Ελέγχος περιπτώσεων εξοικονόμησης ενέργειας VFD: Αντιμετωπισμός νερού

Οι αστικές συσκευές αερισμού λυμάτων αποτελούν τον μεγαλύτερο εξοπλισμό που καταναλώνει ενέργεια σε εγκαταστάσεις λυμάτων.δημιουργώντας τεράστια σπατάλη ενέργειας και ασταθή αποτελέσματα βιοχημικής επεξεργασίαςΈνα μεσαίου μεγέθους εργοστάσιο αποχέτευσης πολέμησε με διαλυμένο οξυγόνο.υπερβολικές δαπάνες για ηλεκτρικό ρεύμα και συχνές μηχανικές βλάβες μέχρι την πλήρη αναβάθμιση με τον ανεμιστήρα και την αντλία VFD AnyHz FST-650LΤο ενσωματωμένο σύστημα ελέγχου σταθερής στάθμης διαλυμένου οξυγόνου PID εξαλείφει την απώλεια θροσέλινγκ, σταθεροποιεί τους δείκτες εκφόρτωσης νερού και μειώνει την κατανάλωση ισχύος αερισμού κατά περισσότερο από 35%.

• Βιομηχανία: Καθαρισμός αστικών λυμάτων / Προστασία του περιβάλλοντος
• Εξοπλισμός: 3 σύνολα ανεμιστήρων αερισμού ριζών σταθερής ταχύτητας 75 kW
• Βασικά στοιχεία ελέγχου: AnyHz FST-650L βαρύ VFD + DO online ανιχνευτές παρακολούθησης + σύστημα σύνδεσης PLC
• Ιστορικό λειτουργίας: 6 έτη λειτουργίας θροσολόγησης αναισθητήρα σταθερής ταχύτητας πριν από την ενεργειακή εξοικονόμηση

Η δεξαμενή αερισμού αερόβιας λειτουργίας του εργοστασίου λειτουργούσε με τρεις ανεμιστήρες 75 kW που λειτουργούσαν με πλήρη ταχύτητα 50 Hz 24/7, με τον όγκο του αέρα να ρυθμίζεται μόνο με το χειροκίνητο κλείσιμο των ατμιστών αέρα.

1. Σοβαρή απώλεια ενέργειας από το θρόσημα του αποσβεστήρα· η ροή αέρα που μπλοκάρεται από βαλβίδες μετατρέπει την ηλεκτρική ενέργεια σε άχρηστη απώλεια θερμότητας
2. Ασταθείς ενδείξεις διαλυμένου οξυγόνου (DO): κυμαίνονται έντονα μεταξύ 0,8 mg/L ~ 4,5 mg/L
3. Χαμηλή δραστηριότητα αερόβιας μικροοργανισμού με υποστολή του DO, που οδηγεί σε συχνή μη εξειδικευμένη COD, αμμωνικό άζωτο και συνολική έκκριση αζώτου
4. Η υπερβολική ποσότητα DO προκάλεσε περιττή σπατάλη ενέργειας και επιταχυνθεί η γήρανση της λάσπης
5. Συχνές ανοίξεις/κλείσεις βαλβίδων προκαλούν βαριά μηχανική φθορά σε αγωγούς αέρα, ρουλεμάν και κιβώτια ταχυτήτων
6. Ημερήσια χειροκίνητη περιπολία και ρύθμιση βαλβίδων απαιτούν πρόσθετη εργασία, χωρίς αυτόματη ρύθμιση για μεταβλητό φορτίο λυμάτων εισροής

Συνεχή στατιστικά στοιχεία ηλεκτρικής ενέργειας 7 ημερών καταγράφουν το μηνιαίο κόστος ηλεκτρικής ενέργειας των εξοπλισμών αερισμού που υπερβαίνει τα 32.000 δολάρια ΗΠΑ· η κατανάλωση ενέργειας αντιπροσώπευε το 48% του συνολικού λογαριασμού ηλεκτρικής ενέργειας ολόκληρου του εργοστασίου.Η σταθερή ταχύτητα ελέγχου αποσβεστήρα επιβεβαιώθηκε ως ο βασικός παράγοντας υψηλού κόστους.

