[发明专利]一种高效的离心泵能效管理方法及系统

说明书

本发明提供了一种高效的离心泵能效管理方法，所述方法包括以下步骤：S1：建立一种离心泵能效管理系统，其与DCS/SCADA系统实现数据交互；S2：离心泵能效管理系统对原厂性能曲线图进行电子化和数学模型化，建立起离心泵的流量‑扬程、流量‑功率、流量‑效率的数学模型，并把所述数学模型的模型表达式嵌入DCS/SCADA系统；S3：DCS/SCADA系统采集离心泵的实时运行数据，并通过OPC通讯协议传输给离心泵能效管理系统；所述离心泵能效管理系统对所述实时运行数据进行计算，得到离心泵的实时效率；S4：对比离心泵的实时效率与原厂流量‑效率性能曲线标定数据，通过DCS/SCADA系统调节离心泵的实时流量。

技术领域

本发明涉及离心泵，具体涉及一种高效的离心泵能效管理方法及系统。

背景技术

离心泵是一种用于输送液体介质的机械设备，在化工、水务、管道输送等生产中有广泛的应用。离心泵由电动机带动，泵体及吸入管路内充满液体，电机带动叶轮高速旋转，叶轮又带动叶片间的液体一道旋转，由于离心力的作用，液体从叶轮中心被甩向叶轮外缘并以较高的压强沿排出口流出，与此同时，叶轮中心处由于液体被甩出而形成一定的真空，而入口液面处的压强比叶轮中心处要高，因此，液体在压差作用下进入泵内，叶轮不停旋转，液体也连续不断的被吸入和压出。

泵出口扬程(简称扬程)：又称为泵的压头，是指单位重量流体经泵所获得的能量。泵的扬程大小取决于泵的结构，如叶轮直径的大小，叶片的弯曲、转速情况等，用H表示。

泵出口流量(简称流量)：单位时间内经离心泵加压后流经泵出口液体介质的体积或重量，用Q表示。

离心泵功率(简称功率)：水泵的功率通常是指输入功率，即电动机传至泵轴上的功率，故又称为轴功率，用P表示；泵的有效功率又称输出功率，用Pe表示，它是单位时间内从泵中输送出去的液体在泵中获得的有效能量，即扬程和质量流量及重力加速度的乘积，就是单位时间内从泵中输出的液体所获得的有效能量

效率：轴功率P和有效功率Pe之差为泵内的损失功率，其大小用泵的效率来计量，泵的效率为有效功率和轴功率之比，用η表示。

高效区：离心泵的吸程、扬程、电压、电机转速、泵抽取的液体都符合机泵厂家设计时候的设计参数，或者在它的设计范围内，这时候的泵是在高效区工作。一般高效区是指泵运行效率不低于泵的最高效率的93％。

离心泵是工业生产中广泛使用的设备，在化工、水务、长输管道等行业中更是生产过程中的能耗大户。实际生产过程中，泵的出口流量在一定范围内整体的能量效率较高，称为泵运行高效区，每一台泵在出厂时均经过实测泵的不同流量和效率之间的曲线，得到该泵的额定最优效率点，泵在工厂实际运行中，从节能降耗的需求出发，应尽量使泵的工况控制在最优效率区间，然而受介质性质、机械性能等影响，泵的实际效率与额定效率发生偏差，泵的运行工作脱离高效区，导致机泵的无效能耗增加，目前机泵的运行缺乏监控，对泵的运行管理更缺乏有效的实时计算和状态显示，无法判断泵的实时效率，阻碍了实现泵的高效运行。

当前工厂机泵运行和管理存在以下确定：

1.机泵能耗管理目前主要来自电气系统机泵电流数据，现场机泵运行工艺和设备数据来自基础自控系统(BPCS)，不同平台间没有实现数据交互，则离心泵实时能耗和效率不可获取。

2.机泵存在机械功耗、水力功耗、容积损失功耗等因素，泵的有效功率小于实际电机功率，且机泵实时有效功率不可得。

3.离心泵性能曲线只见于工厂设备存档资料，不能与SCADA控制系统整合和显示，操作员无法快速和准确判断机泵实时状态是否处于运行高效区。

4.泵运行的初始工况和长周期运行下的工况无法记录和判断，对设备的运行维护不利。

5.多台泵并联或串联运行时无法保证各泵工况均运行于运行高效区内，导致能量浪费。

发明内容