優(yōu)化現有泵送系統的能效,降低工藝能耗

2010-01-15 Marc Heggemann 蘇爾壽

  既然化石燃料仍然是短期內最重要的能量來(lái)源,二氧化碳(CO2)的排放是不可避免的。蘇爾壽泵業(yè)(Sulzer Pumps)通過(guò)一個(gè)分析系統減少能耗降低排放,從而使能源的利用效率實(shí)現最大化。

  有幾種不同的方法控制工藝流速(圖1),常見(jiàn)的有旁路系統或節流閥。

一家典型的現代造紙廠(chǎng)

一家典型的現代造紙廠(chǎng)

  兩種方法都會(huì )產(chǎn)生磨擦損失,浪費能源。

  更加高效的一種方法是使用變頻器調節泵的轉速。最常見(jiàn)的變頻器是電子頻率轉換器,與標準感應電機聯(lián)合使用。使用變頻器的好處包括節約能源、改進(jìn)過(guò)程控制、延長(cháng)泵和管道的使用壽命和軟啟動(dòng)/停機功能等。

閥門(mén)的壓降使摩擦損失變大。系統曲線(xiàn)變陡。閥門(mén)關(guān)閉時(shí),系統曲線(xiàn)會(huì )越來(lái)越陡

圖1. 閥門(mén)的壓降使摩擦損失變大。系統曲線(xiàn)變陡。閥門(mén)關(guān)閉時(shí),系統曲線(xiàn)會(huì )越來(lái)越陡

  潛在的缺點(diǎn)包括結構諧振(通過(guò)合適的設計可以避免)以及變頻器系統的維修和安裝成本。蘇爾壽泵業(yè)所提供的解決方案能夠最大程度的發(fā)揮變頻器的優(yōu)勢。

現有設備的更新

  目前正在使用的泵的數量是每年新增泵數的20倍。蘇爾壽的Greentm概念可以?xún)?yōu)化現有泵送系統的能效,其目標是工業(yè)過(guò)程,作為能量檢測的一個(gè)工具。Sulzer Greentm 審計(檢測)的目標是優(yōu)化能源的使用,提高能效,獲得更加穩定的工藝過(guò)程和滿(mǎn)足要求的流量。

  Sulzer Greentm 概念的優(yōu)點(diǎn)包括:

   節約能源
   優(yōu)化泵送過(guò)程
   工藝過(guò)程更加穩定
   檢驗現有的調節方法
   檢測出流量不足的泵并升級
   提供新的泵送技術(shù)和新的節能機會(huì )

  Sulzer Greentm 最適合出現下列情況的客戶(hù):

   泵送能耗大
   工藝過(guò)程中有流量的變化
   泵需要更新
   泵的能效差

  利用Sulzer Greentm 概念,該公司已經(jīng)為幾家造紙進(jìn)行了能源檢測(圖2)。

較小的或轉速較慢的泵,可以在閥門(mén)損失較小的情況下達到相同的流速

圖2. 較小的或轉速較慢的泵,可以在閥門(mén)損失較小的情況下達到相同的流速

  泵系統在工業(yè)電力驅動(dòng)行業(yè)占有將近1/3的比例,從而消耗著(zhù)全世界電能需求總量的大約20%。因此泵系統具有最大的節能潛力。這些系統應用廣泛,從家庭、商業(yè)和農業(yè)、水/污水處理、電力到石油和天然氣、石化、化工、造紙和食品加工。泵的初始購買(mǎi)成本只占其總生命周期成本的一小部分。例如,對于造紙行業(yè),能源成本比例可能很塊就會(huì )達到90%。

能效

  在針對一家現代化的大型造紙廠(chǎng)所作的分析中,蘇爾壽根據客戶(hù)提供的信息和本身?yè)碛械脑敱M的參考數據對泵進(jìn)行了分類(lèi)。這一步對于泵的詳細研究非常重要。通過(guò)分析運行條件和工藝需求,有27臺泵被證實(shí)最具改進(jìn)潛力?梢圆扇〉拇胧┌ǎ喊惭b變頻器、修整葉輪,某些情況則需要替換泵。

工藝流程泵是造紙過(guò)程的核心

圖3. 工藝流程泵是造紙過(guò)程的核心

  改進(jìn)工程的預計的投資回報期少于兩年。

前景

  新的和現有的泵系統的運營(yíng)者對能效的關(guān)注越來(lái)越多。環(huán)境法規和激勵政策為有前瞻性的公司帶來(lái)了競爭優(yōu)勢。

  在蘇爾壽所服務(wù)的行業(yè)中,用于控制泵的變頻器的數量不斷增多,目前新安裝的泵中大約有30%都是由變頻器控制的。蘇爾壽泵業(yè)利用這一技術(shù)幫助客戶(hù)節約能源和資金成本,降低CO2的排放。