Повышение эффективности промышленных насосов

Статистика - как ошеломляющее и отрезвляющий - бьют тревогу за радикальные преобразования в области энергоэффективности в насосных систем. В первой части этой серии из трех статей описывает, как этот насос промышленности вдохновенный инициативе рыночной трансформации обещает кардинально изменить способ ведения бизнеса в насосной промышленности. . . и как насосные системы предназначены, работать, поддерживать и оптимизировать конечных пользователей по всему миру.

После того, как двигатели, насосы являются второй наиболее широко используемых машин в мире. По данным Министерства энергетики США оценивает насосных систем составляет 25 процентов от 679 млрд. кВтч электроэнергии, потребляемой электрической системы двигателя.

Министерство энергетики США также указывает, что насосных систем приходится около 20 процентов электрической спроса на энергоносители в мире, и часто они потребляют от 25 до 50 процентов энергии на промышленных предприятиях процесс. США потребляют 35 процентов больше энергии, чем производит, и в три раза больше энергии, чем Китай. Американские производители, в соответствии с Национальной ассоциацией производителей, сталкиваются с бременем внешней стоимостью 31,7 процента в этом отечественный бизнес - в то время как конкурирующие на мировом рынке. Рост расходов на электроэнергию являются важным компонентом этих расходов.

Потому что это отрезвляет статистика вызывает озабоченность по поводу долгосрочной жизнеспособности американского производства и промышленности США в целом, энергосбережение и эффективность стали одним из главных приоритетов. По данным американского промышленного двигателя системы Рыночные возможности оценки выполняемых министерством энергетики США, насосы являются крупнейшие возможности для повышения энергоэффективности в промышленности (см. Рисунок 1).

В промышленности, производства США насоса должны действовать сейчас, чтобы оставаться конкурентоспособными в будущем, поскольку их клиентская база требует большей экономии энергии и оптимизации насосных систем для повышения производительности и рентабельности. Переход от конечного пользователя акцент на начальной себестоимости в общей стоимости жизненного цикла будет ускоряться по мере ее преимущества получают все большее признание. 

Сегодня некоторые прогрессивные конечных пользователей компании идут по пути захватить нижней линии экономии, связанных с энергетикой, системы оптимизации и стоимость жизненного цикла подхода к покупке основного оборудования, повышение их конкурентоспособности на мировом рынке. На более широкой основе принятия потребуется больше управлении информации о преимуществах и образовательные ресурсы и инструменты заниматься инженеры с техническим ноу-хау, чтобы захватить эти возможности.

Тем не менее, многие пользователи не выровнены по сокращению потребления энергии, оптимизации активов и жизненных целей цикла стоимости. Многие компании по-прежнему покупать насосных систем на основе первоначальной стоимости без учета общей стоимости жизненного цикла. Первоначальные затраты на покупку, как правило, очень небольшая часть от общей стоимости жизненного цикла. Кроме того, насос применяется неправильно в системе, или тот, который негабаритных его применения (часто бывает), не работает в лучшем случае эффективность Point (BEP). Насосы не работают на НПД увеличить общий расход энергии системы, снижение надежности и среднее время между ремонтами, а также сокращает продолжительность жизни насоса.

Отказ от работы насоса в лучшем случае эффективность точка увеличивает энергетические затраты и затраты на техническое обслуживание и сокращает срок службы оборудования.

Потенциальной энергии и экономии средств за счет системного подхода к оптимизации обычно намного превышают суммы экономии за счет оптимизации компонентов. Системный подход к этой проблеме подразумевает анализ как спрос и предложение сторонам насосная система, и как компоненты взаимодействуют, смещая акцент в анализе отдельных компонентов общей производительности системы [HI / Europump Руководство по насосных систем жизненного цикла Анализ затрат ].

Обзор компонентов существующей насосной системы может выявить возможности для перехода на энергосберегающие NEMA премиум двигателя, замена протекающей клапан, добавив, систем управления или привода с регулируемой скоростью в некоторых приложениях [см. HI / Europump переменная Руководство Speed] или возбуждении или настройки системы управления энергией, чтобы точно выровнять часов работы насоса с графиком конечного использования процесса. В результате может быть до 20-процентное сокращение расходов на электроэнергию, со значительно большей экономии возможно.

Для сравнения, анализ насосных систем с использованием системного подхода могли идентифицировать различные профиль нагрузки, которые могут быть наилучшим образом удовлетворены за счет двух насосов организация, в результате чего 40 процентов до 50 процентов экономии. Другие методы, знакомые насос производителями, поставщиками и ведущими фирмами консалтинг, также возможны.

