ICS27.010CCSF01DB5104--攀枝花市市場監督管理局IDB5104/T54.1—2022本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分:標準化文件的結構和起草規則》的規定起本文件由攀枝花市經濟和信息化局提出。本文件由攀枝花市經濟和信息化局歸口。本文件主要起草單位：攀枝花鋼城集團有限公司。本文件參與起草單位：攀枝花學院、四川省節能協會、攀枝花瑞杰節能環保科技有限公司。本文件主要起草人：朱勝良、羅天軍、宋文德、李靜、余鑫、謝永生、張敬東、王聰、付強、徐蘋、盛士新、鄧軍、劉財勇、張飛、黃啟福、陳文超。本文件首次制定發布。1DB5104/T54.1—2022節能改造技術規范第1部分：水泵系統本文件規定了工業企業水泵系統節能改造標準，提出了改造過程涉及的水泵系統參數監測、能效判定、改造技術路徑、改造實施、改造效果評定等過程管理。本文件適用于攀枝花地區水泵系統節能改造。2規范性引用文件下列文件中的內容通過文中的規范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件。不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T3214水泵流量的測定方法GB/T3216回轉動力泵水力性能驗收試驗1級、2級和3級GB/T3956電纜的導體GB/T12497三相異步電動機經濟運行GB/T13466交流電氣傳動風機（泵類、空氣壓縮機）系統經濟運行通則GB/T16666泵類液體輸送系統節能監測GB18613電動機能效限定值及能效等級GB19762清水離心泵能效限定值及節能評價值GB/T30256節能量測量和驗證技術要求泵類液體輸送系統3術語和定義下列術語和定義適用于本文件。3.1泵pump泵是輸送液體或使液體增壓的機械。它能將原動機的機械能或其他外部能量傳送給液體，使液體能量增加。3.2水泵系統pumpsystem由水泵、交流電動機、調速裝置、傳動機構、管網和輔助設備按工藝流程所組成的裝置總體。3.3流量flowrate2DB5104/T54.1—2022流量是泵在單位時間內輸送出去液體的量（體積或重量）。3.4速度水頭velocityhead又稱流速水頭，每單位流體運動速度的平方與兩倍的重力加速度的比值。3.5進口總水頭inlethydraulichead水泵進口截面處的總能量。3.6出口總水頭outlethydraulichead水泵出口截面處的總能量。3.7出口總水頭與進口總水頭的代數差。3.8電機輸入功率PrmotorinputpowerPr電機驅動裝置端子上供給的有功功率。3.9水泵效率ηspumpefficiencyηs水泵水功率與水泵輸入軸功率之比。3.10電機效率ηdmotorefficiencyηd電機輸出功率與電機輸入功率之比。3.11傳動機構效率ηCtransmissionefficiencyηC電機與水泵之間的聯軸器、減速器、液偶等傳動裝置的效率。4水泵系統參數測量4.1測試要求4.1.1對水泵的運行參數檢測，應包括水泵在企業生產全流程、全過程的跟蹤檢測。3DB5104/T54.1—20224.1.2水泵系統流量、壓力的檢測按GB/T3216、GB/T16666、GB/T30256執行。4.1.3測量工具應符合相應產品標準規定，如對測量工具、結論有異議且協調無法解決的，可委托具有相應法定資質的第三方檢測機構進行檢測。4.2壓力及流量的測量4.2.1測量要求測量工具超聲波流量測試儀、壓力表等。精度要求測量表的精度要求，壓力表不低于0.5級，流量表不低于1.5級，每個測試點采集數據實際不少于測量方式被測量應在測量儀器量程1/3和2/3之間。