切實測量水力效率

計算泵的實際效率是項艱巨的任務(wù)，特別是在污水處理行業(yè)，眾多因素會對泵效的計算產(chǎn)生影響。設(shè)備廠商基于其測試平臺的計算結(jié)果常常會受到實際工況的巨大影響，就好比汽車的燃油效率在暢通無阻的高速公路和在市中心“開開停停”地駕駛，兩者之間的差異也大相徑庭。

理想的工況

泵的生產(chǎn)商一般都會提供與其泵產(chǎn)品相關(guān)的泵效計算值，但是這些計算都是基于理想的工況，即介質(zhì)是潔凈水，不會有污水帶來任何問題。

此外，離心泵的水力效率與葉輪葉片的數(shù)量和流道深度有關(guān)。這也是清水泵具有多個葉輪葉片因而較不適用于污水工況的原因所在，因為每片葉片的前緣是可能積聚碎物的區(qū)域，因而使效率打折并最終引起泵的阻塞。有鑒于此，水處理行業(yè)歷來就傾向于使用單葉片葉輪，因為它們只具有一個前緣讓固體物自身附著。不過盡管問題已有所緩解，因為仍存在葉片邊緣，所以還是會降低泵效并有可能引起泵的阻塞。

圖1.一臺泵正被移出以進(jìn)行維護(hù)。泵商一般都會提供與其泵產(chǎn)品相關(guān)的效率計算值，但是這些計算都是基于理想的工況，即介質(zhì)是潔凈的水，不會有污水帶來的任何一個麻煩。

因此，雖然試驗臺數(shù)據(jù)有其用武之地，但跟現(xiàn)場未經(jīng)過濾的污水泵站的實際性能仍無法關(guān)聯(lián)。一旦碎物附著在葉輪上，不但影響流道且降低流量，同時仍舊耗費同樣甚至更高的電力，這無疑將有損水力效率。除非流量降低被發(fā)現(xiàn)，否則泵將會維持這一工況以非均衡的狀態(tài)連續(xù)運轉(zhuǎn)數(shù)周或數(shù)月，大大增加終端用戶的耗電，也會對泵內(nèi)機械部件造成額外的負(fù)荷，引起過早的故障及連帶的昂貴的維修損失。

究其原因，許多企業(yè)都根據(jù)設(shè)備供應(yīng)商的試驗臺數(shù)據(jù)基于生命周期成本做出采購決策，忽視了實際泵送介質(zhì)對實際能耗產(chǎn)生的影響。此類計算通常的模式為“采購成本+測試效率+主觀維護(hù)成本=泵整個生命周期成本”，顯然這種模式用在污水應(yīng)用上存在著缺陷。

圖2.圖表詳列了在一段時間內(nèi)進(jìn)行總體效率計算的相關(guān)因素。其計算必須基于污水測試而非潔凈水。計算能耗或水力效率應(yīng)將泵在污水中應(yīng)用時的持續(xù)泵效納入考慮范疇。總的效率計算將由此考慮以下內(nèi)容：泵無阻塞的性能、水力效率、持續(xù)效率、磨損效率，以及點擊效率。

污水中碎物引發(fā)的問題近年來有增無減，這也使得設(shè)備商的泵效計算和實際工況之間差別的爭議愈演愈烈。現(xiàn)代生活注重便利，由此誕生了不計其數(shù)的新產(chǎn)品，在方便了個人日常生活的同時卻也大大增加了污水管網(wǎng)的處理難度，對于輸送污水的泵來說，這種壓力顯得尤為突出。

一次性丟棄物品的清理

一次性布料、尿布和化妝擦拭物品均含有類似布料的成分，它們在丟棄后浸水會延展開來，并將泵的核心部件包裹。此外，一些諸如脂肪和油脂類的產(chǎn)物，通常被簡稱為FOG，會促使固體物料在系統(tǒng)內(nèi)合并成為大的團(tuán)塊，引發(fā)泵的阻塞問題。

其結(jié)果就是，用戶們并不能得到他們在采購泵時認(rèn)為能夠獲得的能耗或水力效率。

持續(xù)效率

倘若企業(yè)能考慮到泵在實際應(yīng)用中所具有的持續(xù)性效率的話，情況就會好得多了。重要的是，其計算必須基于污水測試而并非潔凈水�？傂�率的計算將由此考慮以下內(nèi)容：泵的無阻塞性能、水力效率、持續(xù)效率、磨損效率，以及電機效率。

