Выгоды системы накачки
Определить пути минимизации затрат lifecyde вашей системой откачки.
Электродвигателей приходится две трети американской промышленной электроэнергии. Насосные системы составляют около 25% этого потребления электрической двигателя. 1998 исследования, финансируемого Министерством энергетики США (DOE, Вашингтон, округ Колумбия, <a target="_blank" href="http://www.energy.gov" rel="nofollow"> www.energy.gov < />) оценивает потенциал экономии энергии приблизительно на 26%, что составляет более 7500 ГВт / год, через насосных систем, оптимизации в химической промышленности с использованием существующих, проверенных методов и технологий (1). Эта возможная экономия энергии представляет собой значительную экономию средств потенциал для промышленных объектов. Например, средний завод неорганических химических веществ может сэкономить более $ 75000 в год только за счет оптимизации ее насосных систем, по данным исследования Министерства энергетики. Кроме того, было показано, что повышения энергоэффективности на промышленных систем обычно повышают надежность и производительность, при одновременном снижении экологических издержек.
Многие конечные пользователи потребляют изо дня в день мероприятия, необходимые для поддержки деятельность на объекте, а также отсутствие времени и ресурсов, необходимых для выполнения инженерных методические исследования по оптимизации операций, что может быть в сотни насосов на их объекте. В данной статье представлена справочная информация о насосных систем, эффективности и вводит инструменты, которые доступны, чтобы помочь конечным пользователям быстро распознавать возможности получения прибыли от их насосных систем.
Создание бизнес-
Энергоэффективность как правило, не является определяющим фактором для принятия решений в промышленности (2). Машины и корпоративного управления персоналом, как правило, связаны краткое требованиями окупаемости и повышения производительности труда, при рассмотрении инвестиционных основных фондов. К счастью, большинство энергоэффективности проектов обеспечить неэнергетических преимуществ, таких как: повышение производительности труда; сокращение расходов на соблюдение экологических норм, производства и утилизации отходов, улучшения качества продукции, производственных мощностей, надежности и безопасности работников.
Министерство энергетики США зафиксировала ряд демонстрационных проектов, которые обобщают, как растения в различных отраслях промышленности внедрили экономически жизнеспособных проектов по энергоэффективности. Министерство энергетики США пересмотреть некоторые из этих проектов для количественного определения общих затрат и выгод в денежном выражении, которые знакомы с завода и корпоративного управления. Тематические исследования можно получить в промышленной технологии "Clearinghouse МЭ или посетите <a target="_blank" href="http://www.oit" <rel="nofollow"> www.oit / A>. doe.gov / bestpractices.
Часто разработчики проекта будет лучше, если они избегают слова "энергия" и описание потенциальных проектов, как "эффективность" и "производительность" проектов по улучшению при представлении их к управлению. Потенциальные проекты должны быть поддержаны финансового анализа, что включает в себя как энергия и неэнергетических затрат и выгод (экономии). Анализ может быть проведен с точки зрения чистой приведенной стоимости, внутренней нормы прибыли или стоимости жизненного цикла (LCC), каждый из которых учитывает временной стоимости денег.
соображения стоимости жизненного цикла
Более глубокого понимания всех компонентов, которые составляют общую стоимость владения системой откачки даст возможность значительно сократить энергопотребление, эксплуатацию и обслуживание. LCC анализ представляет собой инструмент управления, который может помочь компании реализовать эти возможности. Анализ учитывает расходы на приобретение, установку, эксплуатации, обслуживания и утилизации всех компонентов системы. Определение LCC системы включает следующие методики для выявления и количественной оценки всех компонентов уравнения LCC.
При использовании в качестве инструмента сравнения между возможными конструкции или ремонта альтернатив, процесс LCC позволит наиболее экономически эффективное решение в рамках имеющихся данных.
Хотя в значительной степени зависит от типа насоса и условий применения, многие насосных систем имеют типичный срок службы 15-20 в год. Некоторые элементы затрат будут произведены в самом начале, а другие будут произведены в разное время в течение всей жизни различных насосных решений оценивается. Точной оценки различных решений необходимо вычислить настоящего или дисконтированной стоимости LCC в насосной системе.
LCC анализ, как для новых объектов или реконструкции, требует оценки альтернативных систем. Для большинства объектов, жизни энергии и эксплуатационные расходы будут доминировать в иных издержек. Таким образом, важно точно определить текущую стоимость энергии, а также ожидаемый годовой эскалации цен на энергоносители для предполагаемого срока, а также ожидаемое содержание труда и материальных затрат. Другие элементы, такие как стоимость жизни простоя, вывода из эксплуатации и охраны окружающей среды, часто могут быть оценены на основе исторических данных для объекта. В зависимости от процесса, простои затраты могут быть более значительными, чем энергия, или содержание элементов уравнения LCC. Особое внимание должно быть уделено потери производительности из-за простоя.
