Как провести модернизацию циркуляционного насоса с целью экономии энергии

Thread Content

Циркуляционные насосы широко используются в таких отраслях, как нефтегазовая промышленность, химическая промышленность, металлургия, фармацевтика и энергетика, и их энергопотребление нельзя недооценивать. Энергосберегающая модернизация системы насосов циркуляции имеет большую экономическую ценность для снижения расходов и повышения эффективности предприятия. Наша компания уже долгое время занимается вопросами энергосбережения в системах насосов. Мы модернизировали десятки циркуляционных насосов, имеем богатый практический опыт в этой области, и хотели бы поделиться им с вами. Мы можем сформулировать принцип энергосбережения в системах насосов в одной фразе: «использование высокоэффективных насосов, работающих в режиме максимальной эффективности, что позволяет снизить потери в трубопроводах, в частности уменьшить или полностью устранить потери, связанные с турбулентным потоком». В этом предложении содержатся три ключевых термина: высокоэффективный насос (коэффициент эффективности насоса), точка максимальной эффективности и потери в трубопроводах; это также три ключевых аспекта энергосбережения в системах насосов. (1) Эффективный насос (эффективность насоса): Для экономии энергии необходима высокая эффективность насоса. Эффективность водяного насоса в первую очередь зависит от уровня проектирования, а во вторую — от точности и качества производства ； (2) Эффективность в разных режимах: у одного и того же насоса эффективность различается в зависимости от расхода жидкости. Как правило, максимальная эффективность достигается при работе в номинальных условиях. Если отклонение от номинальных условий велико, то даже если номинальная эффективность насоса высока, его фактическая эффективность будет низкой. Если говорить более подробно, для обеспечения высокой эффективности необходимо учитывать коэффициент нагрузки двигателя и зону его максимальной эффективности. Другими словами, необходимо добиться того, чтобы общая эффективность всей системы насосов была на максимально возможном уровне. (3) Потери в трубопроводах: потери в трубопроводах необходимо снизить до минимума, по возможности устранить потери, связанные с сужением прохода. Мы осуществляем научный анализ и диагностику фактических условий работы насоса, тщательно уделяя внимание трём ключевым аспектам: эффективности насоса, точке максимальной эффективности и потерям в трубопроводах. С помощью современных теорий и научных методов мы выявляем проблемы в системе насоса, принимаем целенаправленные и эффективные меры, полностью раскрываем все возможности для повышения номинальной эффективности насоса, обеспечиваем, чтобы его рабочие параметры находились в зоне максимальной эффективности, и сводим потери в трубопроводах к минимуму. Благодаря синергии этих трех аспектов мы достигаем цели экономии энергии. Вот в чём заключается наш принцип экономии энергии. Наши конкретные меры по экономии энергии включают следующее: 1. Проведение выездных исследований для правильной диагностики проблем в системе, целенаправленное определение параметров проектирования. 2. Благодаря высокому уровню дизайна и концепции энергосбережения повышается номинальная эффективность в рабочих условиях проекта. Широкое применение современных теорий проектирования, таких как теория трехкомпонентного потока, в сочетании с анализом потока с использованием метода CFD и динамическим моделированием, позволяет оптимизировать проекты с учетом конкретных условий эксплуатации. При этом используются проверенные гидравлические модели, а также современное программное обеспечение для проектирования CAD. Самое важное — у нас есть опытные специалисты-дизайнеры, которые вносят свой многолетний опыт и знания в процесс проектирования. Благодаря этому эффективность разрабатываемых насосов и лопастей приближается к максимальным значениям, характерным для данных условий эксплуатации. Старые насосы или лопасти заменяются на более эффективные аналоги. 3. Устранение снижения эффективности, вызванного отклонениями в условиях работы. Обычные водяные насосы представляют собой серийные, стандартизированные изделия, имеющие ограниченный набор характеристик, расположенных в определенном порядке, что позволяет удовлетворять самые разные условия эксплуатации. Невозможно спроектировать и произвести насос с параметрами, соответствующими конкретным потребностям того или иного завода. Ограниченность ассортимента насосов и огромное разнообразие параметров условий их фактической эксплуатации неизбежно приводят к тому, что характеристики насосов не полностью соответствуют требованиям процесса производства, а также фактическому сопротивлению в трубопроводах. Это, в свою очередь, приводит к тому, что насосы работают не в оптимальном режиме ； Изменения нагрузки на насос из различных причин также могут привести к тому, что насос будет работать вне зоны высокой эффективности ； Все это приводит к снижению эффективности и к расточительству энергии. В зависимости от конкретных обстоятельств мы принимаем различные меры для устранения отклонений в режиме работы, чтобы насос снова начал функционировать в зоне высокой эффективности. 4. Индивидуальная разработка и производство для устранения ненужного энергопотребления. При проектировании инженерные бюро, как правило, не проводят точных расчетов потребности каждого насоса в объеме потока жидкости и сопротивления трубопроводов; чаще всего используется метод аналогий. Это делается ради безопасности и надежности, однако такой подход является довольно консервативным, что приводит к лишнему энергопотреблению. Исходя из реальных условий эксплуатации клиента, мы разумно определяем конкретные параметры и тщательно проектируем насосы, адаптированные именно к этим условиям. Это позволяет обеспечить оптимальное соответствие между мощностью насоса и фактической нагрузкой — так, чтобы она была как раз подходящей, ни слишком великой, ни слишком маленькой. Таким образом достигается повышение эффективности работы и экономия энергии. 5. Оптимизированная комбинация нескольких насосов, целостная оптимизация системы: путем согласованной оптимизированной разработки всей системы — двигателя, насосов, приводных устройств, устройств регулирования скорости, трубопроводной сети и рабочих узлов — обеспечивается рациональное управление для экономичной работы, повышается общая эффективность системы, что способствует экономии энергии. Конкретные меры включают: рациональное распределение насосов, организацию энергосберегающей работы в зависимости от изменений производственной нагрузки с целью сокращения энергопотребления ； Повышение эффективности работы двигателя и т. д ； Разумное распределение и возврат ； Рациональная последовательная и параллельная работа водяных насосов и т. д. 6. Использование технологий регулирования скорости с целью экономии энергии (регулирование скорости с помощью частотного преобразователя, регуляторов на основе постоянных магнитов, муфт и т. д.). Частотно-регулируемое управление является одной из наиболее широко используемых в настоящее время технологий энергосбережения в системах насосов. Она получила широкое признание и принятие, внесши значительный вклад в снижение энергопотребления таких систем. Однако следует учитывать, что некоторые режимы работы не подходят, к тому же сам преобразователь частоты потребляет от 3 до 5% электроэнергии. 7. Точное литье, тщательная шлифовка — повышение качества и точности продукции на этапе производства, а также эффективности. 8. Проводится широкий сбор самых свежих научных достижений в области повышения эффективности насосов, успешного опыта применения различных небольших усовершенствований, а также различных «необычных» и «секретных» методов. Затем все это анализируется и отбираются те решения, которые заслуживают инвестиций в целях их тестирования. Благодаря обобщению полученного опыта и его применению был накоплен большой объем уникальных знаний, что способствовало повышению технического уровня услуг в области энергосбережения. Для достижения хорошей энергосберегающей эффективности необходимо в зависимости от конкретных условий применять различные технологии энергосбережения и комбинировать несколько эффективных мер. Я хотел бы поделиться с вами несколькими недавними примерами из практики нашей компании, чтобы вы могли получить общее представление о результатах энергосберегающих модификаций насосов. 1. После замены обычных лопастей на специально разработанные высокоэффективные лопасти в двухсосовом насосе компании #qsn300-m9, при одинаковом расходе жидкости ток, потребляемый электродвигателем насоса, снизился с 280 А до 230 А. Это позволило добиться экономии энергии в размере 17,8%.