圖4.圖表顯示了3類泵應(yīng)用于污水時，其泵效和能耗所受到的影響 A)單葉片泵持續(xù)運轉(zhuǎn) B)單葉片泵間歇運轉(zhuǎn)，以及C)具有自清潔葉輪機構(gòu)的Flygt N型泵的運轉(zhuǎn)。

在位于加拿大的一個名為“Lachenaie”的泵站內(nèi)進(jìn)行了一系列試驗，非常明確地闡明，通過泵的設(shè)計是可以確保固體順利流過而不損害泵效的。

在這個泵站內(nèi)，三類葉輪同時運轉(zhuǎn)9個月，并將其實際比能與基于潔凈水測試的曲線進(jìn)行比對。所謂比能（ES），測量的是泵送單位容量介質(zhì)的能耗(kWh/M3)，它是測量系統(tǒng)能耗最為精確的方法。

三組葉輪分別為1）雙葉輪設(shè)計 2）單葉輪設(shè)計 3）半敞開自潔式葉輪（N型泵）。

圖2顯示，雙葉輪和單葉輪泵在實際安裝下的能耗遠(yuǎn)高于在典型生命周期模型下所計算的數(shù)值。實際上，比能的增加和能耗的支出直接成正比，因而電費賬單增加了55%和37%，究其原因是大多數(shù)時候泵是在部分阻塞的情形下運轉(zhuǎn)的。


無雜物纏繞

用在實驗中的Flygt N型泵設(shè)計上采用的是具有自清潔機構(gòu)的半敞開式葉輪，確保固體雜物無法纏繞在葉輪的前緣，而是可以順利通過泵，避免了對葉輪效率或比效能的影響。這是通過在Lachenaie進(jìn)行的測試結(jié)果來驗證的。如圖3所示，雖均在潔凈水條件下具有相同的額定流量，但N型泵用120小時泵送完成了單葉輪泵花163小時才完成泵送的同樣流量。

持續(xù)效率的概念對于不少水業(yè)的用戶來說還是一個相對較新的概念。如果客戶想要徹底弄清其泵在污水工況的總體效率，那么通過在一定時間內(nèi)對持續(xù)效率的測量是一項切實的方法，且唯有通過其自身的泵站設(shè)備才能得以達(dá)成。這在過去，由于牽涉對流量、能耗和運轉(zhuǎn)時間等數(shù)據(jù)的采集一直都是困難的。

圖5.傳統(tǒng)潛水泵具有多葉片流道葉輪，較不適用于污水工況，因為每片葉片的前緣是可能積聚碎物的區(qū)域，因而使效率打折并最終引起泵的阻塞。

然而，用于投資測量參數(shù)的設(shè)備支出近來也大幅下降，對水業(yè)公司來說，這是一個為其全新或改建的泵站引入這些設(shè)備的不錯時機。只有那樣，他們才能夠真正明白選擇正確的泵產(chǎn)品對潛在節(jié)省的意義。（完）

ITT集團(tuán)“水與污水”部門擁有旗下4大品牌——Flygt、Sanitaire、Wedeco 和Leopold：
* Flygt提供潛水泵送和混流技術(shù)，產(chǎn)品覆蓋一系列應(yīng)用領(lǐng)域，包括市政污水處理、農(nóng)業(yè)、潔凈水和工業(yè)。涉及諸如發(fā)電、食品和飲料、廢物管理等行業(yè)。
* Sanitaire 提供曝氣產(chǎn)品和系統(tǒng)用作水處理方案、應(yīng)用工程、技術(shù)支持服務(wù)、項目管理并予以承包商在安裝，土建和運營管理方面的支持。
* Wedeco提供紫外線消毒和臭氧發(fā)生消毒，用于飲用水、污水和過程水。致力于對水資源的保護(hù)，威德高的環(huán)保和高科技系統(tǒng)課確保水的循環(huán)再利用，滿足人類消耗需求，確保工業(yè)過程用水不對環(huán)境造成破壞。
* Leopold為飲用水和污水應(yīng)用行業(yè)提供安全、無需維護(hù)和高性能的濾池系統(tǒng)及解決方案。