帕特：水泵節(jié)能改造循環(huán)泵節(jié)能空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能

2013-04-11

水泵節(jié)能改造循環(huán)泵節(jié)能空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能
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水泵節(jié)能改造的應(yīng)用

節(jié)能減排已經(jīng)成中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃綱要的主要內(nèi)容，尤其對電力、鋼鐵、有色、石油化工、水處理等工業(yè)領(lǐng)域高耗能企業(yè)提出了更加嚴(yán)格的減排目標(biāo)。水泵作為工業(yè)核心流體輸送設(shè)備，占據(jù)著耗能的主要部分，已經(jīng)成為節(jié)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(nèi)的摩擦阻力損失，可提高新泵效率2-5%；對于已經(jīng)受腐蝕和磨損的舊泵，本文也提供了快速修復(fù)的涂層工藝，可恢復(fù)泵效率15%左右。通常情況下，離心泵內(nèi)的容積損失ηv、水力損失ηh和機(jī)械損失ηm時構(gòu)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(jī)械損失和容積損失，可以通過改善泵殼內(nèi)過流部分的泵型設(shè)計(jì)、制造和裝配精度來達(dá)到。另一方面，也可以改善流體的水力損失ηh達(dá)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(shè)計(jì)流量；k1,k2為比例系數(shù)。
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(jù)阻力損失理論，流體流動分為層流區(qū)、過渡區(qū)和湍流區(qū)，取決于雷諾系數(shù)Re；離心泵中的流體雷諾系數(shù)Re＞4000，流動進(jìn)入湍流區(qū)，摩擦系數(shù)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(shù)λ成正比關(guān)系。可見，如何減小泵體內(nèi)的粗糙度ε，進(jìn)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(hù) 層提早脫落被水流帶走；同時局部湍流也容易導(dǎo)致汽蝕，氣泡毀滅時產(chǎn)生的高強(qiáng)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(huán)泵的腐蝕狀況。3.常規(guī)減阻和焊接修復(fù)方法的弊端常規(guī)的減低阻力損失的方法為精密機(jī)加工，拋光等；或采用不銹鋼材質(zhì)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(zhì)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(fù)，容易造成熱應(yīng)力變形，導(dǎo)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(yīng)，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(tǒng)（泵節(jié)能改造），可提高流體設(shè)備效率，并保護(hù)設(shè)備防止化學(xué)腐蝕。該（泵節(jié)能改造）材料經(jīng)檢驗(yàn)達(dá)到美國國家衛(wèi)生組織（ANS/NSF61）標(biāo)準(zhǔn)并符合英國供水規(guī)定第25款中的飲用水標(biāo)準(zhǔn)。1999年11月，國家城市供水水質(zhì)檢測網(wǎng)武漢檢測站也對送檢的超滑涂層（泵節(jié)能改造）浸泡液出具了符合國家飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的檢測報(bào)告（990111——1），所以高分子超滑涂層（泵節(jié)能改造）材料可廣泛用于城市給水系統(tǒng)。
高分子超滑涂層（泵節(jié)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(jié)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(jié)能改造）材料與其它不同材料表面粗糙的對比數(shù)據(jù)。從表1可以看出，超滑涂層（泵節(jié)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(shù)量級，所以可在流體設(shè)備內(nèi)產(chǎn)生光滑的表面，減少渦流的產(chǎn)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(jié)能改造）材料還具有優(yōu)良的機(jī)械性能（見表2），泵節(jié)能改造材料優(yōu)良的機(jī)械性能指標(biāo)可以保證水泵葉輪高速旋轉(zhuǎn)過程中涂層不破損脫落。
表2高分子超滑涂層機(jī)械性能

項(xiàng)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(qiáng)度/psi	6900	8500
抗撓強(qiáng)度/psi	5900	6400
Izod沖擊強(qiáng)度/J·m-1	54	62