切实测量水力效率

计算泵的实际效率是项艰巨的任务，特别是在污水处理行业，众多因素会对泵效的计算产生影响。设备厂商基于其测试平台的计算结果常常会受到实际工况的巨大影响，就好比汽车的燃油效率在畅通无阻的高速公路和在市中心“开开停停”地驾驶，两者之间的差异也大相径庭。

理想的工况

泵的生产商一般都会提供与其泵产品相关的泵效计算值，但是这些计算都是基于理想的工况，即介质是洁净水，不会有污水带来任何问题。

此外，离心泵的水力效率与叶轮叶片的数量和流道深度有关。这也是清水泵具有多个叶轮叶片因而较不适用于污水工况的原因所在，因为每片叶片的前缘是可能积聚碎物的区域，因而使效率打折并最终引起泵的阻塞。有鉴于此，水处理行业历来就倾向于使用单叶片叶轮，因为它们只具有一个前缘让固体物自身附着。不过尽管问题已有所缓解，因为仍存在叶片边缘，所以还是会降低泵效并有可能引起泵的阻塞。

图1.一台泵正被移出以进行维护。泵商一般都会提供与其泵产品相关的效率计算值，但是这些计算都是基于理想的工况，即介质是洁净的水，不会有污水带来的任何一个麻烦。

因此，虽然试验台数据有其用武之地，但跟现场未经过滤的污水泵站的实际性能仍无法关联。一旦碎物附着在叶轮上，不但影响流道且降低流量，同时仍旧耗费同样甚至更高的电力，这无疑将有损水力效率。除非流量降低被发现，否则泵将会维持这一工况以非均衡的状态连续运转数周或数月，大大增加终端用户的耗电，也会对泵内机械部件造成额外的负荷，引起过早的故障及连带的昂贵的维修损失。

究其原因，许多企业都根据设备供应商的试验台数据基于生命周期成本做出采购决策，忽视了实际泵送介质对实际能耗产生的影响。此类计算通常的模式为“采购成本+测试效率+主观维护成本=泵整个生命周期成本”，显然这种模式用在污水应用上存在着缺陷。

图2.图表详列了在一段时间内进行总体效率计算的相关因素。其计算必须基于污水测试而非洁净水。计算能耗或水力效率应将泵在污水中应用时的持续泵效纳入考虑范畴。总的效率计算将由此考虑以下内容：泵无阻塞的性能、水力效率、持续效率、磨损效率，以及点击效率。

污水中碎物引发的问题近年来有增无减，这也使得设备商的泵效计算和实际工况之间差别的争议愈演愈烈。现代生活注重便利，由此诞生了不计其数的新产品，在方便了个人日常生活的同时却也大大增加了污水管网的处理难度，对于输送污水的泵来说，这种压力显得尤为突出。

一次性丢弃物品的清理

一次性布料、尿布和化妆擦拭物品均含有类似布料的成分，它们在丢弃后浸水会延展开来，并将泵的核心部件包裹。此外，一些诸如脂肪和油脂类的产物，通常被简称为FOG，会促使固体物料在系统内合并成为大的团块，引发泵的阻塞问题。

其结果就是，用户们并不能得到他们在采购泵时认为能够获得的能耗或水力效率。

持续效率

倘若企业能考虑到泵在实际应用中所具有的持续性效率的话，情况就会好得多了。重要的是，其计算必须基于污水测试而并非洁净水。总效率的计算将由此考虑以下内容：泵的无阻塞性能、水力效率、持续效率、磨损效率，以及电机效率。

图4.图表显示了3类泵应用于污水时，其泵效和能耗所受到的影响 A)单叶片泵持续运转 B)单叶片泵间歇运转，以及C)具有自清洁叶轮机构的Flygt N型泵的运转。

在位于加拿大的一个名为“Lachenaie”的泵站内进行了一系列试验，非常明确地阐明，通过泵的设计是可以确保固体顺利流过而不损害泵效的。

在这个泵站内，三类叶轮同时运转9个月，并将其实际比能与基于洁净水测试的曲线进行比对。所谓比能（ES），测量的是泵送单位容量介质的能耗(kWh/M3)，它是测量系统能耗最为精确的方法。

三组叶轮分别为1）双叶轮设计 2）单叶轮设计 3）半敞开自洁式叶轮（N型泵）。

图2显示，双叶轮和单叶轮泵在实际安装下的能耗远高于在典型生命周期模型下所计算的数值。实际上，比能的增加和能耗的支出直接成正比，因而电费账单增加了55%和37%，究其原因是大多数时候泵是在部分阻塞的情形下运转的。


无杂物缠绕

用在实验中的Flygt N型泵设计上采用的是具有自清洁机构的半敞开式叶轮，确保固体杂物无法缠绕在叶轮的前缘，而是可以顺利通过泵，避免了对叶轮效率或比效能的影响。这是通过在Lachenaie进行的测试结果来验证的。如图3所示，虽均在洁净水条件下具有相同的额定流量，但N型泵用120小时泵送完成了单叶轮泵花163小时才完成泵送的同样流量。

持续效率的概念对于不少水业的用户来说还是一个相对较新的概念。如果客户想要彻底弄清其泵在污水工况的总体效率，那么通过在一定时间内对持续效率的测量是一项切实的方法，且唯有通过其自身的泵站设备才能得以达成。这在过去，由于牵涉对流量、能耗和运转时间等数据的采集一直都是困难的。

图5.传统潜水泵具有多叶片流道叶轮，较不适用于污水工况，因为每片叶片的前缘是可能积聚碎物的区域，因而使效率打折并最终引起泵的阻塞。

然而，用于投资测量参数的设备支出近来也大幅下降，对水业公司来说，这是一个为其全新或改建的泵站引入这些设备的不错时机。只有那样，他们才能够真正明白选择正确的泵产品对潜在节省的意义。（完）

ITT集团“水与污水”部门拥有旗下4大品牌——Flygt、Sanitaire、Wedeco 和Leopold：
* Flygt提供潜水泵送和混流技术，产品覆盖一系列应用领域，包括市政污水处理、农业、洁净水和工业。涉及诸如发电、食品和饮料、废物管理等行业。
* Sanitaire 提供曝气产品和系统用作水处理方案、应用工程、技术支持服务、项目管理并予以承包商在安装，土建和运营管理方面的支持。
* Wedeco提供紫外线消毒和臭氧发生消毒，用于饮用水、污水和过程水。致力于对水资源的保护，威德高的环保和高科技系统课确保水的循环再利用，满足人类消耗需求，确保工业过程用水不对环境造成破坏。
* Leopold为饮用水和污水应用行业提供安全、无需维护和高性能的滤池系统及解决方案。