《泵系统能耗实时监控技术要求》GBT 47980-2026

1GB/T47980-2026泵系统能耗实时监控技术要求本文件确立了泵系统能耗实时监控的总体原则和监控范围，并规定了技术要求、功能验证与运行维护。本文件适用于回转动力泵(离心泵、混流泵与轴流泵等)及其泵机组(电动机、汽轮机或内燃机等驱动机)、泵系统运行能耗的实时监控，其他类型泵系统参照执行。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T3216回转动力泵水力性能验收试验1级、2级和3级GB/T13469离心泵、混流泵与轴流泵系统经济运行GB/T16666泵类液体输送系统节能监测GB18613电动机能效限定值及能效等级GB19762离心泵能效限定值及能效等级GB/T22239信息安全技术网络安全等级保护基本要求GB32030潜水电泵能效限定值及能效等级GB/T36323信息安全技术工业控制系统安全管理基本要求GB/T38674信息安全技术应用软件安全编程指南3术语和定义泵系统pumpingsystem一台或多台泵机组及其进出口管路、阀门、控制装置等构成的具备确定工作性能的运行系统。能耗实时监控real-timemonitoringofenergyconsumption对采集数据自动处理、存储、传输和计算，实现泵系统能耗的状态参数和性能指标的实时状态监测、分析预警、评估优化以及远程控制等。4总体原则4.1安全稳定性可连续、安全、稳定地实时运行，不影响现有设备与系统的完整性和稳定性，信息与网络安全防护措施完善。24.2系统整体性监控泵系统整体的运行能耗数据，与企业能源管控平台等统筹整体设计，并实施分级管理。4.3监控全程性结合设计制造、运行维护、技术改造的全生命周期管理，提升全环节、全过程能耗监控效果。4.4准确可靠性测量仪表选型符合精度、量程、位置等技术要求，数据采集、传输、存储与计算等符合实时监控的功能设置需求。4.5先进适用性根据泵机组型式、容量、台数以及工艺控制需求，合理确定实时监控的覆盖范围、系统规模、技术方案。宜优先采用先进数字信息技术和智能算法，提升实时监控性能。4.6兼容扩展性具备架构开放性和功能可扩展性，支持与现有设备、仪表以及其他硬软件系统的兼容和集成，方便统一管理及维护。5监控范围5.1监控边界应涵盖泵系统的泵、驱动机以及其他附属装置，并对其能耗的状态和性能同步监控。5.2监控架构泵系统能耗实时监控宜采用分布式结构，典型泵系统能耗实时监控架构示例见图1。3监监控管理层采集传输层现场设备层状态监测分析预警评估优化远程控制性能指标数据库状态参数数采传输单元2其他量传感器驱动机和附属装置1泵机组1驱动机和泵机组2驱动机和泵机组3驱动机和附属装置4管道系统泵系统2管道泵系统1数采传输单元1计算其他量传感器状态参数模拟量传感器模拟量传感器操作员站图1典型泵系统能耗实时监控架构6技术要求6.1监控项目6.1.1监控项目主要包括泵系统能耗的状态参数和性能指标。6.1.2状态参数主要包括温度、压力、流量、电压、电流、电功率和转速等泵系统模拟量，启动、停止、运行和阀门开关等泵系统开关量以及数字量等。6.1.3性能指标主要包括泵功率、泵扬程、泵运行效率、泵驱动机运行效率、泵机组运行效率和泵系统运行单耗，以及运行效率偏差、运行单耗偏差、能耗性能劣化率等。6.2监控数据6.2.1测点仪表6.2.1.2被测量数值一般宜在仪器仪表量程的1/2～2/3。主要仪表准确度等级宜不低于表1规定的要求，且应定期开展设备校准或检定工作；必要时可采用更高准确度等级。表1测量仪表及准确度等级压力电压电流电功率46.2.1.3仪表安装宜充分考虑安装环境、场地实际条件和维护便利性，并符合使用说明要求，必要时仪表及测点可冗余配置。