Гидравлического института (HI; Parsippany, NJ), консорциум американских производителей насосов, в сотрудничестве с EUROPUMP (Брюссель, Бельгия; <A HREF = "http://www.europump.org" целевых = "_blank" относительной = " NOFOLLOW "> www.europump.org </ A>), Европейской ассоциации производителей насосов, выпустил" Помпа жизненного цикла Стоимость: Путеводитель по жизненным циклом Анализ затрат для насосных систем "(3). В этом руководстве объясняется углубленного жизненного цикла стоимостью для насосных систем и обеспечивает существенное техническое руководство по разработке новых насосных систем, а также оценка совершенствования существующих систем. Он также включает примеры ручного расчета LCC и описывает программный инструмент, который помогает в расчет LCC. Руководство в продажу в США через веб-сайт Гидравлические института, <a target="_blank" href="http://www.pumps.org" rel="nofollow"> www.pumps.org </ A>.
Определение эффективности
Насос эффективность определяется как жидкости или гидравлического насоса мощность, P ^ югу е ^ -, деленное на мощность входного вала, к югу P ^ S ^:
Эффективность любого насоса зависит от гидравлических эффектов, механических потерь и внутренних утечек. Насос производителей есть много способов, чтобы улучшить эффективность насоса. Например, закончить насоса поверхность может быть отполирована до снижения гидравлических потерь, но и дополнительные расходы при этом должны быть взвешены против экономии энергии.
"Хороших" эффективность насоса будет варьироваться в зависимости от типа насоса. Насосы со специальными характеристиками, такими, как консервы-двигательного насосы, самовсасывающие насосы, насосы для твердых обработки и low-flow/high-head насосы долг обычно имеют низкие оценки эффективности (4).
Полезные гидравлических электроэнергии, вырабатываемой с помощью насоса пропорциональна произведению объемного расхода, Q, полный напор, H, и удельный вес жидкости, [] гамма:
H и Q на основе гидравлических измерений, проведенных в непосредственной близости от насоса. Для измерения эффективности накачки, насос поставщиком четко хотели бы измерить голову разработан насос как можно ближе к насосу практические сведения к минимуму последствий трубопроводов фракционной потери измеряется эффективность. Но нет никаких оснований же отношения не может быть продлен из в систему так, чтобы эффективность включать некоторые или все компоненты системы.
В простом насосные системы, изображенной на рисунке 1, жидкость взята из танка и прокачивается через трубопроводы системы, которая включает в себя один для регулирования расхода клапана для повышенных танка. Линия рециркуляции с другой регулирующий клапан также включен. Насос приводится в действие электродвигателем кормят из центра управления электродвигателями (MCC), который, в свою очередь, питается трансформаторной подстанции. Как измеряется эффективность такой системы?
Рассмотрим ряд коробок обращено на различных уровнях по всей системе. На каждом уровне входного сигнала и полезная мощность измеряется, а соотношение определяет эффективность процесса внутри коробки.
На рисунке 1, желтое поле обращается вокруг насоса. Входной мощности мощности на валу, к югу P ^ S ^, а выходная мощность гидравлической мощности, P ^ ^ е югу доставлены в системе. Насос эффективности, [т.] ^ югу р, рассчитывается как уравнение. 2.
Кроме того, на рисунке 1, красное поле обращается вокруг обоих насоса и двигателя. Входной мощности электроэнергии, подаваемой на двигатель. Полезные выходная мощность гидравлической мощности, поставляемой в системе. Соотношение комбинированного двигателя и насоса, или провод-эффективность использования воды. Таким образом, для электродвигателя, P ^ S ^ к югу является произведением скорости вращения, [Омега], а крутящий момент, T:
Даже лучше, показатель эффективности для анализа целях повышения общей эффективности системы, [т.] ^ ^ к югу системы, которая определена в качестве объединенного эффективность насоса, двигателя и системы распределения.
На рисунке 1, синее поле обращается вокруг насоса, двигателя и нормального распределения сеть трубопроводов от источника в разряд танка. Входной мощности P ^ е ^ к югу. Полезной мощности является чистым P ^ ^ е югу поставляться в рамках всей системы жидкости. Эффективности системы, [т.] ^ ^ к югу системы, как это определено передачи власти в и из окна:
В уравнении. 8, Q является чистым потоком между танками (без учета рециркуляционного течения). Голова перепад высот между танками, или статический напор (неявно игнорируя потери на трение). Это реальная эффективность системы, поскольку она видит только общую картину.
