国外智能泵技术的应用与进展

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)中南林业科技大学机电工程学院 作者:张奇志

1、智能泵的发展现状

  智能泵(Intelligent Pumps)是具有一定的计算机处理能力,能够部分替代人工智力的泵或泵系统的总称。二十世纪九十年代以来,随着计算机和信息技术的飞速发展,传统的泵制造业已向模块化、节能化、智能化、现代化的方向发展。应该说,在泵的设计、制造、运行、维护以及选型、销售等各方面,都存在着智能化技术应用的空间和发展潜力。但从目前的开发和应用看,智能泵技术和产品最明
显的优点是节能和自动控制,而最早提出智能泵技术和产品需要的也是因为节能。智能泵技术和产品的出现,将离心泵的调节和运行维护带人了崭新的现代化模式,因此可以说是泵系统工程和管理上的一次革命,也是世界泵业技术发展的必然趋势。智能泵技术和产品近年来在国外得以应用并逐渐推广的主要因素包括:

  (1)西方发达国家近年来陆续颁布并实施了越来越严格的环保和能效方面的法律法规,重点涉及饮用水、污水处理、建筑和化工等领域。

  (2)各用泵行业为了应对日益严格的法律法规不得不寻求和采用更可靠和更先进的泵系统来降低能耗和减少维护。同时越来越多的泵使用用户从长远利益出发日益重视泵的平均故障间隔时间和泵寿命周期成本。

  (3)信息技术和材料技术日新月异的发展以及各用泵行业工业自动化进程的完善。工厂所有的旋转没备中,流程泵在节能方面具有最大的潜能。通过实施智能化,智能化地实时控制电机转速,智能泵系统可以根据实际需求调节能量的使用。

  通过电机转速的调节来满足精确的工艺流程需求,并避免不必要的能量消耗。除了降低能耗外,智能泵系统最大的优点是解决和消除工厂生产、维修和工程部门遇到的复发性的操作运行故障。一般情况下,设备中故障率最高的是离心泵,其密封泄漏是流程中造成停产时间最长和维修费用最高的故障。

2、智能泵技术和产品的新进展

  近年来世界主要泵公司相继推出了各自具有不同特点的智能泵新技术和新产品。现将其中比较典型的介绍如下。

2.1、 ITT公司PS系列智能泵控制器

  ITT公司推出的具有以14项专利技术为基础的Ps系列智能泵控制器(Pump Smart),是集合了化工泵、化工工艺流程、变频器三方面的技术和专长,为优化流程系统的性能和提高泵运行的稳定性提供的了一种世界领先的有效解决方案。其优点包括可实现泵送系统的智能控制,优化和保护整个泵送系统,稳定流程工艺,减少故障维修,延长泵送系统寿命,提高泵送效率,节能降耗。可以将能量消耗和维护成本降低30%~70%。这种智能泵控制器具有泵干运转保护、最小流量保护和汽蚀保护功能,并可以对流程系统内仪表故障进行诊断和应急控制,可以在那些导致泵和机械密封损坏的异常工况下,对泵进行保护并维护泵送流程。

  这种智能泵控制器可以使泵以较低转速在最佳效率点附近运行,降低轴承和密封上的载荷,延长泵的使用寿命。而离心泵转速降低20%,则可以减少50%的电能消耗。第5代智能泵控制器产也在近2年得以推出。新推出的智能泵控制器对泵的控制和保护功能更加强大,其中具有代表陛的专利功能可以在无任何仪表检测设备的情况下实时计算泵送流量,并将误差控制在正负5%以内。此项技术的推出,在泵的控制领域可谓具有重大意义。在继智能泵控制器成功地取消管路上的调解阀后,用户进而可以不再需要流量仪表了。

2.2、美国福斯集团智能泵系统

  美国福斯集团研制开发出的IPS Tempo系列产品是一种预先设计的智能泵优化控制和保护系统。这种新型智能泵能够调整泵的流量、压力、温度和液位的变化,监测流程的各种变量和泵功率并提供广泛的状态监测和控制,其特点是改进泵性能,少泵使用周期成本,降低能耗可达50%,同时可提高平均故障间隔时间。

  这种新型智能泵采用了变频驱动器技术、泵的具体优化软件、工业级电力驱动器,一个可提供极佳保护和可靠性的直观菜单驱动用户界面。这种新型智能泵适用于石油化工、水工业、采矿和一般工业等领域。

2.3、德国威乐泵集团智能泵

  德国威乐泵集团推出的Stratos系列智能泵采用了高效的电子整流电机、水力模型(叶轮)等高新技术,具有节能、高效、降低噪音、抗卡转、运行可靠、设置和安装方便、方便替换旧泵等特点。与普通泵比较,节能达80%。该系列产品在欧洲被成功应用于供暖系统,被评为最佳节能产品,获得欧洲能量等级A级标识。

  除供暖市场外,威乐泵集团Stratos系列产品可以在流体温度范围为-10——110oC的环境中运行,还可用于消毒热水系统、冷凝器、热泵、太阳能系统等,在传统供暖市场之外也具有巨大的节能潜力。

3、结语

  随着世界泵业的进一步发展和各用泵工业自动化的日益完善,智能泵技术和产品的市场需求必将进一步增长,应用领域也将有更大的拓展。

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