6.2.1.4宜优先采用有线传输测点；为优化不同测点的整体布置或可布置空间受限，亦可采用一体化传感装置。6.2.2参数测量6.2.2.1温度测量规定如下：a)采用符合要求的温度传感器，高于350℃时采用热电偶型温度传感器；b)温度测量传感器应布置于泵出口和入口以及泵系统母管处，并位于压力测量装置下游且介质充分混合；c)非电动机驱动的泵，其驱动介质入口和出口应布置温度传感器。6.2.2.2压力测量规定如下：a)采用符合要求的表压压力传感器，必要时采用绝压压力传感器；b)压力传感器布置于泵出口、泵入口以及泵系统母管处，压力取样管引出位置之前不应有影响压力值准确测量的弯头、温度计等；c)非电动机驱动泵，其驱动机驱动介质的入口及出口应布置压力传感器。6.2.2.3流量测量规定如下：a)可根据需要采用转子流量计、靶式流量计、电磁流量计、涡轮流量计或涡街流量计等，必要时采用孔板式、喷嘴式或超声波式流量测量装置；b)流量测量位置应符合所采用流量计使用说明的要求；c)泵系统出口母管上应布置流量测量装置，必要时可布置在每台泵的分支管道上；d)非电动机驱动泵，其驱动机的驱动介质入口管道上同时布置流量测量装置。6.2.2.4电压、电流及电功率测量规定如下：a)电压、电流由布置在驱动电动机电气开关接线入口侧的电压互感器、电流互感器进行测量；采用三相接线时，宜各相分别测量；b)电功率宜采用电功率仪，在驱动电动机电气主控开关的接线输出侧进行测量，或通过分别测量其电压值、电流值，结合功率因数计算得出电功率值。6.2.2.5转速测量规定如下：a)可采用电涡流转速传感器等，必要时宜同步采用齿轮式转速传感器；b)转速传感器布置于基座或轴承箱处，并垂直于转轴，必要时驱动机与泵可同时布置。6.2.2.6其他测量规定如下：a)泵机组设备、管道、阀门等外部泄漏，可采用视频监测等方式；阀门内部泄漏，可采用温度、压力测点监测等方式；b)设备、管道等保温失效超温测量，宜采用红外连续监测等方式。6.2.2.7开关量测量规定如下：a)采用无源或有源触点，触点容量应满足信号采集装置要求；b)具备抗干扰能力，隔离和保护措施完善且可防止误动作，必要时采用冗余配置；c)响应时间符合实时控制和及时报警的生产工艺要求；d)信号源宜包括启停状态、运行备用指示、故障报警、阀门开关位置以及流量开关、压力开关等。6.2.2.8数字量测量规定如下：a)采用符合工业通信协议的数字传感器或一体化传感装置，必要时采用智能采集模块；b)量程和准确度符合6.2.1.2的要求；c)宜具备自诊断功能，可识别传感器故障、通信中断等异常并发出报警；d)可传输连续过程变量及设备状态信息，必要时可与模拟量、开关量互为备用。6.2.3采集传输6.2.3.1数据采集应满足泵系统能耗实时监控的I/O点数、采样频率、各部件负荷率等要求。I/O点数根据实际监控测点配置并留有裕量；采样频率符合监控数据实时性与准确性要求；关键部件负荷率的范围合理且符合系统稳定运行要求。6.2.3.2数据采集与传输的频次宜采用秒级，数据存储的频次宜采用分钟级；必要时可根据系统规模、实时性要求及存储资源进行分级设置。数据本地存储时长宜不低于3年，且支持本地和远程数据备份可选。6.2.3.3宜考虑不同设备、系统间的兼容性，合理选取通信协议。采用现场总线方式进行采集传输时，总线布置应采用冗余布置。6.2.3.4采用无线方式进行采集传输时，符合GB/T36323和GB/T22239的要求。充分考虑有效性和安全性，必要时应采用加密传输方式，并明确传输中断后的数据缓存策略。6.2.4处理计算6.2.4.1状态参数采集传输后，进行有效性检验和处理；同一位置多重测量的数据，剔除异常数据后进行修正处理。