Такой подход, хотя и являются весьма полезными, не работает во всех ситуациях. Например, формула. 1 будет производить эффективности системы нуля для замкнутого цикла циркуляционной системы (например, в системе не статический напор).
Системы оптимизации
В общем, наилучшей стратегией для насосно-системы оптимизации анализа начнется в конце трубы, и назад к работе источника энергии. Элементы и порядок рассмотрения, как правило, предусматривается:
1. Конечная цель или цели
2. система трубопроводов
3. насос
4. передач или сцепного
5. двигатель
6. регулируемый привод (если применимо)
7. пускателя
8. трансформатора.
Есть несколько причин для этого обратной последовательности. Во многих случаях наибольшие возможности повышения эффективности находятся в ситуации, когда жидкость система просто делать намного больше работы (например, обеспечивая более высокий расход или голова), чем действительно необходимо для поддержки Конечная цель этой системы. Другой важной причиной является то, что экономия 1 единица энергии, в конце использование может легко привести к экономии в 2 или 3 единицы энергии в трансформаторе из-за присущей неэффективности каждого из компонентов системы.
Некоторые из этих компонентов, например, при пуске двигателя и вал-вал связи, имеют важное значение с точки зрения надежности, но несущественным с точки зрения энергоэффективности.
Для тех элементов, которые являются более важно, что это лучший способ идти об анализе отдельных компонентов? Существуют методы для оценки эффективности отдельных компонентов в этой области. Но общая цель системного подхода является то, что более важно, для получения показателем общей эффективности системы и эффективность, а не останавливаться на отдельных компонентов. Идея должна видеть лес, а не только деревья.
Основы измерений
Оценка возможностей для улучшения потребуется относительно точных показателей расхода, давления и электрической энергии. Эти количественные измерения должны быть рассмотрены в контексте качественных данных, полученных в ходе бесед и дискуссий с насосной системой операторов, визуальный осмотр и анализ оператора журналов, если таковые имеются.
Большинство приложений включают насос всасывающей и нагнетательной соединения для измерения давления, параметров имеет первостепенное значение для насосных голову расчета. Статический напор, H ^ S ^ к югу, можно легко определить по системе рисунки, линейные измерения и / или давления и датчики уровня. Испытательное давление датчиков, а не постоянно установлены датчики, должны использоваться, если это возможно. Стационарные приборы зачастую значительно по ошибке, в то время как точность контрольного шаблона может быть проверена относительно легко (5).
Q измеряется через постоянное приборов в некоторых приложениях, но постоянный расходомеры нашли реже, чем постоянные приборов давления. Когда постоянно установлены приборы расхода нет, временные испытательные устройства могут быть использованы. Кроме того, Q может быть оценена с использованием измеренных дифференциального давления и насоса кривых. Оценка Q от перепада давления измеряется и кривой производительности насоса не является предпочтительным подходом, но в некоторых случаях, это единственный доступный метод. Во многих случаях, Есть другие источники данных, подтверждающих или уточнить оценки расхода. При использовании насоса кривые, убедитесь, что для измерения фактической скорости насоса. Если она существенно отличается от скорости, при котором кривая была разработана, настроить кривой с помощью законов насоса близости.
Вообще говоря, вязкости и удельного веса либо практически неизменным или может быть легко определено путем прямого измерения или из таблиц, которые обеспечивают вязкости в зависимости от температуры.
Индивидуальные мощности двигателя (P ^ югу е ^), как правило, не контролируются, стационарно установленного документов. Индивидуальные ток иногда контролироваться и отображаться на MCC, так и удаленно, но обычно только для больших двигателей. P ^ е ^ к югу и / или я могу быть измерена с низким напряжением питания автобусов (например, 480 V) с портативными контрольно-измерительной аппаратуры.
Анализ инструменты
Министерство энергетики США разработало руководство для prescreening насосных систем для возможной экономии энергии. Руководящего обеспечивает методологию, которая может помочь в выявлении и определении приоритетности кандидатов системы для оптимизации. Это prescreening руководящего содержит примеры сбора данных форм и может быть загружен в <A HREF = "http://www.ornl.gov/etd-equip/Archive/Prescreen/Prescreening.pdf" целевых = "_blank" относительной = " NOFOLLOW "> www.ornl.gov / ETD-оборудование / Архив / Prescreen / Prescreening.pdf </ A>.
После prescreening процесс выявил насосных систем с потенциальными возможностях экономии средств, НОО в насосной системе Assessment Tool (PSAT) могут быть использованы для дальнейшего системы экрана и количественного накопления. PSAT можно получить на безвозмездной основе в рамках программы НОО BestPractices сайте (<a target="_blank" href="http://www.oit.doe.gov/bestpractices" rel="nofollow"> www.oit.doe.gov / bestpractices </ A>). Prescreening руководство было отмечено выше входит в PSAT установки.
