最近，有很多关于水泵行业能源效率的讨论。根据液压研究所(HI)的数据，泵系统占工业能源使用量的40%，HI已经建立了一个新的能源评级标签系统。该标签适用于新泵，绝大多数泵已经使用多年。BETVICTOR体育官网如果设备出现问题，维护团队通常知道哪些泵性能不佳。BETVICTOR体育官网如果不能很好地理解整个系统，就很难找到问题所在。今天，我们将不太关注泵的实际效率，而是关注与电机的相互作用，以及添加某种变速控制是否值得。
最近，我遇到了以下场景，其中一个泵提供了图1中的流量。这是一个典型的4x3-10端吸泵，运行速度为3560转/分钟(rpm)，在中小型范围内低于50马力(hp)。泵看起来有点大，但运行正常。在考虑这种情况下的成本时，我将使用11美分/千瓦时(kWh)的全国平均商业电价。
图片1。固定转速泵的成本(图片由作者提供)请注意，在图1中，他们每年花费大约25,000美元来操作这个中型泵。它的功率在22.8到28.5千瓦之间，或者说在30到40马力之间，这还没有考虑到电机效率低下的问题。而且，泵的效率随着工作点在泵曲线上不断向后推而下降。
图片2。变速泵成本当我们将其与变速泵的成本进行比较时，我们可以看到，在图2中，每年节省的能源超过5000美元。但是，节省的大部分不是来自泵的效率。为了了解全貌，我们看一下泵的曲线。
图片3。固定速度泵运行在250 gpm当将泵曲线与系统曲线结合起来观察时，会发现有很大的差异。图3显示了最低流量250加仑/分钟(gpm)的操作。系统曲线在400gpm与泵曲线相交，这表明在最高流量时不需要进行节流。将曲线回溯到250gpm，我们可以看到泵将产生275英尺的扬程，而系统阻力只有100英尺，导致大量的能量必须被分散。这就是能量损失。使用变速泵可以节省成本，因为泵可以降低速度以达到所需的流量，而不需要用控制阀控制下游的流量。如果我们观察相同的工作条件，除了使用变频驱动(VFD)泵(图4)，泵的工作速度将降低到2220转/分，这将实现所需的250 gpm流量。原来的定速泵消耗超过30马力，而现在只需要10马力就可以达到这个流量。
图片4。VFD泵工作在250 gpm可能还有额外节省的空间。注意，在这个系统中，阻力曲线基本上从零开始，随着流速的增加而增大。这表明泵的大部分能量被用来克服管道和部件中的摩擦力，而不是向上泵送。该系统几乎是连续运行的，因此没有降低流量的空间。罐体尺寸和流入流量也影响必要流量。如果系统是兼职运行，那么在较低的流量和较长的时间内运行可以产生额外的节省。随着时间的推移，这些渐进的步骤会产生很大的影响。当流量下降到200 gpm以下时，功率下降到5 hp以下，从400 gpm下降到接近90%。
现在是是否升级的决定转移到个人用户和他们的情况。根据电机的使用年限，它可能无法接受VFD控制器，尽管总有解决方案和新产品。在西北的一些地区，能源价格明显低于全国平均水平。与此同时，在阿拉斯加和夏威夷等地，这一比例可能是现在的两倍甚至三倍。驱动器的价格根据大小和制造商以及它的额定条件而有很大差异。一种观点认为，系统中的组件越少，损坏的部件就越少。
在这种情况下，我们还看到泵的运行更接近其最佳效率点(BEP)，这应该会提高平均无故障时间(MTBF)。最后，这些升级可以得到当地公用事业公司的补贴。根据当地能源联盟的情况，通过软件和功率读数前后展示节省的成本可以显著降低升级成本。