Диаграмма продолжительности //
Чтобы помочь оценить затраты на перекачку энергии:
Оценка расходов на перекачку энергии (фото-кредит: rightenergysolutions.com.au)
Чтобы сравнить различные предложения системного и насосного оборудования и сделать разумный выбор, необходимо будет установить три факта:
- Будет ли процесс требовать переменную скорость потока, и если да, то он должен быть постоянно переменным или может изменяться скорость потока с шагом?
- Можно ли использовать перекачку в режиме «включено-выключено» ?
- Каков максимальный расход и как скорость потока распределяется с течением времени?
Ответы на эти вопросы будут определять, следует ли и как регулировать поток. Он также даст некоторые рекомендации относительно проектирования насосной системы. Полезный способ показать потребность в потоке - использовать диаграмму продолжительности.
Диаграмма продолжительности в ее простейшей форме (см. Рис. 1) показывает, сколько часов в течение года требуется заданная скорость потока - пунктирная линия. Твердая кривая на той же диаграмме интерпретируется по-разному. Каждая точка сплошной кривой указывает, сколько часов в течение года скорость потока превышает значение по оси y.
Рисунок 1 - Пример диаграммы продолжительности
Используйте диаграмму продолжительности, чтобы помочь оценить затраты энергии на перекачку. Эта диаграмма помогает понять потребности в насосе. Система должна быть в состоянии обеспечить максимальный поток, но с экономической точки зрения также важно знать, при каких скоростях потока система будет работать большую часть времени.
Чтобы найти общую стоимость эксплуатации насоса, необходимо вычислить и суммировать эксплуатационную стоимость при каждом рабочем состоянии.
Экономия капитальных затрат //
Преобразователь скорости
При проектировании и установке новой насосной системы капитальные затраты на привод переменной скорости (VSD) часто можно компенсировать за счет устранения регулирующих клапанов, обводных линий и обычных стартеров, как объясняется ниже.
Проектирование и установка новой насосной системы (фото кредит: modernpumpingtoday.com)
Устранение контрольных клапанов
Регулирующие клапаны используются для регулировки выхода ротодинамического насоса в соответствии с различными системными требованиями. Обычно насос с постоянной скоростью откачивается от регулирующего клапана, который частично закрывается в течение большей части времени. Даже при максимальных условиях потока регулирующий клапан обычно рассчитан на 10% для контроля.
Следовательно, применяется значительное сопротивление трению. Поэтому энергия теряется, преодолевая добавленную потерю трения через клапан. Использование VSD для управления потоком может устранить регулирующий клапан.
Работа клапана управления байпасом
Ликвидация обходных линий
Все центробежные насосы с фиксированной скоростью имеют минимальный расход. Если насос работает со скоростью потока ниже минимума в течение длительного времени, могут возникнуть различные механические проблемы. Если требования к потоку в системе могут опуститься ниже этой минимальной пропускной способности, для защиты насоса необходимо установить постоянный или коммутируемый байпас.
Использование привода с переменной скоростью (VSD) значительно уменьшает объём, который нужно обойти.
Выполнить капитальные затраты VSD, устранив контрольные клапаны, линии байпаса и обычные стартеры.
Финансовое обоснование //
Первоначальная стоимость насосного оборудования часто является очень небольшой частью общей стоимости жизненного цикла (LCC). Поэтому анализ LCC является очень подходящим способом сравнения различных технических альтернатив при проектировании насосной системы и финансового обоснования.
Компоненты анализа LCC обычно включают (см. Рис. 2):
- Первоначальные затраты,
- Стоимость установки и ввода в эксплуатацию,
- Стоимость энергии,
- Операционные расходы,
- Затраты на техническое обслуживание и ремонт,
- Расходы на простоя,
- Экологические издержки и
- Стоимость снятия с эксплуатации и утилизации.
Рисунок 2 - Типичные компоненты LCC для промышленной насосной системы среднего размера
Анализ LCC является очень подходящим способом сравнить технические альтернативы в конструкции насосной системы, чтобы сделать финансовое обоснование. Уравнение LCC может быть указано как:
LCC = C ic + C в + C e + C o + C m + C s + C env + C d
Где:
- C = элемент затрат
- ic = начальная стоимость, цена покупки (насос, система, трубы, вспомогательные устройства)
- in = установка и ввод в эксплуатацию
- e = затраты на энергию
- o = эксплуатационные расходы (стоимость рабочей силы при нормальном наблюдении за системой)
- m = расходы на техническое обслуживание (части, человеко-часы)
- s = время простоя, потеря продукции
- env = экологические затраты
- d - снятие с эксплуатации
Накачка энергии и экономии воды с помощью VSD
Big Bertha, одна из крупнейших в мире линейных турбин и ирригационных насосов в центральной части штата Орегон, спасает ватты и воду после недавней подтяжки лица. Ван Акенс и Гроссманс использовали стимулы от Bonneville Power и Central Electric Cooperative для модернизации Big Bertha с помощью привода с переменной скоростью, что позволяет им лучше управлять требованиями к поливу различных культур на их 530 акров в Терребонне, штат Оре.
VSD - это всего лишь один из способов экономии энергии и воды на вашей ферме.
Ссылка // Перекачка с переменной скоростью // Руководство к успешным применениям - Программа гидравлического института, Europump и Министерства энергетики США (DOE)