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优化离心管道泵系统效率

时间:2015-01-14 15:18:32

  优化离心管道泵系统效率

  采取措施,以减少能源消耗,降低维护成本,提高过程控制

  大多数化工厂正在努力提高能源效率。公司正在推行能源管理软件,在整个工厂安装感应器,以帮助降低电费,甚至改变操作的时候使用更少的电力高峰负荷,避免关联较高的利率。一个节约能源的最佳途径是专注于电机驱动的管道泵。管道泵比任何其他类别或旋转设备的类型化工厂消耗更多的能量。对管道泵的维护和运营,平均每年的支出比其他任何旋转机械的更大的约50%,根据最近的一项研究由FiveTwelve集团。该操作大量的管道泵的公司通常承认的高能量成本,以及产生的影响的管道泵对可靠性和过程控制。然而,太多的组织专注于这些因素分别的时候,实际上,他们是紧密相连的。由能源部工业技术项目(ITP)美国能源部利用电机效率技术最近的一份报告中包含的深入分析能源使用和储蓄细分市场和行业的潜力。该报告指出离心管道泵电机最大的能源消费(图1)。此外,在工厂所有旋转的资产之一,流程管道泵不得不电气节能最高的整体潜力。

  

能源消耗图

 

  MOTOR能源消耗国

  图1.管道泵消耗更多能源汽车比其他任何类型的植物旋转设备。来源:能源工业技术项目美国部

  离心管道泵性能的独立芬兰研究中心的研究发现,平均管道泵浦效率低于40%,为1,690管道泵在所有细分市场20种不同的植物审查。该研究还显示,该管道泵的10%在小于10%的水力效率进行运转。考虑到这一点相当大的效率损失,可以预计,在任何连续过程工厂管道泵的从10%至20%的候选优化。更可能的,实际数字要高得多。在最大的连续运行过程中的植物,成本降低的机会,当被认为是-可以很容易地代表了数百万美元,因此该系统的所有方面,显著影响底线。努力为了提高可靠性,实现管道泵送系统的优化总是涉及解决所谓的“能量和可靠性关系”。在一般情况下,机械能超过所需,用于通过管道移动过程流体表现为振动,热量和噪音。此过量能量变得具有破坏性力量破坏管道泵和过程的可靠性。其结果是,管道泵系统通常具有最高的整体维护成本相比于其他电机系统,包括控制阀,仪表和其他类型的过程控制设备。此外,管道泵和阀门是无组织排放的主要过程泄漏通道。生命周期分析今天,越来越多地依赖于生命周期成本(LCC)选择一个最佳的解决方案,通过系统的生活创造经济和环境价值的公司。在系统设计初期使用的生命周期成本的角度将最大限度地减少运营成本并最大限度地提高可靠性。对于管道泵系统,采用LCC使得特别意义,因为最初的购买价格一般只占10%左右的长期成本(图2)。

  

管道泵的总拥有成本

 

  管道泵的总拥有成本

  图2.能源和维护成本占到一半以上的长期待摊费用。资料来源:全球十大化工管道泵制造商的成本,2006财年。

  一个LCC分析评估购买,安装,运行,维护和处置系统的所有组件的成本。确定系统的LCC涉及使用一种方法来鉴定和定量的LCC方程的所有组件。例如,在液压研究所提供的公式“管道泵寿命周期成本:指南LCC分析管道泵系统”内容包括初始成本或购买价格(如管道泵,管道,辅助设备); 安装和调试成本(包括培训); 能量成本(预测为整个系统,包括控制); 运行成本(劳动工时为正常系统监督); 维护成本(例如,部件,工具,劳动工时); 停机成本(生产损失); 环境成本(泄漏损失和侵犯证);和退役费用(拆解和处置),能耗 ​​是管道泵的生命周期成本的主要因素。由于多余的能量消耗导致的维护成本较高,这两个因素结合起来通常占据整个生命周期成本。因此,确定能源,并通过系统的预期寿命预计全年上报能源价格目前的成本,以及进行维修。劳动力和原材料成本是重要的今天,管道泵和自动化供应商,无论是单独还是合作,提供定制化服务帮助客户识别,鉴定和量化所有权管道泵系统的成本。此外,有远见的厂商正在查看他们的产品作为一个整体包装的商品和服务,提供的产品,信息,培训,客户服务和个人的关注,充分满足客户的需求的适当组合。适当的大小不正确的大小往往是主要的罪魁祸首,当谈到管道泵效率低下。过度上浆处理的管道泵经常发生,因为参数不完全定义为被指定的管道泵。理想情况下,每个管道泵应工作在其最佳效率点(BEP)在所有时间,但通常这是完全可能的情况。为了最大限度地提高效率计划的回报,重要的是要知道哪些管道泵是最需要关注的,以及他们是否具备远或多或少的流量比最优的。举个例子,一个管道泵提供5000加仑的水百英尺的恰当尺寸的管道泵可提供70%的效率,并且需要180马力(133千瓦)。相反,如果所述管道泵系统是过大的(过剩容量)和节流(低级效率),效率可能下降到40%,制动马力可能上升到315马力(232千瓦)。135马力或99千瓦(75%多余的能量),这种差异将有助于不可靠性和控制性能差,不断降低随着时间的推移,多余的能量通过系统的运动往往使人产生搬弄是非的症状-包括一个高度节流控制阀结合显管的运动,甚至附加到的用来振奋的节流水管道泵厂基建振动走秀。气蚀管道泵,控制阀和管道本身的内部是一个明确的迹象表明,液压动荡或不稳定存在。