2. В двухсосовом насосе компании #qsn250-m6 также были заменены обычные лопасти на специально разработанные высокоэффективные лопасти. В результате расход жидкости немного увеличился, но ток, потребляемый электродвигателем, снизился с 223 А до 153,8 А. Это привело к экономии энергии в размере 30% ； 3. В химической компании была проведена модернизация двухсосового насоса модели #qsn250-m9 с целью увеличения его производительности. При сохранении прежней конфигурации клапанов и трубопроводной системы расход жидкости увеличился с 490 кубических метров в час до 560 кубических метров в час; кроме того, эффективность работы насоса значительно повысилась. 4. Насос циркуляции в одной химической компании модели 24SH-9B имеет расход воды 2800 кубических метров в час, высоту подъема – 56 метров; мощность двигателя составляет 560 кВт. Ранее средний расход электроэнергии составлял 520 кВт·ч в час. После замены на наши высокоэффективные лопасти расход электроэнергии при том же расходе воды снизился до 470 кВт·ч в час, что позволило сэкономить 50 кВт·ч в час. 5. На предприятии была заменена насосная установка модели OS350-510B на наши энергосберегающие насосы; в результате уровень энергосбережения составил 15%.
6. На другом предприятии насос модели 10sh-6A также был заменен на наши энергосберегающие насосы. При одинаковом расходе жидкости ток снизился с 145 А до 105 А; уровень энергосбережения составил 27%. Этапы и особенности модернизации насосов циркуляции с целью повышения энергоэффективности с использованием лопастей с трехмерным потоком: исходя из фактических условий работы насоса у клиента, с учетом необходимости полного удовлетворения его практических потребностей, на основе теории полностью трехмерного потока с учетом эффектов струи и следа за ней, с применением программного обеспечения для проектирования, такого как PCAD и CFD, а также с учетом богатого опыта опытных инженеров, проводится комплексная оптимизация. В результате создаются новые лопасти с трехмерным потоком, которые можно заменить старыми. Для этого достаточно установить их в корпус оригинального насоса; базовая конструкция оборудования, двигатель, трубопроводы и т. д. не требуют изменений. Монтаж происходит просто и быстро, реализация проекта безопасна и удобна. Эффект экономии энергии значительный, поэтому это можно считать оптимальным решением для модернизации насосов с целью повышения их энергоэффективности. Оригинальный материал, копирование запрещено