Этот же подход применим и к новым системам. Многие пользователи не знают, как правильно выбрать и применить новый насос в системе, так что затрат на перекачку операционной системы непреднамеренно увеличилась в результате. Используя коммерчески доступный насос / трубопровод программных инструментов пользователи могут оптимизировать проектирование насосных систем, что помогает гарантировать, что множество факторов проектирования и подбора оборудования рассматриваются в конечной конструкции.  Из-за такого неправильного применения насосов и отсутствие внимания к общей оптимизации системы, три основные потребности существуют сегодня в рамках рынка: 
Насос производителей и связанных с ним компаний поставщиков, с видом на перспективы товарном рынке, нужно предложить на добавленную стоимость продуктов и решений для их конечных пользователей рынках, чтобы оставаться конкурентоспособными.Конечные пользователи должны сосредоточиться на оптимизации активов, особенно насосных систем, чтобы помочь управлять летучими затраты энергии и инициативы, изменения климата, а также повысить свою производительность и рентабельность.Утилиты необходимо экономически эффективное энергосбережение для удовлетворения будущего спроса, а также уникальные образовательные ресурсы и средства для решения проблем повышения энергоэффективности среди своих клиентов, в том числе предложение оптимизации системы стимулы, связанные с насосной системы - как в настоящее время они связаны с оборудованием двигатели, освещение и другие . 
Время преобразования: энергосбережение, повышение эффективности и экономические преимуществаДля удовлетворения этих потребностей, уменьшение затрат на электроэнергию и оптимизировать насосных систем, гидравлических института (HI) и ее члены разработали рыночной трансформации образовательной инициативе под названием насоса системы Материя TM (PSM) в 2004 году, чтобы помочь североамериканским пользователям насоса получить более конкурентоспособной бизнес-преимущества по стратегическим, широкой энергетической и насосная система оптимизации производительности.

PSM вырос с тех пор не по дням, а по часам. Созданная в качестве отдельного 501 (с) (3) организация в 2006 году, PSM теперь включает 37 HI ​​членов и пяти неправительственных организаций (НПО) и коммунальные услуги в качестве спонсоров. PSM продолжают обращаться к привлечению новых спонсоров для укрепления организации. Организация и ее спонсоры стремятся обеспечить конечных пользователей, инженеров-консультантов и поставщиков насосов с помощью инструментов и возможностей сотрудничества, которые объединяют насосная система оптимизации производительности и эффективной практики управления энергией в обычных деловых операций.

Все большее число PSM спонсоров, а также Министерства энергетики США, предлагают конечным пользователям аудита их деятельности завода для выявления потенциальной экономии энергии и направления процесса и / или повышения производительности. Кроме того, PSM создает руководство по проведению аудитов, установление критериев качества и руководящие принципы, о том, что насос пользователи могут ожидать. (См. http://www.pumpsystemsmatter.org/~~V для получения дополнительной информации).

Суть в том, что к 2015 году PSM Авторы надеются, "конечные пользователи будут понимать ценность - и спрос на -. Насос услуги оптимизации системы, а также о том, что цепочки поставок поймет ценность предоставления этих услуг на конкурсной основе"   PSM приглашает тех, кто разделяет это видение для участия в организации для достижения этого результата.

Все о оптимизации
PSM уже предлагает инструменты и образовательные программы для достижения этой цели. Улучшение насоса системы моделирования Tool (PSIM) является свободно доступных загружаемых программ, который обеспечивает насос системы инженеров представление о том, как инструменты моделирования позволяет снизить затраты и экономить энергию . Пользователи имеют возможность рассчитать падение давления и распределения потоков в прямой путь и просто разветвленные или петлей насосных систем.   Получение PSIM инструмента просто требует регистрации на сайте материи насоса системы.

Пользователи могут также изучить чистой приведенной концепции клапана и строить модели насосных систем с PSIM (см. Рисунок 3). Они могут сосредоточиться на системе гидравлического расчета, центробежных и поршневых насосов, использование энергии накачки и стоимости с течением времени, КПД насоса и НПД оценки, насосов переменной скоростью потока и клапан регулирования давления, рабочее колесо отделка, автоматической коррекции кривой насоса вязкости, NPSH расчетов, и насос по сравнению с поколением системы кривой.

PSIM пользователям создавать модели насосных систем с сопротивлением и падение иконки на графическом рабочем пространстве. Пользователи вводят трубы, насосы и компоненты данных, дважды щелкнув отображается перспективе трубы или значок. Диапазон входного поля позволяет им моделировать широкий спектр насосов поведение системы. Пользователи могут выбрать жидкость данных свойств из предоставленных библиотекой или введите свои данные жидкости. Выходные отчеты и графики могут быть настроены.

PSIM является лишь одним из инструментов, доступных для инженеров, чтобы разобраться в тонкостях насос поведение системы, и предназначена для образовательных целей. PSM предоставляет Департамент энергетики насоса Система Assessment Tool (PSAT), которая позволяет пользователям оценить возможности экономии энергии в существующих насосных систем.   Этот инструмент требует полевых измерений, а также поддерживает программы Министерства энергетики США обучения.

