水泵節能減排已經成中國經濟發展規劃綱要的主要內 容，尤其對電力、鋼鐵、有色、石油化工、水處理等 工業領域高耗能企業提出了更加嚴格的減排目標。水泵作為工業核心流體輸送設備，占據著耗能的主要部 分，已經成為節能工作首要需解決的問題。傳統的節能方式主要有變頻與改變構造，長期的發展以經沒有更大的提升空間陷入瓶頸狀態。本文主要 介紹一種新型的水泵節能高分子涂層材料，減少泵內的摩擦阻 力損失，可提高新泵效率 2-5%;對于已經受腐蝕和磨 損的舊泵，本文也提供了快速修復的涂層工藝，可恢 復泵效率 15%左右。通常情況下，離心泵內的容積損失 ηv、水力損失 ηh和機械損失 ηm 時構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，需要盡量減少機械 損失和容積損失，可以通過改善泵殼內過流部分的泵 型設計、制造和裝配精度來達到。另一方面，也可以改善流體的水力損失 ηh 達到， 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 為設計流量;k1, k2 為比例系 數。 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。 根據阻力損失理論，流體流動分為層流區、過渡 區和湍流區，取決于雷諾系數 Re;離心泵中的流體雷 諾系數 Re>4000，流動進入湍流區，摩擦系數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λ成正比關系。 可見，如何減小泵體內的粗糙度ε，進而減 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 層提早脫落被水流帶走;同時局部湍流也容易導致汽蝕，氣泡毀滅時產生的高強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泵的腐 蝕狀況。 3. 常規減阻和焊接修復方法的弊端 常規的減低阻力損失的方法為精密機加工，拋光 等;或采用不銹鋼材質以提高表面光潔度，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，容易造成熱應力變形，導致泵體無法 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，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(泵節能改造)，可提高流體設備效率，并保護設備防止化學腐蝕。該(泵節能改造)材料經檢驗達到美國國家衛生組織(ANS/NSF61)標準并符合英國供水規定第25款中的飲用水標準。1999年11月，國家城市供水水質檢測網武漢檢測站也對送檢的超滑涂層(泵節能改造)浸泡液出具了符合國家飲用水衛生標準的檢測報告(990111——1)，所以高分子超滑涂層(泵節能改造)材料可廣泛用于城市給水系統。