎

1．节能意义

随着我国国民经济的的飞速发展以及粗放型的增长模式导致了能效需求的急剧膨胀，能源供给严重滞后于能源消耗的增长速度，给我国经济可持续发展、建设节约型社会构成了极大的威胁。水泵约占总用电量的25%左右，对实现节能降耗目标有着重要的影响。初步估计2004年全国工业泵产量约为329万台，我国国内泵类产品的年需求量在400亿左右，其中清水离心泵在泵类产品的总产值中将占一半左右。泵产品被广泛应用于工业、农业、商业、建筑等众多领域中，是量大面广的用能设备，即使泵产品效率提高很小的值都可以带来巨大的节能量，进一步提高泵产品效率对整个中国节能具有重要的意义。此外，对于工业企业来说，在整个泵产品生命周期内，运行成本一般为其最初购买成本的几十倍甚至更高，泵产品效率的提高可以给企业带来实质性的收益。因此，继续提高泵产品效率是中国政府实现能源战略的一项重要举措。

2．目前状况

    目前我国水泵行业由于设计、生产和使用过程中的诸多不科学、不合理性导致大量电能浪费和资源损失，主要体现在：

2.1水泵设备设计、生产与制造

提高泵效一直是泵从业人员追求的重要目标之一。相对低比转速离心泵而言，清水离心泵作为中高比转速离心泵还是拥有比较高的运行效率。但是通过调研论证及与国外同类泵比较发现，我国目前的水泵运行效率总体偏低，能耗浪费严重，其运行效率还有较大的提升空间。 

一般而言，泵能量损失主要包括机械损失、容积损失、水力损失三种形式。机械损失主要有轴承、轴封和圆盘摩擦损失。与其他损失相比轴承摩擦损失是相当微小的，能耗不大；现在很多S型或SH型双吸清水离心泵大量还是用的填料密封（用户特殊要求除外），单纯从首次购置成本上来看填料密封要比机械密封经济。但是机械密封要比填料密封的能耗少2~3的百分点，因此从长远节能的目标上看，选用填料密封所带来的损失要远远大于机械密封，对大功率泵来说尤为明显。

目前的清水离心泵无论是单吸还是双吸、单级还是多级其基本设计思路和设计方法都是沿用过去传统的速度设计法，这种设计方法建立在已有设备设计的经验基础上，因此在效率上不大可能超过已有的水平。也就不可能在水力效率上有所突破。有的厂商一直沿用过去几十年的老图纸，也就根本谈不上先进与节能。甚至有的生产厂商根本是在老泵的基础上反复借鉴，越借越差，{zh1}性能特别是效率与标准相差甚远。

国内许多泵类生产企业的生产条件参差不齐，生产工艺也千差万别。有的泵生产企业检验、生产条件不够，加工、装配粗糙，这样同样会造成泵的能效偏低。

过于保守，单纯强调所谓的可靠性、降低技术风险、企业技术投入不足造成泵设计开发等技术人员创新意识不强、积极性不高、动力不足，这样在根源上无法提高产品的技术含量，提高泵效也无从谈起。

另外，目前对泵认识存在许多偏差与不足，认为泵技术含量低、加工粗糙，社会认可低。可是我们可以试想一下，如果将泵能效提高一个百分点，那将是对我国国民经济的一个多么巨大的贡献。

2.2设备选型

泵作为一种多点多区间可连续无间断调节运行的机械设备，其运行工况不仅由泵本身特性确定，还受到与之相对应的系统管路特性影响。众所周知，一般情况下，泵的设计点通常是泵的{zj0}工况点，前后有一段{zj0}工作高效区。泵只有在高效区运转，才能使泵的运行效率高、运行可靠性好。通过对很多水泵使用单位的广泛调研，我们发现这种系统管路与泵特性不相匹配的现象十分突出。大多数是因为当初系统设计者，没能准确的预测系统管路和管阻特性，也有是因为安全余量选的过大，使得泵选型时选得过大，使得泵不能在其高效区运转，泵的实际运转运转效率远低于泵的{zg}效率，造成着大马拉小车的现象。这种现象不仅仅只会在以前的系统设计中出现，今后在此类系统管路设计中可能还会出现。这样类似与泵相适应的管路管阻特性分析研究的出现与成熟显得尤为重要。