4.2.2流量的測量水泵流量Q由超聲波流量測試儀進行測量。測定位置應選擇直管段，傳感器安裝位置參照下列距離執行：彎管段上游大于10D（D為管徑距離下游彎管段大于5D，距離泵口及閥門距離大于30D。若直管段長度不夠使用（例如在短喇叭管的情況下）,測量位置應由各方協商選取，應盡可能好地利用測量截面的上游和下游局部條件（按上游和下游之比2∶1）確定測量點，測量結果須經各方商定。測量位置見圖1。1——吸水口水平面；2——進水口測試點；3——水泵基準面；4——出水口測試點；Zr——吸水口平面至水泵進水口中心線垂直高度；Zc——出水口監測點至水泵進水口中心線垂直高度。4DB5104/T54.1—2022圖1水泵流量測量位置示意圖分別在水泵進水口2及出水口4位置測試水泵系統流量。對于進出口管徑相同的情況，可不測試水泵進口的流量。流定測量還可利用差壓法，具體按GB/T3214中水泵流量測定方法執行。4.2.3壓力的測量水泵系統壓力的測定，需要在管道上開孔，加裝壓力表檢測。進水口測量.1用壓力表測定進水口壓力值，記為Psr，泵進口的總水頭按公式(1)計算：Hr=Zr+…………………式中：Zr——吸水口平面至水泵進水口中心線垂直高度，單位為米(m)；Psr——進水口測試點壓力，單位為千帕(kPa)；Ur——進水口速度，單位為米每秒(m/s)。.2對于水泵進水口距離吸水面距離較近，進水口速度水頭與揚程之比小于0.5%的情況下，可不對進水口壓力進行檢測。進水口總水頭近似為吸水口液面距離水泵基準面高差Zr，吸水口低于水泵基準面為負值，吸水口高于水泵進水口為正值。開孔和測量應嚴格按GB/T3216執行。出水口測量.1用壓力表測定出水口壓力值，記為Psc。出口測量截面應設在與泵出口法蘭同軸同直徑的直管段截面處，取壓孔應垂直于蝸殼的平面或泵殼內的任何彎頭的平面。出口測量截面應設在與泵出口法蘭相距2倍管路直徑的下游處。對出口速度水頭小于揚程的5%的泵,出口測量截面可以設在出口法蘭處。.2泵出口的總水頭按公式(2)計算：Hc=Zc+…………………式中：Zc——出水口監測點至水泵進水口中心線垂直高度，單位為米(m)；Psc——出水口測試點壓力，單位為千帕(kPa)；Uc——出水口速度，單位為米每秒(m/s)。.3當泵引起的旋渦流、不規則的速度或壓力分布影響出口總水頭的確定時，考慮出口法蘭與測量截面之間的水頭損失，應將取壓孔設在下游距離出口法蘭更遠些的地方。管網測量及運行判別5DB5104/T54.1—2022對于水泵系統管網，應根據水泵系統各支路的工作壓力確定管損。鑒于每個水泵系統的管網及支路工作壓力要求并不一致，管損計算不納入本標準，對管網的運行判別與評定按GB/T13466執行。水泵實際揚程計算.1水泵運行，實際揚程按公式(3)計算：………………….2當進水口速度水頭與揚程之比小于0.5%時，可不對進水口壓力進行檢測，進水口的壓力接近大氣壓，若水泵出進口管徑相同的情況下，上面公式可化簡公式(4)：…………………4.3電能的測定對水泵的電力運行參數的檢測，應包括水泵在企業生產全流程、全過程的跟蹤檢測，包括輕載、重載等工況的檢測，識別負荷屬于平穩性負荷、波動性負荷等。4.3.1測量工具電能質量測試儀、帶有功及功率因素測量功能的鉗形表、多功能電能表和累時器。4.3.2電能的測量受限于水泵工作場景，通常無法直接測量水泵的輸入軸功率。本標準采用測量水泵拖動電機輸入功率的方式來計算水泵系統的效率。測量電機輸入功率應盡量靠近電機本體出線端，若不能滿足，則應在靠近電機最近的配電箱進行檢測。最大程度避免線路損耗計入電機輸入功率，影響測量準確度。電能的測量參數應包含電壓U、電流I、有功功率P、功率因數cosφ、諧波畸變率等。