浙大團(tuán)隊(duì)給水泵裝上智能"大腦":自適應(yīng)變壓,平均降能耗20%

作者: 2022年07月19日 來(lái)源: 瀏覽量:
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水泵在我們的生產(chǎn)生活中幾乎無(wú)處不在——小到日常生活用水,大到電力、冶金、化工等行業(yè),都離不開(kāi)水泵。但在實(shí)際應(yīng)用中,水泵的運(yùn)行效率普遍低于設(shè)計(jì)效率,擁有極大的節(jié)能降耗潛力。最近,浙江大學(xué)湖州研究院的一支

水泵在我們的生產(chǎn)生活中幾乎無(wú)處不在——小到日常生活用水,大到電力、冶金、化工等行業(yè),都離不開(kāi)水泵。但在實(shí)際應(yīng)用中,水泵的運(yùn)行效率普遍低于設(shè)計(jì)效率,擁有極大的節(jié)能降耗潛力。

最近,浙江大學(xué)湖州研究院的一支智能流體機(jī)械研究團(tuán)隊(duì),自主研發(fā)了新一代水泵節(jié)能控制系統(tǒng),系統(tǒng)采用了自適應(yīng)變壓技術(shù)和優(yōu)化控制算法,相較于市面常規(guī)的恒壓變頻技術(shù),能讓水泵能耗降低10%至30%。

7月17日,新一代水泵節(jié)能控制系統(tǒng)的主要研發(fā)者,浙江大學(xué)湖州研究院的賴周年博士向澎湃新聞(www.thepaper.cn)記者介紹說(shuō),我國(guó)水泵的用電量占全國(guó)總用電量的20%左右,一些大型水泵機(jī)組每年的能耗費(fèi)用高達(dá)上千萬(wàn)元;在水泵工作過(guò)程中,“大馬拉小車”的情況非常普遍,存在巨大的能量浪費(fèi)。水泵能耗高,主要是因?yàn)?,“一部分水泵未采用變頻技術(shù)。而采用了變頻技術(shù)的泵,多使用‘多工+1變’方案,即一組并聯(lián)的水泵中僅有一臺(tái)采用變頻技術(shù),不如‘多泵同變’更節(jié)能。此外,泵的可靠性問(wèn)題沒(méi)有被考慮到,單純變頻后的泵仍然可能在偏工況點(diǎn)工作——流量、壓力、效率等指標(biāo)都沒(méi)有達(dá)到最優(yōu)狀態(tài)?!辟囍苣暾f(shuō)。

在賴周年及其團(tuán)隊(duì)研發(fā)這套水泵節(jié)能控制系統(tǒng)中,自適應(yīng)變壓技術(shù)是一大亮點(diǎn)?!熬拖窦抑械乃堫^,在夜晚的時(shí)候水壓往往很大,但實(shí)際可能并不需要這么大?!辟囍苣暾f(shuō)。因此,這套水泵節(jié)能系統(tǒng)能夠根據(jù)需求,自適應(yīng)匹配適當(dāng)?shù)膲毫?,避免傳統(tǒng)恒壓變頻技術(shù)在小流量需求下的額外能量浪費(fèi)。

其次是智能化算法的使用。通過(guò)實(shí)時(shí)優(yōu)化泵組中投入使用的離心泵數(shù)量,適當(dāng)引入閥門(mén)調(diào)節(jié),系統(tǒng)能夠?qū)﹄x心泵的可靠性和系統(tǒng)整體能耗進(jìn)行綜合評(píng)估,從而有效改善離心泵偏工況運(yùn)行現(xiàn)象,提高離心泵的可靠性,并降低泵系統(tǒng)的能耗。

此外,這套水泵節(jié)能控制系統(tǒng)還根據(jù)部分場(chǎng)景實(shí)際需求,引入了泵閥聯(lián)合控制,通過(guò)先進(jìn)控制算法解決泵閥控制過(guò)程中的非線性和時(shí)滯問(wèn)題。

“就水泵的節(jié)能技術(shù)而言,恒壓變頻技術(shù)確實(shí)已經(jīng)極大程度地降低了水泵的能耗,”賴周年說(shuō),“但我們的自適應(yīng)變壓技術(shù)和優(yōu)化控制算法,能夠在恒壓變頻技術(shù)的基礎(chǔ)上,再讓水泵組降低10%以上的能耗,同時(shí)也能提高離心泵的可靠性,大幅改善離心泵的偏工況現(xiàn)象?!?/SPAN>

據(jù)了解,這套系統(tǒng)被集成在一個(gè)小箱子——即水泵智能機(jī)組控制儀中,裝上控制儀后,水泵機(jī)組就像是有了一顆智能“大腦”,能夠?qū)崿F(xiàn)更進(jìn)一步節(jié)能降耗的目標(biāo)??刂苾x也能夠兼容新舊水泵系統(tǒng),既可以用在新建水泵機(jī)組中,也可以通過(guò)對(duì)現(xiàn)存水泵機(jī)組技術(shù)改造安裝,施工簡(jiǎn)便,施工界面小、工期短,無(wú)需改動(dòng)原有水泵、電機(jī)、變頻器,施工過(guò)程也不需要停泵停水。

這套系統(tǒng)的投入運(yùn)行可以產(chǎn)生較高的經(jīng)濟(jì)效益。據(jù)此前該技術(shù)在某鋼鐵廠冷卻水循環(huán)水泵機(jī)組中的應(yīng)用結(jié)果顯示,這套水泵節(jié)能控制系統(tǒng),每年可節(jié)約電量359.16萬(wàn)千瓦時(shí),年節(jié)電費(fèi)215.496萬(wàn)元,節(jié)電率48.81%,大半年即可收回投資。

澎湃新聞?dòng)浾吡私獾?,最近,兩套價(jià)值100余萬(wàn)元的新一代水泵節(jié)能控制系統(tǒng)已經(jīng)在湖北黃岡、山西長(zhǎng)治的兩個(gè)污水治理廠中使用,據(jù)廠商反饋意見(jiàn),系統(tǒng)運(yùn)行良好,相關(guān)水泵機(jī)組能耗因此平均降低了20%左右。

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