水泵节能降耗应用方案

设备维修相关

    水泵作为通用机械设备而广泛地应用于国民经济的各个领域。由于锈蚀、腐蚀、磨蚀和空蚀等破坏作用，使泵壳和泵轮表面变得凸凹不平，摩阻系数逐渐增加，泵效率下降，电耗增加，泵的使用寿命缩短。

   

    对水泵流道使用高分子复合涂层材料，提高水泵叶轮、泵壳的表面光洁度，提高运行效率，改善水泵的水利条件；减少摩阻损失；修补汽蚀空洞，避免产生旋涡或回流，提高水泵的效率。

一、水泵效率下降的原因

水泵长时间使用，运行效率会明显下降，主要有以下原因：

1、由于水流的冲刷，水泵流道内壁和叶轮过水面变得粗糙不平，水泵内流道的摩阻系数增大，再加上水在泵内的流速很大，水头损失增加。水力效率降低。

2、由于在泵前投加药物或水质等原因，使泵壳内严重积垢或腐蚀。泵壳内积垢严重的可以使泵壳壁厚增加2mm左右，而且水泵内壁形成垢瘤，使泵体容积缩小、抽水量减少、并且流道粗糙，水头损失增加。客积效率和水力效率都降低。

3、由于水泵加工工艺造成的铸造缺陷、汽蚀、磨蚀、腐蚀和化学浸蚀等原因造成泵流道内产生空洞或裂缝，水流动时产生旋涡而造成能量损失。水力效率降低。

4、叶轮表面的汽蚀。由于叶片背水面运行时产生负压，当压力Pk≤Pva时，产生汽穴和蜂窝表面后，在电化学腐蚀作用下，使泵叶汽蚀。

5、容积损失和机械损失。由于泵使用时间长，机械磨损产生漏失和阻力增大，使容积效率和机械效率降低。

以上原因，使水泵性能变差。运行效率降低2～5％，严重的可以使水泵效率降低l0％以上。

二、解决方案

1、采用高分子复合材料修复保护

    节能原理：在水泵工作过程中，泵内流动的水受到其与流道和泵叶轮表面的摩擦以及水本身粘度的影响，泵所消耗的能量主要用于抵抗水表面的流动摩擦力及涡流阻力。水在流动过程中所消耗的能量(水头损失)就是用来克服内摩擦力和水与设备界面的摩擦力。如果泵、叶轮表面光滑(这种表面称为水力光滑表面)表面阻力较小，消耗能量就小。在水泵过流面和叶轮上喷涂高分子材料，使其表面形成水力光滑表面，超光滑表面涂层表面光洁度是经过抛光后不锈钢的20倍，这种极光滑的表面减少了泵内流体的分层，从而减少泵内部紊流，降低了泵内的容积损失和水力损失，降低了电耗。达到降低水流阻力损失的目的，从而提高水泵的水力效率，同时在一定程度上也可提高机械效率和容积效率。涂层分子结构的致密性，能隔绝空气、水等介质和水泵叶轮母材的接触，最大程度减少电化学腐蚀及锈蚀。另外，高分子复合材料本质是高分子聚合物，具有抗化学腐蚀性，可以提高泵的抗腐蚀性，能大大增强泵抵抗冲蚀和抗腐蚀能力。

2、采用新型密封技术

    水泵在工作过程中有一部分能量损失，其中包括机械磨损、容积损失和水力损失，机械损失是指水泵的轴套密封摩擦、轴承摩擦、叶轮表面与液体摩擦等。

    采用美嘉华Blue-GooTM 超级密封剂&润滑剂来降低水泵轴套密封摩擦、轴承摩擦，从而达到提高水泵效率、节能降耗的目的。Blue-GooTM 超级密封剂&润滑剂是一种有多种用途的特殊惰性材料，主要用于降低金属间接触。作为一种螺纹密封复合物，该产品在外螺纹和内螺纹间形成一个接触面，可以保护接头免受摩擦和磨损影响，同时可以承受 1407 公斤/厘米2 的压力，甚至是磨损，腐蚀或错误机加工的螺纹面。该产品也是一种极好的齿轮箱添加剂，可以在内部件上形成以一层薄膜。从而降低摩擦，齿轮噪音以及泄露。它也明显降低力矩应力，满足动力减压需求。它可以用于垫圈面或作为一种填料补充，通过密封以防止流体泄露。可以在 316℃的温度下应用。

   主要应用：螺纹密封、齿轮箱添加剂、垫圈保护、泵润滑剂、低温密封、O型圈润滑。

3、希姆斯复合材料泵

关于希姆斯：

美国希姆斯公司发明的希姆斯特结构复合材料泵对海水及酸碱性介质具有超强的耐腐蚀能力；

希姆斯特是美国希姆斯泵阀公司拥有专利材料商标的名称，希姆斯特是一种结构性合成材料由五轴数控机床完全机加工而成，所有的复合材料的制造是结构性的。换句话说，增强纤维交织连续编织纤维层交叉缝制成具有热固性树脂的固体块。我们使用的纤维不切碎或分散，相反，它们是连续的结构强度和完整性；

希姆斯泵阀公司独有的石墨基酚醛树脂增强型复合纤维双向或三向交织在一起而且为获得较高的强度和弹性，这些增强纤维是一直连续的；大多数产品线使用希姆斯自己混合的酚醛环氧树脂混合热固性树脂基体，这种树脂表现出优异的机械性能和很好的耐化学性；希姆斯特是连续编织的石墨纤维、玻璃纤维和合成纤维，纤维全部连续,三维编织,适用于诸如叶轮的高强度应用。

为什么你要在所有的泵上使用希姆斯特的叶轮和密封环?