Τα δεδομένα του αισθητήρα DO καταγράφονται συνεχώς: Η τιμή DO παρέκκλινε κατά 100% από το βέλτιστο εύρος στόχου 2,0·2,5 mg/l κατά τις ώρες εκτός αιχμής εισροής νερού.Η χειροκίνητη ρύθμιση δεν μπορούσε να ταιριάξει με τις αλλαγές του φορτίου λυμάτων σε πραγματικό χρόνο.

Τα αρχεία συντήρησης του ανεμιστήρα έδειξαν αντικατάσταση ρουλεμάντων κάθε 3 μήνες, βλάβη σφραγίδας ατμοσφαιρικού αποσβεστήρα κάθε 2 μήνες· το ετήσιο κόστος μηχανικής συντήρησης έφτασε τα 7.200 δολάρια ΗΠΑ.Συνεχή λειτουργία πλήρους ταχύτητας δημιουργεί συνεχή απώλεια μηχανικής πρόσκρουσης.

Προσωρινή δοκιμή ενός VFD χωρίς φίλτρο σήματος: αναλογικό σήμα DO 4·20mA διαστρεβλωμένο από θόρυβο PWM υψηλής συχνότητας VFD, με αποτέλεσμα ψευδή ρύθμιση συχνότητας.Για τα τερματικά σήματα ανίχνευσης πρέπει να προστεθεί η καταστολή θορύβου EMC..

Το εργοστάσιο αντικατέστησε πλήρως τον έλεγχο ατμιστήρα σταθερής ταχύτητας με σύστημα VFD ειδικό για βαρέα υγρά AnyHz FST-650L, με πλήρη διαμόρφωση ευφυούς σύνδεσης:

1. Εγκατάσταση υψηλής ακρίβειας ηλεκτρονικών ανιχνευτών DO στο εσωτερικό των δεξαμενών αερισμού για τη μετάδοση αναλογικών σημάτων ανατροφοδότησης 4 ∆ 20 mA σε πραγματικό χρόνο στα τερματικά ελέγχου VFD
2. Ενεργοποίηση του ενσωματωμένου ανεξάρτητου αλγορίθμου σταθερής οξυγόνου PID FST-650L, κλειδώστε την τιμή DO στόχου σε 2,0·2,5 mg/L. Η κίνηση αυξάνει/κατεβάζει αυτόματα τη συχνότητα για να ανταποκρίνεται στην ζήτηση οξυγόνου
3. Διαμόρφωση εξάλειψης παρεμβολών EMC:
   • Συμπιεστήρες απορρόφησης 1000pF που τοποθετούνται σε όλα τα τερματικά αναλογικών σημάτων
   • Ειδικοί αντιδραστήρες εξόδου που ταιριάζουν για κάθε μονάδα VFD 75kW
   • Διαχωρισμένη καθοδήγηση καλωδίων για καλώδια ηλεκτρικής ενέργειας και καλώδια σήματος για την αποφυγή διασταύρωσης
4. Λογική συγχρονισμένης σύνδεσης πολλαπλών ανεμιστήρων: ο PLC ξεκινά αυτόματα τον ανεμιστήρα αναμονής όταν η κύρια κίνηση φτάνει το ανώτερο όριο συχνότητας.πλήρως ανεξέλεγκτη μετάβαση
5. Βελτιστοποίηση των παραμέτρων μαλακής εκκίνησης: επέκταση του χρόνου επιτάχυνσης/αποβράδυνσης σε 35 δευτερόλεπτα για τη μείωση της επίδρασης εκκίνησης στα γρανάζια και τα ρουλεμάν
6. Ενεργοποιημένη τοπική HMI + τηλεχειριζόμενη παρακολούθηση του νέφους: εμφάνιση σε πραγματικό χρόνο της συχνότητας λειτουργίας, του ισχύος λειτουργίας, της τιμής DO της δεξαμενής και της σωρευτικής κατανάλωσης ενέργειας, με αυτόματο συναγερμό για OC, OL,υπερθέρμανση και σφάλματα επικοινωνίας

Μετά την πλήρη έναρξη λειτουργίας του συστήματος και την επαλήθευση συνεχούς λειτουργίας πλήρους φόρτωσης 72 ωρών:

