应用再制造技术后水泵机组节能率的测量方法

xiaoxiao2020-7-22  2

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应用再制造技术后水泵机组节能率的测量方法
【专利摘要】本发明公开了一种应用再制造技术后水泵机组节能率的测量方法,设置电量表和流量计,测量基于相同或相近流速的稳定工况并约定转速下以单位体积耗电量为节能率指标,对水泵运行参数进行周期为2小时的两次测量;计算每次测量的水泵单位体积耗电量,将该耗电量修正为水泵轴功率标况下单位体积耗电量;两次测量的修正值相差率应≤0.5%,取两次测量修正值的平均值作为能耗基准值;采用再制造技术对水泵修复并连续运转30天以上,重复测量并计算得到修复后水泵轴功率标况下单位体积耗电量,该耗电量作为能耗考核值,通过能耗基准值和考核值计算节能率。本方法准确测量应用再制造技术后水泵机组节能率,对再制造技术应用作出准确评估,达到节能减排目的。
【专利说明】 应用再制造技术后水泵机组节能率的测量方法

【技术领域】
[0001]本发明涉及一种应用再制造技术后水泵机组节能率的测量方法。

【背景技术】
[0002]机械设备在运行中的再制造技术(简称再制造技术)是由中国机械工业联合会鉴定的一项新型科学技术成果,是国家能源局重点推荐、推广的新型节能技术。该技术对水泵本体结构不做任何改造,仅通过在水泵轴承润滑油中加入自修复剂,利用机械设备自身摩擦产生的热能,动态完成金属磨损部位的自修复过程,生成性能优异的与原金属无明显界面的金属陶瓷保护层,赋予磨损表面新的物理和化学状态,从而降低摩擦系数,减小水泵驱动电机的输出功率,达到降低能耗的目的,其应用前景十分可观,对我国实现节能减排目标具有重大的意义。
[0003]但再制造技术在我国工业应用的时间不长,在各类设备中应用后的节能率测量方法无成熟借鉴经验。GB/T16666-1996《泵类及液体输送系统节能检测方法》标准中只涉及到单台泵效率的计算,对整个机组的效率及节能率测量几无涉及。可见与再制造技术相关的机组节能率测量国家标准尚属于空白状态。
[0004]此外,根据大量的现场设备试验和理论计算结果,再制造技术的节能率在2%至10%之间,然而现场设备的运行工况变化无常,工况因素(如水泵入口液位高度、出口压力等)变化引起的水泵单位体积耗电量波动率在6%左右,如何准确测量再制造技术在水泵上应用后的节能率一直是该【技术领域】的难题,也是该节能技术难以推广的瓶颈。


【发明内容】

[0005]本发明所要解决的技术问题是提供一种应用再制造技术后水泵机组节能率的测量方法,利用本方法可准确测量应用再制造技术后水泵机组的节能率,对再制造技术的应用作出准确评估,有利于再制造技术的推广应用,达到节能减排的目的。
[0006]为解决上述技术问题,本发明应用再制造技术后水泵机组节能率的测量方法包括如下步骤:
[0007]步骤一、水泵机组的电源控制柜设置用于计量水泵机组耗电量的电量表,水泵机组出口管道设置用于测量水泵排水量的流量计;
[0008]步骤二、设定水泵运行于流速相同或相近的稳定工况并某一约定转速,水泵耗电量与流量、扬程有关,在扬程保持不变的条件下,水泵的耗电量与流量成正比,设定水泵机组节能率指标为单位体积耗电量;
[0009]步骤三、在约定转速下对水泵单位体积耗电量进行两次测量,并耗电量与排水量同步测量,每次测量周期为2小时,测量周期内,水泵机组的总入口压力、总入口液面高度、总出口压力、总出口液面高度同步测量,测量数据采样间隔10分钟,并标记流量计测量位置,每次测量时流量计测量位置相同;
[0010]步骤四、对每次测量的各测量数据取算术平均值,并按下列公式计算每次测量的水泵单位体积耗电量,
「 π ρ _ P^qh
[0011] r --
η(I)
[0012]
Og (Ρ出口"P入口)
P _pgH _ ^ pg
w —— —
O ηη
‘/I(2)
[0013]


入口液面
I
[0014]式(I)和式(2)中,H为水泵扬程,η刀水泵效率,P为水泵耗电量,Q为水泵流量,P a 口为水泵机组总出口压力,P Λ口为水泵机组总入口压力,h ληΜ?为水泵机组总入口液面高度,e为水泵单位体积耗电量;P为水的密度,g为重力加速度;
[0015]步骤五、计算水泵轴功率标准工况下单位体积耗电量,对每次测量的水泵单位体积耗电量进行修正,修正系数为:
[0016]
广—P出口 2
5~~λI ? )

