优化泵系统效率和其生命周期性能的策略(1)

流程泵是工厂最大的能源消耗之一，提高泵送系统的使用效率是降低工厂运行成本的一条新捷径。

日新月异的商业环境正在促使各个企业 对其传统的经营惯例作出众多改变。 市场全球化、需求调整以及股东利益都要求工厂寻找能进一步降低生产成本的新途径。

近年来，虽然企业越来越多地运用信息技术 (IT) 来提高生产力，例如企业资源规划和供应链的管理。但是，就在工厂为其业务系统配备了最新的IT工具的同时，他们却仍旧在使用着过时的、低效的电机驱动泵送系统来运行生产流程。

今天，低效的电机驱动泵送系统是生产过程管理中的一个薄弱环节。更明确地说，电机驱动的泵系统的效率可以在优化生产流程中扮演重要角色。尽管它经常被忽视，但通过使用能提高其效率的相关技术，便可大幅的降低能耗、减少维修和原材料消耗。

例如：在整个纸浆造纸管路及工艺流程中，泵送液体通常消耗了工业电机能耗的最大部分。优化泵送系统的效率可增加泵和工艺流程的稳定性，同时在节能和减少维修成本方面可获得20%～50%的改进潜力。低效的泵送性能除了阻碍整个生产效率的提高，还会导致产品质量的降低、生产时间的浪费，对设备的间接损害和过高的维修成本。

更大并不总是更好

整个工厂的生产效率往往受约于泵系统的正确选型、安装和维修。标准的工业惯例通常是增大泵的选型尺寸以确保满足工艺峰值期间的需求。在过去，这种做法曾被接受，当时造纸厂有对其所有林业基础产品的持续的订单需要。

但是今天，情况有所不同。市场的全球化直接导致了过高的浆产品储量和过剩的生产能力。这种局势变化决定了对泵的偏大的选型惯例应该被重新审视。

1996年，一家芬兰技术研究中心发布的一份题为“离心泵性能诊断专家分析报告”中显示：通过分析20个工厂1690台泵，发现泵的平均效率小于40%，有10%的泵的运行效率低于10%。泵选型过大和节流控制阀被认定为是消耗过多能量的两大主要原因。

提升泵效率的策略

一台流程泵的最初购买价格一般小于其生命周期成本（LCC）的 15%。一台50马力的泵，其生命周期成本包括安装、操作、维修和系统的停用成本，这些费用是最初购买成本的几倍。一般来说，能量消耗会占泵的生命周期成本约30%，维修费用更是高达40%。如果使用超过20年，能耗和维修费用将超过10倍的初始购买费用，而这部分成本可以通过效率的提高来显著的降低。

泵系统性能受以下几个因素影响

·泵和其系统组成部分的各自效率

· 整个系统的设计

·泵送控制的效果

·驱动部分的效率

·适当的维修周期

工厂的系统评估有助于确定和量化改进泵送系统效率的最佳方案。

最具潜力的提高效率的系统改进方案如下

·通过更换和产品升级来提高电机效率

·最佳匹配各部件选型和负载需求

·通过改进工艺和系统设计降低电机的负载

·用泵的转速调整替代节流控制阀或回流装置

并且，当进行泵系统评估时，以下特征说明该系统效率提升存在潜能：节流阀、常开的回流管线、多泵并行系统中所有的泵一直在运行、在间歇工艺中不变的泵操作、汽蚀噪音的存在。
表1：控制阀与转速调节在同流量条件下对比

智能流量控制

变频器（VFDs）的发展应用，特别是用于泵送控制的智能控制驱动器的应用，使以控制阀作为流量主控方式的操作惯例发生了重大变化。而过去，变频器（VFDs）应用于降低能耗或常规的控制效果不太好的场合。实际上，智能泵送系统是针对泵系统的优化方案，其智能软件集成在驱动器的微处理芯片中。

智能驱动器可以让泵的运行接近其最佳效率点（BEF），并且当泵运行偏离了最佳效率点时可以保护泵避免机械损坏，最新的研究表明，泵运行在最佳效率点附近可以使泵的效率和运行可靠性获得惊人的改善。表一中比较了不同流量需求下的控制阀的压差、泵转速和效率的波动情况。

优化泵系统效率和其生命周期性能的策略(2)

美国米顿罗计量泵（MiltonRoy）：GB0080、GB0180、GB0250、GB0350、GB0450、GB0500