[發(fā)明專利]高效泵送方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410156222.2
• 申請日: 2014-04-18
• 公開（公告）號: CN105003428A
• 公開（公告）日: 2015-10-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 顧遙
• 申請（專利權(quán)）人: 楊紀(jì)武
• 主分類號: F04B51/00
• 分類號: F04B51/00;F04B49/06
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 陸勍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種旨在提高節(jié)能效率的高效泵送方法。

背景技術(shù)

至2040年全球能源需求將增加1倍，當(dāng)下有一點毋庸置疑的就是大家都在尋找節(jié)能的方法。然而，全球約20%的電力消耗來自于泵、泵系統(tǒng)及泵相關(guān)的設(shè)備，因此泵站節(jié)能也是我們國家和政府節(jié)能減排減、降低單位GDP經(jīng)濟能耗所關(guān)注的共同話題。

目前，國內(nèi)市政污水或工業(yè)廢水收集系統(tǒng)，一般都通過外圍梯級提升泵站，采用工頻間歇運行，逐級泵送污水至污水處理廠進行處理排放。污泵機站日常運營的費用主要都來自泵機運行的所耗電費，用戶普遍認為泵機的工作效率越高越節(jié)能，并不考慮整個泵送系統(tǒng)。

但是針對整個泵站而言，實際上泵機僅是泵送系統(tǒng)的一部分，泵機高效并不代表泵站高效。由于泵站帶有出口輸送管路，在其他條件不變時，流量越大，污水與管路的阻力越大，能耗變大，泵送效率變小。反之，流量越小，管阻越小，能耗變小，可是泵機因轉(zhuǎn)速降低效率同時也下降，泵送效率也會變小。泵機以何種速度運行時，泵送效率最高，在滿足日常生產(chǎn)運營下實現(xiàn)最小化單位能耗，是用戶最為關(guān)心問題。

發(fā)明內(nèi)容

目前，人們對于泵送系統(tǒng)，例如污水提升泵站，的泵送效率存在理解上的誤區(qū)，即“泵機最高效，即泵站最節(jié)能”。上述誤解沒有意識到泵送系統(tǒng)效率與多種因素相關(guān)，因而會導(dǎo)致目前運行的泵站能耗上的浪費。對此，本案的發(fā)明人通過理論分析認識到提升泵站節(jié)能其實還有巨大的潛力可挖。

特別是，作為本發(fā)明的基本原理，本案發(fā)明人提出了“單耗比能”Es概念，即單位能耗泵送水量(kWh/m³)，并以Es為泵站最終優(yōu)化指標(biāo)。泵站泵送的效率最高，輸送同樣體積的污水所消耗的能耗（kWh）最小。Es越小，泵送效率越高，泵站越節(jié)能。

由此可見，單耗比能Es與泵機揚程和泵機效率相關(guān)。全速運行相對于低速運行，泵機自身效率較高，但是揚程H（即管阻）也很大，Es變大；泵機低速運行，揚程H（即管阻）變小，但是泵機的效率將變小，Es也變大。通過尋找最佳的Es，可以實現(xiàn)節(jié)能效果的最大化。

基于上述本發(fā)明的基本原理，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種高效泵送方法，適用于包含泵機和管道的泵送系統(tǒng)，所述泵機具有已知的泵機性能曲線，包括：

a.采集泵機所在的泵坑的液位，以根據(jù)所述液位與泵站管路計算靜揚程；

b.采集泵機的出口處或者所述管道中的流量；

c.采集所述泵機的變頻器的輸出功率；

d.依據(jù)所得到的靜揚程、流量和變頻器的輸出功率，計算單位能耗泵送水量，其中該單位能耗泵送水量為所述泵送系統(tǒng)的能耗和泵送體積之比；

e.通過所述變頻器來改變所述泵機的轉(zhuǎn)速，并重復(fù)上述步驟b～d，以得到所述液位下的多個單位能耗泵送水量；以及

f.確定所述多個單位能耗泵送水量中的最小者，并使所述泵機工作于同所述多個單位能耗泵送水量中的最小者相對應(yīng)的轉(zhuǎn)速。

較佳地，在上述的高效泵送方法中，所述步驟b進一步包括：采集所述管道的管阻；以及根據(jù)所述泵機性能曲線和所述管阻，推算流量。

較佳地，在上述的高效泵送方法中，所述步驟e進一步包括：根據(jù)預(yù)設(shè)的步長，步進地調(diào)節(jié)所述泵機的轉(zhuǎn)速，并重復(fù)上述步驟b～d，以得到多個單位能耗泵送水量。

較佳地，在上述的高效泵送方法中，所述步驟e進一步包括：將步進地調(diào)節(jié)?轉(zhuǎn)速后得到的單位能耗泵送水量與前一個單位能耗泵送水量進行比較，若小于前一個單位能耗泵送水量，則按照所述預(yù)設(shè)的步長提高轉(zhuǎn)速；若大于等于前一個單位能耗泵送水量，則按照所述預(yù)設(shè)的步長降低轉(zhuǎn)速。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種高效泵送方法，適用于包含泵機和管道的泵送系統(tǒng)，包括：

a.采集所述泵送系統(tǒng)的能耗以及所述泵機的出口處或者所述管道中的流量；

b.將所述能耗除以所述流量以得到單位能耗泵送水量；

c.改變所述泵機的轉(zhuǎn)速，并重復(fù)上述步驟a和b，以得到多個單位能耗泵送水量；以及

d.確定所述多個單位能耗泵送水量中的最小者，并使所述泵機工作于同所述多個單位能耗泵送水量中的最小者相對應(yīng)的轉(zhuǎn)速。

較佳地，在上述的高效泵送方法中，所述泵機具有已知的泵機性能曲線，且所述采集所述泵機的出口處或者所述管道中的流量的步驟進一步包括：采集所述管道的管阻；以及根據(jù)所述泵機性能曲線和所述管阻，推算流量。