P出 U1-PgnAU 液[in
[0017]式(3)中,ζ为修正系数,Pani为第一次测量时水泵机组总出口压力,Pan2为第二次测量时水泵机组总出口压力,hApaBl为第一次测量时水泵机组总入口液面高度,h入ρ*面2为第二次测量时水泵机组总入口液面高度,
[0018]则修正后水泵标况单位体积耗电量e2为:
[0019]e2 = e* ζ(4)
[0020]步骤六、两次测量修正后的水泵标况单位体积耗电量的相差率应< 0.5%,否则测量无效,需增加测量次数直至测量数据合格,在测量数据合格后取两次测量修正后的水泵标况单位体积耗电量的平均值作为约定转速下水泵的能耗基准值;
[0021]步骤七、采用再制造技术向水泵轴承座添加修复剂并连续运转30天以上,在约定转速下重复步骤三至步骤六,测取经再制造技术后水泵标况单位体积耗电量并作为能耗考核值;
[0022]步骤八、计算经再制造技术修复后水泵的节能率,设定修复前水泵的能耗基准值为4、修复后水泵的能耗考核值为eb,则节能率ξ为:
^ _ Ob -ej)
[0023]ζ —

e
J(5)
[0024]通过公式(5)得到应用再制造技术后水泵的节能率。
[0025]进一步,上述电量表的计量精度为±0.5%。
[0026]进一步,上述流量计应设于水泵机组出水直管前6后4比例的位置,出水直管长度为出水直管管径的10倍。
[0027]由于本发明应用再制造技术后水泵机组节能率的测量方法采用了上述技术方案,即首先设置电量表和流量计,测量基于相同或相近流速的稳定工况并约定转速下以单位体积耗电量为节能率指标,对水泵运行参数进行周期为2小时的两次测量,测量数据采样间隔10分钟;利用公式计算每次测量的水泵单位体积耗电量,并将该耗电量修正为水泵轴功率标准工况下单位体积耗电量;两次测量的修正值相差率应< 0.5%,然后取两次测量修正值的平均值作为能耗基准值,采用再制造技术对水泵进行修复并连续运转30天以上,重复测量并计算得到修复后水泵轴功率标准工况下单位体积耗电量,该耗电量作为能耗考核值,通过对水泵能耗基准值和考核值进行计算得到节能率。本方法可准确测量应用再制造技术后水泵机组的节能率,对再制造技术的应用作出准确评估,有利于再制造技术的推广应用,达到节能减排的目的。

【具体实施方式】
[0028]本发明应用再制造技术后水泵机组节能率的测量方法包括如下步骤:
[0029]步骤一、水泵机组的电源控制柜设置用于计量水泵机组耗电量的电量表,水泵机组出口管道设置用于测量水泵排水量的流量计;
[0030]步骤二、设定水泵运行于流速相同或相近的稳定工况并某一约定转速,水泵耗电量与流量、扬程有关,在扬程保持不变的条件下,水泵的耗电量与流量成正比,设定水泵机组节能率指标为单位体积耗电量;
[0031]步骤三、在约定转速下对水泵单位体积耗电量进行两次测量,并耗电量与排水量同步测量,每次测量周期为2小时,测量周期内,水泵机组的总入口压力、总入口液面高度、总出口压力、总出口液面高度同步测量,测量数据采样间隔10分钟,并标记流量计测量位置,每次测量时流量计测量位置相同;
[0032]步骤四、对每次测量的各测量数据取算术平均值,并按下列公式计算每次测量的水泵单位体积耗电量,
? _ PgQH
[0033]F =-
^Cl)
[0034]
/Jg (P出口.Ρ入口)
P pgHpg
Q 71 η (2)
[0035]
—P出口-Pgh入口液面
V
[0036]式⑴和式⑵中,H为水泵扬程,η为水泵效率,P为水泵耗电量,Q为水泵流量,P m为水泵机组总出口压力,P入口为水泵机组总入口压力,h 为水泵机组总入口液面高度,e为水泵单位体积耗电量;P为水的密度,g为重力加速度;
[0037]步骤五、计算水泵轴功率标准工况下单位体积耗电量,对每次测量的水泵单位体积耗电量进行修正,修正系数为:
[0038]

