一种水泵能效现场测试系统的研发

成伟; 徐定华; 李长武; 蒋建林; 倪金春

doi:10.12338/j.issn.2096-9015.2021.0168

一种水泵能效现场测试系统的研发

doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2021.0168

1.
苏州市计量测试院，苏州 215128
2.
中国计量科学研究院，北京100029

基金项目: 国家重点研发计划项目（2018YFF0216000）。

详细信息

作者简介:
成伟（1983-），苏州市计量测试院高级工程师，研究方向：能源计量，邮箱：chengwei@szjl.com.cn

通讯作者:
徐定华（1978-），中国计量科学研究院副研究员，研究方向：能源计量，邮箱：xudh@nim.ac.cn

计量
- 文章访问数: 809
- HTML全文浏览量: 331
- PDF下载量: 42
- 被引次数: 0
出版历程
- 网络出版日期: 2022-09-19

Development of the Online Testing System for the Energy Efficiency of the Water Pump

1.
Suzhou Institute of Metrology, Suzhou 215128, China
2.
National Institute of Metrology, Beijing 100029, China

摘要

摘要: 水泵能效测试对象主要是企业在用水泵，水泵应用环境的复杂性、测试参数的分散性和人工测试的不确定性，给现场测试工作带来了较大困难。针对水泵能效现场测试需求，依据GB/T 16666-2012《泵类液体输送系统节能监测》等标准，构建了便携式测试硬件模块；基于Visual Studio开发了水力学测试和热力学测试模块，满足自动化测试的需求。验证试验表明，该系统具有携带方便、测试精度高、运行稳定可靠的特点，可为水泵的节能技改、节能量审核和能效对标等提供测试数据支撑。
- 水泵能效 /
- 现场测试 /
- 节能监测 /
- 实时采集 /
- 自动化测试
Abstract: The test object of water pump energy efficiency is largely from the water pump system used in enterprises. The complexity of the application environment of pumps, the dispersion of testing parameters, and the uncertainty of manual testing have brought more significant difficulties to the field testing work. To meet the demand for on-site water pump energy efficiency testing, a portable testing hardware module was constructed based on GB/T 16666-2012 Monitoring and testing for energy saving of motor-pump liquid transport system. A hydraulics and thermodynamics testing module was developed based on Visual Studio to meet the demand for automated testing. The verification test shows that the system has the characteristics of easy portability, high test accuracy, stable and reliable operation, and can provide test data support for the energy-saving technical transformation, energy-saving audit, and energy efficiency benchmarking of water pumps. The verification test shows that the system is easy to carry, has high testing accuracy, stable and reliable operation, and can provide test data support for energy-saving technical reform of pumps, energy-saving audit and energy-efficiency benchmarking, etc.
- energy efficiency of water pump /
- on-site test /
- energy conservation monitoring /
- real-time collection /
- automated detection

HTML全文

图 1 水泵能效现场测试系统硬件组成和结构框图

Figure 1. Hardware composition and structural block diagram of pump energy efficiency field test system

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 2 系统的软件总体结构

Figure 2. Software structure of the system

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 3 软件的任务调配流程图

Figure 3. Flow-process diagram of software

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 4 软件主界面设计

Figure 4. Design of main interface for software

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 5 水泵能效系统现场测试示意图

Figure 5. Schematic diagram of the field test of water pump energy efficiency system

下载: 全尺寸图片幻灯片

表 1 水泵参数列表

Table 1. List of pump parameters

序号	参数	单位	数值
1	进口管道内径	m	0.079
2	出口管道内径	m	0.079
3	进口压力表到水泵中心距离	m	0.13
4	出口压力表到水泵中心距离	m	0.385
5	额定流量	m³/h	43.5
6	额定扬程	m	38
7	配套功率	kW	7.5
8	额定转数	r/min	2900
9	额定效率	%	65
10	配套电机效率	%	88

