水泵在我們的生產生活中幾乎無處不在——小到日常生活用水，大到電力、冶金、化工等行業，都離不開水泵。但在實際應用中，水泵的運行效率普遍低于設計效率，擁有極大的節能降耗潛力。
最近，浙江大學湖州研究院的一支智能流體機械研究團隊，自主研發了新一代水泵節能控制系統，系統采用了自適應變壓技術和優化控制算法，相較于市面常規的恒壓變頻技術，能讓水泵能耗降低10% 至30%。
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7月17日，新一代水泵節能控制系統的主要研發者，浙江大學湖州研究院的賴周年博士向澎湃新聞（www.thepaper.cn）記者介紹說，我國水泵的用電量占全國總用電量的20%左右，一些大型水泵機組每年的能耗費用高達上千萬元；在水泵工作過程中，“大馬拉小車”的情況非常普遍，存在巨大的能量浪費。
水泵能耗高，主要是因為，“一部分水泵未采用變頻技術。而采用了變頻技術的泵，多使用‘多工+1變’方案，即一組并聯的水泵中僅有一臺采用變頻技術，不如‘多泵同變’更節能。此外，泵的可靠性問題沒有被考慮到，單純變頻后的泵仍然可能在偏工況點工作——流量、壓力、效率等指標都沒有達到最優狀態。”賴周年說。
在賴周年及其團隊研發這套水泵節能控制系統中，自適應變壓技術是一大亮點。“就像家中的水龍頭，在夜晚的時候水壓往往很大，但實際可能并不需要這么大。”賴周年說。因此，這套水泵節能系統能夠根據需求，自適應匹配適當的壓力，避免傳統恒壓變頻技術在小流量需求下的額外能量浪費。
其次是智能化算法的使用。通過實時優化泵組中投入使用的離心泵數量，適當引入閥門調節，系統能夠對離心泵的可靠性和系統整體能耗進行綜合評估，從而有效改善離心泵偏工況運行現象，提高離心泵的可靠性，并降低泵系統的能耗。
此外，這套水泵節能控制系統還根據部分場景實際需求，引入了泵閥聯合控制，通過先進控制算法解決泵閥控制過程中的非線性和時滯問題。
“就水泵的節能技術而言，恒壓變頻技術確實已經極大程度地降低了水泵的能耗，”賴周年說，“但我們的自適應變壓技術和優化控制算法，能夠在恒壓變頻技術的基礎上，再讓水泵組降低10%以上的能耗，同時也能提高離心泵的可靠性，大幅改善離心泵的偏工況現象。”
據了解，這套系統被集成在一個小箱子——即水泵智能機組控制儀中，裝上控制儀后，水泵機組就像是有了一顆智能“大腦”，能夠實現更進一步節能降耗的目標。控制儀也能夠兼容新舊水泵系統，既可以用在新建水泵機組中，也可以通過對現存水泵機組技術改造安裝，施工簡便，施工界面小、工期短，無需改動原有水泵、電機、變頻器，施工過程也不需要停泵停水。
這套系統的投入運行可以產生較高的經濟效益。據此前該技術在某鋼鐵廠冷卻水循環水泵機組中的應用結果顯示，這套水泵節能控制系統，每年可節約電量359.16千瓦時，年節電費215.496萬元，節電率48.81%，大半年即可收回投資。
澎湃新聞記者了解到，最近，兩套價值100余萬元的新一代水泵節能控制系統已經在湖北黃岡、山西長治的兩個污水治理廠中使用，據廠商反饋意見，系統運行良好，相關水泵機組能耗因此平均降低了20%左右。
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