優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源,二氧化碳(CO2)的排放是不可避免的。蘇爾壽泵業(Sulzer Pumps)通過一個分析系統減少能耗降低排放,從而使能源的利用效率實現最大化。

  有幾種不同的方法控制工藝流速(圖1),常見的有旁路系統或節流閥

一家典型的現代造紙廠

一家典型的現代造紙廠

  兩種方法都會產生磨擦損失,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。最常見的變頻器是電子頻率轉換器,與標準感應電機聯合使用。使用變頻器的好處包括節約能源、改進過程控制、延長泵和管道的使用壽命和軟啟動/停機功能等。

閥門的壓降使摩擦損失變大。系統曲線變陡。閥門關閉時,系統曲線會越來越陡

圖1. 閥門的壓降使摩擦損失變大。系統曲線變陡。閥門關閉時,系統曲線會越來越陡

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

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概念可以優化現有泵送系統的能效,其目標是工業過程,作為能量檢測的一個工具。Sulzer Greentm 審計(檢測)的目標是優化能源的使用,提高能效,獲得更加穩定的工藝過程和滿足要求的流量。

  Sulzer Greentm 概念的優點包括:

   節約能源
   優化泵送過程
   工藝過程更加穩定
   檢驗現有的調節方法
   檢測出流量不足的泵并升級
   提供新的泵送技術和新的節能機會

  Sulzer Greentm 最適合出現下列情況的客戶:

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

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

較小的或轉速較慢的泵,可以在閥門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,可以在閥門損失較小的情況下達到相同的流速

  泵系統在工業電力驅動行業占有將近1/3的比例,從而消耗著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、商業和農業、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,能源成本比例可能很塊就會達到90%。

能效

  在針對一家現代化的大型造紙廠所作的分析中,蘇爾壽根據客戶提供的信息和本身擁有的詳盡的參考數據對泵進行了分類。這一步對于泵的詳細研究非常重要。通過分析運行條件和工藝需求,有27臺泵被證實最具改進潛力。可以采取的措施包括:安裝變頻器、修整葉輪,某些情況則需要替換泵。

工藝流程泵是造紙過程的核心

圖3. 工藝流程泵是造紙過程的核心

  改進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者對能效的關注越來越多。環境法規和激勵政策為有前瞻性的公司帶來了競爭優勢。

  在蘇爾壽所服務的行業中,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。蘇爾壽泵業利用這一技術幫助客戶節約能源和資金成本,降低CO2的排放。