Оценка производительности насосной системы

Насос оценка представляет собой мини-тест производительности насоса в системе, в которой он обычно работает. Для насосов с небольшим диапазоном оперативных расходах, этот тест может быть сделано путем принятия данных на одном расход представлять нормальную работу насоса.


В более сложных системах, где насос может работать в широком диапазоне потоков и руководителей, оценка может потребовать нескольких отдельных тестов охватывает диапазон производительности насоса требованиям, или он может потребовать постоянного мониторинга за определенный период времени для сбора оперативной крайности. Оценка обычно требует измерения расхода, головы и мощность насоса для определения его фактической рабочей точке в своей системе.


Зачем выполнять оценку насоса системы? Двумя наиболее распространенными причинами для выполнения оценки насос системы для повышения надежности и / или эффективности насоса и системы.

Надежность. надежность насоса связан с того, насколько близко его фактической рабочей точке или на значительное расстояние ее наивысшую эффективность точка (BEP). Надежность повышается, когда насос работает около его НПД. НПД, как следует из названия, является расход и руководитель уровня, при котором насос достигает своей наивысшей эффективности.

Операционная значительно от этой точки приводит к осевым и радиальным нагрузкам от гидравлического внутренних сил. Эти силы вызывают прогиб вала и нагрузки на подшипники, которые в свою очередь, может привести к разгерметизации, неисправность подшипника, внутреннее трение и вибрации. Даже насосы, которые были правильно установлены и поддерживаются опыт больших проблем надежности, если работает от их НПД. Кроме того, проблемы, связанные с кавитацией и всасывания рециркуляции может усугубляться нерасчетных операции.

Эффективность. В зеленой современном мире, выполняя насос оценку, чтобы определить, если насос работает так же эффективно, как и ожидалось стали обычным делом. Большинство руководителей объекта предположить, что их насосы работают очень близко к их НПД. На самом деле, средняя насоса в области работает на 44 процентов эффективности. Это значительно ниже среднего BEP этих насосов. В быстро изучения среднем лучшую эффективность, взвешенных по объему продаж каждого размера насоса ANSI проданы в один год из трех крупнейших поставщиков этих насосов в США, я обнаружил, что средний КПД этого небольшого сегмента населения насоса 65 процентов. Эти насосы часто меньше по размерам и предназначены в первую очередь с надежностью, а не эффективности, в виду. Таким образом, этот пример эффективности намеренно не из высокой долей эффективности населения, но по-прежнему показывает 21 процентов эффективности дефицит между средним КПД и средним операционной эффективности. Это 21 процентов дефицит кажется, достаточно убедительными, чтобы хотеть изучить насосов.


Однако, это только начало и хорошие новости. Так как представление расширяется и вся система рассматривается, частично закрыты клапаны, открытые линии обхода, чрезмерное расходах и другие вопросы могут существовать. Эффективность системы, а не эффективность насоса, где реальный дефицит эффективности лежит. Это не редкость, чтобы найти системы, в которых затраты энергии накачки могут быть сокращены на 50 процентов при надлежащем насос установлен и система работает должным образом.


Типичный пример системы, которая постоянно теряет энергию, в которой дроссель используется для контроля расхода. Большинство операторов в шоке, когда узнают, фактические эксплуатационные расходы частично закрытым клапаном. Рассмотрим систему с клапаном, который частично закрыты (10 фунтов на квадратный дюйм падение давления) и 500 галлонов в минуту (GPM), проходящей через клапан. Если насос и двигатель имеют КПД 65 процентов и 95 процентов соответственно, система работает непрерывно, а стоимость электроэнергии составляет $ 0,08 за киловатт-час. Стоимость потерь энергии через клапан, что составляет $ 2790 в год.

Сколько частично закрыты клапаны эксплуатируются на объектах по всему миру? Эксплуатация насоса и контроль ее расхода с дроссель сродни ехал домой с кирпичом на акселератор автомобиля и использования тормозов для управления скоростью. Клапан рассеивает энергию в поток, тратя как трение. Устранение столько трения практических имеет первостепенное значение для оптимизации эффективности насоса системы.

Почему трубы системы расчетов и реальность отличаются?Трубы системы расчетов потерь на основе средней потери на трение данные о трубы и фитинги. Общий труб и фитингов данные охватывают широкий круг производителей и литье и производство вариаций даже из одной причиной изменения производителем данных.

Редко заметил записку, найденную на дне некоторых труб таблицы потери на трение предупреждает, что значения в таблице должны иметь запас прочности на 15 процентов до 20 процентов добавил, чтобы покрыть изменения. Для повышения точности Ваших расчетов, расчеты потерь системы должен быть запущен с труб и фитингов потери данных от реальных производителей, используемых на проекте.

Вторая причина, что дизайн и реальностью не в состоянии соответствовать разница между дизайном и, как построенный условиях. Очень часто поучительный принять трубопроводов и приборов рисования и ходить по системе. Зачастую, компоненты и филиалов, которые не отображаются на чертеже существует в системе.

Другая причина того, что насос и система может быть несоответствие является изменение функции системы с течением времени. Часто системы задача, чтобы накачать различных жидкостей или обеспечить поток больше или меньше, чем планировалось системы в оригинальном дизайне.