下载: 导出CSV

表 2 水泵现场测试数据汇总表

Table 2. Summary of water pump test

序号	项目	单位	流量调节点				工况点
序号	项目	单位	1	2	3	4	工况点
1	水泵入口压力（绝压）	MPa	0.15	0.14	0.13	0.11	0.08
2	水泵出口压力（绝压）	MPa	0.343	0.337	0.329	0.318	0.299
3	水泵扬程	m	35.76	35.26	34.56	33.66	32.06
4	水泵流量	m³/h	21.2	24.8	29.8	34.7	39.3
5	水泵运行效率	%	47.9	51.6	54.9	58.8	61.1
6	输送效率	%	100	100	100	100	100
7	电压	V	361.2	363.4	368.1	380.3	384.2
8	电流	A	9.6	10.1	10.9	11.2	11.4
9	电动机输入功率	kW	5.31	5.64	6.16	6.58	6.72
10	电动机运行效率	%	85.1	85.3	85.2	84.8	84.7
11	液体输送系统总效率	%	38.81	42.14	45.41	48.25	50.99
12	吨·百米耗电量	kW·h/(t·hm)	0.702	0.646	0.600	0.564	0.534
注：大气压为0.1001 MPa。

下载: 导出CSV

表 3 水泵节能测试评价表

Table 3. Table of energy saving test and evaluation of water pump

序号	项目	单位	评价指标
1	水泵运行效率	%	≥85%×a
2	电动机运行效率	%	≥85%×b
3	吨·百米耗电量	kW·h/(t·hm)	<0.50×α×β
注：a表示水泵额定效率；b表示电动机额定效率；α表示泵型能耗指标修正系数；β表示电动机能耗指标修正系数。

下载: 导出CSV

表 4 水泵节能测试评价指标汇总表

Table 4. Summary of energy saving test and evaluation indexes of water pump

序号	测试项目	单位	测试结果	评价指标	结果评价
1	水泵运行效率	%	63.3	≥55.25	符合要求
2	电动机运行效率	%	84.7	≥74.80	符合要求
3	吨·百米耗电量	kW·h/(t·hm)	0.534	<0.64	符合要求

下载: 导出CSV

参考文献(16)

[1]	张展, 曾建峰, 邢淮阳. 泵的设计与应用[M]. 北京: 机械工业出版社, 2014: 1-6, 238-247.
[2]	全国能源基础与管理标准化技术委员会. 泵类液体输送系统节能监测: GB/T16666-2012[S]. 北京: 中国标准出版社, 2013.
[3]	全国能源基础与管理标准化技术委员会. 节能量测量和验证技术要求泵类液体输送系统: GB/T30256-2013[S]. 北京: 中国标准出版社, 2014.
[4]	全国能源基础与管理标准化技术委员会. 泵类液体输送系统电能平衡测试与计算方法: GB/T13468-2013[S]. 北京: 中国标准出版社, 2013.
[5]	房雪艳. 水泵机组能效评估系统研究与开发[D]. 济南: 山东大学, 2015.
[6]	徐燕. 泵流系统中压力输水管道扬程计算中几个水力学问题的探讨[J]. 新疆水利, 2012(5): 21-23.
[7]	葛芳宁. 银川市基于水力学理论和水泵特性曲线的水厂改造方案研究[D]. 西安: 长安大学, 2016.
[8]	王娟, 李春曦. 一种新型基于热力学法的水泵效率数学模型及应用研究[J]. 南京工程学院学报(自然科学版), 2010, 8(1): 33-37. doi: 10.13960/j.issn.1672-2558.2010.01.005
[9]	张奇志. 水泵测试设备仪表的选用及注意事项[J]. 湖南农机, 1997(1): 32-33.
[10]	张俊峰, 李长武, 成伟, 等. 泵类能效在线检测评估方法及系统: 103982413B[P]. 2016-03-09.
[11]	成伟, 徐定华, 李长武, 等. 基于物联网的空压机能效在线检测系统研究[J]. 计量科学与技术, 2020(12): 55-60. doi: 10.3969/j.issn.2096-9015.2020.12.12
[12]	袁敬先, 潘世杰, 刘亚彬. 一种在线式高压离心水泵效率检测装置: 102135090B[P]. 2013-01-02.
[13]	韩亮. 工业重点耗能设备节能监测软件开发及综合评价[D]. 青岛: 中国海洋大学, 2015.
[14]	胡旭晓, 杨克己, 项占琴, 等. 提高潜水泵整机出厂试验检测精度的关键技术研究[J]. 计量学报, 2003(1): 60-64. doi: 10.3321/j.issn:1000-1158.2003.01.016
[15]	刘在伦, 梁森, 呼艳芬. 水泵自动测试软件设计方法探讨[J]. 水泵技术, 2007(6): 30-33.
[16]	张保健, 刘建立, 张海云, 等. 家用变频空调能效检测及节能技术探讨[J]. 计量科学与技术, 2022, 66(3): 66-69.