案例研究目的

        通过对该项目的研究、监测，着重从理论应用、经济效益及市场潜力等方面分析运用三元流动理论设计的新型水泵叶轮在工业生产中应用的可行性及必要性。

        项目总投资

        该改造项目总投资12万元。

       节能效益

        年节电量407339.2kWh，年节约电费26.48万元（电价按0.65元/kWh计算），可减排二氧化碳116.91吨（以碳计）。

       投资回收期

        项目投资回收期为6个月。

适用对象

       该项技术适用于需要循环冷却水或供水企业对泵站设备的节能改造，可应用于冶金、煤炭、电力、化工、城市建设等行业的水泵改造。

       案例源单位

       石家庄市供水总公司供水六厂

监测单位

       黑龙江省节能监测中心

       案例分析概述

       河北省石家庄市供水总公司属国家大型二类供水企业。总公司现有员工2600人，水厂8座，清水池17座，水源井162眼，输配水管网1022公里。拥有固定资产近10亿 元，日产水能力107万立方米，供水面积97平方千米，服务人口约130万人，规模居河北省供水行业之首。石家庄市供水总公司供水六厂目前日送水约13～14万 立方米，主要设备由6台送水机、10眼外井、3台加氯机以及配电柜组成，通过加氯机将水消毒，消毒过程在管网中完成。

       石家庄市供水总公司供水六厂的电费支出在企业的全部运营成本中所占比例相当大，达到60%以上，而在全部电费支出中，水泵运行电费又占主要部分。为了进一步提高水泵的运行效率，节能降耗，节约成本，公司领导决定采用“叶轮机械三元流动理论”研制的新型叶轮对现有的6台水泵进行改造。在更换高效叶轮后，泵的效率得到了有效的提高。

射流——尾迹三元流动理论的工作原理

       吴仲华教授的“叶轮机械三元流动”理论，自七十年代电子计算机得到广泛应用后被充分的应用于航空燃气轮机设计和发展。在吴氏理论的基础上，提出了泵内含射流——尾迹模型的三元流动计算方法，通过具体实践，应用这一方法设计的水泵叶轮比以前效率有明显改善。

        “射流——尾迹三元流动”理论，把叶轮内部无限的分割，通过对叶轮流道内的各工作点的分析，建立叶轮数学模型。通过这一方法，对叶轮流道分析可以做得更准确，反映流体的流场、流速也更接近实际，因此设计的叶轮也就能更好地满足工况使用，效率显著提高。

       在改造中，叶轮前后盖板是设计给定的，对于中间流道内的众多S1流面而言，事先假定形状，逐步迭代修正至计算收敛，从而得出最接近实际的准确设计，得到在用户具体使用情况下，最合理的叶轮叶片曲线，满足用户对效率提升的要求。

项目实施及监测情况

       石家庄市供水总公司供水六厂本着挖潜节能的目的，对送水机的水泵、电机进行过两次 改造，对所有送水机水泵的叶轮使用《射流——尾迹三元流动理论》进行了重新设计，并在2002年4月～10月份进行改造，11月份6台泵全部改造完成。