水泵装置节能技术导则

31.1本导则规定了水泵装置的机组选型、配套4ANSI/AWWAC5121.5水泵装置节能工作除应符合本导则外52水泵装置术语与符号水泵、动力机、传动设备、变频装置、控制阀门、检修阀门、空气阀门、进出水管道及单位时间内泵排出的液体体积或质量就是水泵流量，或者说水泵流量是指单位时间内水kg/s等。需明确设计流量、最大流量及最小流量的2.最大流量：水泵在一定效率范围内能够输出的最大的流32H=E-E323 PD2)-(pg2g PD2)-(pg2g)(pg2g)2g)3-▽2+P 2P 2pg为水泵出口压力水头，以m计；为进出口测压断面的流速水头差；p为水流密度，kg/m3；g为自由落体加速度，m/s2。6图2-1水泵装置示意图水泵装置进水管（或流道）进口处水位高程与出水管（或流道）出口处水位高程之差；当出水管出口淹没在水面以下，实际提水高度为出水池水位与进水池水位之差；当出水管出符号：Hsy，单位：m。sy414式中：E1、E4分别为水泵装置进、出口断面水流的总能量；▽1、▽4分别为进出水程位2.5泵站经济扬程和最优经济扬程7动力机输入功率中扣除动力机内部的各种损耗功率，即等于动力机输入功率乘以动力机相应的效率。当采用直接传动时，输出功率在数值P=psy（4）pi82.17水泵必需汽蚀余量对于给定的水泵，在给定转速和流量下必须具有的汽蚀余量。通常由水泵制造厂规定。2.18水泵基本性能曲线在额定转速下，水泵工作扬程、轴功率、效率及允许吸上真空高度（或汽蚀余量）随流p、QHS（或Q-△h）等。2.19水泵装置性能曲线2.24长距离压力输水管93.1.2水泵装置设计中选用主要设备2.全部设备必须按照国家标准和行业标准制造并提供完3.全部设备应提供符合本导则和最新工业标准的优质产品，应有使用的同类型产品证5.全部设备的材料、制造、检验、试验及包装运输，按最新版本的要求执行：应在设备箱易于观察的部位加装金属铭牌，注明设备名称、型号、特性参数、出厂日期、商标、生3.1.3新建大中型泵站水泵装置应进行装置性能测试，并进行装置3.1.4水泵装置改造前后应进行水泵装置性能测试，并进行装置3.1.5为考核水泵装置的实际运行效率和耗能状况，50kW及以上水泵装置每两年应进行一3.1.6测试方法与仪表选用按附录A中的有关规定执行。测试数据处理及不确定度评定按3.1.7测试后其运行效率达不到本导则要求的，应及时进行检修或综合评估后限期更新改3.2.4现场条件选择应满足测量不确3.2.6现场检测用的仪器、仪表和设备选用，应满足相关3.2.7现场测试过程中，泵站管理单位应保证设备3.3水泵装置节能技术管理3.3.5所有监测仪器设备安装应满足仪器2.采用多台泵联合运行时，在满足工艺、安全及可靠运行的基础上，应尽可能采用高效3.系统额定工况点应在泵的高效区内，使泵运行在经济工作区内。系统正常运行工况的4.记录期内实测的机组运行效率与机组的额定效率相比，其比值大于0.85，则认定机组5.对于负荷变化较大及非连续运行工况，宜采用变频调速装置，变频调速装置的应用技2)混流泵、轴流泵可改变叶片安装角度或调节进口导向叶片调7.在技术及经济条件允许的情况下，宜采用仿真模拟计算对系统运行工况进行设计，并8.在系统运行过程中宜采用可编辑控制器、直接数字控制器等自动控制系统对系统进行4主水泵节能技术要求4.1.3水泵产品均应附有产品合格证书和完整的使4.1.4非标准产品除在厂内按GB3216进行出厂前的检验外，还需4.1.5大型水泵装置除进行出厂检验外，还必须进行现场装置4.2.3水泵设计运行工作点应在水泵制造厂规定的组运转过程中的启动和停机时，机组与管道各种正常及异常操作情况下引起的最险峻条件下4.3水泵选型与配套原则4.3.1选用的水泵应满足水泵装置的设计流量、扬程及工况变化的要求,力求效率高,汽蚀4.3.2水泵选型必须对水泵及其整个管路的所有损失4.3.3水泵装置在设计最高与最低扬程下均能4.3.4应优先选用国家颁布的水泵系列产品，禁止选用国家公布的4.3.6设备的选型应采用寿命周期成本分析方法，选择经合经济运行要求；设备的额定效率大于GB18613和GB19762中规定能效限定值，则认为设备选型经济运行合理；设备的额定效率小于GB18613和GB19762中规定能效限定值，则认4.4水泵装置节能设计与水力计算4.4.2水泵装置泵房内进出水管道的经济流速：进水管路o进=1.0～2m/s；出水管路4.4.4水泵的安装高程和吸水管口的淹4.5.1大中型泵站及安装有大中型机组的泵站技术经济指标考核时，应满足GB/T30948规能应符合GB18613的规定，年运行时间大于3000h，负载率大于60%的电动机，应符合GB30254一级能耗的规定要求，提供5.3.1机组各种运行工况及工况转换时的电动机自动化元件配置应满足电动机的监测和控5.3.3每台电动机安装相应的振动及摆度测量传感器机组的振动、摆度、转速、温度等信号进行数据采集、处理、分析，以图形、图表、曲线等直观的方式在多功能状态监测保护装置上显示，同时对相关数据进行特征参数提取，得到机6水泵装置管路节能设计及辅助设备选配6.1水泵装置管路节能设计要求6.1.4合理设计进、出水池，条件允许宜采用正应设多功能水泵控制阀，出水管径大于DN1200时应设液控蝶阀、液控球阀、液控偏心半球为防止出水池倒流，可采用拍门或虹吸式出流等型式，大型管道出口拍门应采用拍门的平衡6.1.8250mm及以上口径的离心泵进水管口应设喇6.1.10长距离、高扬程的泵站，应根据水力过渡过程分析计算及优6.2水力控制节能技术要求阀门或液压控制类阀门承担水泵的造压启动、正常停机和事故停机关闭功能，称为水力控制3泵站阀门应满足开启状态下水力损失小及阀门振动小等要求，主工作阀门宜采用全通4.当水泵机组检修时，进口电动蝶阀和出口电动球阀（蝶阀）应6.水泵出水侧的水力控制阀作为工作阀用于水泵的造压启动、正常停机和事故停机关闭。水泵将在水力控制阀关闭的情况下启动，然后以预定的程序启动或水泵相继启动。如果水泵事故停机，水力控制阀将以两段方式关闭，为了使倒流和水锤降到最低，两段方式关闭8.阀门选用的第一原则是阀门的密封性能要符合介质的要求。即内漏要符合标准3.需提供水力控制阀门的开度和阻力特性曲线，以备水力4.定期对阀门进行维修检查，包括外观和解体6.3变频装置节能技术要求失速保护、变频器过载、电机过载保护、半导体器件的过热保护，保护的性能应符合国家有7压力管道节能设计及辅助设备选配压力管道的投资较大，尤其是长距离输水系统条件下、涉及管径、管材及管厚及压力分7.1压力管道设计及选型技术要求7.1.1长距离管道输水系统的选择应在输水线路、输水方式、管材、经济比较和安全论证，并应对管道系统进行水力过渡过程分7.1.4压力输水管道的设计流速按照经避免在局部凸起点管道内出现负压。当受地形条件限制时。应采取防止管道内出现水柱拉断7.2压力管路运行管理检修的技术要求加压输水管道，事故停泵后的水泵反转速度不应大于其额定转速的1.2倍，超过额定7.3辅助设备节能技术要求检修阀门应结合管道分段及排水时间来确定，一般每5~10km设置一座,其应符合调流调压阀是一种新型多功能阀门，其实设计制造应符合3.浮球材质选型、耐压等级：满足美国A4.进排气阀防护水锤的效果与其水力特性参数密切相关，主要包括进排气阀的进排气流量系数和进排气面积。在进行压力输水系统水力过渡过程分析时，应采用进排气阀的实测性5.计算书包括开度与排气量曲线，设备强度计算，设备6.进排气阀孔口面积的大小、进排气速度的7.4.1原则规定在水泵机组大修的同时，压力管道按照相关标准7.4.3压力管道渗漏问题，建议配备监测系统，对管8泵站计算机监控系统节能技术计算机监控系统是对全站内所有的机组、水泵、水闸、电气系统系统等进行有效监视和控制，具有运行过程模拟显示，事故检测、报警、分析和处理功能，实现计算机监控机组的正常开、停机和事故停机等，在开机台数不同、下游需水流量不同、能有效地提高泵站可靠性、安全性、可维护性以及控制操作的自动化水平行、节能降耗起到一定的帮助作用。由于计算机监控系统技术的快速发8.1.2设备一般包括：1）水泵电机（包括自动化元件等）及其辅助设备；2）变频器；3）8.2.1可编程序控制器应能与泵站监控系统8.2.2PLC配置交、直流供电模块装换装置，需满足8.2.3所有I/O接点应按工程建设规模配置，并预留20%的裕量。