PSAT относится центробежные насосы, которые непосредственно связаны с двигателями три фазы индукции. Минимальный размер двигателя 5 л.с., нет максимума. Программное обеспечение PSAT принципиально опирается на три опоры, которые будут подробно описаны далее в статье: основные электрические, механические и жидкости в соотношении сил, типичные характеристики с отраслевыми стандартами и баз данных, а также полевые измерения жидкости и электрических параметров.
PSAT оценки существующего двигателя и насоса эффективности использования полевых измерений и моторных табличку типа и насос информации. Он также считает, достижимых уровней эффективности, если двигатель и насос, были выбраны для удовлетворения указанных потоков и глава требованиям. "Существующими" и "оптимальный" Полученные результаты сравниваются, и потенциальная экономия мощности. Наконец, потенциальных затрат и экономии энергии, оцениваются на основе заданных пользователем власти стоимость номера и операционной раз.
Три ключевых областях PSAT являются:
Показать расположение - первичный или передней панели программы показан на рисунке 2. Поля ввода, расположенных в трех коробках, которые охватывают левой трети панели.
Насос, двигатель и системы обмена информацией в верхнем левом углу, где общая информация дизайн вошли, в том числе:
* Насос стиль, паспортные скорости и числа этапов
* Вязкости и удельного веса
* Двигатель класса, паспортные л.с., об / мин и напряжение.
Рабочие параметры системы находятся в середине слева:
* Операционная часть (доля времени насос работает при определенных условиях)
* Стоимость электроэнергии ($ / кВт-ч).
Измеренных или необходимые условия, в средне-и нижнем левом являются:
* Регистрируемых (или необходимости) расход (Q) и головы (H)
* Измеряется мощность двигателя (P ^ е ^ к югу) или ток (I) (в зависимости от выбранного метода оценки нагрузки)
* Измеряется напряжения на шине.
"Результаты расчета" отображаются в верхней правой части. "Журнал, суммарные файл управляет", расположенный чуть ниже результаты расчетов, позволяющие пользователю для хранения и извлечения данных для последующего отображения и сравнения. Данные могут храниться на заводе, процесса или любую другую структуру пользователь выбирает. Tab-текст с разделителями-резюме файлы, которые необходимо сохранить входы и выходы могут быть созданы или существующие файлы резюме прилагается. Сводные файлы могут быть открыты и манипулировать в других приложениях. Например, файл с резюме аналитических результатов для всех насосов конкретного объекта может быть создана, позволяя дальнейшего анализа в программе электронных таблиц.
Эксплуатационные характеристики используемых PSAT - BestPractices Программа распространяет бесплатно, MotorMaster (MM) ПО. Его можно загрузить по адресу <a target="_blank" href="http://www.oit.doe.gov/bestpractices" rel="nofollow"> www.oit.doe.gov / bestpractices </ A>. Часть основных несущих конструкций для пакета ММ обширную базу данных двигателей. Базы данных, построенной с использованием автомобильного поставляемый изготовителем данных, включает в себя достаточно полный перечень параметров, таких как мотор-номинальная мощность, КПД, коэффициент мощности, скорости, полный ток нагрузки, корпус стиль, NEMA тип конструкции, номинальное напряжение и цены.
Этот двигатель базы данных была использована для разработки алгоритмов, используемых в PSAT. Двигатель населения, таким образом, с разбивкой по размерам, скорости и эффективности класса, а средний характеристики (сила тока, коэффициента мощности и эффективности против нагрузки). Используя эти средние значения, кривая соответствует характеристик производительности были разработаны.
Кривая соответствует развитым в среднем характеристики производительности базы данных позволяют М. двигателя эффективности должны оцениваться на основе двигателя размера, скорости и измерение либо входной мощности двигателя или тока. Если сила измеряется, PSAT определяет вал отбора мощности и эффективности, что согласуется с заданного размера двигателя и скорости. Если нынешние измеряется мощность оценивается тока от нагрузки профили в PSAT. Полный набор характеристик двигателя (мощность на валу, тока, коэффициента мощности и электрической энергии) может быть установлено независимо от того, тока или мощности измеряется.
Хотя двигатель характеристики, используемые в PSAT были получены исключительно из 460-V моторов, пользователь может выбрать один из других номинальных напряжений, например, 230 В, 2300 В или 4160 В. текущие данные линейно скорректирована с учетом номинального напряжения.
