科技的发展给离心泵行业带来的改变（下）

上接：科技的发展给离心泵行业带来的改变（上）

控制系统的进步

如前所述，离心泵广泛用于石油和天然气行业。控制系统的进步是泵技术的另一个重要发展领域。有关欧洲工业的数据表明，大部分能源用在泵的驱动设备上。在工业环境中，泵驱动机使用了大约76 %的总能量。尽管成本相当高，但在低功率泵上配置控制系统的想法在过去并不流行，尤其是与目前使用先进控制系统的大型泵相比。这主要是因为控制系统对于整个泵装置（泵送系统）成本的影响较大，因此小型泵的效益/成本比率较低。

过去OEM和/或用户的一种较普遍的做法是：在泵的安装及运行阶段，随机提供多种备件。这种基于冗余的方法致使泵的初始安装成本更高，并将部分成本转移到运行阶段，因为在很多情况下，泵会连续工作直到损坏。相关的经济负面影响在工厂初步设计阶段并没有被考虑在内，而在运营期间却受到了实际影响。

今天，即使对于低功率或小型泵，安装专用控制系统也可能是有益的，特别是对于那些重要工况、要求高可靠性的场合。通过集成变频驱动（VFD）系统，可以节省大量的能源。通过使用先进的自动诊断控制系统，还可以节省大量的运行和维护成本。

现代泵控制系统，例如IPC Proteo，做到了使用最少安装现场传感器、实现了泵完全自动化的理念。这一目标可以通过使用基于性能的模型（PBM）来实现，今天，由于商业可编程逻辑控制器（PLC）系统的计算能力增强，这一目标成为可能。这些系统提供的功能不仅用于设备控制，还用于保护和自动诊断目的。

图3：IPC公司-Proteo架构（示意图）

与不受监控的离心泵相比，安装成本稍高的受监控系统可以降低运行成本、维护成本、维修成本和生产停机成本。

这类系统的主要特点和优点如下：

1） 多变量控制能力。用户设置要控制的工艺参数，系统提供所有相关工艺参数的连续监控、并自动转换对需要保护干预的参数的控制。

2） VFD驱动。与传统的采用节流方法来调节泵的相比，VFD可以大幅减少所用电量、并提高能源效率（甚至提高可达40%，取决于具体条件）。

3） 基于性能的模型（PBM）。PBM的可用性，允许用户预测实际运行条件下的预期性能。而现场测量使它们能够确定实际性能。预期性能和实际测量值的比较，使系统能够提供自动诊断提示（特殊或异常情况，如汽蚀、机械老化、零部件磨损或变送器故障等）并激活相关保护动作。

发展及展望

今天，许多讨论的离心泵技术一直在不断发展。即使在国际标准提供的重要工作空间中，经验丰富的用户和泵制造商也会进行互动（交流最新信息）。在泵技术方面实施经过深思熟虑的先进技术可能会带来许多好处。如前所述，CFD是一个非常有趣的发展领域。许多OEM正在研究和开发CFD和CAD/CAM集成，以创新新的高效的泵设计及生产制造流程。采用这两种方法将允许为每个独特的应用优化定制设计。

与基于（制造商/供应商）产品目录的传统泵选择方法相比，这种定制设计过程将允许最终用户为其应用找到最佳效率的解决方案。结合水力方面的这些进步，预计基于性能模型的新控制系统的普及和自动诊断软件算法的实现，有望带来更多的好处。在嵌入基于性能模型的控制系统中集成VFD以实现更好的操作电源管理，将节省能源、降低维护成本并最大限度地延长正常运行时间。所有这些方法的整合，被认为是下一代离心泵数字化、自动化和智能化运行的关键。

泵沙龙注3：

1） 随着科技的不断发展，可以通过监测泵（组）过程参数的变化 – 状态监测，来确定离心泵的运行状态，并预测出机械零部件的寿命、故障可能发生的时间，以便在预期或规定的期限内对问题进行纠正。

2） 过去，从离心泵及其驱动设备上收集数据需要花费大量的时间。随着传感器及互联网技术的发展，无线传感器应运而生，实时体现设备运行状态的数据收集变得越来越简单且自动化。

3） 无线传感器产品为新型系统级控制设备，包括现场无线传感器、数据转发网关和监控主机等在内的整体解决方案。无线传感器终端产品在检测和监测市场将普遍应用于智慧城市、智慧能源、智慧制造、智慧工厂等各种领域，最终也将使离心泵行业受益 – 数字化、自动化和智能化。

4） 智能化有助于预测性维护、优化系统运行、节省停机时间和能源消耗。同时，通过更主动的预测性的维护模型，增加设备寿命和操作安全性。