案例研究:泵的现场效率测试BETVICTOR体育官网

我最近的系列文章题为“案例研究:排除冷却水泵密封问题”，发表于BETVICTOR体育官网BETVICTOR体育官网泵及系统(2016年12月，2017年1月和2月，找到它们在这里)，介绍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该系统细节的大量输入和问题。本专栏描述了自动数据采集系统“PREMS-2A”(泵可靠性和效率/能量监测系统，rev. 2A)的过程。BETVICTOR体育官网

了解泵的效率是很重要的。通过将效率数据集成到维修和升级调度物流过程中，用户可以显著节省能源。对于大型泵来说，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，在一个发电厂不间断运行，每千瓦时(kWh)的成本为0.10美元。换算成(1,500 x 0.746) x 24 x 365 x 0.1 =每年980,244美元，效率每下降1%就意味着每年98,024美元。

经过大约10年的使用，由于磨损和由于工艺变化而远离最佳效率点(BEP)，泵的效率很容易下降5%至10%，这并不罕见。BETVICTOR体育官网趋势和监测泵的效率可以帮助用户决定何时安排效率维修升级，并根据建议的维修/升级成本评估投资回报。

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(或替代4-20 mA输入从现有的仪表);振动加速度计(具有全快速傅立叶变换[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机，用于本地接收数据或通过调制解调器网关传输数据，用于远程显示。该显示器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)的数据绘制预期性能曲线。实际效率和预期效率之间的差异被计算并以数字形式显示，并以“美元被烧毁”为趋势。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观看实时数据流。

泵越大，对节能的影响越大。BETVICTOR体育官网为了说明这个概念，本文将使用两个并联泵的小型设置。BETVICTOR体育官网正如测试结果所示(见图1和图3)，其中一个泵(2号泵)比另一个泵(1号泵)运行效率更高。这些泵的“预期”BEP为每分钟BETVICTOR体育官网2加仑(gpm)， 11.2英尺，0.11马力，效率5.1%。

在这种情况下，效率值如此低的原因并不重要;示例泵是小型，低效率的磁BETVICTOR体育官网驱装置。

来自传感器的原始数据流首先被翻译成“泵语言”，包括仪表高程校正、压力-水头转换等。图1和图3显示了软件转换成泵性能曲线的数据(真实与OEM)。图1显示了“更强”的2号泵的结果。数据记录大约一个小时，每两秒采样一次，每10秒绘制一次(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;B点和C点在BEP的左边;D点接近关闭。扬程“数据云”表明，实际2号泵扬程-容量性能曲线略高于OEM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曲线下方形成，效率可能下降一个点左右。

注意，水头数据云的“污迹”随着接近关闭而变宽，反映了内部水力不稳定导致水头和流量波动。对于大型泵来说，这些不稳定性可能对泵的可靠性非常不利，因为它们会影响轴承和密封。BETVICTOR体育官网此外，PREMS系统还可以监测振动，以帮助了解系统的可靠性。图1显示了三个样本振动通道(两个在泵上，一个在电机上)。在泵运行过程中，其他轨迹(单个温度、振动fft、压力、流量、功率等)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，数据“云”通过曲线连接，表示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的参考文献查看。

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，它可能是第一个需要维修以恢复其OEM效率的候选泵。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(也动态计算并连续显示在PREMS屏幕的左下角)，但对于更大的功率水平，对成本的影响显然是显著的。

作为给读者的一个离别小测验，图4描述了什么?文章中的其他数字提供了线索。最佳答案的奖励是进入泵学校的下一个课程。