1. Το διαλυμένο οξυγόνο διατηρείται σταθερά στο επίπεδο των 2,0·2,5 mg/l χωρίς τεχνητή παρέμβαση
2. Η μέση συχνότητα λειτουργίας του αναπνευστή σταθεροποιείται σε 32-40 Hz υπό κανονικές συνθήκες εργασίας
3. Καμία στρέβλωση σήματος ή EMC παρεμβολές στα όργανα ανίχνευσης DO
4. Η αυτόματη αλλαγή ανεμιστήρα λειτουργούσε ομαλά χωρίς διακυμάνσεις πίεσης του αγωγού
5. Καμία τυχαία υπερφόρτωση, υπερστροφή ή υπερθέρμανση κατά τη διάρκεια λειτουργίας με μακρύ κύκλο

• Κόστος μεταρρύθμισης υλικού: VFD, αισθητήρες, αντιδραστήρες και εξαρτήματα καλωδίωσης συνολικά $ 11,800 USD
• Αρχική ετήσια συνολική απώλεια (ηλεκτρικό ρεύμα και συντήρηση): Πάνω από 45.600 δολάρια ΗΠΑ
• Εκτιμώμενη περίοδος αποπληρωμής: Λιγότεροι από 4 μήνες

Τα βασικά μειονεκτήματα του παραδοσιακού συστήματος αερισμού σταθερής ταχύτητας:

1. Απορρίπτοντας την ενέργεια: Οι μηχανικοί αποσβεστήρες καταναλώνουν τεράστια ενέργεια για να εμποδίσουν την ροή του αέρα, η οποία εξαλείφεται εντελώς από τη μετατροπή συχνότητας μέσω της σταθερής ρύθμισης της ταχύτητας
2. Διακριτικός χειροκίνητος έλεγχος: Το προσωπικό δεν μπορεί να ανταποκριθεί στις διακυμάνσεις της εισροής λυμάτων σε πραγματικό χρόνο, προκαλώντας ανισορροπία του DO
3. Υψηλός αντίκτυπος εκκίνησης: Η άμεση εκκίνηση πλήρους ταχύτητας σε σύνδεση παράγει 6-7 φορές το ονομαστικό ρεύμα, επιταχύνοντας τη μηχανική γήρανση
4. Μη καταπιεσμένος EMC θόρυβος: Η υψηλής συχνότητας εναλλαγή μη φιλτραρισμένων μετατροπών στρεβλώνει τα αδύναμα αναλογικά σήματα αισθητήρων, καταστρέφοντας την αυτόματη λογική ελέγχου

Κριτική αντίληψη: Για τον εξοπλισμό υγρών περιβάλλοντος (αναπνευστήρες, αντλίες νερού), ο έλεγχος κλειστού κυκλώματος PID μεταβλητής συχνότητας λύνει ταυτόχρονα τα προβλήματα ενεργειακής σπατάλης και σταθερότητας της διαδικασίας.Η αντιστοίχιση των βοηθητικών συστατικών EMC είναι υποχρεωτική για τις αναλογικές σκηνές σήματος αισθητήρων για την αποφυγή κρυφών αποτυχιών ελέγχου.

1. Καθορισμένο εύρος στόχων DO: καθορίζεται τιμή στόχου PID σε 2,0·2,5 mg/l για τις αστικές αερόβες δεξαμενές για την εξισορρόπηση της επίδρασης της επεξεργασίας και της κατανάλωσης ενέργειας
2. Τυπικοί κανόνες αντιστοίχισης EMC: Προσθέστε 1000pF πυκνωτές απορρόφησης για όλους τους αναλογικούς τερματικούς εισερχόμενους τερματικούς σταθμούς 4·20mA· εγκαταστήστε αντιδραστήρες εξόδου για κινητήρες άνω των 45kW
3. Αποτρέψτε τους βρόχους γείωσης: υιοθετήστε τη γείωση με ένα μόνο σημείο για όλους τους αισθητήρες και τα ντουλάπια ελέγχου VFD
4. Βελτιστοποίηση των παραμέτρων επιτάχυνσης: Ρυθμίστε χρόνο ανάκαμψης ≥ 30 δευτερόλεπτα για τους αναπνευστήρες ριζών υψηλής αδράνειας για την αποφυγή υπερφόρτωσης
5. Τακτική καταγραφή δεδομένων: καταγραφή της ημερήσιας μέσης συχνότητας λειτουργίας και των δεδομένων DO για την εποχική προσαρμογή των παραμέτρων PID
6. Πίνακας ελέγχου προληπτικής συντήρησης: Ελέγξτε κάθε τρίμηνο την καλωδίωση των αισθητήρων, τα τερματικά εδάφους και την απώλεια θερμότητας του αντιδραστήρα