一个希姆斯特叶轮设计在最有效的点上运行

防腐

减少泵电解

消除平衡问题

减少偏差

希姆斯特重量轻

减少径向振动

消除铸造缺陷

更低的摩擦系数

环之间更少的泄露

防止泵壳冲蚀

防止严重故障

我们要用希姆斯特升级现在泵设备的原因?

降低停机成本

防止高故障率

改善安全因素

增加产能

降低维护成本

减低库存成本

希姆斯特的秘密

一种结构石墨复合材料

出色的耐腐性

更高的效率设计

维持出色的液压性&机械性平衡

重量轻减少轴偏差

低摩擦系数

减少噪音和振动

防止泵内冲蚀

设计增加设备使用寿命

减少电解作用

三、应用案例

1、双级双吸中开泵

    400DS-100×2是山东某科技股份有限公司为出口乌兹别克斯坦而新近研发的双级双吸中开泵，主要用于农田灌溉。为避免因冲击、冲刷、气蚀对泵造成的危害，延长泵的使用寿命，山东某科技股份有限公司有限公司经反复调研，最终决定采用美嘉华技术对泵壳流道进行预保护。
& g  G0 [" z' k7 K

    根据用户提供的使用条件，选取最适合的高分子复合材料并制定最佳的施工工艺，以确保泵的保护效果。9月21日美嘉华工程技术人员前往该企业，对400DS-100×2泵进行预保护。经表面处理、涂抹材料打底、填补坑洞、整体保护、涂刷表面等工序的操作，最终完成保护，截止10月11日已成功保护三台400DS-100×2型泵。美嘉华高分子复合材料可以使泵腔表面光滑，改善水泵的水利条件，减少摩阻损失，提高了效率；高质的抗化学材料性能；修补汽蚀坑洞，避免产生旋涡或回流。

2、双吸中开泵叶轮保护
" O. Q) T5 h6 p  a7 c+ L* `# m

    此泵为单级双吸离心泵，转速：1488转/分，叶轮切割直径：500mm，工作介质为水。

    采用美嘉华-福世蓝8518材料作为粘接涂层，再采用美嘉华-福世蓝8510材料，来提升保护后的材料润滑性、密实性并确保具有一定的柔韧性来满足使用。叶轮使用周期延长，从而减少了水泵的大修次数，降低了维修人员的劳动强度。

3、卧式中开双吸泵泵体

    该泵是某泵业有限公司为宁夏黄河水务局制造，材质为铸钢，型号1000x900CDM；温度：0-35℃；材质：铸钢；转速：750r/min；水质为黄河泥沙水，多年平均含沙量4.13Kg/m3，允许运行最大含沙量30Kgm3，平均沙粒径为0.025mm。共四台泵，主要保护原因为河水冲刷、磨损严重，使用美嘉华材料提前保护，延长泵体使用寿命。

    2011年12月，美嘉华公司技术人员在该公司针对四台型号1000x900CDM卧式中开双吸泵泵体进行高分子材料耐磨涂层涂抹保护，此次保护为提前保护。此次保护材料采用的是美嘉华高分子复合材料8507与8518，具有良好的耐磨性，对新旧泵体具有良好的修复与保护作用，可以延长泵体的使用寿命，减少企业停机时间，降低维修维护成本。
9 ]% J- L" c  d: O; Y; w
% A0 I& x/ v7 K; S4、四级离心外输油泵
2 {/ z" a% m2 G3 n) q大连某泵业公司生产的四级离心外输油泵，泵体体积较大，需保护的表面积约4.5平方米左右。按照既定的施工步骤对该套多级离心泵实施了3遍的整体保护，达到了我们的施工预期。
6 O) r% [' A: `0 z. u) z/ ~0 N
! V: ~% g, r1 R) ~( t

5、其它应用案例

以上图片采用美嘉华-凯姆克R系列保护材料 ，凯姆克R系列使用具有陶瓷技术的环氧涂料抵制强腐蚀和磨损压力。可形成一种不渗透层，适于所有类型的流体设备。高质的抗化学材料性能，低摩擦，提高了效率。尤其适用于抵制强侵蚀性流体设备环境如：泵，管道，热转换器，管片，叶轮，容器，扩散器，断裂铸件，风机叶片，阀门等。高弹性，易应用。
: ~- e: Y% d# C9 f. A/ p( |, i
: `) C+ ]4 X9 p. H' [

四、结语

    水泵的节能降耗，应在理论与实践相结合的条件下不断探索，大胆引用新技术，寻找更合理、经济的节能措施。美嘉华高分子复合材料，操作简单方便，对施工环境要求不高，可广泛推广应用。此类材料表面光滑程度比抛光的不锈钢表面还要强，而且具有疏水性、防水藻的粘附性。完成后，使设备表面，形成水力光滑面，从而提高水泵的运行效率，节能效果显著。同时也能对水泵内表面进行防腐保护，有节能、防腐的双重功效。对水泵的使用、维修、保养对节能降耗、提高经济效益将起到十分关键的作用。

    美国MICAVA（美嘉华）国际公司长期以来一直从事于先进工业应用技术、产品的不断整合和推广工作。公司成立伊始就奉行“不仅是向用户销售产品，而是帮助用户解决更多问题”的理念，正因如此在获得效益和尊重的同时，也使其成为了美国、英国、德国、澳大利亚、印度、波兰等国众多高新技术企业的合作伙伴。通过与全球众多工业企业的合作，在不断为用户创造财富的同时，被全球众多知名企业称为 “工业设备的维护专家”。
7 g' _& C! p+ @8 B1 C2 ~' Y