案例研究:泵的现场效率测试BETVICTOR体育官网

我最近的系列题为“案例研究:解决冷却水泵密封问题”，发表在BETVICTOR体育官网BETVICTOR体育官网泵和系统(2016年12月，2017年1月和2月，找到它们在这里)，描述了使用自动化泵现场性能数据采集系统，通过振动监测和在线效率测量来评估泵部件(密封和轴承)的可靠性，以实现能源优化。

该系列文章从读者那里获得了关于系统细节的大量输入和问题。本专栏描述了被称为“PREMS-2A”(泵可靠性和效率/能源监测系统，rev. 2A)的自动化数据采集系统的过程。BETVICTOR体育官网

了解泵的效率很重要。通过将效率数据集成到维修和升级调度物流过程中，用户可以节省大量能源。对于一个大型泵来说，如果不进行适当的定期调整，即使是几个点的效率下降也会导致数万美元的浪费。

例如，考虑一个典型的1500马力(hp)的冷却水泵，不间断运行，每千瓦时(kWh)成本为0.10美元。这意味着(1,500 x 0.746) x 24 x 365 x 0.1 =每年980,244美元，效率下降的每一个百分比意味着每年98,024美元。

在使用大约10年之后，泵的效率很容易因为磨损而下降5%到10%，并且由于工艺变化而偏离最佳效率点(BEP)。BETVICTOR体育官网趋势分析和监测泵的效率可以帮助用户决定何时进行效率维修升级，并根据维修/升级的建议成本评估投资回报。

典型的PREMS系统包括仪器仪表(压力传感器，电流线圈变压器[CT])伟德体育娱乐;超声波流量计(或现有流量计的4-20 mA输入);振动加速度计(具有完整的快速傅里叶变换[FFT]能力)和热电偶;以及数据采集机箱硬件。

PREMS系统还包括一台PC，用于在本地接收数据或通过调制解调器网关传输数据以进行远程显示。显示器可以实时显示泵的实际性能曲线(扬程、功率、效率和流量)，并根据原始设备制造商(OEM)的数据与预期性能进行绘制。实际效率和预期效率之间的差异被计算出来，并以数字和趋势显示为“消耗的资金”。一个典型的现场设置(见图1)需要几个小时来安装和激活，以实时观看数据流。

水泵越大，对节能的影响就越大。BETVICTOR体育官网为了说明这个概念，本文将使用两个泵并联的小型设置。BETVICTOR体育官网测试结果显示(见图1和图3)，其中一台泵(2号泵)比另一台泵(1号泵)效率更高。这些泵的“预期”BEP为2加仑/分钟(BETVICTOR体育官网gpm)， 11.2英尺，0.11马力，效率5.1%。

在这种情况下，效率值如此之低的原因并不重要;示例泵是小型、低效率的磁BETVICTOR体育官网力驱动单元。

来自传感器的流原始数据首先被翻译成“泵语言”，包括量规高程校正、压力-扬程转换等。图1和图3显示了由软件转换成泵性能曲线(实际vs OEM)的数据。图1显示了“更强”的2号泵的结果。数据记录了大约一个小时，每两秒采样一次，每10秒绘图一次(这些设置和其他设置都是用户可调的)。

在图1中，请注意四个不同的操作区域:点A刚刚经过BEP流;点B和C在BEP的左边;D点接近关闭。扬程“数据云”表明，实际的2号泵扬程-容量性能曲线略高于OEM的扬程-容量曲线。马力数据也显示在OEM曲线上方，计算和绘制的效率曲线在OEM曲线下方，效率可能会下降一个点左右。

注意，当接近关闭时，水头数据云的“污点”变得更宽，这反映了内部水力不稳定性导致水头和流量波动。对于较大的泵，这些不稳定性对泵的可靠性非常不利，会对轴承和密封产生影响。BETVICTOR体育官网PREMS系统还监测振动，以帮助阐明可靠性。三个样品振动通道(两个在泵上，一个在电机上)如图1所示。其他轨迹(单个温度、振动FFTs、压力、流量、功率等)在泵运行期间也可以类似地实时查看。BETVICTOR体育官网

图3显示了1号泵的性能，通过曲线连接的“云”数据，反映了实际的整个性能曲线。总体趋势显示，FFT振动频谱细节可以通过文章末尾注明的参考资料查看。

对比图1和图3，与1号泵相比，2号泵的扬程和效率损失更大，它可能是恢复OEM效率的第一个候选维修对象。显然，对于本例中的小型泵，每年“浪费”BETVICTOR体育官网的能量非常小(也在PREMS屏幕的左下角动态计算和连续显示)，但对于更大的功率水平，对成本的影响显然是显著的。

作为给读者的一个临别小测验，图4中描述了什么?文章中的其他数字提供了线索。最好答案的奖励是进入下一届水泵学校。