现代泵送系统和精密控制阀正在彻底改变发电设施管理其关键流体系统的方式，从而实现大幅节能、减少排放并提高运行可靠性。

泵和管道系统构成了每个发电设施的关键循环网络，默默地将各种能源转化为驱动现代世界的电能。从维持最佳工作温度的冷却水系统，到向锅炉和蒸汽发生器输送精确调节水温的给水泵，这些部件对于工厂的效率、可靠性和安全性至关重要。

虽然预防性维护是泵可靠运行的基础，但具有前瞻性的发电厂正日益将效率优化作为一项并行策略。根据发电厂的类型，泵送系统通常占典型电厂辅助电力消耗的25%或更多。因此，即使是边际效率的提升，也能随着时间的推移带来显著的节能效果和运营成本的降低。

对可靠性和效率的双重关注激发了诊断和优化技术的创新。在这些进步中，专业的泵效率改进工具已成为工程团队的强大资产。这些工具将实时性能监控与先进的分析功能相结合，以识别效率低下之处，预测潜在问题，并推荐精准的优化措施。

泵能量优化服务

苏尔寿服务公司是一家为泵及其他发电厂设备提供零部件及维护和维修解决方案的供应商，该公司近期推出了一项全新的泵能源优化解决方案。该解决方案名为“苏尔寿能源优化服务”，号称是一项“节能减碳服务，将为离心泵在其整个生命周期内的运行树立新的最佳实践标准”。预计该服务将惠及包括发电在内的能源密集型行业。

苏尔寿服务部总裁Ravin Pillay-Ramsamy表示：“低效且不可靠的泵每年给工业领域的运营商造成数百万美元的不必要的停机时间、能源成本和碳排放损失。苏尔寿能源优化服务提供全面的解决方案，解决这种低效问题——从识别到改进和监控。”

苏尔寿推出这项服务是为了满足其所谓的“日益增长的工业能源效率需求”。它将数字分析、机器学习和持续监控与公司数十年的工程经验相结合，旨在“降低碳排放、提高可靠性并降低能源成本”。苏尔寿声称，这项服务可使部分泵的效率提高高达 30%。

Pillay-Ramsamy 表示：“由于该服务确认的能源优化改进，西班牙的一家试点客户现在每年将节省 100 万欧元的能源成本和超过 2,300 吨的二氧化碳排放量。通过重新评估五台泵的额定功率，能源效率从 72% 提高到 83%，每年为运营商节省 5,000 兆瓦时的电力。”

该流程实际上涉及四个步骤。首先进行初步泵能源审计（图1）。这旨在识别效率低下的区域。苏尔寿的专有计算器 PumpWise 可分析可能实现的能源、碳排放和资金节省。

1. 泵能源审计有助于工厂管理人员了解工厂泵资产的当前运行情况以及效率低下的根本原因。图片来源：苏尔寿

随后，审核团队将制定一份定制方案，列出一系列可实施的方案。此步骤的目标是提出一些建议，以确保泵以最佳效率运行。可以提出的工程改造示例包括：水力优化、添加专用涂层、调整磨损间隙等。

每个方案都权衡了运营成本、投资、停机时间、回报和效率保证。升级将在苏尔寿成熟的改造团队的支持下实施。苏尔寿表示，自2010年成立以来，该团队已在全球范围内完成了4000多个改造项目。据报道，该团队由全球120多个服务点组成的网络提供支持。

改造后，苏尔寿提供性能协议，以保持最佳的可靠性和效率。协议包括使用公司专有的机器学习技术 Blue Box，据称该技术可以将泵性能数据转化为可操作的洞察。

Pillay-Ramsamy 表示：“对于不断面临以更少资源产出更多资源挑战的运营商而言，提高能源效率是双赢的。总而言之，我们相信，该解决方案为泵运行树立了新的最佳实践标准，在帮助运营商做好未来准备方面超越了以往的先例。”