5水泵系統節能改造判定5.1水泵系統效率5.1.1電機輸入功率根據對電能參數的測量，水泵配套電機的輸入功率按公式(5)計算：Pr式中：U——運行電壓，單位為伏特(V)；=UIcosφ…………………（5）6DB5104/T54.1—2022I——運行電流，單位為安培(A)；cosφ——運行實際功率因數。5.1.2水功率根據對水泵流量及揚程的測量，水泵水功率按公式(6)計算：…………………式中：PS——水泵水功率，單位為千瓦(kW)；ρ——水的密度，單位千克每立方米(kg/m3)；Q——水泵運行流量，單位為立方米每小時(m3/h)；H——水泵揚程，單位為米(m)。5.1.3水泵系統效率根據電機的輸入功率及水泵系統水功率，水泵系統的總效率按公式(7)計算：…………………5.2測量數據修正5.2.1對輸入功率的修正對于電能測量點靠近電機本體出線端的，測量值不需要修正。對于電機安裝現在不具備檢測條件的，應對核算配電柜至電機端的線損，對輸入功率按公式(8)進行修正。s=I2P…………………式中：Pxs——電機至配電柜位置線損，單位為千瓦(kW)；ρ——電阻率，單位為歐姆·平方毫米每千米(Ω·mm2/km)；L——導線或電纜長度，單位為米(m)；S——導線或電纜截面積，單位為平方毫米(mm2)；T——電阻溫度常數(銅線取234.5℃,鋁線取228℃)；t1——實測繞組溫度，單位為攝氏度(℃)；7DB5104/T54.1—2022t0——換算溫度(20℃)。工業生產用電纜大部分為第二類導體，修正系數參考線纜材質、線纜截面積、線纜長度、環境溫度及線纜運行溫升，按GB/T3956執行。5.2.2修正后的水泵系統效率按公式(9)計算：ηSX=…………………式中：ηsx——修正后的水泵系統效率，%。5.3可節能改造的條件5.3.1水泵系統額定效率水泵系統額定效率按公式(10)計算：ηe=ηse×ηC×ηd…………………(10)式中：ηe——水泵系統額定效率，%；ηse——水泵額定效率，%；ηc——傳動機構額定效率，%。若有多級傳動，則為多級傳動機構效率之積；ηd——電機額定效率，%。5.3.2水泵系統效率判定水泵額定效率應不低于GB19762要求。水泵系統效率判定方法見表1。表1水泵系統效率判定匯總表ηeeηe按GB18613和GB/T12497的規定，電機綜合效率不應低于60%。在現場難以確定綜合能效的情況下，通過電機有效電流與電機額定電流之比來判斷電動機的工作狀態，電流下降超過35%屬于非經濟使用范圍，應對水泵系統電機進行節能改造。電機有效電流按公式(11)計算：…………………式中：8DB5104/T54.1—2022Ix——根據有功及額定功率因數修正的有效電流，單位為安培(A)。注：公式(11)適用僅用于電機功率因數大幅度低于電機額定功率時修表2水泵配套電機經濟運行判定方法ηIx≤0.65I6水泵系統改造技術路徑及改造實施6.1對水泵泵體進行改造6.1.1根據檢測水泵系統的實際流量及揚程，結合表1的判定依據，若水泵運行不經濟，則應選擇應采用高效節能水泵替代原水泵，并滿足最高流量及揚程對應的工況要求。水泵改造應滿足改造后的水泵系統運行能效與水泵額定能效比值達到0.85以上。6.1.2水泵泵體改造原則：使用原驅動電機；改造后的水泵安裝尺寸結構不變，仍采用原有水泵結構，水泵安裝基礎不能更改，避免節能改造期間長時間停產影響生產。改造設備包括：水泵本體及配套部件。6.2對配套電機進行變頻改造6.2.1根據監測水泵全過程流量及揚程，若水泵系統存在變工況運行的情況，工況變化導致系統輸入功率變化幅度超過20%且變工況時間率超過30%時，則應選擇對配套電機進行變頻調速改造。