PSAT зависит от полевых измерений расхода, голова, и мощность двигателя или тока для выполнения оценки. Используя алгоритмы стандартам HI  и характеристик двигательной активности от Министерства энергетики США Motormaster базы данных, PSAT оценкам существующих насоса и КПД двигателя и расчет потенциальной энергии / экономия для системы оптимизированы для работать с максимальной эффективностью.

С момента запуска в прошлом году, PSIM был скачан более 7000 раз заинтересованных конечных пользователей и технических консультантов. Чтобы обучить пользователей о важности глядя на общий жизненный цикл стоимость системы, PSM предлагает многочисленные ресурсы. В дополнение к курсам и ПСМ спонсоров, выступая на конференции, гидравлический институт электронного обучения на центробежных насосов охватывает типичное применение центробежные насосы, типы насосов, центробежных насосов строительства, основы механики жидкости, центробежные / вертикальный характеристики насоса и насоса выбора и применения. Новый курс по основам объемные насосы планируется начать в 2008 году.

Будущие курсы PSM, которые планируется включить фонда и насосом системы оптимизации веб-трансляции для менеджеров фонда и оптимизация насосов системы для управления, насосные системы Основы и насоса системы курсов инженер Foundation. Два HI / Europump руководства в настоящее время доступны: Насос Затраты жизненного цикла: Руководство по анализу LCC для насосных систем и переменной скоростью насосной. Руководство для успешного применения нового HI / PSM системы оптимизации руководства планируется к выпуску в середине 2008 года поддерживать другие PSM учебных курсов планируется. 
 
Эффективность реализации программ
PSM работает с несколькими различными программами эффективности и утилиты для распространения разумной практики энергии.

Например, Северо-Западная энергетическая эффективность альянса (NEEA) и Xcel Energy два действующих программ повышения эффективности работы с PSM. Промышленный Альянс эффективность  в NEEA является Северо-Западный инициативе рыночных преобразований в промышленном секторе. Эта инициатива направлена ​​на поощрение деловой практики среди компаний Северо-Западного производства, чтобы сделать энергоэффективность неотъемлемой частью корпоративных и эксплуатации станции.

Промышленный Альянс Эффективность NEEA сейчас сосредоточена на пищевой и целлюлозно-бумажной промышленности рынки. По словам Сьюзан Hermenet , директор NEEA в бизнес-услуг », любое крупномасштабное рыночной трансформации усилий требуется сотрудничество будет успешным. Через PSM, мы можем сотрудничать с промышленностью, чтобы изменить способ насосной системы продаются и покупаются ".

Xcel Energy, электрические и природный газ утилита, которая предлагает программы промышленной эффективности процесса, направленного на сохранение, сотрудничает с PSM спонсоров, чтобы узнать больше о своем опыте в области энергоэффективности и работы с PSM, чтобы, как продукт портфельный менеджер Тами Gunderzik из Xcel Energy описывает его «... использующие наши усилия в развитии рынка информационно-просветительской инструменты и отраслевых стандартов, что позволит повышать эффективность энергии".

PSM также тесно сотрудничает с текущих программ повышения полезности. BC Hydro (Ванкувер, Британская Колумбия) реализован режим Smart Программа для уменьшения энергопотребления. Компания надеется помочь клиентам в реализации Программы устойчивого управления энергопотреблением в поддержку ступенчатого курса. Эти инициативы включают промышленные менеджер энергии, энергетических исследований и аудита; управления двигателем планирования, мониторинга, адресности и отчетности, а также сотрудник сознания.

Parminder Санду, промышленных менеджер рынка мощности BC Hydro умный бизнес-единицы, говорит: " BC Hydro рассчитывает на сотрудничество с PSM для создания образовательных ресурсов и инструментов для обучения пользователей и инженеров-консультантов по наиболее эффективному использованию насосов для экономии энергии и обеспечить, чтобы такие системы работают более надежно и на их эффективность Лучшая точка ". два однодневных курсов PSM уже запустили в 2007 году совместно с BC Hydro в их службе территории.

Фокус Висконсин энергетики инициативе команды с PSM, чтобы "обеспечить прочную основу для обеспечения этой энергии для предприятий, сокращение штата", комментирует Джон Николь, промышленный директор программы. Производственная программа Висконсин предлагает новые стимулы строительства , предписывающий / прямые стимулы , пользовательских стимулов , программа ППП , техническую поддержку и информацию и образование. Конкретные инициативы насосных систем, в том числе скидки и последние программы подготовки PSM, были начаты в 2007 году.

Средний потенциал энергосбережения путем внедрения экономически эффективных насосных проектов оптимизации системы составляет около 20 процентов. Если все объекты в США осуществляются такие меры, то экономия будет равна более 28000-ГВт / год, исходя из среднего уровня оценки (DOE 1998).

В следующем месяце, вторая часть этой серии будут исследовать в деталях, как некоторые компании оптимизировали свои насосные системы и опытных последующим энергии и экономии средств и технологических улучшений.