國外智能泵技術(shù)的應(yīng)用與進展

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

1、智能泵的發(fā)展現(xiàn)狀

　　智能泵(Intelligent Pumps)是具有一定的計算機處理能力，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，隨著計算機和信息技術(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、制造、運行、維護以及選型、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�。但從目前的開發(fā)和應(yīng)用看，智能泵技術(shù)和產(chǎn)品最明
顯的優(yōu)點是節(jié)能和自動控制，而最早提出智能泵技術(shù)和產(chǎn)品需要的也是因為節(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)和運行維護帶人了嶄新的現(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)達國家近年來陸續(xù)頒布并實施了越來越嚴(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的泵系統(tǒng)來降低能耗和減少維護。同時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)自動化進程的完善。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。通過實施智能化，智能化地實時控制電機轉(zhuǎn)速，智能泵系統(tǒng)可以根據(jù)實際需求調(diào)節(jié)能量的使用。

　　通過電機轉(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)時間最長和維修費用最高的故障。

2、智能泵技術(shù)和產(chǎn)品的新進展

　　近年來世界主要泵公司相繼推出了各自具有不同特點的智能泵新技術(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)點包括可實現(xiàn)泵送系統(tǒng)的智能控制，優(yōu)化和保護整個泵送系統(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成本降低30％～70％。這種智能泵控制器具有泵干運轉(zhuǎn)保護、最小流量保護和汽蝕保護功能，并可以對流程系統(tǒng)內(nèi)儀表故障進行診斷和應(yīng)急控制，可以在那些導(dǎo)致泵和機械密封損壞的異常工況下，對泵進行保護并維護泵送流程。

　　這種智能泵控制器可以使泵以較低轉(zhuǎn)速在最佳效率點附近運行，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功能更加強大，其中具有代表陛的專利功能可以在無任何儀表檢測設(shè)備的情況下實時計算泵送流量，并將誤差控制在正負(fù)5％以內(nèi)。此項技術(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，用戶進而可以不再需要流量儀表了。

2.2、美國福斯集團智能泵系統(tǒng)

　　美國福斯集團研制開發(fā)出的IPS Tempo系列產(chǎn)品是一種預(yù)先設(shè)計的智能泵優(yōu)化控制和保護系統(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，其特點是改進泵性能，少泵使用周期成本，降低能耗可達50％，同時可提高平均故障間隔時間。

　　這種新型智能泵采用了變頻驅(qū)動器技術(shù)、泵的具體優(yōu)化軟件、工業(yè)級電力驅(qū)動器，一個可提供極佳保護和可靠性的直觀菜單驅(qū)動用戶界面。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、德國威樂泵集團智能泵

　　德國威樂泵集團推出的Stratos系列智能泵采用了高效的電子整流電機、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)、運行可靠、設(shè)置和安裝方便、方便替換舊泵等特點。與普通泵比較，節(jié)能達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。