滑片泵 节约能源之选

作者：美国百士吉泵业集团百马公司 Thomas L. Stone

欢迎访问e展厅 展厅 2 真空设备/泵展厅 水泵, 罗茨泵, 螺杆泵, 齿轮泵, 离心泵, ... 由于公用事业成本的上升，滑片泵技术成为所有流体存储-灌装站应用中节能的明智之选。百马公司的Thomas L. Stone对此进行了分析和介绍。 引言 仅在10年之前，人们还认为流体存储-灌装站储罐每个月周转一次就能实现最高的效率和效益。但随着运营利润越来越薄，终端运营商开始意识到，他们的储罐周转的次数越多，投资回报率才能越高。目前的流体存储-灌装站希望每个储罐每月至少周转三到四次，有一些公司还成功地实现了每月每储罐周转20次的周转率。 这些前所未闻的周转率必然是与灌装站的最高运营效率相结合的，也就是说，不仅要使储罐尽可能多地周转，还要用最节能的方式来进行周转。本文将着重说明滑片泵技术的多项节能设计和操作，在优化灌装站周转量和周转率的同时从灌区的底部消除利润损失和能源浪费。 泵的浸润 流体存储灌装站的形状和大小不一，既包括只有1到2个储罐的储配站，也包括大型炼油厂和化学加工厂所运行的遍布在大型联合装置中的的5万加仑（18.9万升）储罐。而这些终端存储和输送的商品种类多种多样，从主流和特殊的化学品到石油产品、可替代燃料、植物油、动物脂肪、液化石油气体和液化天然气等。 不管终端的规模大小如何以及它们输送的是什么类型的产品，按要求的周转率来运作需要消耗大量的能源。较高的能耗加上持续攀升的能源价格使得所有终端运营商，无论大小，都面临着利润减薄的威胁。 流体存储终端中能耗量最大的是在终端供应链中发挥着重要作用的输送泵。事实上，泵所用电力几乎占到整个工业所用电总量的27%。 正因如此，我们有理由认为，无论哪种设施规模或输送的商品类型，不可靠的输送泵都会损害终端运营。泵用于将原材料从驳船、铁路槽车和公路槽车上卸载到终端，再将它们从终端输送到储罐中。它们也可用于将物料从一种交通工具转移到另一种交通工具上，并最终输送到将发给终端用户的输送容器中。 对泵的依赖和泵的高能耗使运营商左右为难。他们必须尽可能采用最节能的方法来维持并扩大吞吐量。要攻克这一难关，全球的终端运营商都开始实施能源管理工艺和流程，以期： ◆ 提高吞吐量，从而改善财务表现； ◆ 在不牺牲吞吐性能，甚至提高吞吐水平的同时减少电力消耗，从而控制能源费用； ◆ 采用节能技术，提高机械效率，增强输送可靠性和工艺完整性； ◆ 降低对能源价格波动的敏感度。 在许多情况下，滑片泵技术是提高能源效率这个当务之急的最终解决方案。 系统的方法 越来越多的终端运营商逐渐意识到：采取系统的方法是大幅改善其设施总能效的最佳途径。运营商通过系统的方法可以改善整个泵送系统的可靠性、性能和效率，从而节约更多能源并提高生产力和盈利能力。 一套成功的系统方法的基础是在系统设置中找出并实施最佳的泵送技术，所谓最佳的泵送技术是指规格恰当，并且结合恰当的管道设计、控制阀配置和马达，从而确保最高的输送效率。所有泵送技术都有具体的“最佳使用方法”。要像建立优化能源使用的泵送系统，必须了解能源效率的计算方式、能源效率如何受到不同类型的泵的影响，以及系统整体配置。 要实施这个流程，终端运营商应使用“生命周期成本”（LCC）分析来比较不同泵技术在用于同一用途时的操作、维护和能耗成本。LCC能根据初始设备成本、安装成本、能源成本、维护/修理成本、停机成本和停运成本来计算出总成本。如果正确使用LCC分析，能大幅减少浪费并实现最佳效率。 