机械水泵工作效率提高措施分析

    赵健博 郭春宇

    摘要 水泵作为机械工程的基础设备，广泛应用于国民经济各个领域的生产中，其工作效率是影响工程效益的重要因素。本文在分析影响水泵工作效率相关因素的基础上，探讨了提高水泵工作效率的途径及策略。

    关键词 机械;水泵;工作效率;提高;措施分析

    引言

    水泵在应用实践中可能由于来自多个方面的因素影响使得水泵的工作效率不高。本文在分析影响水泵工作效率相关因素的基础上，探讨了提高水泵工作效率的途径及策略，以期为广大的研究者提供参考。

    1 水泵工作效率的影响因素

    1.1 受工作泵台数与选型方面的影响

    （l）工作泵台数的原因

    为了满足供水设计的要求，大量的小型泵配备能够实现更佳的工作状态，而这种少量的设备不仅可以控制施工成本，还可以确保泵在相同的能效下达到最佳的状态。实践应用中对于两种设计规模相同的水泵，如果其中的少量大体积水泵的效率是1000W.那么多量小体积水泵的工作效率就有可能是900W，甚至更低，只有800W。由此可知，水泵的工作效率受到工作泵台数的影响有多大。

    （2）设备选型方面的原因

    在通常情况下泵流量的选择标准都是根据最大水量来进行选择的，这种选择标准是缓解水消耗的好方法。选择泵的合理性主要表现为少量的水、较高的扬程，但泵压力越大就会消耗越多的电力资源。同时，泵也容易自行停止，可能导致电机的燃烧，对泵的正常运行造成安全隐患。

    1.2 受流量、机械和水利损失的影响

    （1）流量损失是水泵漏损的水流量，主要有三处地方流失的水量，即叶轮平衡孔、水泵填料密封以及口环间隙，在这三处地方之中，水流量损失最大的便是口环间隙。

    （2）水力损失在三个水泵损失工作效率中占主导地位，水力损失主要指水流经泵流出而消耗的能量，如叶轮、泵壳，产生液压摩擦，涡流和液压冲击等形式的损失。工程实践中，水力损失受水泵流量的影响，内部流道壁面粗糙度的不同，水力损失大小不同，表面粗糙度和泵运行偏离额定程度，偏差越大越粗糙，损失就会越大。为此尽可能保持叶轮、泵壳的内壁光滑，避免生锈、堵塞，努力使泵在额定条件下工作，以减少涡流的损失。

    （3）机械损失的主要内容包括泵填料、轴承和泵轴之间的摩擦损失以及叶轮旋转和摩擦损失。在填充泵的过程中，泵的填料压力不同，机械操作过程会增加部件之间的碰撞，增加机械部件之间的磨损程度。机械运行时间长，润滑油轴承表面会耗尽，同时加剧轴承的磨损程度。因此，不符合标准的润滑油可能存在轴承腐蚀，对轴承造成更大的损坏。

    2 提高水泵工作效率的途径及策略

    受各种主客观因素的影响，导致水泵工作效率下降。对于其工作效率的提高可以根据其工作原理来采取针对性的策略：

    2.1 按照相关工艺要求选择水泵

    对于泵的选择应在实际使用范围内来进行，泵的各个部件和性能应该是一个统一的整体，不能够单纯地去追求某一个性能而不顾整体性，这可能导致不匹配的情况出现。比如扬程和流量，就应该按照其服务范围来选择，才能够最大限度地发挥功效。泵的选择要满足供水过程的基本要求，通过实际调查泵的工作效率，离心泵工作效率高，一般情況下离心泵的效率比涡流泵、往复泵的效率高1/3，因此泵设备的选择在泵站设计中首先选用离心泵。由于离心泵的高效率，离心泵在泵市场的身影更为常见。

    2.2 仔细检查并适当调整水泵的工作点

    水泵在运行过程中应注意泵的运行参数，准确确定泵的工作点是否在高效水泵区，这对提高水泵的效率及满足节能的目的来说是非常重要的，有时水量变化很大，这与要求水泵工作效率高是背道而驰的，因此需要进行适当的调整。

    而在调整方式上，一方面是阀门调节。这种调节手段较为常见，但效果并不是很明显;另一方面是采用变频技术，对于某些水厂其用户主要是工业用水的，供水可能与工厂的生产用水时间段有所冲突，这种情况下就可以采取变频技术来解决这种矛盾。水泵变频调速恒压变流量调节是最常用的一种调节技术，与水泵全节流水路相比具有能耗低，节能效果明显的特点，大大提高了整机的控制性能和启动性能，有效减少了泵的气穴现象，减少了泵的磨损叶轮和轴承，间接提高了泵的工作效率。

    2.3 对于水泵的运行要反复认真检查

    为了避免泵效率的损失，应在日常工作中检查泵的工作条件，确保仪表的电流表读数在电机的额定电流范围内，如果电流不稳定则停止使用，立即展开检查工作。一般来说，电流过大这是由于碎片卡在叶轮上，轴承损坏，密封环之间的摩擦，泵轴向力平衡装置故障造成的。电流一般太小由于阀门的吸入开口打开或不足，造成气蚀泵等。在泵操作的检查过程中，必须确定箱体是否热、水滴是否正常，以及泵、电机轴承、套管的温升是否超过70的极限。同时，泵流量、扬程、电流、电压等相关技术资料应定期记录，严格执行现行系统和操作程序的安全性。

    2.4 水泵的检修要在相关的规范和说明下进行

    在检查过程中应注意以下几点：对泵密封圈的磨损情况进行严格检查，严重磨损应立即更换，还要定期或不定期地进行轴承检查，补充润滑油。按压填料压盖至中度，过紧或者过松都有可能会导致过热、漏液、超标。

    3 结语

    机械水泵在运行过程中，工作效率不高是由诸多因素造成的。如果要提高机械水泵在运行过程中的效率，使其发挥更大的功效，就必须仔细分析造成工作效率不高的原因，然后有针对性地选择一些有效措施，提高机械水泵的工作效率。

    参考文献：

    [1]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.2015，22

    [2]张博，唐文江.机械水泵工作效率提高措施分析[J]工业设计2017（04）

    作者简介：赵健博（1984-），男，专科，辽宁省沈阳市，研究方向：机械制造及其自动化;

    郭春宇（1990-），男，本科，辽宁省抚顺市，研究方向：机械制造及其自动化。