Кроме того, пользователь выбирает один из трех классов двигателя эффективность - энергосберегающих, эффективности стандартов и средний. "Средний" Выбор просто рассчитывает, мощность характеристики, основанные на среднем стандартный эффективности и энергосберегающих двигателей ценностей.
Насос возможность оценки используются PSAT - Есть много различных конструкций насоса применяется к широкому спектру приложений накачки. Некоторые приложения, такие как сточных вод или насосных складе, имеют надежность обслуживания соображения, которые не позволяют использовать более эффективные конструкции, которые используются в работе по очистке перекачивания воды.
К счастью, HI опубликовала стандарт, который дает рекомендации по достижимых уровней эффективности (6). Стандартные адреса эффекты общей стиле насос, емкость, удельная скорость и изменчивость на достижимых эффективности использования таких факторов, как шероховатость поверхности и внутренние зазоры. Стандартный HI прогулки пользователя через ряд шагов, начиная с чтением график для определения эффективности при оптимальной удельной скорости для выбранного стиля насоса и расхода. Далее, удельная скорость рассчитывается и второго графа используется для определения того, эффективность казнь должна применяться из-за неоптимальной определенной скорости. Наконец, третий участок используется для определения общей вариабельности эффективности (функция мощности).
Программное обеспечение использует PSAT кривой приступы графических данных, включенных в стандартную HI оценки достижимых эффективности, но он завершает три шага действие, описанное выше автоматически. 3 показано сравнение эффективности для оптимального два насоса стили, основанные на PSAT расчетов с использованием методологии HI. Следует отметить, что эти кривые отражают оценку стандартной HI о максимально достижимой эффективности (6).
Кривых, показанных на рисунке 3, и аналогичные для других типов насосов, формы контрольных точек, против которого PSAT сравнивает оценка эффективности существующих насоса.
Ввод куски вместе
На основании исходных данных, PSAT первой оценки существующих P ^ S ^ к югу от двигателя измерений данных. Затем он вычисляет P ^ е ^ к югу от указанной Q, H, и [Г]. На данный момент, к югу P ^ е ^, P ^ S ^ к югу и к югу P ^ ^ е, как известно, равно как и [др.] ^ ^ м к югу и [др.] ^ югу р. Учитывая долю времени насос работает, а стоимость электроэнергии, ежегодные потребности в энергии и ее стоимость также рассчитывается.
Пользователь может сравнить энергии и затрат существующей системы насос 1, оптимизированный с точки зрения тип насоса, необходимого давления и требует расхода. Есть как минимум два пути PSAT программное обеспечение может быть использовано для сравнения.
Можно применять энергосберегающие двигателя вместо существующего. Среднего "результаты" столбец показывает потенциал экономии, связанной с мотором замены в одиночку. Альтернативы можно использовать насос для оптимального применения с точки зрения тип насоса, необходимого давления и требует расхода с насосом с приводом от энергосберегающих двигателей. Если существующий двигатель характеризуется низким энергопотреблением, никаких улучшений в эффективности двигателя будет видно.
PSAT результаты полезны в выявлении приближенных энергии и затрат, которые могли бы быть достигнуты, если существующая система насоса были оптимизированы. PSAT не определить, каким образом экономия может быть достигнута, - то есть, это не решение поставщика, а возможность идентификатор.
Кроме того, PSAT не требует, чтобы пользователь эксперт в жидкости систем или приложений насоса эксперт. Даже пользователи с небольшим опытом насосная система может получить полезные результаты от программы. Однако пользователь, знакомый с насосной системы могут использовать PSAT исполнить "что-если" оценок, которые действительно могут помочь в разработке системы.
Пример использования PSAT
Обратитесь к примеру дисплее показано на рисунке 2. Эти данные основаны на комбинации измерений и оценки для применения в насосных Y МЭ-12 в завод в Ок-Ридж, штат Теннесси. Как разделе "примечания" рис 2 относится, тока и напряжения, были приобретены на вторичном стороны стационарно установленного тока (CT) и потенциальных трансформаторов (PT), так как прямых измерений, не могут быть сделаны по 2300-V автобус, который кормил двигателя. Данные масштабируется на КТ и PT соотношения для определения P ^ е ^ к югу и V.3 всасывания и нагнетания давления читали из тестовых приборов. Существовал нет надежного измерения расхода в этой системе. Q оценивается по кривой производительности насоса помощью давления данных. Номинальный КПД двигателя не указано приблизительно 20-летнего старого табличке. Предполагалось, что двигатель принадлежал в стандартный класс эффективности.
