2013-04-11

水泵節能改造循環泵節能空調系統節能
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水泵節能改造的應用

節能減排已經成中國經濟發展規劃綱要的主要內容，尤其對電力、鋼鐵、有色、石油化工、水處理等 工業領域高耗能企業提出了更加嚴格的減排目標。水 泵作為工業核心流體輸送設備，占據著耗能的主要部 分，已經成為節能工作首要需解決的問題。本文主要 介紹一種新型的高分子涂層材料，減少泵內的摩擦阻 力損失，可提高新泵效率2-5%；對于已經受腐蝕和磨損的舊泵，本文也提供了快速修復的涂層工藝，可恢復泵效率15%左右。通常情況下，離心泵內的容積損失ηv、水力損失ηh和機械損失ηm時構成泵的效率的主要因素，即水泵的 總效率η為3個局部效率的乘積：η=ηv·ηh·ηm要提高水泵的效率，一方面，需要盡量減少機械 損失和容積損失，可以通過改善泵殼內過流部分的泵 型設計、制造和裝配精度來達到。另一方面，也可以改善流體的水力損失ηh達到，而水力損失包括沖擊損失：
Δh1=k1（QT－Q0）2和摩阻損失： Δh2=k2Q2T
式中QT   為理論流量；Q0為設計流量；k1,k2為比例系數。
本文將從如何減少流體的水力損失中的摩阻損失 Δh2,探討解決的方法。
根據阻力損失理論，流體流動分為層流區、過渡 區和湍流區，取決于雷諾系數Re；離心泵中的流體雷 諾系數Re＞4000，流動進入湍流區，摩擦系數λ不再隨Re變化，其值取決于相對粗糙度ε/d。即λ=1/[1.74-2log(2ε/d)]2阻力損失hf與摩擦系數λ成正比關系。 可見，如何減小泵體內的粗糙度ε，進而減低局部湍流程度，是提高水泵效率的手段之一。 另外，從泵受腐蝕角度來看。金屬表面粗糙、局 部湍流劇烈時，加快了金屬的腐蝕速度，使氧化保護 層提早脫落被水流帶走；同時局部湍流也容易導致汽蝕，氣泡毀滅時產生的高強沖擊力使金屬表面層疏 松，從而加深腐蝕情況。某些工況下，在含有固體砂 粒的流體中，由于磨粒切削磨損，泵表面層變得更加粗糙，甚至穿孔。圖1為某化工廠冷卻水循環泵的腐蝕狀況。3.常規減阻和焊接修復方法的弊端常規的減低阻力損失的方法為精密機加工，拋光等；或采用不銹鋼材質以提高表面光潔度，但是這樣 會大大增加成本。
拋光的金屬表面并不能解決腐蝕問題，尤其在海 水介質條件下，氯離子濃度非常高，極易侵蝕不銹鋼 表面。遭受腐蝕后的金屬表面的凹坑和裂縫，如果用堆 焊的方法修復，容易造成熱應力變形，導致泵體無法回裝。另外，焊縫金屬和原本體金屬的形成原電池電位 差，造成電解雙金屬腐蝕效應，引起二次腐蝕。
 高分子超滑金屬涂層 是由美國高分子公司出品的一種飲用水的涂層系統（泵節能改造），可提高流體設備效率，并保護設備防止化學腐蝕。該（泵節能改造）材料經檢驗達到美國國家衛生組織（ANS/NSF61）標準并符合英國供水規定第25款中的飲用水標準。1999年11月，國家城市供水水質檢測網武漢檢測站也對送檢的超滑涂層（泵節能改造）浸泡液出具了符合國家飲用水衛生標準的檢測報告（990111——1），所以高分子超滑涂層（泵節能改造）材料可廣泛用于城市給水系統。
高分子超滑涂層（泵節能改造）材料是由基本原料和加固原料兩種組分組成的高分子抗磨材料。高分子超滑涂層（泵節能改造）材料具有表面光滑、粗糙度小的特性，表1為超滑涂層（泵節能改造）材料與其它不同材料表面粗糙的對比數據。從表1可以看出，超滑涂層（泵節能改造）材料的表面粗糙度要比其它幾種材料小一個或幾個數量級，所以可在流體設備內產生光滑的表面，減少渦流的產生。
表1表面粗糙度對比

改性聚乙烯	Ra = 0.54μm
超滑涂層表面	Ra = 0.078μm
玻璃鋼表面	Ra = 2.15μm
碳鋼管表面	Ra = 16.07μm

高分子超滑涂層（泵節能改造）材料還具有優良的機械性能（見表2），泵節能改造材料優良的機械性能指標可以保證水泵葉輪高速旋轉過程中涂層不破損脫落。
表2高分子超滑涂層機械性能

項目	20℃固化	100℃固化
粘合力/psi	3000	3600
抗氣蝕性/mm3h-1	12	7.6
抗壓強度/psi	6900	8500
抗撓強度/psi	5900	6400
Izod沖擊強度/J·m-1	54	62

通過以上兩表可看出泵節能改造材料具有粗糙度小、表面光滑、抗磨的特性，尤其有利于對現有機泵進行改造，以較小的資金投入，較短的待機時間，較簡單安全的施工方式即可進行改造。

 

 

 

上海帕特泵業制造有限公司

2013年04月11日 星期四

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