14 energiatehokkuutta parantavat mahdollisuudet pumppausjärjestelmissä
Yksityiskohtainen energian arviointi
Pumppujärjestelmät koostuvat pumpuista, kuljettajasta, putkestaasennus ja ohjaus (kuten ASD-laitteet tai kuristimet) ja ovat osa koko moottorijärjestelmää. Alla on esitetty joitakin pumppausjärjestelmän energiatehokkuusmahdollisuuksia.
14 energiatehokkuutta parantavat mahdollisuudet pumppausjärjestelmissä
Myös American Mechanical of Mechanical Engineers -yhdistys(ASME) on julkaissut standardin, joka kattaa pumppausjärjestelmien arvioinnin, joka on määritelty yhdeksi tai useammaksi pumpuksi ja niihin vuorovaikutteisiin tai toisiinsa liittyviin elementteihin, jotka yhdessä suorittavat halutun työn nesteen siirtämiseksi.
Tässä standardissa kuvataan pumppausjärjestelmän 14 yksityiskohtaisen energianarvioinnin ja energiatehokkuusvaihtoehtojen suorittamismenettely.
- ylläpito
- seuranta
- ohjaimet
- Kysynnän vähentäminen
- Tehokkaampia pumppuja
- Oikea pumpun koko
- Useita pumppuja vaihtelevia kuormia varten
- Juoksupyörän leikkaus (tai parranajopyörät)
- Säädettävät nopeusasemat (ASD)
- Vältä kuristusventtiilejä
- Oikea putken koko
- Hihnakäyttöjen vaihtaminen
- Tarkkuusvalukappaleet, pinnoitteet tai kiillotus
- Tiivistymisen parantaminen
1. Huolto
Riittämätön huolto alentaa pumppujärjestelmän tehokkuutta, aiheuttaa pumppujen kulumista nopeammin ja lisää kustannuksia. Parempi ylläpito vähentää näitä ongelmia ja tärkeintä - säästää energiaa.
Waukesha-pumppujen säännöllinen huolto (valokuvaluotto: hollandaptblog.com)
Asianmukainen huolto sisältää seuraavat:
- Kuluneiden juoksupyörien vaihto, erityisesti syövyttävissä tai puolikiinteissä sovelluksissa.
- Laakerien tarkastus ja korjaus.
- Laakerin voitelun vaihto kerran vuodessa tai puolivuosittain.
- Pakkaustiivisteiden tarkastus ja vaihto.
- Mekaanisten tiivisteiden tarkastus ja vaihto.
- Käytä renkaan ja juoksupyörän vaihtoa.
- Pumpun / moottorin kohdistuksen tarkistus.
- Suurin mahdollisuus on yleensä välttää kuristushäviöitä.
Tyypillisiä energiansäästöjä toiminnalle ja kunnossapidolle arvioidaan olevan 2–7 prosenttia sähkön pumppaamisesta Yhdysvalloissa. Palautus on yleensä alle vuosi.
2. Seuranta
Seuranta toiminnan ja huollon yhteydessä voidaan käyttää ongelmien havaitsemiseen ja määrittämiseenratkaisuja tehokkaamman järjestelmän luomiseksi. Valvonta voi määrittää säädettävät etäisyydet, osoittaa tukoksen, juoksupyörän vauriot, riittämättömät imut, käytön ulkopuoliset asetukset, tukkeutuneet tai kaasutäytteiset pumput tai putket tai kuluneet pumput.
Columbia Boulevardin jätevedenpuhdistamon ohjaushuone (kuva: peci.org)
Seurannan tulisi sisältää:
- Käytä valvontaa
- Tärinäanalyysit
- Paineen ja virtauksen valvonta
- Virran tai tehon valvonta
- Eripään ja lämpötilan nousu pumpun poikki (tunnetaan myös nimellä termodynaaminen valvonta)
- Jakelujärjestelmän tarkastus skaalauksen tai epäpuhtauksien muodostumisen varalta
3. Ohjaimet
Minkä tahansa valvontastrategian tavoite on sammuttaa tarpeettomat pumput tai vähentää yksittäisten pumppujen kuormitusta. Kaukosäätimet mahdollistavat pumppausjärjestelmien käynnistämisen ja pysäyttämisen suhteellisen nopeasti ja tarkasti ja vähentävät tarvittavaa työvoimaa perinteisiin ohjausjärjestelmiin nähden.