Последняя причина, но, конечно, не в последнюю очередь, является то, что насос был плохо выбран в первую очередь. Это может быть из-за плохой подготовки спецификаций или просто плохой выбор. Классическая ошибка является "фактор вероятности." Никто не хочет насоса слишком мала, так что каждый добавляет их +5 процентов до размера насоса, поэтому, когда насос установлен он на 10 процентов до 15 процентов больше в потоке и головы чем она должна быть. Насос, который составляет 10 процентов в течение негабаритных и голова требует 21 процентов больше энергии для запуска, чем правильно подобранного насоса.


Для большинства объектов есть слишком много насоса системы, сделать оценку каждого из них. Таким образом, мы должны сократить это те немногие, которые предлагают наиболее обещание. Если целью является повышение надежности, выбор может быть столь же простым, как обзор для вас самым большим нарушителей обслуживания. Многие насосы, которые хронически страдают от подшипников и уплотнений вопросы часто не работает на их НПД. Если цель заключается в повышении эффективности системы, следующий ряд психических фильтры оказался полезным в поиске систем наибольшее влияние на снижение затрат насосов энергетической системы.


Первый фильтр отделяет выше мощность оборудования из нижнего. Теория заключается в том, что чем больше оборудования будет иметь больший потенциал для снижения энергозатрат. Термин выше мощность немного субъективны. В учебный курс по оценке насоса System Tool (PSAT) от министерства энергетики США, предполагается, что оборудование, которое используется более чем $ 20,000 в год в энергии является хорошим кандидатом. Эта стоимость может быть рассчитана по следующей формуле:


Где:
E = энергии (киловатт-часов), 
Q = расход (GPM) 
H = головой (ноги), 
T = время работы (ч / год) 
SG = удельный вес (безразмерный) 
= 5308 единиц постоянного преобразования 
η насоса  = КПД насоса (в десятичной системе) 
η двигатель  = КПД двигателя (в десятичной системе) 
η диск  = КПД привода (в десятичной системе) 
C = Стоимость энергии ($ / кВт-час)


Второй фильтр отделяет центробежные от не-центробежных насосов. В то время как объемные насосы, конечно, есть место для оптимизации, они выходят за рамки этой статьи.

Фильтр 3. Этот фильтр отделяет насосы, которые имеют большое количество рабочих часов в год от тех, которые работают не очень часто. Насосы, которые не работают очень часто имеют меньше шансов использовать значительное количество энергии. Одна вещь, чтобы следить за оборудованием с большими, что даже случайное использование может создать энергетический заряд спрос на ваших счетах за электричество по более высокой ставке.

Фильтр 4. Если насос в настоящее время контролируется частотно-регулируемого привода (VFD), предположим, что имеется достаточный контроль над насосом для оптимизации ее работы в отдельности. Только единицы, которые в настоящее время не используется VFD контроля будет рассмотрен в первом туре энергетических оценок.

На данный момент, фильтры сократили все насосные системы на объекте, вплоть до центробежных насосов с высоким диски лошадиных сил, значительное часов работы, которые не имеют VFD управления. Это должно производить управляемые число насосных систем для потенциальной оценки.


Фильтр тонкой очистки основан на опыте реальных систем. Такие факторы, как высокие затраты на техническое обслуживание или частые печатью и / или из строя подшипников может быть ключевым показателям плохо соответствует насоса и системы. При проверке системы, персонал может найти задушил клапаны как описано выше. 
Еще одним показателем неэффективной работы является постоянно открытыми байпас. Это постоянно перекачиваемой жидкости, которые вы заплатили, чтобы добавить энергии, обратно в сторону всасывания системы, тратя все, что энергии. Другим показателем возможной неэффективной работы является кавитационный шум. Это может означать, что насос работает при скорости потока намного выше или ниже, чем на проектную скорость.


В системе с большим диапазоном оперативных расходах и несколько параллельных насосов, часто такое же количество насосов всегда работает. В периоды низкого спроса, слишком много насосы могут быть запущены. Хотя ни один из этих симптомов гарантией проблемы эффективности системы, они помогают определить дальнейший высокий потенциал системы, таким образом они могут быть классифицированы и оценены.

После того, системы сортировки до управляемого количества, которые могут быть дальнейшие оценки, система должна быть выбрана в качестве тестового примера. Если это новая часть энергии процесса управления компанией, получив крупный выигрыш в первый проект имеет важное значение. Система должна быть тот, который налогообложению без огромных расходов на оборудование и / или консалтингом. Он также должен быть единым с ожидаемым значительным финансовым последствиям.

Программное обеспечение и обучение ПоддержкаБесплатное программное обеспечение доступны для использоваться, чтобы помочь компаниям оценить насосных систем, таких как Оценка насоса System Tool (PSAT) от министерства энергетики США. Кроме того, семинары, предлагаемые гидравлического института / насос системы материалов (насосная система оптимизации) и Министерства энергетики США (насос системы оценки).



Об авторе: Грег Кейс поддержка понятия NREC дистрибьютор и президент насоса Проектирование, разработка и диагностика, LLC. Он консультирует по дизайну насоса и устранения неполадок. Он является квалифицированным инструктором как Министерство энергетики США