定制节能水泵-凯发k8555

贵公司的泵组年耗电量是多少？

水泵的耗电量占全球总耗电量的 10%； 许多人更难以相信，如果将普通的泵换成高能效泵，就能节省下 4%的全球能耗——这

相当于 10 亿人的生活用电量！

据我国权威机构统计，约 20%的电能被

各类泵产品所消耗，约有 30%的节能潜力！

拥有高效能先进技术的庄生节能水泵是降低能耗、减少碳排放的关键因素，也是节约成本的最佳方式。

目录

一、摘要................................................................. 4

二、节能原理............................................................. 5

三、节能改造方案......................................................... 7

四、本次节能改造的社会经济效益.......................................... 11

五、庄生节能产品专利证书................................................ 12

六、庄生节能改造案例.................................................... 16

一、摘要

为了降低水泵运行的能耗成本，探讨常熟**科技有限公司

循环水泵系统节能优化的可行性，在贵公司人员的积极支持和配合下，

苏州庄生节能科技有限公司有限公司（以下简称“庄生节能”）于 2023年 2月 1日对“常熟**科技有限公司”循环水泵系统运行的工况进行了的现场数据收集，并对冷冻循环水泵实际运行工况进行分析。目前该系统一共 6 台（75kw）卧式单级泵冷冻循环水泵，6台 75kw 卧式冷却水循环水泵，系统都是三用一备，生产日期为 2017 年，主泵采用变频模式运行，备用泵采用定频模式运行。水泵运行比较偏离工况，特别是备用泵效率较低，所以，常熟**科技有限公司循环水泵有节能改造空间。

庄生节能一直以提升水泵本身性能、拓宽水泵运行高效区为根本，并致力于根据系统最佳运行工况参数、水泵变工况运行参数、工艺流程参数变化所引起的水泵参数改变等各类复杂工况提供与管网系统相匹配的高效节能水泵。庄生节能希望通过双方的共同努力，提高水泵的运行效率，降低能耗，创造价值。

通过对本次对循环水泵系统实际运行的工况参数进行分析、研究，按最佳运行工况参数定制庄生节能高效节能水泵来替换目前的水泵，能较大地降低无用能耗，提升整个系统的效率，降低水泵运行的能耗，具有切实的经济、环保意义。

节能技改收益：通过节能技改，在理论计算下：

1、循环系统平均节电率达 25%（由于运行工况的变化、阀门操作的变化、

开泵工位的变化，实际节电率也会有变化）以 上；按现有两台75kw水泵24小时运行来计算，全年共节省用电  192000 kwh，年节电费用约为 134400 元(电费按含税价 0.7 元/kwh 计算)。更换2 台水泵，安装费用元，总价为： 240000 元，投资回报周期为 1.78 年。

                           2.下表是节能改造前后参数对比

二、节能原理

“高效节能水泵 ” 通过流体力学软件对叶轮、流道， 吸水室、压水室内部进行三维流场数值模拟，优化流道内的流态和能量分布，经模拟设计的水泵采用 “ 三元流叶轮" 、“叶轮纳米级精磨”等高新技术，提高循环水泵使用效 率， 经过优化后的水泵效率同比传统方法设计有了大幅度的提升，节能效果可达15%-60%。

高效节能水泵是根据水泵实际运行的工况进行专门设计的非标设备。根据现场工况量身定制不同规格、不同转速的水泵，从而保证水泵在高效区运行 。而传统水泵受工艺、成本、制造的影响，一味的通过切割叶轮来适应不同的现场需求， 效率低下很难保证水泵在高效区工作，从而造成能源的浪费。

   高效节能水泵是根据水泵实际运行工况进行专门设计的非标设备。根据现场的工况进行定制不同规格、不同转速的水泵，从而保证水泵在高效区运行。

高效节能定制水泵最基本的原理是通过优化水泵的水力设计，结构设计及提高产品的制造精度来提高水泵本身的效率。再根据水泵现场运行的工况条件量身定制高效节能水泵来匹配整个循环系统，使水泵处在最佳工况条件下运行从而达到节能降耗的目的。

