潜水泵
设备类型影响环境因素和生命周期成本。
格兰富

你知道世界上大约10%的电力是由电泵消耗的吗?BETVICTOR体育官网如果将过时的设备改造为现有的节能泵送技术,耗油率可以降低近一半。这一数据为泵行业的成员提供了巨大的潜力,可以在气候保护和节能方面发挥作用,同时也可以利用新的商业机会。本文将介绍三个例子,说明这些变化对地下水抽取行业的影响。

图1:选择泵的因素(图片由格兰富提供)
图1:选择泵的因素(图片由格兰富提供)

泵的效率、功耗、维护的容易程度/速度、可靠的可靠性和泵的可用性都会影响总拥有成本,这些都是在选择新安装或改造泵或系统时的重要因素。BETVICTOR体育官网设备类型的选择影响两个不同的底线:

首先是对环境的影响。在全球各地每天都有数百万台泵在运行的情况下,提高效率为减少碳排放提供了机会。BETVICTOR体育官网这支持了负责任企业减少碳足迹的雄心。

第二是终身拥有成本。对于较大的泵(电机尺BETVICTOR体育官网寸),大约5% - 10%的成本与投资有关,估计2% - 4%与泵寿命周期内的维护有关。然后,大约90%的问题都指向了功耗,这意味着效率是降低泵运行运营费用(opex)的真正驱动力。假设一台泵消耗100千瓦时(kWh)的电力。根据每天的工作时间,效率提高一个点很容易就会每年减少5000到7500千瓦时的电力。

下面是地下水和灌溉行业常用泵的三个例子,以及在选择每种类型泵时应考虑的因素。BETVICTOR体育官网

永磁潜水泵

1929年,第一台潜水泵被设计安装在一个电机和水泵都在深水下的井里。大多数潜水电机都是带有转子/定子设计的潜水感应异步线绕电机,并且已经存在多年。采用永磁设计的低马力(hp)潜水电机已经在市场上出现了20年。仔细看看6英寸永磁(PM)潜水地下水电机。在永磁电机上,用高效永磁设计取代了老式的导线绕组。

潜水泵
图2:PM电机的切面图

市场看到越来越大的潜水电机,因为其中一些可能提供10分或更高的效率。与市场上其他一些平均效率标准电机相比,效率差异会更大。然后想象一下,与正常工作的标准泵相比,效率提高了多少,投资回收期减少了多少,而标准泵由于使用时间或其他情况而磨损。一些专家表示,在这些老旧的泵上,仅仅安装一个新的PM潜水泵,效率差异就可BETVICTOR体育官网能达到20%、30%,甚至40%或更多。当考虑到与这些节能相关的成本时,决定安装一个更高效率的系统变得更容易。

随着流量和总动态扬程(TDH)的增加(1500 +加仑每分钟[gpm]/ 2000英尺+TDH),地下水装置的应用肯定会增加。标准电机的最高液体温度为104华氏度,而一些潜水PM电机在140华氏度充气。在永磁电机设计中,效率更高,损耗更少。这意味着电机产生的热量更少,这有助于电机处理更高的液体温度——因此,一个更强大和更高效的电机。

制造商还提供304不锈钢(SS)电机结构,当可能存在腐蚀性水时,还可以选择904 L钢。一些PM电机标准配备硅/硅
硬质合金机械轴封。在永磁电机设计中寻找的另一个重要特征是磁铁被保护在不锈钢罐头外壳中。这有助于避免消磁和增加电机的稳健性。

所有的永磁电机都需要一个变频驱动器(VFD)来运行,这带来了好处。由于PM电机与异步电机相比是不同的,这里有一些关于运行PM电机的事情要知道:

潜水式永磁电机是4极设计,每分钟1800转(rpm)。VFD用于将速度提高到120赫兹(Hz)以获得所需的性能。潜水泵和电机将以3600转/分的速度运行,而不是标准的3450转/分。

电机是一个内部永磁体(IPM),所以不是所有的vfd都能工作。VFD必须设计和设置为运行IPM PM潜水电机。为了安全起见,只使用设计用于运行PM电机的VFD,或检查不同品牌的VFD与PM潜水电机的IPM兼容性。

立式多级泵

世界上第一台立式多级联排泵于1971年研制成功。该泵已成为地下水行业标准,并继续推动用户的可能极限。第一个是为一个需要地下水灌溉泵的农民开发的。如今,许多制造商为住宅地下水,农业,水输送,市政,工业等提供这种类型的泵。

图4:对比电机效率
图3:比较电机效率

选择泵制造商是很重要的,以确保制造商提供经验,显示可靠性,性能,效率和低拥有成本。在过去几年里,
这些立式多级泵表现出了更多的改进,特别是在能源效率和提高的吸升BETVICTOR体育官网能力(净正吸扬程,或NPSH)方面。

今天的垂直多级泵可以满足许多地下水应用,其流量和压力是最BETVICTOR体育官网近可用的两倍以上。新一代的这些泵操作电机尺寸高达250马力或更多。BETVICTOR体育官网水力性能比市场标准提高了多个效率点。

变频驱动器和/或可再生太阳能逆变器

vfd可以通过调节电机转速来控制永磁潜水泵和垂直多级泵的性能。它们还有助于使泵的运行接近最佳效率点(BEP),这有助于降低功耗。

在为泵选择VFD时,重要的是选择一个设计用于运行泵BETVICTOR体育官网的VFD。专门为泵设计的VFD提供了强大的泵保护,防止过载,欠载,损失腿,BETVICTOR体育官网过压,欠压,相位不平衡,干跑等。

图5:地下水装置流程图
图4:地下水装置流程图

VFD将像软启动一样启动泵,因此这减少了涌流。软启动技术还降低了水锤对泵和供应管线的压力。真正的泵vfd是为泵送应用程序编程的,快速设置向导可以帮助在几分钟内设置vfd,因为许多参数是根据泵类型预加载的。

使用可再生能源为泵BETVICTOR体育官网供电

PM潜水泵或垂直多级泵有三种供电方式。BETVICTOR体育官网第一种是由一家公用事业公司提供的460伏电网电力。

另一种方法是将正常的交流(交流电网电源)泵与直流(DC)电源相结合。BETVICTOR体育官网太阳能逆变器技术的进步允许各种各样的泵和增加的hp尺寸,以直流电压操作。BETVICTOR体育官网太阳能逆变器越来越受欢迎,为新的和现有的泵和电机提供动力。BETVICTOR体育官网它们可以通过编程来提供VFD提供的所有选项和保护。

图6:电源和连接的电气概述
图6:电源和连接的电气概述

操作泵系统的最后一个例子是结合了这两个世界的优点——使用和混合交流和直流电源。太阳能逆变器现在拥有同时混合直流和交流电源的技术。交流电和直流电的混合或单独使用直流电都可以节省成本,并为用户提供一种可以产生影响的方式。10%的效率提升可以让用户在相同的马力下输送更多的水,甚至还可以减少某些应用中所需的太阳能电池板的数量。

图7:立式多级泵
图7:立式多级泵

地下水和灌溉泵的用户有机会提供水,同时也为减少碳足迹和对环境产生积极影响BETVICTOR体育官网尽自己的一份力。

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