抗干扰措施需满足电气机组附属及相关设备与泵站计算机监控系统的通信采用现场总线技术，对于总故障信号泵站计算机监控系统应采用开放分布式结构，符合技术发展的趋势，系统功能应分布设计算机监控系统应实时、准确、有效地完成对泵组所有被控对象的安全监视和控制；系进出水口阀门；机组及泵站所属配套和辅助设备；取水口启闭机闸门；出水池启闭机闸站控层负责整个泵站的泵组、取水口、出水池设备、检修阀等控制对象设备的监视、控趋势曲线和语音报警，实现水口阀门的输水自动控制功能；同时，承担泵站计算机监控系统软件包括计算机的操作系统软件、支持软件、系统开发工具软件和为计算机监控系统开计算机监控系统中各结点计算机均应采用符合开放系统互联标准的汉化操作系统，数据计算机监控系统中各节点计算机应具有有效的编译软件以进行应用软件的开发。编译编计算机监控系统数据库应包括实时数据库和商用关系型数据库。数据库的数据结构定义通信软件包括计算机监控系统局域网通信和以太网通信，通信软件应采用开放系统互联协议或适用于工业控制的标准协议，以便于将来与其他泵站计算机监控系统应用软件是核心的内容，其功能需满足分析供水系统的装置效率及A.1测试目的和项目研究水泵装置技术改造措施、制定水泵装置经济运行方案、监视设备运行状况、检查和评定设备性能、实现水泵装置优化调度等目的，导则对主要测试参数：流量、功率、扬程、转速、水流密度或含沙量（含沙量一般采用置换法A.2测量不确定度根据水泵装置现场测试目的和要求的不同，不同被测量，规定表A总不确定度测定量不确定度流量3.5泵扬程泵轴功率3.5电动机输入功率（确定机组效率的试验）2.0转速0.2泵效率5.0机组效率4.5A.3测试条件整个测试期间，水泵装置及辅机设备均应处于正常的运行状态，并经各方有关人员（包测试必须在恒定的水头、负荷和转速下进行，其单项测量值的变化应在下列范围之内：工况调整应根据测试大纲实施，在规定的测试工况下，应同时测量各项参数，每一工况水泵装置效率测定应尽可能在设计水位和额定转速下进行。当水泵的实测转速与额定转速不同时，其流量、扬程与功率都应按泵的相似原理进行(n0)2H0=H|PP3A.4水泵流量的测量利用超声波在静止液体中的传播速度与流动液体中的传播速度不同，通过测量超声波在流动介质中的传播速度，测出沿超声波传播路径上的被测流体的线平均流速，可由二次仪表指示瞬时流量和累计量，超声波测流的方法主要有时差法、频差法和多普勒法，具体使用应 A.4.3容积法利用被测系统中的各种形状规则的容器，通过测量流体所占的容器体积及对应的流体进在水泵装置的管路系统中，选择两个适宜的测压断面，并通过导压管分别与差压计的高低压侧连接，即可组成作为监测水泵流量的差压流量计。在阻力平方区，流量与压差值的平一般有下列几种形式：弯头流量计、进水管差压测流，进水流道差压测流等。上述方法设备简单可靠，性能稳定，精度较高，便于维A.5扬程测量对于机井抽水装置。如图A1所示，水泵2PD 2 pg一z=12PD 2 pg一z=1+z+2D 2D机井抽水装置扬程（净扬程）是装置的上水位与井的稳定动水位之差。用H净表示，单位m。由于出水池的位置与井一般不在一铅垂线上，为了净动净动h：由井台记号处量至出水管口中心或出水池水面图A1各种沉没式泵的总扬程H的测量图A2-1把净扬程分为两部分图A2-2淹没出流时，把出水池水位引到井台图A2-3非淹没出流时，把上水位引到井台A.6功率测量P2图A3两瓦特表测量电动机输入功率图A4通过互感器用两瓦特表测量电动机输入功率P2CTPT(kW)用两瓦特表测量电动机输入功率，当三相负载平衡时，可1 2对于某些不具备用两瓦特表法测量电动机输入功率条件的中小水泵装置，亦可用电度表gr3600nN.tCTPTgr3600N.tCTPT（kW）(A在现场条件允许的情况下，电动机的输出功率可由在水泵联轴节处测得的扭矩和转速来确定，也可由测定动力机的输入功率和从测点到泵联轴节的全部损耗来计算，对国产定型电转速测量的方法可分为两类，直接测量法和间接测量法。直接测量法是直接观测机械或