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作者: 发布时间:2007-12-10 来源:精工网  繁体版
智能泵 (Intelligent Pumps)是具有一定的计算机处理能力,可以部分替代人工智力的泵或泵系统的总称。随着科学技术的发展,特别是计算机和信息技术的迅速发展,传统的泵制造业已向着节能化、
智能泵 (Intelligent Pumps)是具有一定的计算机处理能力,可以部分替代人工智力的泵或泵系统的总称。随着科学技术的发展,特别是计算机和信息技术的迅速发展,传统的泵制造业已向着节能化、智能化、现代化的方向发展。应该说,在泵的设计、制造、运行、维护以及选型、销售等各方面,都存在智能化的发展空间。但从目前看,
智能泵最明显的优点是节能和自动控制,而最早提出智能泵需要的也是因为节能。

  一、泵的节能潜力

  泵是耗能的大户, 据资料介绍, 泵的耗电量约占全国总耗电量的 20%, 泵所配套的电动机功率约占全国电动机总容量的 45%。 在石油和化工厂中,泵的耗电量则更高,分别达到 59%和26%。因此,泵的节能是一项意义深远的大事。

  在我国,过去泵运转系统的能量损失很大,离心泵的调节,多采用阀门控制和启闭旁通等方法。据一份国外调查资料显示,在 20个工厂运行的1690台泵中,其平均效率只有40%,有10%的泵效率甚至只有10%。

  以上数字显示,在泵行业中蕴藏着多么巨大的节能潜力。假如全国所有在役的泵运转效率都能提高 1%,则全年可节电44亿kW·h,折合电费38亿元(按上海市高峰时段工业用电0.865元/kW·h计算)。

  泵效率的提高包括二个方面:一是泵主机设计效率的提高。由于设计 人员在进行产品设计时,已经千方百计地提高主机 在 设计工况点的效率,因此提高 1%的效率也是十分困难的。二是提高整个泵运转系统的效率。 据一些资料介绍,将原来旁路调节改成变速调节后,整个泵系统的效率可以提高 30%甚至更高 。因此, 智能泵的含义并非在智能泵本身,而在于泵的整个智能系统 (Intelligent Pumping Systems)。智能泵的出现,将离心泵的调节带入了现代化的模式,也带来了崭新的管理概念,因此可以说是泵系统工程和管理上的一次革命,也是泵业发展的必然趋势。

  由于离心泵的流量与转速的一次方成正比,扬程与转速的平方成正比,功率与转速的立方成正比,因此,若将离心泵的旁路调节改为转速调节,其效果将非常明显。若流量减少 10%~20%,则泵的参数大体如表1所示(未考虑性能曲线的影响)。但实际上离心泵受性能曲线的影响,当流量减少时,扬程将会升高,因此仍可维持工艺所需的扬程,而节能效果则会稍低于表1的值。其他调节方式的节能效果则介乎二者之间。

表 1 离心泵变频调节与旁通调节的比较

序号
 调节方式
 变频调节
 旁通调节

1
 流量调节
 100%
 90%
 80%
 80% ~ 100%

2
 电机转速 n /(r/min)
 2950
 2655
 2360
 2950

3
 变频频率 f /Hz
 50
 45
 40
 50

4
 扬程变化 H (%)
 100
 81
 64
 100

5
 耗电量变化 (%)
 100
 73
 48
 100

  二、全寿命成本

  全寿命成本 LCC( Life Cycle Costs ),又译作“ 寿命周期成本 ”, 是指从产品筹划到产品废弃为止整个过程所覆盖的成本。它既包括了生产者的视角,也包括了消费者的视角。但消费者从生产者手中将产品买过来,因此,产品成本加产品利润,再加上消费成本,就成了用户的 全寿命成本。

  据“泵的全寿命成本” [1] 一书的作者介绍,泵的全寿命成本包括设备初置费、运转费 (即电费)、维护费和其它费用四部分。对于一个典型的中等规模的泵工业装置而言,其四部分费用所占的比例如图1所示。

  图 1的费用比例(工资、价格因素等)是参考国外的标准制作的。图中设备初置费只占总费用的10%。事实上, 购买价格可能由于制造商的不同会有 30%的差距,但对于一个使用期限超过15年的泵, 设备初置费 在它的全寿命成本中,往往是最少考虑的因素。对于维护费用常有不同的看法,图 1中,维护费指备品配件费加人工费,它通常占到全寿命成本的 25% ~ 40% , 因此,它对泵经济性的影响要比购买泵的初始费用更加重要。耗能费用是可以测试的,也可以按性能曲线测算,它所占的比例最大,在图 1中达到45%,在有些资料统计中甚至高达70%。

智能泵的智能及经济效益
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