循环水泵作为工业领域（如火力发电厂、化工系统等）的核心设备，其效率直接影响能源消耗和运行经济性。本文将从理论公式推导、实际应用场景及效率提升措施三个方面，系统解析循环水泵效率的计算方法。

一、循环水泵效率的理论基础

1. 效率定义

循环水泵效率（η）指泵的**有效功率（Pe）与轴功率（P）**的比值，即：

\eta = \frac{P_e}{P} \times 100%

有效功率（Pe）：泵实际对流体做功的功率，与流量、扬程及介质性质相关。

轴功率（P）：原动机传递给泵轴的输入功率，包含机械摩擦、水力损失等能耗。

2. 有效功率计算公式

P_e = \rho g Q H \quad (\text{单位：W})

或

P_e = \frac{\gamma Q H}{1000} \quad (\text{单位：kW}) 

参数定义：

( \rho )：输送介质密度（水为 ( 1000 , \text{kg/m}^3 )）；

( g )：重力加速度（( 9.8 , \text{m/s}^2 )）；

( Q )：体积流量（( \text{m}^3/\text{s} )）；

( H )：扬程（m）；

( \gamma = \rho g )：介质重度（水为 ( 9800 , \text{N/m}^3 )）。

3. 轴功率计算公式

P = \frac{\rho g Q H}{1000 \eta} \quad (\text{单位：kW})

或简化为工程常用形式：

P = \frac{H \times Q \times \gamma}{102 \eta}

其中，( 102 ) 为单位换算系数（由 ( 1000/9.8 ) 简化而来）。

二、效率计算的实践应用

1. 实测法

通过测量运行参数直接计算效率：

测量流量（Q）：采用流量计或容积法；

测量扬程（H）：通过压力传感器计算进出口压差；

计算有效功率（Pe）：代入公式 ( P_e = \rho g Q H )；

测定轴功率（P）：通过电参数（电流、电压、功率因数）计算电机输入功率，或采用扭矩仪测量机械功率；

计算效率：( \eta = P_e / P \times 100% )。

2. 实例分析

某电厂循环水泵参数：

流量 ( Q = 2.5 , \text{m}^3/\text{s} )，扬程 ( H = 30 , \text{m} )；

电机输入功率 ( P = 900 , \text{kW} )，( \rho = 1000 , \text{kg/m}^3 )。

计算效率：

P_e = \frac{1000 \times 9.8 \times 2.5 \times 30}{1000} = 735 , \text{kW}

\eta = \frac{735}{900} \times 100% = 81.7%

三、影响效率的关键因素与优化措施

1. 主要影响因素

水力损失：流道设计不合理导致湍流加剧；

机械损失：轴承摩擦、密封泄漏等；

容积损失：间隙回流导致的流量损耗；

运行工况偏离设计点：如低负荷时效率下降。

2. 效率提升策略

双速电机改造（如河北南网某电厂案例）：

通过调整电机极数实现高/低速切换，适应季节性或负荷变化需求。

低速运行时降低流量和扬程，减少冗余能耗，效率提升可达15%~20%。

优化泵体设计：

采用三相九极电机（如影驰星曜G360水泵）：增加磁极对数提升扭矩，降低噪声（<30dB），兼顾高转速（3000RPM）与高效循环。

改进叶轮结构（如斜流式、混流式设计），减少水力损失。=

并联运行优化：

根据需求选择单泵运行、双泵低速并联或高速并联，避免“大马拉小车”现象（图2工况点分析）。

循环水泵效率公式 ( \eta = \frac{\rho g Q H}{P} \times 100% ) 是评估其性能的核心工具。实际应用中需结合工况参数实测，并通过技术改造（如双速电机、高效泵体设计）和运行优化（如并联策略调整）提升效率。在“双碳”目标驱动下，通过精细化管理和技术创新实现循环水泵的节能降耗，对工业系统可持续发展具有重要意义。