離心泵作為重要的能量轉(zhuǎn)換裝置和流體輸送設(shè)備，耗電量巨大，其節(jié)能工作一直備受重視。南方水泵據(jù)悉，近年來，節(jié)能觀念已由傳統(tǒng)只降低能耗的狹義節(jié)能觀念，轉(zhuǎn)變?yōu)榘ōh(huán)境保護(hù)、節(jié)材、提高泵機(jī)組可靠性等多因素的廣義節(jié)能觀念。工作重點(diǎn)也從提高離心泵設(shè)計(jì)效率轉(zhuǎn)為提高離心泵系統(tǒng)的運(yùn)行效率，通過優(yōu)化運(yùn)行來實(shí)現(xiàn)離心泵系統(tǒng)節(jié)能的研究已成為發(fā)展趨勢和熱點(diǎn)。因此，可采用理論分析、數(shù)值模擬和試驗(yàn)研究相結(jié)合的方法對(duì)離心泵系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行策略進(jìn)行深入研究，東莞南方水泵認(rèn)識(shí)到主要研究工作和創(chuàng)新點(diǎn)有：
1.針對(duì)傳統(tǒng)離心泵運(yùn)行機(jī)理分析只適用于完整系統(tǒng)特性已知的情況，而對(duì)完整特性不可知的復(fù)雜系統(tǒng)缺乏分析方法的現(xiàn)狀，將離心泵系統(tǒng)中某節(jié)點(diǎn)上游不變或明確的部分與該節(jié)點(diǎn)下游不確定的部分分開，對(duì)明確部分的分析仍采用傳統(tǒng)分析方法，而對(duì)不確定的部分采用節(jié)點(diǎn)需求壓能的分析方法，建立了復(fù)雜離心泵系統(tǒng)運(yùn)行機(jī)理分析方法。
2.對(duì)離心泵系統(tǒng)中求解zui小能耗運(yùn)行線的方法進(jìn)行了研究，在水泵運(yùn)行機(jī)理分析的基礎(chǔ)上，繪制出離心泵系統(tǒng)能量利用流程圖，并根據(jù)系統(tǒng)的能量需求情況，對(duì)離心泵系統(tǒng)進(jìn)行了分類，針對(duì)各類系統(tǒng)分別建立了zui小需求能耗運(yùn)行控制線的數(shù)學(xué)模型。
.對(duì)離心泵系統(tǒng)能量供需平衡實(shí)現(xiàn)策略進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)用水需求規(guī)律是系統(tǒng)能否按zui小需求運(yùn)行的關(guān)鍵，需求規(guī)律確定的系統(tǒng)可*采用zui小能耗運(yùn)行線為運(yùn)行控制線，而用水規(guī)律不確定系統(tǒng)只能接近zui小需求線，并且運(yùn)行策略的制定與部分系統(tǒng)特性有關(guān)。
4.針對(duì)用水規(guī)律不確定系統(tǒng)無法按zui小需求控制線運(yùn)行的問題，通過理論和試驗(yàn)方法對(duì)需求規(guī)律不確定供水系統(tǒng)進(jìn)行了運(yùn)行機(jī)理的分析，發(fā)現(xiàn)可將系統(tǒng)中某上游的系統(tǒng)特性不變或能明確的節(jié)點(diǎn)作為控壓點(diǎn)，并以此來制定供給策略。同時(shí)在能夠直接控制該點(diǎn)狀態(tài)的系統(tǒng)中建立分流量段變壓供給策略，即將流量區(qū)域劃分為幾個(gè)流量段，在不同的流量段，其設(shè)定值不同。而對(duì)無法直接控制的系統(tǒng)，建立線性供給策略，即按一條連接zui大流量下泵的工況點(diǎn)和滿足系統(tǒng)zui低需求的靜態(tài)水頭點(diǎn)的直線運(yùn)行。并且通過試驗(yàn)證明這些方法是可行的，易實(shí)現(xiàn)的，而且是節(jié)能的。
5.針對(duì)傳統(tǒng)的調(diào)度模型忽視了水泵運(yùn)行過程中，由于不同工況而造成的維護(hù)費(fèi)差異問題。采用泵的振動(dòng)強(qiáng)度來評(píng)估這些差異，根據(jù)泵的振動(dòng)特性，*建立了反映水泵運(yùn)行狀態(tài)的目標(biāo)函數(shù)，形成了新的調(diào)度模型，并將該模型應(yīng)用于某離心泵系統(tǒng)，結(jié)果表明，新模型可以對(duì)傳統(tǒng)模型所求得的結(jié)果進(jìn)行修正，使離心泵運(yùn)行在低振動(dòng)狀態(tài)，且維修費(fèi)用也有所降低。
6.對(duì)離心泵系統(tǒng)中常見的一種經(jīng)濟(jì)配置方式——單變頻控制的大小泵搭配配置進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)若將變頻器同步切換技術(shù)引入此種配置中，則可以進(jìn)一步降低能耗。因此，針對(duì)這種控制方式，*建立了計(jì)及變頻器切換的調(diào)度控制模型，通過仿真試驗(yàn)證明，采用該方法配置離心泵系統(tǒng)能夠運(yùn)行在更加節(jié)能的工況，具有較高的性價(jià)比。
7.對(duì)離心泵供水系統(tǒng)的控制模型進(jìn)行理論分析和試驗(yàn)研究，證明離心泵供水系統(tǒng)可簡化為一個(gè)一階慣性滯后模型。借助于虛擬儀器測試系統(tǒng)，測量了一個(gè)離心泵供水系統(tǒng)的階躍響應(yīng)曲線，通過MATLAB中的系統(tǒng)辨識(shí)工具箱，辨識(shí)出該供水系統(tǒng)的模型，結(jié)果表明，當(dāng)調(diào)節(jié)量較小時(shí)，其過程是可用線性模型進(jìn)行近似的，而調(diào)節(jié)量較大時(shí)，采用線性模型無法對(duì)其進(jìn)行近似，需要使用非線性模型。通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)構(gòu)造出了模型的增益函數(shù)對(duì)供水過程模型進(jìn)行修正，又通過仿真計(jì)算證明了修正模型能夠較好地反映供水系統(tǒng)的特性，能夠用于控制器的設(shè)計(jì)。
8.對(duì)常規(guī)PID控制器，NCD-PID控制器，模糊PID控制器對(duì)離心泵系統(tǒng)的適應(yīng)性進(jìn)行了分析，結(jié)果證明當(dāng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)量較大時(shí)，常規(guī)PID不能較好地實(shí)現(xiàn)控制功能，而NCD-PID和模糊PID控制器卻能夠較好地實(shí)現(xiàn)控制功能，其中在控制超調(diào)和響應(yīng)速度上NCD優(yōu)于模糊PID，但由于NCD需要較為精確的模型，鑒于離心泵系統(tǒng)的精確控制模型不易獲取，因此模糊PID比較適用于離心泵系統(tǒng)。
9.針對(duì)離心泵系統(tǒng)運(yùn)行控制策略與系統(tǒng)的配置密切相關(guān)，但傳統(tǒng)的配置過程卻較少考慮優(yōu)化控制策略的情況。在對(duì)離心泵運(yùn)行機(jī)理研究的基礎(chǔ)上，建立了基于運(yùn)行控制策略的離心泵系統(tǒng)配置可行性和經(jīng)濟(jì)性的數(shù)學(xué)分析方法，并將該方法應(yīng)用在某離心泵系統(tǒng)的改造上，結(jié)果證明可以節(jié)約16%能耗，而回收期只有兩年。
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