高效节能水泵的设计是通过对水泵的进出水流道，叶轮、壳体、导叶等整体泵装置流场数值模拟计算，对整个装置在不同工况下的水力损失进行分析，优化设计，综合考虑。通过对流体系统中当前水泵的运行工况进行节能检测和数据采集，了解循环水系统的运行规律；凭借专有模拟计算软件和技术对水泵的实际工况进行分析，找到目前系统的不利因素，并按最佳运行工况参数进行设计，替换目前的低效运行水泵，实现系统优化，提高不泵自身效率及系统输送效率，达到最佳节能效果。

1、已知泵的功率和转速，可以计算出泵的最大扬程h=v^2/(2g),其中v^2也就是为叶轮运行时的外缘线速度的平方，v等于兀d*n/60(d是直径，n是转速）;式中的g是重力加速度。泵的实际扬程需要考虑水头损失。

2、流量扬程关系式如下：

h=h0-kq^2

式中：

　　h——水泵的扬程；

　　h0——水泵在q=0所产生的扬程；

　　k——水泵的内部摩擦阻力系数；

　　q——水泵的流量。

由上述公式可知，叶轮外缘线速度越大，h越大；由于h和q可以互相转化，只需要找到二者的最佳运行区间即可。此时，流量扬程问题已转化一个工程学问题。

 3、流量与电机功率的关系。

流量q=n/(gh），其中n是配用电机功率kw。这个算出来流量可能是偏大的，流量算出来的结果是立方米每秒，按电机的效率需要加系数。

4、离心泵扬程等于吸水扬程加压力扬程

离心泵扬程计算公式是h=(p2-p1)/ρg (c2-c1)/2g z2-z1 。

其中， h——扬程，m;

p1，p2——泵进出口处液体的压力，pa;

c1，c2——流体在泵进出口处的流速，m/s;

z1，z2——进出口高度，m;

ρ——液体密度，kg/m3;

g——重力加速度，m/s2。

三、节能改造方案

1、节能技术改造依据

1）依据双方技改前的技术交流、工艺系统流程了解、工艺设备参数、系统运行状态等；

2）依据我方对水泵运行工况参数的反复测定；

3）依据用户方（或者甲方）对工况的要求；

4）依据客观存在的水泵额定工况与系统的不匹配情况；

5）依据现行的国家标准和相关规范。

2、节能技术改造的方法

节能技改基于在保证满足生产的基础上，降低电机的功率消耗，达到节能要求。

针对**科技水泵的运行工况，我公司提出的凯发k8555的解决方案为：稀土永磁电机水泵 变频控制相结合的方案。

1）稀土三相永磁电机和普通三相异步电机的原理对比和变频控制技术分析：

稀土永磁体是一种高性能材料，具有高剩磁密度、高矫顽力、高磁能积等优异磁性能，用它制成的永磁同步电动机与异步电动机相比，不需要用以产生磁场的无功励磁电流，可以显著提高功率因数，使永磁同步电动机的功率因数为1，甚至达到容性，同时也减少了定子电流和定子电阻损耗；在稳定运行时，转子与定子磁场同步运行, 转子中无感应电流，所以不存在转子电阻损耗，进而电机的温升有更大裕度，从而可以将风扇减小甚至不安装风扇，以减少风摩损耗，从而可进一步提高电机效率。因此，稀土永磁同步电动机很容易设计或制造成高效或超高效电机。其特点和优点是：

1．1稀土永磁同步电动机无滑差，转子上无基波铁耗、铜耗；

1．2稀土永磁同步电动机在满载和轻载、空载时，功率因数均可达到 1.0左右，无功功率小，使定子电流下降，定子铜耗减少，效率提高；

1．3稀土永磁同步电动机效率特性有高而平的特点，在轻载到满载之间相当宽的区域内效率为最高；

1．4具有较高的起动转矩。

2）驱动电机的选择

采用永磁同步电机。

3）负载对驱动系统要求

由于在大多数供热设计和实际供热中，出末寒的温度不同，负载也不同，所以根据这个特点在工况选型时必须配以超出实际运行功率很多的水泵，以获得在运行期和突发情况下的供热保障。但从整体运行而言，是所谓的“大马拉小车”。实际使用中，实际负载运行功率只有选配电机额定功率的1/2-2/3负载。