Kaukosäätimen pumppujen ohjauspaneelit vesijohtopumppujärjestelmään (kuva luotto: stainlesssteel-storagetank.com)
4. Kysynnän vähentäminen
Säiliöiden säilytys voidaan käyttää tasaamaan virtauksentuotantokierto, energiatehokkuuden parantaminen ja mahdollisesti pumpun kapasiteetin lisäämisen tarve. Lisäksi ohituspiirit ja muut tarpeettomat virrat on poistettava.
Kokonaispään vaatimuksia voidaan myös vähentääprosessin staattisen paineen alentaminen, imuainesäiliöstä poistoputkeen nousun kohoamisen minimointi, staattisen korkeuden muutoksen vähentäminen sifonien avulla ja sumutussuuttimen nopeuksien alentaminen.
2500 gallonan vesisäiliö, jossa on sisäinen sähköinen kellukytkin uppopumppujärjestelmien ohjaamiseen (kuva luotto: austinlakepumps.com)
5. Tehokkaampia pumppuja
Pumpun tehokkuus voi heikentyä 10–25% sen käyttöiän aikana. Teollisuuden asiantuntijat huomauttavat kuitenkin, että tämä onhuonontava suorituskyky ei välttämättä johdu pumpun iästä, vaan se voi johtua myös prosessin muutoksista, jotka ovat saattaneet aiheuttaa pumpun kapasiteetin ja sen toiminnan epätasapainon.
Kuitenkin se voi joskus olla tehokkaampaa ostaa tarvittava pumppumyös siksi, että uudemmat mallit ovat tehokkaampia.
Poikkeuksia ovat lietteen käsittelypumput, korkean nopeuden pumput tai sovellukset, joissa pumppu tarvitsee erittäin pienen nettopositiivisen imupään pumpun sisääntulossa.
Tehokas pumppuasema (valokuvaluotto: Grundfos)
Pumpun vaihtaminen uuteen tehokkaaseen vähentää energiankulutusta 2% - 10%. Korkeamman hyötysuhteen moottoreiden on osoitettu lisäävän pumppujärjestelmän tehokkuutta 2% - 5%.
6. Oikea pumpun koko
Pumppu voi olla väärin mitoitettu nykyisten tarpeiden mukaanjos se toimii kuristetuissa olosuhteissa, sillä on suuri ohitusvirtausnopeus tai sen virtausnopeus vaihtelee yli 30% sen parhaasta tehokkuuspistevirtauksesta (US DOE-OIT, 2005). Jos huippukuormitusta voidaan vähentää, pumpun kokoa voidaan myös pienentää. Pienempi moottori ei kuitenkaan aina johda energiansäästöön, koska ne riippuvat moottorin kuormituksesta.
Vain jos suurempi moottori toimii alhaisella teholla, korvaaminen voi johtaa energiansäästöön. Pumpun kuormituksia voidaan vähentää vaihtoehtoisten pumpun kokoonpanojen ja parannettujen toimintojen ja hallintakäytäntöjen avulla.
Kun pumput ovat dramaattisesti ylisuuria, nopeus voipienennetään vaihteella tai hihnakäytöllä tai hitaammin moottorilla. Tämä käytäntö ei kuitenkaan ole yleinen. Palautukset näiden ratkaisujen toteuttamiseksi ovat alle vuoden. Ylimääräiset ja kuristetut pumput, jotka tuottavat ylimääräistä painetta, ovat erinomaisia ehdokkaita juoksupyörän vaihtamiseen tai "leikkaamiseen" energian säästämiseksi ja kustannusten vähentämiseksi.
Pumppu ja säätimet ovat suunnitelleet innovatiivisen modulaarisen tehostusjärjestelmän, joka sopii erinomaisesti rakennuksiin, jotka vaihtelevat 5-150 tarinasta 50 - 5000 gpm (kuva luotto: callaghanpump.com)
Pumpun ylikuormituksen korjaaminen voi säästää 15–25% sähkönkulutuksesta pumppaamiseen (keskimäärin Yhdysvaltain teollisuudessa).
7. Useita pumppuja vaihtelevia kuormia varten
Useiden pumppujen käyttö on usein enitenkustannustehokas ja energiatehokkain ratkaisu kuormien vaihteluun, erityisesti staattisessa päänvaltaisessa järjestelmässä. Vaihtoehtoisesti dynaamisissa järjestelmissä voidaan harkita säädettäviä nopeussäätöjä. Rinnakkaiset pumput tarjoavat redundanssia ja lisäävät luotettavuutta.