Как можно видеть в разделе "Результаты расчета" раздела рис. 2, существующих насоса и двигателя эффективности, по оценкам, 57% и 94% соответственно (первая колонка). Если стандартная эффективность двигателя были заменены на энергосберегающие мотор, некоторое улучшение эффективности двигателей и соответствующего снижения мощности приведет (рис. 2, второй столбец). С указанного непрерывной работы и энергии долл. 0.054/kWh, энергоэффективных двигателей позволит сэкономить около $ 1200 в год. Но с насосом, который оптимально соответствует измеряемому голову и расхода (рис. 2, третья колонка), ежегодную экономию в размере почти $ 22000 в год приведет. Основная причина большой потенциал экономии в том, что насос работал ниже своих лучших расхода точки эффективности. Первоначально он был рассчитана на значительно большую загруженность системы, которые уже не exixts.
Предыдущий анализ проводился на систему, состоящую из насоса и двигателя, как показано на рисунке 1 по содержанию красное поле. Краткий обзор системы показал, что значительный объем головы развивается не только ненужным, - она была утеряна во сильно задушил клапана. По самым скромным оценкам означает, что напор лишь 140 кв.м на 1200 л / мин будет удовлетворять потребности системы.
Обзор системы и поиск отходов является естественной частью расширения поле для покрытия большей части системы, как это сделано на рисунке 1 с использованием синих линий. Следует отметить, что эта система замкнутого цикла системы. 140 м в голову просто здравого смысла, основанный, по консервативным высокую оценку фрикционных потерь в системе, если большинство из искусственно навязанных трения (задушил клапаны, например) была ликвидирована.
PSAT могут быть использованы в более гипотетический режим. Для расхода 1200 л / мин и необходимых глава 140 м, мощность можно скорректировать до оптимизации рейтинг 100 достигнута. Эта оценка означает, что скорректированный мощность можно ожидать в случае насоса и двигателя являются оптимальными для применения. Использование PSAT, ежегодные расходы, связанные с этой операцией будет составлять не менее $ 20000 в год, по сравнению с почти $ 73000 в год для существующих эксплуатационных расходов.
В данном конкретном случае, не технические проблемы помешали оптимальные условия не достигнуты. Двигатель на параллельных насоса не удалось, и было назначено на замену. Оптимальным решением будет также требует одновременных изменений в прилегающих впускной и выпускной трубопроводы. Капитальные затраты на эти мероприятия должны быть оценены в бюджете и утверждены.
Большинство потенциальных экономия была достигнута за счет альтернативных изменений, которые оставили оригинальный насос и трубы на месте и могут быть достигнуты при имеющихся ресурсов технического обслуживания. Вместо того чтобы заменить двигатель с другой 4-полюсный двигатель, объекты менеджер убедил использовать 125 л.с., 6-контактный, 460-V мотор с существующими насоса. По замедление откачки (что случается, когда один выходит на более высокий столб номер), около 82% выявленных потенциальных были сэкономлены средства. Дополнительная экономия была достигнута за счет выделения потока охлаждающей системой, которая была удалена из сервиса. Чистая экономия почти $ 50000 в год.
Использование системного подхода
Когда система считается для оптимизации, "системный подход", как это подчеркивается в вышеприведенном примере, очень рекомендуется. Системный подход и анализ спроса и предложения на собрание и как они взаимодействуют, смещение фокуса анализа отдельных компонентов общей производительности системы (7). Потенциальных затрат и экономии энергии, системный подход к оптимизации намного превышают суммы экономии за счет оптимизации компонентов.
Например, исследование компонентов системы накачки может выявить возможности для энергоэффективных двигателей, замена протекающих клапанов и настройка системы управления энергией, чтобы точно выровнять часов работы насоса с графиком процесса конечного использования . В результате может быть 20% сокращение расходов на электроэнергию. Для сравнения, анализа насосные системы, используя системный подход может определить профиль различной нагрузки, которые могут быть удовлетворены за счет расположения два насоса, в результате чего 50-60% экономии.
Преобразование в возможности экономии
Результаты системного подхода будет варьироваться от системы к системе и от объекта к объекту. Некоторые из наиболее общих признаков и возможность модификации системы, описаны ниже.
Системы с высокой задушил управления клапанами или широкое использование обход линии может свидетельствовать о том, что насос негабаритным. Завышение является общей проблемой, и может быть результатом консервативный дизайн, или дизайн для предполагаемого увеличения мощности или уменьшается в объеме производства. Возможные улучшения в машине колесо при уменьшить диаметр рабочего колеса, установить меньшие колеса, удалить этапах насоса (если насос является многоступенчатым 1), установить меньшие насоса, или уменьшить скорость существующих насоса.
