[发明专利]一种全三元水泵节能技术改造的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种水泵改造技术，特别是涉及一种全三元水泵节能技术改造的方法。

背景技术

我们知道，无论企业还是国家在发展中都需要节省能源。水泵，风机是工业领域中最为广泛的必不可少的基础性设备。据国家权威部门统计，水泵能耗占电力能源消耗的36％。在大多数生产厂家中水泵，风机的能源消耗占全部能源消耗的15％--55％。根据泵类行业特性，绝大多数的泵系统，无论新或旧，都无法与厂家的实际使用工况相匹配。并且由于普通一元叶轮存在射流尾迹的影响，水泵，风机的实际效率明显较低。用泵企业提高水泵自身的使用效率，从根本上降低能耗不仅仅只是一次节能改造，更是为国家节能事业做出一份国人应尽的力量。

在现有技术中，一般地对水泵进行节能技术改造有以下几种做法：例如，水泵制造厂或用户对在用水泵不符合使用要求时，通常采用的方式是切割叶轮或整体更换新泵。其中，所述的切割叶轮是对流量、扬程都减小时使用的方法，此时电机功率会减小，人们往往以为这样是节能了，但要知道由于流量的减小，单耗(吨水电耗)不但不减，反而还会增加，因此水泵自身的水力效率是下降的。而采用换装新泵的方法，需要对管路、底座甚至电路、电机逐一改变，不但周期长，投资大，不是万不得已是不宜采用的。特别是对于要求水泵扬程减小，流量增大，或扬程、流量都在电机的功率许可条件下一起增大的情况，因而，实践证明上述的改造方法是无法应用的。

再有，就是采用变频调速的方法，该方法是在降低频率，因而降低电机转速(即水泵转速)，使水泵的扬程下降，流量减少。变频调速减小了阀门的节流损失；因而减小了电机功率损耗，是一种节能措施；但如果水泵的运行工况是稳定的(压力、流量稳定)，变频调速方案就不可取。只有针对工况变化频繁或较频繁、压力和流量有富裕量的水泵采用变频调速方案才是可取的。所以该方法的应用就受到了局限，也不可取。

所以如何提供一种全三元水泵设计方案，以进行优化改进，进而获得水泵内部的最佳流动状态，从而得到最优的叶片形状，最高效率的叶轮，已经成为相关领域之业者目前亟待解决的问题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种全三元水泵节能技术改造的方法，用以解决现有技术中的水泵工作效率低，能耗高，不利于节能环保的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种全三元水泵节能技术改造的方法，应以对具有叶轮、叶片及前、后盖板的水泵进行优化设计，其特征在于：根据所述叶轮内部流动特性的要求，运用全三元计算方法优化所述叶片的进出安放角、叶片数、扭曲叶片各截面形状，用以避免叶片工作面的流动分离，减少流动损失。

在本发明的全三元水泵节能技术改造的方法中，还包括利用全三元计算方法优化前后盖板的局部形状，用以叶轮内部的流动形态，减小流动损失，并提高水泵效率。

在本发明的全三元水泵节能技术改造的方法中，所述全三元计算方法为在与所述叶轮同步旋转的园柱坐标系(R、Φ、Z)中，任何空间一点均可由此坐标系确定，任一点的流速W，可表示为该点坐标的函数W＝f(R，Φ，Z)。

如上所述，本发明的全三元水泵节能技术改造的方法，可以得到水泵内任意点的流速，因而在后续的水泵改造过程中可以根据计算结果置换于原设备壳体内，可以和原型水泵互换，在不动管路、电路、泵体等条件下，更换叶轮，提高泵效率，减少能耗。能够做到提高单泵压力同时提高汇管压力；增加单泵流量同时增加汇管流量；同时提高压力和增加流量(电机功率许可前提下)；保证流量和压力不变的情况下降低电机工作功率，进而达到节能的目的。

附图说明

图1及图2显示为本发明之方法中叶轮、圆柱坐标及流动速度计算原理模型图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在不背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

本发明提供一种全三元水泵节能技术改造的方法，应以对具有叶轮、叶片及前、后盖板的水泵进行优化设计，即根据水泵叶轮研究设计思路，分析研究水泵实际运行工况，对低效率叶轮的叶片形状、叶片进出口几何尺寸、叶轮前后盖板几何形状等要素进行优化设计。

本发明的设计重点是：根据所述叶轮内部流动特性的要求，运用全三元计算方法优化所述叶片的进出安放角、叶片数、扭曲叶片各截面形状，用以避免叶片工作面的流动分离，减少流动损失。