國外智能泵技術(shù)的應(yīng)用與進(jìn)展

2009-12-03 張奇志中南林業(yè)科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院

1、智能泵的發(fā)展現(xiàn)狀

　　智能泵(Intelligent Pumps)是具有一定的計(jì)算機(jī)處理能力，能夠部分替代人工智力的泵或泵系統(tǒng)的總稱。二十世紀(jì)九十年代以來，隨著計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)的飛速發(fā)展，傳統(tǒng)的泵制造業(yè)已向模塊化、節(jié)能化、智能化、現(xiàn)代化的方向發(fā)展。應(yīng)該說，在泵的設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)行、維護(hù)以及選型、銷售等各方面，都存在著智能化技術(shù)應(yīng)用的空間和發(fā)展?jié)摿Α５珡哪壳暗拈_發(fā)和應(yīng)用看，智能泵技術(shù)和產(chǎn)品最明
顯的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)能和自動(dòng)控制，而最早提出智能泵技術(shù)和產(chǎn)品需要的也是因?yàn)楣?jié)能。智能泵技術(shù)和產(chǎn)品的出現(xiàn)，將離心泵的調(diào)節(jié)和運(yùn)行維護(hù)帶人了嶄新的現(xiàn)代化模式，因此可以說是泵系統(tǒng)工程和管理上的一次革命，也是世界泵業(yè)技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。智能泵技術(shù)和產(chǎn)品近年來在國外得以應(yīng)用并逐漸推廣的主要因素包括：

　　(1)西方發(fā)達(dá)國家近年來陸續(xù)頒布并實(shí)施了越來越嚴(yán)格的環(huán)保和能效方面的法律法規(guī)，重點(diǎn)涉及飲用水、污水處理、建筑和化工等領(lǐng)域。

　　(2)各用泵行業(yè)為了應(yīng)對日益嚴(yán)格的法律法規(guī)不得不尋求和采用更可靠和更先進(jìn)的泵系統(tǒng)來降低能耗和減少維護(hù)。同時(shí)越來越多的泵使用用戶從長遠(yuǎn)利益出發(fā)日益重視泵的平均故障間隔時(shí)間和泵壽命周期成本。

　　(3)信息技術(shù)和材料技術(shù)日新月異的發(fā)展以及各用泵行業(yè)工業(yè)自動(dòng)化進(jìn)程的完善。工廠所有的旋轉(zhuǎn)沒備中，流程泵在節(jié)能方面具有最大的潛能。通過實(shí)施智能化，智能化地實(shí)時(shí)控制電機(jī)轉(zhuǎn)速，智能泵系統(tǒng)可以根據(jù)實(shí)際需求調(diào)節(jié)能量的使用。

　　通過電機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)來滿足精確的工藝流程需求，并避免不必要的能量消耗。除了降低能耗外，智能泵系統(tǒng)最大的優(yōu)點(diǎn)是解決和消除工廠生產(chǎn)、維修和工程部門遇到的復(fù)發(fā)性的操作運(yùn)行故障。一般情況下，設(shè)備中故障率最高的是離心泵，其密封泄漏是流程中造成停產(chǎn)時(shí)間最長和維修費(fèi)用最高的故障。