现场数据采集过程中的异常值、缺失值等，按GB/T38674的要求进行处理。6.2.4.2必要时可采取数据归一化等处理，消除不同状态参数、不同量纲数据的数值范围差异等影响。6.2.4.3状态参数数据通过实时计算形成性能指标数据，附录A给出了泵系统能耗性能指标计算公式。性能指标可依据行业特点和企业实际需求进行选取及设置。6.3监控功能6.3.1功能设置监控功能宜包括泵系统能耗的状态监测、分析预警、评估优化以及远程控制等模块。6.3.2状态监测6.3.2.1状态监测功能架构，包括状态参数数据库和性能指标数据库，其逻辑关系示例如图2所示。状态参数状态监测图2泵系统能耗状态监测逻辑关系6.3.2.2可直观监测泵系统能耗运行实时状态、实时性能及其历史趋势、对比趋势等，并发现和提示状态参数、性能指标数据异常问题。66.3.2.3状态参数和性能指标与规定值进行实时比较，并对超过允许范围的偏差情况进行监测。6.3.2.4可采用数字、图表、曲线、报告、报表等可视化方式进行实时数据显示和在线管理；可调取数据进行历史溯源管理。附录B给出了泵系统能耗监控运行报表示例。6.3.2.5状态监测结果可用于泵系统能耗的分析预警、评估优化等，同时可作为运行调整、检修维护、技术改造和经济性评价的依据。6.3.3分析预警6.3.3.1分析预警功能架构，包括状态监测数据库、规定值模型、分析模型和预警模型，其逻辑关系示例如图3所示。状态参数数据库状态参数数据库性能指标数据库状态监测数据库规定值模型图3泵系统能耗分析预警逻辑关系6.3.3.2规定值模型应设置状态参数和性能指标基准阈值。阈值宜分类设定，如对标设计值、能效限定值、所属行业或企业先进值等，实现能耗规定值分等级优化管理设置。设计工况基准阈值依据额定规范值进行设置，变工况基准阈值依据性能曲线、修正曲线以及老化曲线等进行设置。必要时可设置阈值修正功能。6.3.3.3监测数据与能耗规定值进行自动比较和分析判断偏差，同时具备实时数据和历史数据对比判断、趋势判断功能。判断结果在人机界面可采用表格、图形、曲线等对比方式展示。6.3.3.4依据能耗分析预警结果进行实时自动告警。未超过能耗规定值但呈现劣化趋势的异常情况，设置趋势异常预警。人机界面预警方式可采用亮字、弹窗、提示音等。必要时对预警阈值及其预警条件进行分级、分阶段设置。6.3.3.5具备模拟量、开关量、数字量等分析预警功能，对超过规定值的状态参数和性能指标进行判断与告警，同时可提供对标预警。附录C给出了泵系统能耗预警项目示例。6.3.3.6宜结合效率设计值、能效限定值以及所属行业先进值，在用能单位内部开展泵系统能耗对标。能效限定值应按照GB18613、GB19762、GB32030执行。6.3.3.7分析预警数据存入对应数据库，可调取历史数据和溯源管理。同时宜具备实时监控系统自诊断功能，对系统自身异常进行实时告警提醒。6.3.4评估优化6.3.4.1评估优化功能架构，包括分析预警数据库、评估模型、优化模型和评估优化数据库，其逻辑关系示例如图4所示。优化潜力计算优化策略计算现场设备层图4泵系统能耗评估优化逻辑关系6.3.4.2进行能耗实时分析与在线诊断，按照运行调整、检修维护和技术改造等进行分类优化潜力计算与分类评估，并按需自动生成能耗评估报告。6.3.4.3结合生产工艺要求进行能耗实时优化策略计算，按需自动生成分类优化目标和分类优化策略，并指导效益优化和实现最佳经济运行效果。表2给出了能耗优化功能设置示例。表2能耗优化功能设置评估状态参数、性能指标及趋势异常情况，优化计算能耗降低潜力经运行调整优化和检修维护优化评估后，仍存在能耗预警时，通过智能算法与智能控制技术，进行评估优化和实现智慧运维；6.3.4.4评估与优化均结合能耗规定值进行，宜同步对标效率设计值、能效限定值以及所属行业或企业先进值。