абстрактны

З'яўляючыся высокаэфектыўным абсталяваннем для транспарціроўкі вадкасці, якое шырока выкарыстоўваецца ў праектах па захаванні водных рэсурсаў, нафтахімічнай прамысловасці і гарадскіх сістэмах водазабеспячэння, на долю шматступенных вертыкальных турбінных помпаў прыходзіцца 30-50% агульнага спажывання энергіі сістэмай. Традыцыйныя метады кіравання пастаяннай хуткасцю пакутуюць ад марнавання энергіі з-за іх няздольнасці дынамічна адпавядаць патрабаванням патоку. Са сталасцю тэхналогіі рэгулявання хуткасці з пераменнай частатой (VFS), яе прымяненне ў энергазберагальных дляшматступенныя вертыкальныя турбінныя помпыстала каардынацыйным цэнтрам у галіны. У гэтым артыкуле разглядаецца асноўная каштоўнасць сістэм VFS з тэхнічных прынцыпаў, практычнага эфекту энергазберажэння і эканамічных перспектыў.

I. Тэхнічныя прынцыпы і магчымасць адаптацыі сістэм рэгулявання хуткасці з пераменнай частатой да шматступеністых вертыкальных турбінных помпаў

1.1. Асноўныя прынцыпы рэгулявання хуткасці з пераменнай частатой

Сістэмы VFS рэгулююць частату сілкавання рухавіка (0.5–400 Гц) для рэгулявання хуткасці помпы (N∝f), тым самым кантралюючы расход (Q∝N³) і напор (H∝N²). Асноўныя кантралёры (напрыклад, VFD) выкарыстоўваюць ПІД-алгарытмы для дакладнага кіравання патокам і ціскам праз дынамічную рэгуляванне частаты.

1.2 Эксплуатацыйныя характарыстыкі шматступеністых вертыкальных турбінных помпаў і іх адаптацыя да VFS

Ключавыя асаблівасціiNCLUDE:
• Вузкі дыяпазон высокай эфектыўнасці: схільнасць да зніжэння эфектыўнасці пры працы ўдалечыні ад праектных кропак
• Вялікія ваганні патоку: патрабуецца частае рэгуляванне хуткасці або аперацыі пуск-стоп з-за сістэма перапады ціску
• Структурныя абмежаванні доўгага вала: традыцыйнае дросселіраванне клапана выклікае страты энергіі і праблемы з вібрацыяй

VFS непасрэдна рэгулюе хуткасць у адпаведнасці з патрабаваннямі патоку, пазбягаючы зон нізкай эфектыўнасці і значна паляпшаючы эфектыўнасць сістэмы.

II. Аналіз эфектыўнасці энергазберажэння сістэм рэгулявання хуткасці з пераменнай частатой

2.1 Асноўныя механізмы павышэння энергаэфектыўнасці

(Дзе ΔPклапан уяўляе страту ціску дросселирования клапана)

2.2 Дадзеныя аб практычным прымяненні

• **Праект мадэрнізацыі завода водазабеспячэння:**

· Абсталяванне: 3 шматступенныя вертыкальныя помпы XBC300-450 (155 кВт кожны)

· Да мадэрнізацыі: штодзённае спажыванне электраэнергіі ≈ 4,200 кВт·г, гадавы кошт ≈$39,800

· Пасля мадэрнізацыі: штодзённае спажыванне зніжана да 2,800 кВт.гадз, гадавая эканомія ≈$24,163, тэрмін акупнасці < 2 гадоў

III. Эканамічная ацэнка і аналіз вяртання інвестыцый

3.1 Параўнанне выдаткаў паміж метадамі кантролю

3.2 Разлік перыяду акупнасці інвестыцый

Прыклад: павелічэнне кошту абсталявання$27,458, гадавая эканомія$24,163 → ROI ≈ 1.14 года

3.3 Схаваныя эканамічныя выгады

• Павялічаны тэрмін службы абсталявання: працяглы цыкл тэхнічнага абслугоўвання на 30%-50% з-за зніжэння зносу падшыпнікаў
• Скарачэнне выкідаў вугляроду: гадавыя выкіды CO₂ пры працы з адной помпай зніжаны на ~45 тон на зэканомленыя 50,000 XNUMX кВт.гадз
• Палітычныя стымулы: адпавядаюць кітайскім Рэкамендацыі па дыягностыцы прамысловага энергазберажэння, якія маюць права на субсідыі на зялёныя тэхналогіі

 IV. Прыклад: Мадэрнізацыя шматступеннай помпавай групы нафтахімічнага прадпрыемства

4.1 Гісторыя праекта

• Праблема: частыя пускі і прыпынкі помпаў для перакачвання сырой нафты выклікалі гадавыя выдаткі на тэхнічнае абслугоўванне >$109,832 з-за сістэма ваганні ціску
• Рашэнне: Устаноўка 3 × 315 кВт VFD з датчыкамі ціску і платформай маніторынгу воблака

4.2 Вынікі ўкаранення

• Паказчыкі энергіі: энергаспажыванне на помпа зніжана з 210 кВт да 145 кВт, эфектыўнасць сістэмы палепшана на 32%
• Эксплуатацыйныя выдаткі: час прастою з-за збою скараціўся на 75%, штогадовыя выдаткі на тэхнічнае абслугоўванне скараціліся да$27,458.
• Эканамічныя выгады: поўны кошт мадэрнізацыі кампенсуецца на працягу 2 гадоў, агульны чысты прыбытак>$164,749

V. Будучыя тэндэнцыі і рэкамендацыі

1. Інтэлектуальныя мадэрнізацыі: Інтэграцыя IoT і алгарытмаў штучнага інтэлекту для прагнознага кантролю энергіі

2. Прымяненне высокага ціску: Распрацоўка VFD, прыдатных для шматступеністых помпаў 10 кВ+

3. Кіраванне жыццёвым цыклам: Стварэнне лічбавых мадэляў-двайнят для энергаэфектыўнай аптымізацыі жыццёвага цыкла

Conclusion
Сістэмы рэгулявання хуткасці з пераменнай частатой дасягаюць значнага павышэння энергаэфектыўнасці і зніжэння эксплуатацыйных выдаткаў у шматступеністых вертыкальных турбінных помпах за кошт дакладнага адпаведнасці патрабаванням напору. Тэматычныя даследаванні дэманструюць тыповыя перыяды акупнасці 1–3 гады са значнымі эканамічнымі і экалагічнымі перавагамі. З развіццём прамысловай аблічбоўкі тэхналогія VFS застанецца асноўным рашэннем для аптымізацыі энергіі помпаў.