6.2.2若水泵系統為變工況運行，節能改造后通過調速方式降低水泵運行全過程、全流程平均流量和揚程，確保生產穩定的情況，則工況變化過程調速實現的節能應視為有效節能。6.2.3變頻改造不得引入新的諧波源，改造后水泵系統配電線路上諧波不得超標，380V電壓等級電壓總諧波畸變率不超過5%，6kV、10kV電壓等級電壓總諧波畸變率不得超過4%。6.3選配智能電機系統6.3.1根據電能參數的測定，結合表2的電機綜合效率判定依據，若電機運行不經濟，宜對水泵系統配套電機進行節能改造，選配智能控制、節能高效替代原驅動電機。6.3.2電機運行電流根據本文件中公式(11)修正為電機有效電流，若電機有效電流低于電機額定電流的35%，判定電機運行不經濟，應選配智能控制、節能高效電機替代原驅動電機。若電機有效電流低于電機額定電流的35%，判定電機運行不經濟，應選配智能控制、節能高效替代原驅動電機。6.3.3智能電機系統同樣具備調速節能能力，若水泵系統為變工況運行，節能改造后通過調速方式降低水泵運行全過程、全流程平均流量和揚程，確保生產穩定的情況，則工況變化過程調速實現的節能應視為有效節能。6.3.4電機改造原則上不改動原有水泵，僅對電機及其控制系統進行改造，新電機安裝尺寸應與原電機安裝尺寸完全一致，不得改動原電機基礎破壞新舊電機互換性，避免節能改造期間長時間停產。9DB5104/T54.1—20226.3.5智能控制、高效電機的改造應具備低速、重載啟動功能，以確保安全去除原電機所配調速系統、串電阻等降壓啟動的機構。6.3.6在水泵系統節能改造過程中，技術路徑可采用一條，也可以采用兩條及以上。7水泵系統改造效果評定7.1改造前參數7.1.1改造前前需對水泵系統流量、揚程進行檢測，改造方與用能單位雙方簽字確認。7.1.2改造前需在原電機配電房加裝三相有功電度表以及累時器，在約定的采集周期內，記錄原始耗電數據，作為計算改造節電率的原始數據，雙方簽字確認。7.1.3改造前所有壓力表、流量表、有功電度表、累時器等數據，改造相關方應到現場共同確認，抄表、拍照作為結算原始依據并存檔備查。水泵系統改造前參數確認表見附錄A。7.1.4水泵系統改前平均功率按公式(12)計算：…………………式中：Prq——改造前電機平均有功功率，單位為千瓦(kW)；k——電度表倍率；W1、W2——改造前采集周期起始、終止運行時的有功電度，單位為千瓦時(kW·h)；T——采集周期，單位為小時(h)。7.2改造后參數7.2.1改造后需對水泵系統流量、揚程進行檢測，改造方與用能單位雙方簽字確認。若水泵系統為變工況運行，節能改造后通過調速方式降低水泵運行全過程、全流程流量和出口壓力，確保生產穩定的情況，則工況變化過程調速實現的節能應視為有效節能，改造成功。7.2.2改造后需在電機配電房加裝三相有功電度表以及累時器，在約定的集周期內，記錄原始耗電數據，作為計算改造節電率的原始數據，雙方簽字確認。7.2.3改造后所有壓力表、流量表、有功電度表、累時器等測量數據，改造相關方應到現場共同確認，抄表、拍照作為結算原始依據并存檔備查。水泵系統改造后參數確認表見附錄B。7.2.4水泵系統改后平均功率按公式(13)計算：…………………式中：DB5104/T54.1—2022Prh——改造后電機平均有功功率，單位為千瓦(kW)；W3、W4——改造后采集周期起始、終止運行時的有功電度，單位為千瓦時(kW·h)。7.3節能量及節能效率的核定7.3.1根據改造前后的平均功率計算改造前后的節能量及節能率。7.3.2改造后時間段t內的節能量按公式(14)計算：Se=(Prq-Prh)×t (14)7.3.3改造后時間段t內的節能率按公式(15)計算：×100%…………………DB5104/T54.1—2022水泵系統改造前參數確認表水泵系統