我们通过调研发现，有的不合理的系统设计中的能量浪费多达40%，有的甚至更多，少的也有20%左右。如此是一个多么巨大的能量浪费。

2.3设备维护

象其他机械设备一样，泵在运行之初还能保持其高效性，但随着运行时间的增加，其运行效率也会不断下降。究其原因，泵效的大量下降与泵的维护不到位、不及时还是有很大关系的。在运行之初，泵各零部件均是运转正常。但是随着运转时间推移，其口环间隙、轴封、轴承磨损加剧、电机效率，系统管路老化等都会对泵的运行效率产生较大的影响。如果及时针对上述情况进行及时维护保养，对保持泵的高效运转有着十分重要的意义。而这一点目前往往被忽视，造成一些不必要的浪费。

上述是当前清水离心泵普遍存在的现象，也是目前我国水泵行业效率偏低、竞争力不强的很重要的原因。这些因素有时也会相互影响、相互叠加，形成恶性循环，造成国内很多水泵行业生产企业在市场竞争中处境艰难。

3．节能的前景与潜力

    虽然，我国水泵行业目前存在或多或少、这样那样的问题与矛盾，但通过政策引导、企业内部创新、各种规范制度的保障，节能前景美好、潜力巨大。

3．1 政策导向

政策导向对节能的作用正在显现。伴随着全球能源危机的进一步加剧和我国经济发展模式由粗放型经济向集约型经济的转轨，我国各级政府和职能部门对节能降耗的xx程度也逐步加深。各种节能降耗的措施、政策和目标在不断制订和完善。这同样为泵类生产企业和用户提供了目标同时也带来了机遇和动力各种节能降耗的的同时也体现了政府对此的关心和重视。同时政府也应相应大量资金用于支持节能降耗项目的开展和新型节能设备的开发利用。

3．2技术挖掘

随着社会的进步、政府政策和市场的导向、舆论宣传的进一步加大、能源危机的逼近，越来越多泵产品的经营者逐渐认识到泵节能降耗的重要性和紧迫性。正在通过各种渠道和种种方法努力提高，由过去的价格战、数量战逐步向节能降耗转变。把通过提高泵效作为重塑自身品牌形象和宣传亮点。

国内许多泵生产企业一改过去，不惜重金从国外引进先进的技术。一般而言，国外先进的水泵技术泵效普遍比国内高0.5~3. 5百分点。这些先进技术的引进与应用，不仅对也是其他泵生产厂家的促进

一些新技术、新工艺在国内一些泵生产厂得到充分的应用和推广。随着计算机的广泛普及，一些新的设计方法、设计思路，正在得到突飞猛进发展。一些基于计算机软件基础上开发的泵设计开发软件正在日益完善和成熟，并迅速得到广泛的应用。许多象泵内部流场分析技术、泵内部结构强度在线分析技术也得到了很好的发展和应用。现在一些先进的铸造工艺、加工工艺、装配工艺也在泵行业得到较好的。这些新技术、新工艺的应用不仅提高了计算的速度和准确性也大大提高了泵的效率。

很多泵产品使用者，也迫于市场和自身压力纷纷通过技术革新、观念改变要能效。由过去的“要我变”转变为“我要变”，主动与泵厂、科研单位合作，谦虚学习，对设备和管路系统进行检测、改造以节能降耗。许多诸如变频节能、匹配节能、维护节能等新的节能理念和节能措施逐步得到推行和应用，同时RCM（基于可靠性的设备维修技术）也得到充分的应用。这些措施较大地提高在役泵的运行效率，使得节能效果明显。

3.3 各种强制性法律、法规和规范的制订

制订强制性法律、法规和规范，约束并规范我国泵产品市场。通过法律、规范的形式来强制和指导泵的节能降耗，使得水泵节能降耗由以前可为可不为的事变成必须履行的义务。我国已经对清水离心泵制订了{dy}个泵行业的强制性节能标准­—《清水离心泵能效限定值及节能品价值》。其他泵产品的节能规范也在规划中，相信这些标准的陆续发布和实施，将在节能降耗方面对泵产品的设计、制造、检验等提出合理和明确的要求。有利于整个水泵行业的持续、健康发展。

    同时，通过强有力的市场监管体制和建立健全检验监督制度，使得各种规章制度得到很好的体现和落实

4．结束语

随着我们节能降耗工作的深入开展、各种规章制度的建立健全、各种新技术新工艺的广泛应用，我国水泵行业的节能降耗工作将步入一个新的台阶，为实现我国“十一五”制订的“到2010年我国万元GDP能耗降低20％左右”目标贡献一份力量。

袁雅青
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