例如，正位移滑片泵的初始成本可能比离心泵更高。但是，从它们各自在整个生命周期的表现来分析，使用离心泵的终端运营商的操作成本、能源成本、维护成本、停机成本和环保成本平均比使用滑片泵技术的运营商要高。 离心泵之疾 离心泵技术在许多行业和终端运营中使用最为广泛，估计占到工业流程泵行业75%的份额。然而，离心泵技术是终端用途中最佳或最节能的技术吗？经检验结果表明，在许多应用中，这个答案是“否”。 离心泵运转的最佳状态称之为“最佳效率点”（BEP）。当它们在最佳效率点运转时，离心泵的效率最高。 但由于离心泵的理想泵送条件很难实现，它们很少直接在最佳效率点运转。不仅如此，离心泵的设计允许它们在偏离最佳效率点（通常是最佳效率点的80%到110%）时仍能运行良好，但它偏离最佳效率点越远，运转效率也越低。 当离心泵在偏离最佳效率点运转时，糟糕的事情应运而生。最致命的是导致叶轮压力不均，径向压力增大，使轴发生弯曲。当轴发生弯曲时，径向轴承会超载而机械密封会大幅偏离。远离最佳效率点的运转还会导致气蚀的产生。气蚀主要是指泵送过程中流体内气泡的形成和爆裂，它有可能在短时间内损坏泵或其他系统部件。 除了远离最佳效率点产生的危害以外，在终端运营中使用离心泵还有其他问题： ◆ 由于泵产品的选择很复杂，运营商常会选到过大的泵，导致操作和维护成本升高，操作效率低下，气蚀产生的可能性变大以及不必要的高能耗； ◆ 随着泵差压的增加，流量减小。低流量的离心泵将消耗更多能源且需要更多压力，这使得成本上升； ◆ 泵送粘度高于400cSt的流体可能使离心泵的性能受到严重影响。 滑片解决方案 那些寻找最大化吞吐量并且兼具节能性方法的终端运营商开始用百马（总部设在美国密歇根州大急流市）正位移滑片泵来取代他们之前使用的离心泵。过去一个多世纪以来，百马一直是全球顶级的流体和气体输送滑片泵技术提供商。百马滑片泵兼具高能效和机械效率的设计使它们能在实施节能举措方面为终端运营商提供高价值的优势。 由于百马滑片技术的节能性，它成为Smart Energy®流程解决方案的重要组成部分。百马Smart Energy产品能使泵的使用者通过节能的正位移滑片泵技术增强其业务竞争性。 滑片泵技术在终端输送方面节能的特点和优势众多，包括： ◆ 既能输送非常薄的流体（如汽油、氨水、液化石油气体、溶剂等），也能输送粘度高达50000cSt的流体； ◆ 流量能到达每分钟2000加仑（每分钟7580升）； ◆ 流量直接和泵的速度变化成正比； ◆ 在低流量用途中有效地产生高压； ◆ 比离心泵的总持有成本更低； ◆ 旋转设计尽量减少了损失能源的脉动； ◆ 干运行和自吸的能力； ◆ 卓越的吸上和扫线能力； ◆ 得益于自调节叶片，高容积效率，并能避免导致能耗损失的内泄漏。 结论 当今流体存储-灌装站的需求有些自相矛盾：既要最大化周转率和吞吐量，又要尽量减少能耗。尽管要满足这两个需求并非易事，但目前已经有这样的解决方案了。 这个解决方案就是将正位移滑片泵技术（如适用）整合到终端的泵送系统中去。一个多世纪以来，滑片泵已经能在减少能源用量的同时带来高效可靠的输送，特别是和离心泵浪费效率和能源的缺点相比。 作者简介： Tom Stone是美国百士吉泵业集团百马®(总部设在美国密歇根州大急流市）市场总监。他的联系电邮是tom.stone@blackmer.com。(end)

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