P出U 2 _Pgh入P液面2
‘--- ⑶

Pill UI ~Ρ§? K P 液面I
[0039]式(3)中,ζ为修正系数,P 为第一次测量时水泵机组总出口压力,Pan2为第二次测量时水泵机组总出口压力,hApaBl为第一次测量时水泵机组总入口液面高度,hAP*面2为第二次测量时水泵机组总入口液面高度,
[0040]则修正后水泵标况单位体积耗电量e2为:
[0041]e2 = e* ζ(4)
[0042]在各类水泵手册或参考书中没有现成的、符合再制造技术的节能条件的轴功率换算公式,因此根据水泵的效率曲线及现场大量的实验验证,水泵在流量小范围变化时效率近似保持不变,因此在流量小范围变化时,可采用公式(4)修正水泵的功耗于标准工况下;
[0043]根据水泵的特性曲线,水泵流量发生变化时,水泵效率也会随之发生变化,因此,在进行对比测试时,需保证对比试验前后水泵的流量变化值不能发生太大的波动,一般需要流量变化值不超过5 %,最好不要超过3 %,并在水泵的设计流量点附近最佳;
[0044]水泵单位体积耗电量的修正可有效消除因水泵运行工况变化而引起的能耗波动,保证节能率计算的准确性;
[0045]步骤六、两次测量修正后的水泵标况单位体积耗电量的相差率应< 0.5%,否则测量无效,需增加测量次数直至测量数据合格,在测量数据合格后取两次测量修正后的水泵标况单位体积耗电量的平均值作为约定转速下水泵的能耗基准值;
[0046]步骤七、采用再制造技术向水泵轴承座添加修复剂并连续运转30天以上,在约定转速下重复步骤三至步骤六,测取经再制造技术后水泵标况单位体积耗电量并作为能耗考核值;
[0047]步骤八、计算经再制造技术修复后水泵的节能率,设定修复前水泵的能耗基准值为4、修复后水泵的能耗考核值为eb,则节能率ξ为:
^ _ (eb _ej)
[0048]ζ —-

e
?丨(5)
[0049]通过公式(5)得到应用再制造技术后水泵的节能率。
[0050]进一步,上述电量表的计量精度为±0.5%,以准确计量水泵电耗。
[0051]进一步,上述流量计应设于水泵机组出水直管前6后4比例的位置,出水直管长度约为10倍的管径。流量计应按照使用规范进行流量测量,不能距离水泵叶轮太近,否则水泵叶轮处的湍流会影响到流量的测量精度。
[0052]再制造技术不对水泵本体及管网结构做任何改造,因此本方法测量和计算水泵节能改造前后的单位体积耗电量并修正至相同的标准工况下,得到水泵改造前后能耗基准值和能耗考核值,从而计算得到水泵采用再制造技术后的节能率。
[0053]如以某一循环水泵机组为例,该机组共有7台水泵,开4备3,在水泵转速恒定、流速基本稳定的条件下,于修复剂加注之前测量两次水泵单位体积耗电量,每次测量2小时,同步测量水泵入口液位、出口表压力及流速。应用步骤三至步骤六测量和计算得到水泵的能耗基准值。
[0054]修复剂加注30天后,以同样的方法对水泵进行测量和计算,得到水泵的能耗考核值。利用步骤八计算得到水泵应用再制造技术后的节能率。
[0055]经实际测量和计算,修复剂加注前两次单位体积耗电量的标况值误差率为:(178.1178.0)/178 = 0.056%。
[0056]修复剂加注后两次单位体积耗电量的标况值误差率为:(171.32-171.06)/171.32=0.15%。
[0057]从而共同验证了本方法的科学性和准确性。具体修复剂加注前后水泵的测量数据见表I和表2。
[0058]表1:修复剂加注前水泵测量数据
[0059]
~2012.8.3~ 2012.8.6
测量时间
___9: PO" 11: PO 8:45~10:45
水泵运行参数主轴转速rpm _960__960_
m丨曰市_入口液面高度Cm _451.2__440.8^
此里—平姆值__出口总表压kPa__591.58__586.33
_起始倌__1075014.61222314.1
电量表读数kWh _终十侑__1078972.9__1226402.3
__Mifc__3958.32__4088.15
、許“ _起始值__3475.197__4338.931
流里计陕数 _终Ih侑__3497.422__4362.078
__SJ±__22.225__23.147
单位体积耗电量测景倌__178.10__176.62
_倐 if 倌178.10178.00
kWh/km两次平玫标况倌178.05
[0060]表2:修复剂加注后水泵测量数据(修复剂加注时间2012.08.08)
[0061]


