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。東莞南方泵業(yè)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、節(jié)材、提高泵機組可靠性等多因素的廣義節(jié)能觀念。工作重點也從提高離心泵設(shè)計效率轉(zhuǎn)為提高離心泵系統(tǒng)的運行效率，通過優(yōu)化運行來實現(xiàn)離心泵系統(tǒng)節(jié)能的研究已成為發(fā)展趨勢和熱點。因此，可采用理論分析、數(shù)值模擬和試驗研究相結(jié)合的方法對離心泵系統(tǒng)優(yōu)化運行策略進行深入研究，東莞南方水泵認識到主要研究工作和創(chuàng)新點有：

    1.針對傳統(tǒng)離心泵運行機理分析只適用于完整系統(tǒng)特性已知的情況，而對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)點上游不變或明確的部分與該節(jié)點下游不確定的部分分開，對明確部分的分析仍采用傳統(tǒng)分析方法，而對不確定的部分采用節(jié)點需求壓能的分析方法，建立了復(fù)雜離心泵系統(tǒng)運行機理分析方法。

    2.對離心泵系統(tǒng)中求解最小能耗運行線的方法進行了研究，在水泵運行機理分析的基礎(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，對離心泵系統(tǒng)進行了分類，針對各類系統(tǒng)分別建立了最小需求能耗運行控制線的數(shù)學(xué)模型。

    3.對離心泵系統(tǒng)能量供需平衡實現(xiàn)策略進行了研究，發(fā)現(xiàn)用水需求規(guī)律是系統(tǒng)能否按最小需求運行的關(guān)鍵，需求規(guī)律確定的系統(tǒng)可完全采用最小能耗運行線為運行控制線，而用水規(guī)律不確定系統(tǒng)只能接近最小需求線，并且運行策略的制定與部分系統(tǒng)特性有關(guān)。

    4.針對用水規(guī)律不確定系統(tǒng)無法按最小需求控制線運行的問題，通過理論和試驗方法對需求規(guī)律不確定供水系統(tǒng)進行了運行機理的分析，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)點作為控壓點，并以此來制定供給策略。同時在能夠直接控制該點狀態(tài)的系統(tǒng)中建立分流量段變壓供給策略，即將流量區(qū)域劃分為幾個流量段，在不同的流量段，其設(shè)定值不同。而對無法直接控制的系統(tǒng)，建立線性供給策略，即按一條連接最大流量下泵的工況點和滿足系統(tǒng)最低需求的靜態(tài)水頭點的直線運行。并且通過試驗證明這些方法是可行的，易實現(xiàn)的，而且是節(jié)能的。

    5.針對傳統(tǒng)的調(diào)度模型忽視了水泵運行過程中，由于不同工況而造成的維護費差異問題。采用泵的振動強度來評估這些差異，根據(jù)泵的振動特性，首次建立了反映水泵運行狀態(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，新模型可以對傳統(tǒng)模型所求得的結(jié)果進行修正，使離心泵運行在低振動狀態(tài)，且維修費用也有所降低。

    6.對離心泵系統(tǒng)中常見的一種經(jīng)濟配置方式——單變頻控制的大小泵搭配配置進行了研究，發(fā)現(xiàn)若將變頻器同步切換技術(shù)引入此種配置中，則可以進一步降低能耗。因此，針對這種控制方式，首次建立了計及變頻器切換的調(diào)度控制模型，通過仿真試驗證明，采用該方法配置離心泵系統(tǒng)能夠運行在更加節(jié)能的工況，具有較高的性價比。

    7.對離心泵供水系統(tǒng)的控制模型進行理論分析和試驗研究，證明離心泵供水系統(tǒng)可簡化為一個一階慣性滯后模型。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)辨識工具箱，辨識出該供水系統(tǒng)的模型，結(jié)果表明，當(dāng)調(diào)節(jié)量較小時，其過程是可用線性模型進行近似的，而調(diào)節(jié)量較大時，采用線性模型無法對其進行近似，需要使用非線性模型。通過試驗數(shù)據(jù)構(gòu)造出了模型的增益函數(shù)對供水過程模型進行修正，又通過仿真計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。

    8.對常規(guī)PID控制器，NCD-PID控制器，模糊PID控制器對離心泵系統(tǒng)的適應(yīng)性進行了分析，結(jié)果證明當(dāng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)量較大時，常規(guī)PID不能較好地實現(xiàn)控制功能，而NCD-PID和模糊PID控制器卻能夠較好地實現(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.針對離心泵系統(tǒng)運行控制策略與系統(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。在對離心泵運行機理研究的基礎(chǔ)上，建立了基于運行控制策略的離心泵系統(tǒng)配置可行性和經(jīng)濟性的數(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。