评估优化的结果可分类指导优化调整，并采用数字报告、操作提示、对比曲线图形等方式在人机界面展示。6.3.4.5运行优化宜实时进行。优化目标达到后，优化调整闭环结束。分类评估和分类优化报告宜定期自动生成。6.3.4.6运行调整优化策略主要包括如下内容：a)根据状态参数和性能指标数据，进行实时运行优化分析、优化潜力预测和形成优化策略；b)根据泵整体供需平衡以及需求流量负荷预测，优化启停调度，包括启停调度、旋转备用、应急备用等；8c)各泵机组运行流量负荷分配宜兼顾寿命管理，降低能耗的同时保证各设备可靠性；d)并列运行泵机组均为定速泵时，宜平均分配运行流量负荷；有调速泵时宜协同优化，优先使用调速泵调整运行流量和减少调节阀节流损失；e)泵机组应在高效区运行，运行流量超过高效区时及时启动备用泵机组并列运行，低于高效区时及时停运一台并列运行泵机组；f)在符合工艺控制参数要求前提下，针对泵系统和相关工艺系统整体开展运行策略优化，使运行流量达到最优值；g)有变流量需求时，宜优先采用调速方式调整运行流量或压力；采用节流调节时，应开展运行流量或运行压力寻优试验，减少压损和管道磨损泄漏；h)优化泵系统运行控制，合理设置控制参数和调整控制逻辑，必要时采用智能算法等先进技术，达到最优运行控制品质。6.3.4.7检修维护优化策略主要包括如下内容：a)应按照厂家规定定期进行检修维护；b)能耗异常且运行调整优化无效时，应安排检修检查；c)检修维护前宜结合运行优化结果进行检修优化分析、优化潜力预测和形成优化策略，并制定检修优化方案；d)泵检修优化主要包括过流部件径向间隙、轴向间隙以及水封间隙、平衡机构间隙等检查与调整，腐蚀、汽蚀、磨损以及变形、损伤部件检查与修复等；e)泵驱动机检修优化主要包括驱动机通流间隙、动静间隙等检查与调整，腐蚀、冲蚀、磨损以及变形、损伤部件检查与修复等；f)泵系统辅助设备检修优化主要包括润滑、冷却系统以及管道、阀门检查与修理等；g)宜考虑根据泵系统设备解体后检查结果，对检修优化方案进行调整。6.3.4.8技术改造优化策略主要包括如下内容：a)结合运行优化和检修优化结果进行改造综合分析、改造潜力预测，形成技术改造优化策略；b)按照技术改造优化策略，针对泵系统整体进行统筹论证和制定技术改造方案；c)泵技术改造优化主要包括转动部件提效升级，以及过流部件水力性能优化、流场优化和密封结构优化等；d)泵驱动机技术改造优化主要包括通流提效升级、热力性能优化和轴封优化，以及高效电动机改造、调速改造和高效内燃机改造等；e)泵系统辅助设备技术改造优化主要包括润滑系统、冷却系统升级改造，以及管道系统局部阻力优化改造、沿程阻力优化改造和阀门严密性改造、阀门调节性能改造等。6.3.5远程控制6.3.5.1远程控制功能架构，包括泵系统能耗远程监控以及安全防火墙、远程运算服务器等部分，其逻辑关系示例如图5所示。远程专家支持远程控制图5泵系统能耗远程控制逻辑关系6.3.5.2通过安全防火墙、远程运算服务器等实现远程在线监测、远程运行管理、远程专家支持，同时可提供手持终端服务等功能。网络安全防护应符合GB/T22239的要求，必要时可对远程控制指令增设人工复核功能。6.3.5.3宜整体设计和单独配置，考虑远程控制与现场控制双控冗余设计，并明确远程控制与现场控制优先级和自动切换条件。必要时可实现无人值守。6.3.5.4通过远程控制可与现场控制同步实现生产计划、调度、考核和报表等管理。6.3.6其他要求6.3.6.1功能模块配置应合理、易用，并符合人机界面友好、操作高效以及功能扩展、智慧化等需求。可设置语音操作功能，需要时现场可设置操作员站。