Замена насоса на тот, который лучше подходит для дополнительных требований к системе для повышения скорости и производительности. Возможности для этого изменения включают в себя мероприятия, на которых насоса должны быть удалены на капитальный ремонт или ремонт. В самом деле, причина, по которой насос, возможно, потребуется замена, поскольку он был не самый лучший насос для работы в первую очередь. Негабаритных насос, который работает далеко от своей лучшей эффективности точки (BEP) имеет тенденцию к ускоренному износу страдают. Следовательно, если насос должен быть заменен в результате износа, был насос был правильно размера в первую очередь?
Скорость сокращения могут быть достигнуты путем изменения диаметра шкива (в ременной приложений), установка медленнее скорости двигателя или установки регулируемой скоростью привода. В целом, такие изменения могут быть реализуемы, если насоса всегда выше, чем это предусмотрено в системе.
В случаях, когда требования к насосному оборудованию отличаются друг от друга, контроль скорости или использовать несколько параллельных насосы могут обеспечить привлекательные экономии энергии. В системах, где поток требования меняются, но расход либо не контролируется, или находится под контролем регулирования клапана или обойти контроль потока, скорость-контрольные приборы особенно эффективно. Перепад давления созданные дроссельной заслонки причин потери энергии и, в случае ограничения является довольно серьезной проблемой, может создать значительные шумы потока и клапан-местный износ. После обхода линий отвлечь потока энергии накачки для генерации провел обход потоков в основном впустую.
В последние годы регулируемые приводы (в частности, типа частотно-регулируемый привод) стали очень популярны в качестве метода управления насосной системы. Как правило, регулируемые приводы являются подходящими для циркуляционных систем практически без статический напор. В системах с H югу ^ S ^ превышает 50% H, применение частотно должны быть тщательно проанализированы, так как насоса, работающего точка движется с меньшей эффективностью (7). В системах со значительными югу H ^ S ^, подход, использованный при выборе насоса может иметь огромное влияние на диапазон эффективной работы (8).
Использование нескольких параллельных насосов может быть очень эффективным методом контроля потока в статический головкой доминируют системы. Параллельной насосы не должны быть одинаковыми, например, небольшой насос (как правило, называют пони насос) в сочетании с большой насос может эффективно отвечать определенным требованиям переменной. Операционная пони насоса при нормальных условиях и больших насосов при высоких расходом насоса позволяет каждому работать более эффективно. Параллельные насосы также обеспечить избыточность и часто используемых для этой цели в одиночку.
Любой проект оптимизации насос дает возможность операции обновления и технического обслуживания практики. Частотный анализ можно определить, если проблемы в развивающихся насоса или подшипников двигателя. Вибрация и / или различные электрические методы испытаний могут быть использованы для оценки статора и ротора двигателя здоровья. Если смазки используется масло анализ может обеспечить еще одним свидетельством состояния подшипников. Обслуживание таких задач, как клапан ремонты, теплообменник и механической очистки совместного ремонта может обеспечить дальнейшее улучшение эффективности системы. Распространение системы должны быть проверены для расширения или загрязнителя наращивания, которые могут повысить требования к системе давления. Трубопроводов макет должен быть установлен таким образом, чтобы избежать острых углов, чрезмерное отрасли и резких изменений направления - в частности изгиб непосредственно перед насосом всасывания. Диаметр трубы должна постепенно меняться. Большие диаметры труб требуют меньшей скорости потока.
Многие из этих вопросов обсуждаются в сборник МЭ BestPractices под названием "Совершенствование Насосные системы: Справочник по промышленности", можно получить энергетики промышленных технологий или через веб-сайт BestPractices (<A HREF = "http://www.oit.doe .gov / bestpractices "целевых =" _blank "относительной =" NOFOLLOW "> www.oit.doe.gov / bestpractices </ A>) (9).
1 мотор-вала отбора мощности, P ^ е ^ к югу, и насос-вала отбора мощности, к югу P ^ S ^, предполагаются равными здесь. Это верно для непосредственным двигателя и насоса.
2, предполагая, сбалансированных условий иногда является единственным практическим подходом, точной трехфазные измерения основывается либо на 2 или 3 Вт метр метод (3).
3 Следует отметить, что если напряжение не может быть измерена, номинальное напряжение шины можно использовать с минимальной погрешности. Измеряемое напряжение используется для регулировки MotorMaster оценки.
ЛИТЕРАТУРА
1. Министерством энергетики США, "США Промышленные двигательных систем оценки возможности рынка", Вашингтон, округ Колумбия (декабрь 1998).