创新控制阀设计

虽然泵效率优化工具能够为系统性能提供关键洞察，但要将这些洞察转化为实际运行，需要精准的控制机制。泵送系统与过程控制的交汇点，是任何发电设施中最关键的部件之一：控制阀。

控制阀是调节整个工厂流量、压力和流体分配的最终控制元件。本质上，它们是控制系统的执行机构，将电信号转换为精确的机械运动，直接影响过程变量。即使是最复杂的监控系统和效率算法也无法克服阀门性能不足的局限性。

对阀门精度的这种关键依赖推动了控制阀设计的重大创新。在这些进步中，V 型端口系列控制阀代表了流量控制技术的显著进步。通过解决传统阀门设计中常见的挑战——例如节流不精确、易受气蚀以及在不同工艺条件下性能不稳定——这些阀门实现了必要的控制精度，从而充分发挥现代诊断工具所识别的效率潜力。

Aalberts 集成管道系统近期推出了一款新产品：Apollo V 型端口系列控制阀（图 2）。Apollo V 型端口系列控制阀专为精确流量控制、耐用性、可靠性和多功能性而设计，适用于发电和可再生能源等一系列应用和行业。Apollo V 型端口系列的主要特点包括：三件式结构，配备封闭式紧固件，方便维护和维修；提供标准端口和全端口选项，功能多样；以及不锈钢内件和硬件，耐腐蚀。

2. Apollo V 型球阀设计用于在阀门处于部分开启位置时处理更高的流体速度和更大的压降。与使用更传统的控制阀相比，选择 V 型球阀进行控制操作可以让用户选择更具成本效益且直径更小的阀门。图片来源：Aalberts IPS

压力平衡式实心球阀可降低操作扭矩，确保运行更平稳；压缩控制式螺旋缠绕垫片则可提升密封性，减少泄漏。防喷出式一体式底部插入式阀杆可防止阀杆在压力下喷出，从而提高安全性；静态接地的球阀、阀杆和阀体则可降低静电积聚的风险。

3. 此图显示了 Apollo 84B（碳钢）和 85B（不锈钢）系列控制阀在不同开度范围内的流量系数 (Cv) 曲线。图片来源：Aalberts IPS

Apollo V型端口轮廓几何形状是利用计算流体动力学 (CFD) 研究开发的。随后，通过测试验证，创建了每种阀门尺寸和轮廓的阀门流量系数 (Cv) 曲线（图3）。这些轮廓实现了理想的流量控制范围和固有的可调比。这些阀门与原版 Apollo 全端口和标准端口阀门共享同一平台，但提供 30 度、60 度和 90 度 V 型端口（用于等百分比流量控制）以及用于窄带线性流量控制的开槽版本（图 4）。

4. 控制阀有四种球阀选项：90度（-V9）、60度（-V6）和30度（-V3）端口选项，或1/16英寸槽口（-SX）。图片来源：Aalberts IPS

据报道，对于发电行业，V-port系列在去离子水精处理、锅炉给水和冷凝水精处理等应用中表现出色。据Aalberts IPS称，这些阀门可提高系统效率并降低维护需求，确保长期不间断运行。

维护仍然是优先事项

尽管泵、阀门和管道系统至关重要，但它们通常只有在出现问题时才会受到关注。然而，这些部件故障的后果可能非常严重——从发电容量和效率的下降，到灾难性的设备损坏，以及造成数百万美元维修费用和收入损失的非计划停电。在竞争激烈的能源市场中，此类中断会严重影响运营经济效益以及设施满足电网需求的能力。

这些重要系统的预防性维护策略不仅代表着运营的必要性，更是一项战略投资。随着发电厂在保持可靠性的同时延长使用寿命的压力日益增大，有效的泵、阀门和管道管理方案已成为卓越运营的关键因素。最成功的发电厂已经认识到，综合维护方法——包括状态监测、预测分析和战略性组件升级——能够通过提高效率、延长设备寿命和大幅减少停机时间带来丰厚回报。

— Aaron Larson是 POWER 的执行编辑。