2012.9.10 2012.9.13
测暈时间


13:30"15:30 8:45^10:45
水泵运行参数主轴转速rDm _960__960_
、、π丨目市讀 _入口液面高度cm _ML3__4M..J^
Mrnrtmn__出口总表乐 kPa__605.25__605.17
_起始倌__2890878.1__3030045.8
电量表读数 kWh _终 ?Η言__2894846.4__3033949.7
__Mit__3968.28__3903.88
添旦、4.沐f/T , _起始倌__14637.5__15440.01
流里if I头& km _终丨|-倌__14660.14__15462.33
__Mit__22.64__22.32
单位体积耗电量_测景倌__175.28__174.91
_倐 TF 倌171.32171.06
kffh/km两次平均标况i_171.19_
节能率3.85%—
O
【权利要求】
1.一种应用再制造技术后水泵机组节能率的测量方法,其特征在于本方法包括如下步骤: 步骤一、水泵机组的电源控制柜设置用于计量水泵机组耗电量的电量表,水泵机组出口管道设置用于测量水泵排水量的流量计; 步骤二、设定水泵运行于流速相同或相近的稳定工况并某一约定转速,水泵耗电量与流量、扬程有关,在扬程保持不变的条件下,水泵的耗电量与流量成正比,设定水泵机组节能率指标为单位体积耗电量; 步骤三、在约定转速下对水泵单位体积耗电量进行两次测量,并耗电量与排水量同步测量,每次测量周期为2小时,测量周期内,水泵机组的总入口压力、总入口液面高度、总出口压力、总出口液面高度同步测量,测量数据采样间隔10分钟,并标记流量计测量位置,每次测量时流量计测量位置相同; 步骤四、对每次测量的各测量数据取算术平均值,并按下列公式计算每次测量的水泵单位体积耗电量,p=pgQH_ η(I)

(P 出口-P 入口)
P pgIfJ- pg e ————---
O ηη
1 / (2)—P出口入口液海n 式(I)和式(2)中,H为水泵扬程,η为水泵效率,P为水泵耗电量,Q为水泵流量,PtiiP为水泵机组总出口压力,P入口为水泵机组总入口压力,h入为水泵机组总入口液面高度,e为水泵单位体积耗电量,P为水的密度,g为重力加速度; 步骤五、计算水泵轴功率标准工况下单位体积耗电量,对每次测量的水泵单位体积耗电量进行修正,修正系数为:
ζ— P出U 2 -pgh入U液面2
P 出 u I λ ρ 液面 t 式⑶中,?为修正系数,Papi为第一次测量时水泵机组总出口压力,Pap2为第二次测量时水泵机组总出口压力,hAnaBl为第一次测量时水泵机组总入口液面高度,hApaB2为第二次测量时水泵机组总入口液面高度, 则修正后水泵标况单位体积耗电量e2为: e2 = e氺 ζ(4) 步骤六、两次测量修正后的水泵标况单位体积耗电量的相差率应< 0.5%,否则测量无效,需增加测量次数直至测量数据合格,在测量数据合格后取两次测量修正后的水泵标况单位体积耗电量的平均值作为约定转速下水泵的能耗基准值; 步骤七、采用再制造技术向水泵轴承座添加修复剂并连续运转30天以上,在约定转速下重复步骤三至步骤六,测取经再制造技术后水泵标况单位体积耗电量并作为能耗考核值; 步骤八、计算经再制造技术修复后水泵的节能率,设定修复前水泵的能耗基准值为ej、修复后水泵的能耗考核值为eb,则节能率ξ为:
(eb -Sj)
e.J(5) 通过公式(5)得到应用再制造技术后水泵的节能率。
2.根据权利要求1所述的应用再制造技术后水泵机组节能率的测量方法,其特征在于:所述电量表的计量精度为±0.5%。
3.根据权利要求1或2所述的应用再制造技术后水泵机组节能率的测量方法,其特征在于:所述流量计设于水泵机组的出水直管前6后4比例的位置,所述出水直管长度为出水直管管径的10倍。
【文档编号】F04B51/00GK104179670SQ201310195083
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2013年5月22日 优先权日:2013年5月22日
【发明者】张伟, 菅瑞雄, 杨静, 张颖, 张如章, 丁宗琪, 王劲 申请人:上海宝钢工业技术服务有限公司, 宝山钢铁股份有限公司

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