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HI解决方案‖通过系统优化提高泵送系统效率HI解决方案‖通过系统优化提高泵送系统效率水力学会（HI）对泵系统优化的定义如下： 在满足工艺要求的同时，识别、理解并以经济有效的方式消除不必要的损失，同时降低能耗，提高泵送系统的可靠性，最大限度地降低泵送系统的经济寿命期间的拥有成本。 实现这一目标需要几个步骤。为了在优化其清水泵系统的同时挖掘能源效率，公用事业公司需要做以下工作：纵观全局、构建最佳评估、将能源效率作为成本评估的一部分、组建评估团队、确定优化机会、切记占地面积很重要、智能化、仔细评估流量要求和流体特性。 纵观全局 美国能源部2002年的电机市场评估确定，在所有类型的流体系统中，泵送系统的优化潜力最大，潜在节能高达75%，平均净节能为20.1%。 保持支出与产出之间的平衡和相关性至关重要：减少支出或增加产出都能促进优化。然而，如果泵系统能够在不影响可靠性或产出的情况下，通过减少水和能源的消耗来最大限度地降低公用事业成本，那么就实现优化了。 电力公司可以通过补贴评估费用和提供返利来激励系统优化，返利包括节能升级的部分费用。事实上，HI最近推出了数字资源，以帮助电力公司建立和维护激励计划，从而帮助全面降低能耗。 要知道，所有泵的选择都是为了满足系统要求，而不是相反。一旦确定了应用，工程师就可以评估标准，这些标准在不同的用途之间有很大的差异。例如，用于泵送饱和水的凝结水泵与冷却水泵所需的流量和设计属性就不同。任何系统所需的能耗都取决于整个系统的流量，包括压力（扬程）和泵的运行频率。 就泵而言，公用事业的能源和成本节约将根据不同环境的各种因素而有所不同，但正确选择泵并确保其具有HI能源等级标签将增加节省。 通过审查整个系统，而不仅仅是单台泵，工程师和规范制定者可以为选择适合应用的泵或系统，以及管理能量流动和确保可靠性的适当控制方法奠定基础。 构建最佳评估 要在现有泵系统中实现优化，重要的是从评估开始。适当的评估可提供大量结果，以证明改进系统设计、控制、运行和维护的成本是合理的。为优化泵系统而进行的改进可降低系统扬程（压力）、减少系统流量或运行时间、提高设备或控制装置的效率和/或改进安装、维护或运行程序。 这种评估应分为三个层次。首先，纸面审计从预先筛选和收集泵送系统的系统信息开始。这些数据来自设备信息、控制方案、运行参数、可靠性问题和性能曲线。有了这些信息，就可以量化节能潜力，并对二级或三级评估提出建议。 二级评估需要在特定时间内对系统进行物理测量，以提供系统运行状况的快照。但需要注意的是，对于流量或压力随时间变化很大的系统，二级评估是不够的。 三级评估包括较长期的系统测量，以确定系统在一段时间内的运行情况。该评估记录了系统的变化情况，以便全面了解情况。这种评估是通过使用现场监测并结合任何可用的历史现场数据来完成的。 将能源效率作为成本评估的一部分 不同环境下的各种因素都会影响节能效果，从而带来显著的长期成本节约潜力。前期成本往往会阻碍规范制定者考虑泵在整个生命周期内的总体节能效果。 对于典型的泵送系统而言，65%的总拥有成本与能源和维护有关，而初始成本仅占10%。例如，轴承两端支撑双壳体多级离心泵（BB5）的成本高于轴向剖分多级离心泵（BB3），但BB5在高压和高温应用中具有高可靠性。如果试图通过扩大BB3泵的压力和温度范围来降低前期成本，可能会因维护成本而导致总拥有成本大大增加。提高泵的能源效率也可以大大节省公用事业费用。为了帮助确定符合系统要求的最高效泵，美国水力学会（HI）提供了一个能效等级数据库，用于选择200马力以下的泵类型。 组建评估团队 要知道，在进行泵系统评估和评价时，协作是必不可少的。由于此类系统的复杂性，评估团队应由跨职能背景的人员组成，包括： 1）具有管理支持、全面责任和所有权的东道主组织代表 2）具有广泛泵系统分析能力的评估工程师 3）系统流程、运行和功能方面的专家 4）维护实践和历史方面的专家 5）能为团队提供成本数据的专家 有一些经过认证的专业人员可以在这方面提供帮助，他们被称为泵系统评估专业人员（PSAP）。这些专家已经完成了HI的PSAP的认证，该认证为泵系统评估和泵系统优化技术的使用制定了标准。获得PSAP认证的专业人员已证明，他们具备进行高质量泵系统评估所需的知识和经验。 确定优化机会 为了准确地确定能耗，下一步是评估系统流量、压力/扬程；泵、电机或驱动机效率和运行时间方面效率提高的机会。在现有系统中，可以测量一段时间内的能源需求，以此作为基准，帮助确定可以优化能源消耗的地方。 这一过程的时间可能需要考虑季节变化，因此可能需要一整年的时间。相比之下，针对系统特定任务的批量处理过程（例如，每分钟向反应堆周围提供100加仑的水，以保持200华氏度温度持续一小时）将是一个更短的基准，因为周期性运行是已知的和一致的。 切记占地面积很重要 可用空间和泵系统的占地面积是选择过程中的重要因素。考虑到可利用的空间，根据功率和转速要求，框架安装泵（泵有自己的轴承架）、紧密耦合泵（直联泵，电机轴承承受泵的负载）或管道泵可能是合适的。不过，这些选项的占地面积不具有可互换性。 智能化 考虑使用集成变频驱动器（VFD）的智能泵，这种泵的性能已在出厂时就已编程，而不是使用单独的VFD进行改装。这两种解决方案都能降低泵的转速，以满足设计设定点，从而提高效率并节约成本。然而，安装单独的VFD这一更为传统的方法需要在泵附近安装VFD、安装仪表、连接仪表和对VFD进行编程等额外的工作，这也会造成出错的机会。此外，将泵的性能编程到VFD中，可根据VFD的转速和功率进行控制，而无需其它外部仪表。 仔细评估流量要求和流体特性 随着时间的推移，泵和管道的结垢、腐蚀和侵蚀可归因于生物、化学和磨蚀因素，因此了解流体特性对于避免故障或需要持续而昂贵的维护至关重要。此外，流体粘度和温度也是泵选择过程中的重要考虑因素。 例如，容积泵常用于工业和石化行业，以及粘性产品的许多应用中。这些泵有多种设计，但一般来说，轴的每一次旋转都能提供一致的容量，从而有效地处理粘性液体，并在低压或高压情况下提供几乎一致的流量。这样做的一个好处是，增加变速驱动装置后，这些泵可以精确调节流量，也可以扩大流量，以满足未来的系统需求。 最终，为应用选择正确的泵设计对于高效可靠的运行至关重要。工艺设计师必须对处理工艺、液体成分、行业标准和最佳实践有透彻的了解，并且必须与值得信赖的泵制造商合作，以确保取得成功。要涵盖泵选择程序的每一个细节是很困难的，但专注于本文所包含的内容可确保您了解泵选择的最重要方面。 |