2、智能泵技術(shù)和產(chǎn)品的新進(jìn)展

　　近年來世界主要泵公司相繼推出了各自具有不同特點(diǎn)的智能泵新技術(shù)和新產(chǎn)品。現(xiàn)將其中比較典型的介紹如下。

2.1、 ITT公司PS系列智能泵控制器

　　ITT公司推出的具有以14項(xiàng)專利技術(shù)為基礎(chǔ)的Ps系列智能泵控制器(Pump Smart)，是集合了化工泵、化工工藝流程、變頻器三方面的技術(shù)和專長，為優(yōu)化流程系統(tǒng)的性能和提高泵運(yùn)行的穩(wěn)定性提供的了一種世界領(lǐng)先的有效解決方案。其優(yōu)點(diǎn)包括可實(shí)現(xiàn)泵送系統(tǒng)的智能控制，優(yōu)化和保護(hù)整個(gè)泵送系統(tǒng)，穩(wěn)定流程工藝，減少故障維修，延長泵送系統(tǒng)壽命，提高泵送效率，節(jié)能降耗。可以將能量消耗和維護(hù)成本降低30％～70％。這種智能泵控制器具有泵干運(yùn)轉(zhuǎn)保護(hù)、最小流量保護(hù)和汽蝕保護(hù)功能，并可以對流程系統(tǒng)內(nèi)儀表故障進(jìn)行診斷和應(yīng)急控制，可以在那些導(dǎo)致泵和機(jī)械密封損壞的異常工況下，對泵進(jìn)行保護(hù)并維護(hù)泵送流程。

　　這種智能泵控制器可以使泵以較低轉(zhuǎn)速在最佳效率點(diǎn)附近運(yùn)行，降低軸承和密封上的載荷，延長泵的使用壽命。而離心泵轉(zhuǎn)速降低20％，則可以減少50％的電能消耗。第5代智能泵控制器產(chǎn)也在近2年得以推出。新推出的智能泵控制器對泵的控制和保護(hù)功能更加強(qiáng)大，其中具有代表陛的專利功能可以在無任何儀表檢測設(shè)備的情況下實(shí)時(shí)計(jì)算泵送流量，并將誤差控制在正負(fù)5％以內(nèi)。此項(xiàng)技術(shù)的推出，在泵的控制領(lǐng)域可謂具有重大意義。在繼智能泵控制器成功地取消管路上的調(diào)解閥后，用戶進(jìn)而可以不再需要流量儀表了。

2.2、美國福斯集團(tuán)智能泵系統(tǒng)

　　美國福斯集團(tuán)研制開發(fā)出的IPS Tempo系列產(chǎn)品是一種預(yù)先設(shè)計(jì)的智能泵優(yōu)化控制和保護(hù)系統(tǒng)。這種新型智能泵能夠調(diào)整泵的流量、壓力、溫度和液位的變化，監(jiān)測流程的各種變量和泵功率并提供廣泛的狀態(tài)監(jiān)測和控制，其特點(diǎn)是改進(jìn)泵性能，少泵使用周期成本，降低能耗可達(dá)50％，同時(shí)可提高平均故障間隔時(shí)間。

　　這種新型智能泵采用了變頻驅(qū)動(dòng)器技術(shù)、泵的具體優(yōu)化軟件、工業(yè)級電力驅(qū)動(dòng)器，一個(gè)可提供極佳保護(hù)和可靠性的直觀菜單驅(qū)動(dòng)用戶界面。這種新型智能泵適用于石油化工、水工業(yè)、采礦和一般工業(yè)等領(lǐng)域。

2.3、德國威樂泵集團(tuán)智能泵

　　德國威樂泵集團(tuán)推出的Stratos系列智能泵采用了高效的電子整流電機(jī)、水力模型(葉輪)等高新技術(shù)，具有節(jié)能、高效、降低噪音、抗卡轉(zhuǎn)、運(yùn)行可靠、設(shè)置和安裝方便、方便替換舊泵等特點(diǎn)。與普通泵比較，節(jié)能達(dá)80％。該系列產(chǎn)品在歐洲被成功應(yīng)用于供暖系統(tǒng)，被評為最佳節(jié)能產(chǎn)品，獲得歐洲能量等級A級標(biāo)識。

　　除供暖市場外，威樂泵集團(tuán)Stratos系列產(chǎn)品可以在流體溫度范圍為-10——110^oC的環(huán)境中運(yùn)行，還可用于消毒熱水系統(tǒng)、冷凝器、熱泵、太陽能系統(tǒng)等，在傳統(tǒng)供暖市場之外也具有巨大的節(jié)能潛力。