一:引言
在2000年,Daishowa America 在Port Angeles的造纸厂实施了一项泵系统改造项目。因为持续的修为及增长的能源开支,Port Angeles造纸厂的工作人员给水泵系统做性能优化及节能改造。厂方在泵系统上安装了两台磁力耦合器。通过改造可增强系统工作效率,节约电能$32000和700000度电,减少了维修支出,节省成本大一万元美金。NEEA为项目提供了部分补助,厂方总投资为6万元。算上使用磁力耦合器节省的4万2,成本回收期为15个月。
Daishowa America 是日本大昭和造纸公司的美国分厂。位于Port Angeles 的工厂生产纸浆及纸。工厂每年通过树木及回收纸浆产出16万吨黄页用纸。工厂主要将纸卖给全美国的电话黄页出版商。
作为污水处理的一部分,排水泵系统对生产很重要。这个系统有3台100HP离心式水泵。在改造项目前,两台泵并联运行将废水排到澄清池。第三台为备用泵。为了保证生产,泵系统需要维持至少4800GPM的流量。
二:项目概况
通过NEEA的建议,Port Angeles的工作人员研究了泵系统看看能否能改善系统控制方案。尽管最低流量要求为4800GPM, 两台泵同时运行的流量为7000GPM。多出的2000GPM流量被引流回去了。
系统的控制方案和水泵型号导致了流量过剩问题。控制液位的控制阀与旁通阀门串联工作组成了主要的系统控制以满足罐中最低液位的要求。当罐中的液位上升,液位控制阀打开,旁通阀关闭。相反,当液位下降,液位控制阀关闭,旁通阀打开。
通过这样的控制方案,电机需要从马上从停机状态达到全速运行状态。这样导致了流量激增和管路发生异响导致管路系统的压力。另外,电机从0启动到额定转速导致长时间的堵转电流,使电机过热。
调查员发现因为水泵全负荷工作,导致了汽蚀和振动。尽管水泵的排量超过最低流量,考虑到水泵是全速运行,流量还是很少。虽然两台泵为并联工作,有一台泵总是要耗费更多的电能。维修人员打开水泵发现叶轮磨损严重,降低了水泵的工作效率。
三:项目实施
厂方决定安装磁力耦合器,更换叶轮,给水泵的仪器仪表升级。磁力耦合器替代液位控制阀和旁通阀而且还符合系统的流量要求。
有几点因素使安装磁力耦合器要比安装变频器更适合。;第一个因素是安装容易。安装磁力耦合器仅仅是将电机后移然后将磁力耦合器安装在电机有泵之间。不需要变频电机,重新铺设电缆和泵房改造。第二个因素是没有敏感的电子部件,在污水处理的环境中,因为磁力耦合器为机械产品比较不会出现问题。对中压设备来说,磁力耦合器要比变频器更便宜。最后,因为磁力耦合器通过气隙隔离了电机与水泵间的共振,而且还实现了软启动功能。
四:项目结果
项目的实施改善了泵系统的运行还达到了节能的目的。使用了新的系统,不再需要控制阀和旁通阀。磁力耦合器可根据泵的需求量来调节水泵的转速。这样可使一台泵全负荷工作,另一台泵通过调速工作。由于两台泵没有在满负荷的情况下工作,汽蚀和振动减轻了。因为水泵与电机被隔离,磁力耦合器可使水泵逐渐启动,消除了流量激增和管路异响。换句话说,减少了管路系统的压力,减少了维修需要,延长设备寿命。
系统的流量减少了31%,刚刚超过最低流量要求。能耗从142千瓦降到了62千瓦。因为使用了磁力耦合器,更换叶轮,将一台泵调速运行,使工厂每年可以节约$32000和700000度电还节省了一万元的维修费用。由于NEEA提供了部分资助,改造项目之花了6万元,成本回收周期仅为15个月。
正确的控制方案对提高设备运行效率非常重要。依靠旁通阀和控制阀来控制系统导致了能源浪费增加了维修。在Port Angeles 的造纸厂,由于水泵的实际流量超过了需要的流量,造成了能源浪费和管路的损坏。Port Angeles的改造项目通过调速运行一台水泵将流量讲了31%。这样达到了节能的目的,减少了维修费用,延长了设备使用寿命。
正确的风机系统优化不仅仅是节能,还有更多的益处。在 Ash Grove 的案例中,布袋除尘间的风机系统导致了过度的振动。使工厂增加了维修保养的开销,也严重的影响了生产产量。用磁力耦合器替代皮带传动系统降低了维修保养费用,增加了产能和节约了能耗。因为磁力耦合器可以通过调节风机转速来满足系统需要,磁力耦合器使系统运行得更高效更节能。原系统中使用挡板导致了振动问题,现在用磁力耦合器调节气流使系统更可靠的运行。调速型磁力耦合器可以应用在各种因负荷变化需要调节输出功率的通风系统或风机系统中。另外,使用磁力耦合器可以增强其他,如鼓风机,水泵,压缩机,破碎机,传输带的性能。 |