真正提高流程泵的经济效益

作者:Jürgen Holdhof 文章来源:Edur泵业技术有限公司 发布时间:2012-02-10

只需安装一个变频器就能够明显地提高流程泵的节能水平吗?答案是否定的,因为变频器本身也要消耗能量。本文介绍了从流程泵系统整体来考虑节能,并改进系统,从而达到真正的节能。

节能意识正逐步地在工业领域得到普及。来自经济和EuP(能耗产品生态设计要求指令)认证的政策压力,使工业领域中所有的能耗大户都被推到了试验台上,这些能耗大户都希望能够找到更加节能的替代方案。由于流程泵属于流程工业领域中主要的能耗大户,因此他们成为了节能的重点对象。对现有流程设备中泵系统的节能评估得出了非常惊人的结果,泵系统的节能潜力最高可以节约90%的能源。换言之,可以很快地收回流程泵节能项目的投资费用。但同时在流程泵系统的节能评估中得到一些反面例子,因为无知导致流程泵配置错误,从而增加了能耗。例如,只安装了变频器而没有对整个流程泵的工作环境进行分析则不能实现能源节约。

但是,怎样才能提高节能潜力呢?欧盟节能项目组跟踪了一些节能项目。在能耗产品指令中制订了水泵等泵系统的节能效率。根据这一指令从中期发展的角度来看,能源利用率低的水泵将会从市场中消失。这是一种认真负责的做法,但不是一种非常有效的做法。流程泵是一个系统中的重要组成部分。如果仅对一个局部,或者仅从节能观点进行优化,那么几乎很难实现整个系统的优化,甚至可能会消耗更多的能量。无论是在现有流程泵系统的节能评审中还是在新的流程泵设计中都已证明,只有从系统的角度考虑节能才能有效地实现节能。

选择恰当的规格

通过流程泵的节能评审得出,许多流程泵并没有在最佳工作点上工作,选择的泵规格型号过大。规格型号过大的流程泵理所当然的成为能耗大户,而且选择错误的流程泵规格型号通常还会导致流程泵提前出现故障。因此,在选择泵的型号时只考虑安全系数,防止意外或者峰值负载时所需的功率储备就可以了,无需选择规格型号过大的泵。

这些结论不仅涉及到型号规格过大的信息,而且还涉及到整个流程泵系统的信息。其中包括管道尺寸的核查,其他设备零部件的核查。当管道直径较小时,流动介质的流速很高,就会产生较大的压力损失。另外,多余的管道弯头也会产生较大的压力损失。过滤器、截止阀、检测装置和其他与液体介质接触的设备部件中的阻力也会因为多余的部件而增大。所以这些设备都需要重新检查。从某种程度上讲,流程泵工作环境的改善已经能够明显地提高节能效率。有些企业还对整个流程设备方案进行了验证并进行改进。例如用多相泵代替动态混合器用于流程设备的加气操作会更加节能。

到目前为止,从节约能源方面来看一切都在顺利进行,但流程设备无法正常运行,这可能因为喷嘴处的压力不够、冷却管道不合适或者提供的动力不足,另一个可能的原因是介质流速变化过大。这里涉及到DIN ISO 9906标准中规定的流程泵远程高度的压力损失,(压力计测定的)不供生产设备使用的源于流程泵本身的压力损失。当在压力管接头处的流动速度太高时,这种压力损失会非常大。这种流程泵的压力损失只能通过尺寸规格合适的接头来避免。出于这一原因,Edur公司研发生产了不同于标准公称尺寸的NUB系列非自吸式离心泵,对标准公称尺寸的管接头系列进行了扩展,从而得到了较低的流速,使得接头处的水头损失可以忽略不计。这样也省略了其他情况下流程泵安装时所需的变径接头。

提高效率

流程泵的工作效率与流程泵的设计有关,在设计流程泵时,一般只从降低流程泵内部摩擦损失的角度来考虑效率。其中,最重要的是掌握好流程泵叶轮进口和出口处的直径大小比,尽可能降低叶轮壳和泵体之间的液体摩擦,限制叶轮的直径和管接头的公称尺寸等。Edur公司把所有的这些设计原则都考虑到了叶片泵中,因此它们生产的叶片泵有很高的效率。另外,在刚启动时,导向叶轮上所产生的轴向推力可忽略不计。而且泵体的导向引流部分补偿了径向作用力。除了提高流程泵的工作效率之外还延长了流程泵的使用寿命。尤其是与大直径叶轮的单级泵相比,其工作效率提高了30%。在选择流程泵时,不仅要了解流程泵的工作效率,而且还要了解流程泵的类型,根据实际的工况选择一种最合适的流程泵。

通过使用节能电机,例如能效等级IE2或者IE3的节能电机,可以比所有其他常规节能措施节约2%的能源。

应对最佳工作点的变化

以前,当流程泵有几个变化的工作点时,通常会按照最大的一个工作点来选择流程泵,让它在变化的工作点中运行。今天,这样的方案是行不通的,因为这种方案会白白地浪费能源。有一种方案可以让流程泵始终保持最佳的工作状态且不浪费能源,但费用较高,即利用变频器调节流程泵的转速,使其在各个工作点都按照最佳的转速运行,这时,常常会忽略变频器本身也要消耗能源。在很多情况下只需使用串联电路或者极数可换的电机就足够了,一种性能可靠、无需变频器的自动调节泵能够解决这一难题,它就是有着非常平缓工作特性曲线的叶片泵。它能够在工作点转换时自动的按照另一特性曲线运行,无需单独的控制系统。

小结

节能可以实现现有能源的有效利用。仅靠使用高效电动机和变频器不足以使流程泵在最佳工况下运行。切实有效地提高流程泵节能潜力的方法是改进流程泵系统,改进流程泵系统不是非常困难的事。这里只需要转变一些购买流程泵的观念,需要看到长远的经济效益。目前,不是较低的采购成本就是好的,而是要看长远的节能效应。

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