8. Juoksupyörän leikkaus (tai parranajopyörät)
Rajaus vähentää juoksupyörän kärjen nopeutta, mikä puolestaan vähentää pumpattavaan nesteeseen kohdistuvaa energiaa; sen seurauksena pumpun virtausnopeus ja paine vähenevät.
A pienempi tai leikattu juoksupyörä voidaan siten käyttää tehokkaasti sovelluksissa, joissa nykyinen juoksupyörä tuottaa liiallista lämpöä. Elintarviketeollisuudessa, paperissa ja petrokemiassaTeollisuus-, siipipyörä- tai alennusvaihteiden arvioidaan säästävän jopa 75% sähkönkulutuksesta tietyissä pumppaussovelluksissa.
9. Säädettävät nopeusasemat (ASD)
ASD: t vastaavat paremmin nopeutta kuormitusvaatimuksiinpumput. Moottoreiden osalta pumppujen energiankäyttö on suunnilleen verrannollinen virtausnopeuden 9 kuutioon ja suhteellisen pieni virtauksen väheneminen voi tuottaa merkittäviä energiansäästöjä. Uudet asennukset voivat johtaa lyhyisiin takaisinmaksuaikoihin.
Samanlainen kuin moottorin kuormituksen säätäminenjärjestelmien, mukaan lukien pumppujen modulaatioominaisuuksien, arvioidaan säästävän 20 - 50% pumpun energiankulutuksesta suhteellisen lyhyillä takaisinmaksuaikoilla sovelluksen, pumpun koon, kuorman ja kuorman vaihtelun mukaan.
Pumppausohjauspaneeli, jossa säädettävä nopeusasema (kuvaluotto: motorsandcontrol.com)
Yleisenä nyrkkisääntönä, paitsi jos pumpun käyrät ovat poikkeuksellisen tasaisia, a 10% virtauksen sääntelyn pitäisi tuottaa pumpun säästöt 20% ja 20% säätö pitäisi tuottaa säästöjä 40%.
10. Vältä kuristusventtiilejä
Vaihtelevan nopeuden käyttölaitteet tai on-off-säädetyt järjestelmät säästävät aina energiaa verrattuna kuristusventtiileihin. Näiden venttiilien käyttöä on siksi vältettävä. Kaasuventtiilien tai ohitussilmukoiden laaja käyttö voi olla osoitus ylimittaisesta pumpusta.
Kaasuventtiilin esimerkki
11. Oikea putken koko
Energia voidaan säästää vähentämällä kitkan aiheuttamia häviöitä optimoimalla putken halkaisijat. Tarvittava kitkavoima riippuu virtauksesta, putken koosta (halkaisija), putken kokonaispituudesta, putken ominaisuuksista (pinnan karheus, materiaali jne.) Ja pumpattavan nesteen ominaisuuksista.
Twin 3500 gpm juomaveden ja palontorjunnan pumppausjärjestelmät (valokuvaluotto: pacewater.com)
Putkien oikea mitoitus on tehtävä järjestelmän suunnitteluvaiheessa, jossa kustannukset eivät ehkä ole rajoittavia.
12. Hihnakäyttöjen vaihtaminen
Useimmat pumput ovat suoraan ajaa. Jotkut pumput käyttävät kuitenkin vakiomaisia kiilahihnojataipumus venyttää, liukua, taivuttaa ja puristaa, mikä johtaa tehokkuuden menetykseen. Vakiovyön vaihtaminen hammashihnoilla voi säästää energiaa ja rahaa jopa jälkiasennuksena.
13. Tarkkuusvalukappaleet, pinnoitteet tai kiillotus
Käyttö valut, pinnoitteet tai kiillotus vähentää pinnan karheutta, joka puolestaan lisää energiatehokkuutta. Se voi myös auttaa ylläpitämään tehokkuutta ajan mittaan. Tämä toimenpide on tehokkaampi pienemmillä pumpuilla.
14. Tiivistymisen parantaminen
Tiivistysvirhe jopa 70% pumpun virheistä monissasovellukset. Pumppujen tiivistysjärjestelmät vaikuttavat imeytyvään tehoon. Usein pumpun hyötysuhteen optimoimiseksi voidaan käyttää usein kaasuesteiden tiivisteitä, tasapainotettuja tiivisteitä ja koskettamattomia labyrinttitiivisteitä.
Merc-makean veden pumpun tiivisteen vaihto (valokuvaluotto: bdoutdoors.com)
Viite: Teollisen energian tarkastusopas: suuntaviivat energiakatselmuksen toteuttamiseksi teollisuuslaitoksissa - Ali Hasanbeigi, Lynn Price