上述所配的异步电机由于本身的特点，无论是低效和高效的电机在低负荷运行状态下都呈现较低的效率，如电机满载（额定）时的设计效率为92%，而在其1/2负荷状态下，效率只有70%以下甚至更低，这就导致了很多负载在实际运行时呈低效状态。

    这次在水泵设备上我们选用的为稀土永磁电机，既能避免上述不足和缺陷，又能充分发挥永磁电机无论在低载还是高负载率的情况下能效指标高的特点。

4）电机的损耗对比

异步电机：

p=定子铜耗 定子铁耗 杂散损耗（风损耗） 机械损耗 转子损耗 转子铜耗

永磁同步电机损耗：

p=定子铜耗 定子铁耗 杂散损耗（风损耗） 机械损耗

从上述对比看，除了共同有的四大损耗，异步电机还有转子方面的损耗，而永磁电机没有转子方面的损耗。之所以永磁电机没有转子损耗，是因为永磁电机转子是由稀土永磁体磁钢构成，本身产生磁力，没有损耗。所以永磁同步电机损耗更小、效率更高。

5）节能的优势及特点组成

启动扭矩大，并针对负载在低载运行的特点特殊设计，使之在更宽的运行区段更具有高效性，当电机额定效率能达到95%，60%负载率情况下能达到90%（异步电机只有70%以下）。

控制变频器选用国产能驱动永磁电机（如采用进口变频器成本将增加），采取矢量控制更能使本身效率为最佳 。

6）各种电机负载率与效率的比较

事实上，本套机构为机电一体化共同作用，各自配合发挥到最大能效的组合体，其中每一部分缺一不可。

电机高效：电机从低负载和高负载情况下都能保持高效率，并有相对较大的启动转矩（堵转转矩），节电率在15-30%间。

7）变频器的功效

与同步启动永磁电机和异步电机相比，通过变频器可实现电机的软启动和软停车，避免上述所提到的过大的启动电流造成永磁电机的反向充磁而导致失磁。

同时，随着负载转速的变化，通过改变变频器频率调整电机速度，可起到调整转速的作用，随着转速的降低，使用功率也随之降低。当负载变化提高时可加快电机速度降低使用转矩，到达节能目的，当使用高速时，功率提高提高效率，达到节能降耗的目的。

以上二者配合各自发挥最佳作用，与各种交流异步电机相比，使节电效果达到25%以上。

3、节能技改节电量计算方式

1）、 在系统每台运行设备上安装电度表和累时器。

2）、 改造前能耗测定

a、 改造前双方指定工作人员现场初次统计每台设备的电度表和累时器显示数

据 q1 和 t1，并双方签字认可。

b、原设备连续运行 3 天后，双方指定工作人员第二次统计每台设备的电度表和累时器显示数据 q2 和 t2，并双方签字认可。

c、单台设备单位能耗 q 前=【( q2- q1)×互感器倍率】/( t2- t1)(度/时)。

3）、 改造后能耗测定：按改造前能耗测定方法测量。

4）、节电率计算方法：k=（q 前- q 后）/ q 前

5）、技改后实际节电量：q 节=（q 前- q 后）×t（实际运行时间）。

6）、实际节电费（元）＝实际节电量q 节×电价（元/kw·h）。

4、节能技改工期及现场施工

1）、由第三方提供安装，整个节能技改过程，使用其他产 。                                         

5、节能技改效果测试与验收

1）、设备调试稳定运行 7 天后，组织验收。

2）、检测流量、压力、运行电流等数据，计算节电率。

2 台泵，不影响正常生

四、本次节能改造的社会经济效益

通过以上分析、计算，最终得出本次改造的两台水泵年节省电力约192000度，

根据国家发改委数据，生产1 万度电需要耗标煤3 吨，每吨标煤排放2.72 吨co2。该项目产生的节能环保效益，每年可节省标煤约 57.6吨，减少二氧化碳排放

量约 156.67 吨。