2. Пай, Мириам, и Мак-Кейн, A., "Повышение акционерной стоимости: Создание более убедительные аргументы в области энергоэффективности в промышленности по Количественная неэнергетических преимущества", проведенного в 1999 году Американский совет по Энергоэффективная экономика летних исследований по вопросам энергоэффективности в промышленности , Саратога-Спрингс, штат Нью-Йорк, с. 326-336 (июнь 1999).
3. Гидравлического института и EUROPUMP ", насос Затраты жизненного цикла: Руководство к жизни Анализ стоимости цикла для насосных систем", Parsippany, штат Нью-Джерси (2000).
4. Бауэр, Джон, "Уменьшение стоимости жизненного цикла на Энергосбережение в насосных систем," Труды по 1999 Промышленная энергетика Технологии конференции в Хьюстоне, штат Техас, с. 255-260 (май 1999).
5. Casada, Дон, "Скрининг насосных систем по энергосбережению возможности", Труды по 1999 Промышленная энергетика Технологии конференции в Хьюстоне, штат Техас, с. 261-270 (май 1999).
6. Гидравлические институт "Центробежные насосы дизайн и применение", ANSI / HI 1.3-2000 (2000).
7. Таттероу, Вестал и др.., "Энергоэффективная насосных систем," Хим. Обработка, 59 (8), с. 30-37 (август 1996).
8. Casada, Дон, "Энергетика и надежность Вопросы регулируемой скоростью Driven Насосы," Труды по 1999 Промышленная энергетика Технологии конференции в Хьюстоне, штат Техас, с. 53-62 (май 1999).
9. Министерством энергетики США, "Совершенствование Насосные системы: Справочник по промышленности, Вашингтон, DC (январь 1999).
Вестал Таттероу, возможная ошибка, Альянс за сохранение энергии
ДОН CASADA, возможная ошибка, диагностических решений, LLC
Эми Мак-Кейн, Lawrence Berkeley National Laboratory
Вестал Таттероу является руководителем программы по "Альянсу за сохранение энергии (1200 восемнадцатого ул NW, Suite 900, Washington, DC 20036, телефон: (202) 530-2241, факс: (202) 331-9588, E-почта: <a href="mailto:vtutterow@ase.org"> vtutterow@ase.org </ A>), некоммерческая организация, которая создала альянс с Lawrence Berkeley National Laboratory в интересах достижения целей партнеров в области энергетики . Он имеет 20-летний инженерный и опыт управления проектами в промышленном и энергетической эффективности зданий. За последние семь лет, его работа была сосредоточена на программы в рамках BestPractices Министерством энергетики (DOE) Управления промышленных технологий (ОИТ), развитие промышленных осведомленности энергоэффективности и учебных материалов. Таттероу получил степень бакалавра в области машиностроения и материаловедения от герцога Univ. и MS в области управления системами из Univ. Южной Калифорнии. Он является профессиональным инженером зарегистрированных в Вирджинии и сертифицированный менеджер энергии.
ДОН CASADA является инженером-консультантом с диагностической Solutions, LLC (7525 Уикем Road, Ноксвилл, TN 37931, телефон: (865) 938-0965, факс: (865) 947-4658, E-почта: <A HREF = "mailto: doncasada@diagsol.com "> <doncasada@diagsol.com />). Он предоставляет инженерно-консультационных услуг различных организаций, в том числе национальных лабораторий, электроэнергетики и кооперативов, водоснабжения и канализации объектов, а также других строительных фирм. Casada ранее занятых в национальной лаборатории Oak Ridge и Каролина Пауэр энд Лайт Ко Он имеет 6 патентов на вращающихся машин и клапан методы диагностики и является автором "Насосные системы Assessment Tool" программное обеспечение распространяется Министерством энергетики США . Casada получил степень бакалавра в области ядерной энергетики и MS в области машиностроения от штата Северная Каролина Univ. Он является профессиональным инженером в Северной Каролине, а также член ASME и American Water Works Assn.
Aimee Маккейн является программный менеджер Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL; 901 D ул SW, Suite 950, Вашингтон, DC 20024, телефон: (202) 646-7961, факс: (202) 646-7800, E-почты : <a href="mailto:atmckane@lbl.gov"> atmckane@lbl.gov </ A>). Она руководит LBNL работы в поддержку BestPractices и отвечает за международную деятельность BestPractices и строительства партнерских отношений. Она играет ведущую роль от имени Министерства энергетики в формировании сжатого воздуха Challenge, промышленности партнерства, направленной на улучшение производительности сжатого воздуха через системы обучения и воспитания. До прихода в LBNL, Маккейн работал в качестве менеджера проекта в штате Нью-Йорк Управление энергетики. Она имеет степень бакалавра по специальности "архитектура из Вашингтона Univ. и степень магистра в области бизнеса и политики со стороны государства Univ. Нью-Йорк.