6.3.6.2编程语言、组态软件选型，宜兼顾与其他设备、软件系统兼容和接口扩展性需求，系统平台稳定且可连续可靠运行。6.3.6.3支持数据安全加密、防篡改和访问控制功能，可设置多级用户权限管理。配置安全审计功能，可记录系统用户登录、设备配置等操作日志，日志记录保存时间不宜少于3年。6.3.6.4供电电源应可靠，必要时设置不间断供电电源。6.3.6.5系统平台设计、建设、运行、维护等工作流程应合理，附录D给出了泵系统能耗实时监控平台建设示例。7功能验证与运行维护7.1功能验证7.1.1泵系统能耗实时监控应进行调整运行试验，试验工况不少于3个典型负荷工况。宜结合GB/T3216规定的现场性能测试，验证实时监控技术效果。7.1.2完成安装调试且连续稳定运行超过72h后进行正式验证。7.1.3必要时功能及性能测试、抗干扰及网络安全测试等可委托具备相关检测资质的第三方单位开展，并出具试验检测报告。7.2运行维护7.2.1运行维护主要包括仪表设备定期校验与维护、硬件系统维护、监控功能及软件系统维护和系统安全及运行管理维护等。其中仪表设备校验每年宜至少进行一次。7.2.2宜建立运行巡视检查和维护管理制度，并进行日常运行维护、定期运行维护和缺陷处理以及相关台账管理工作。(规范性)泵系统能耗性能指标计算公式A.1泵运行效率泵运行效率应按照GB/T16666的规定进行计算。A.2泵驱动机运行效率泵驱动机运行效率，应按照GB/T13469的相关规定进行计算，或按照公式(A.1)进行近似计算：7qd——某出力工况下泵驱动机运行效率，%;Pqa.se——某出力工况下泵驱动机输出功率，单位为千瓦(kW),按照GB/T16666中泵轴功率计算方法进行近似计算；Pqa.s——某出力工况下泵驱动机输入功率，单位为千瓦(kW)。A.3泵机组运行效率泵机组运行效率应按照公式(A.2)进行计算：7.——泵机组运行效率，%;PB.——某出力工况下泵传递给液体的有效功率，单位为千瓦(kW);7b——泵运行效率，%;7gd——驱动机运行效率，%;n.——传动机构效率，%;η:——调速装置效率，%。A.4系统运行单耗泵系统运行单耗，应按照GB/T16666中规定的吨·百米耗电量[kW·h/(t·hm)]进行计算。a)驱动机为电动机时，泵系统运行单耗为每吨输送介质所消耗的电量，应按照公式(A.3)进行计算：式中：bdj——泵系统运行单耗，单位为千瓦时每吨(kW·h/t);W,——泵系统消耗的电量，单位为千瓦时(kW-h);∑Q——统计期内泵系统输送介质量的累计值，单位为吨(t)。b)驱动机为工业汽轮机或内燃机时，泵系统运行单耗为每吨输送介质所消耗的驱动机驱动用介质量，应按照公式(A.4)进行计算：式中：bq——泵系统运行单耗，单位为吨每吨(t/t);∑Q——统计期内泵驱动机驱动用介质量的累计值，单位为吨(t)。同时可根据企业实际需求，确定其他的泵系统运行单耗指标。A.5运行效率偏差泵或泵机组运行效率偏差为运行效率与对应设计效率的偏差值，应按照公式(A.5)进行计算：式中：7,;——某出力工况下泵或泵机组的设计效率，%;7———某出力工况下泵或泵机组的运行效A.6运行单耗偏差泵系统的运行单耗偏差为运行单耗与对应设计单耗的偏差值，应按照公式(A.6)进行计算：δm=b,-byx……………δd——泵系统运行单耗偏差，单位为千瓦时每吨百米[kW·h/(thm)]或千瓦时每吨(kW·h/t)或吨b,——某出力工况下泵系统的设计单耗，单位为千瓦时每吨百米[kW·h/(t·hm)]或千瓦时每吨(kW·h/t)或吨每吨(t/t);b——某出力工况下泵系统的运行单耗，单位为千瓦时每吨百米[kW·h/(t·hm)]或千瓦时每吨(kW·h/t)或吨每吨