1. Σταθερό πρότυπο απορροφικού αέρα Λύσιμο οξυγόνο κλειδωμένο σε βέλτιστο εύρος όλο το χρόνο.Οι δείκτες αμμωνικού αζώτου και συνολικού αζώτου παραμένουν συνεχώς εξειδικευμένοι, εξαλείφοντας τον κίνδυνο περιβαλλοντικών κυρώσεων.
2. Σημαντική εξοικονόμηση ενέργειας Η απώλεια θρόμβωσης του αποσβεστήρα αφαιρείται πλήρως. Ο συνολικός ρυθμός εξοικονόμησης ενέργειας φτάνει το 35% ̇ 42%. Η μηνιαία δαπάνη ηλεκτρικής ενέργειας αερισμού μειώνεται κατά πάνω από $ 11,200 USD.
3. Σημαντική μείωση του κόστους συντήρησης Η μαλακή εκκίνηση ελαχιστοποιεί το μηχανικό σοκ στα ρουλεμάν, στα κιβώτια ταχυτήτων και στους αγωγούς αέρα.τα ελαττώματα αντικατάστασης ατμοσφαιρικού ατμοσφαιριστή εξαλείφονται πλήρως, μειώνοντας το ετήσιο κόστος συντήρησης κατά πάνω από 65%.
4. Ανεξέλεγκτη έξυπνη λειτουργία Εικόνα δεδομένων σε πραγματικό χρόνο στο τοπικό HMI και την πλατφόρμα απομακρυσμένης παρακολούθησης.Δεν απαιτείται συχνή ρύθμιση βαλβίδας από τους χειριστές.
5. Η χαμηλότερη επίδραση του δικτύου Η μαλακή εκκίνηση μειώνει το ρεύμα εκκίνησης από 6 × ονομαστικό σε 1.2 × ονομαστικό, εξαλείφοντας τη διακύμανση τάσης του δικτύου και αποφεύγοντας την εκτόξευση των διακόπτες υψηλής τάσης του εργοστασίου.

Αυτή η περίπτωση μεταρρύθμισης του αναπνευστήρα αερισμού λυμάτων αποδεικνύει ότι το VFD της σειράς AnyHz FST-650L με ενσωματωμένο έλεγχο κλειστού κυκλώματος PID παρέχει διπλή αξία:σταθερή περιβαλλοντική απόδοση επεξεργασίας και δραματική μακροπρόθεσμη μείωση του κόστους ενέργειαςΠολλοί φορείς εκμετάλλευσης εγκαταστάσεων λανθασμένα αποδέχονται την λειτουργία σταθερού ανεμιστήρα πλήρους ταχύτητας ως πρότυπο,χωρίς να γνωρίζουν ότι η απλή μετατροπή συχνότητας μπορεί να μειώσει τα λειτουργικά έξοδα, σταθεροποιώντας παράλληλα τους δείκτες εκκένωσης.

Το μάθημα: Για εξοπλισμό υγρών σταθερής πίεσης/σταθερού οξυγόνου που βασίζεται σε μηχανικό στροτλίνγκ, ο έλεγχος κλειστού κυκλώματος VFD είναι η πιο οικονομικά αποδοτική λύση αναβάθμισης.Μικρά εξαρτήματα αντιστοίχισης EMC (συμπιεστήρες), αντιδραστήρες) αποτρέπουν τις δυσανάγνωστες διαλείπουσες βλάβες σήματος που διαταράσσουν την πλήρη αυτοματοποίηση.

Υπενθύμιση ROI: Ένα χαμηλού κόστους έργο αναβάθμισης VFD μπορεί να ανακτήσει όλη την επένδυση εντός 4 μηνών, και στη συνέχεια να παράγει συνεχή εξοικονόμηση ηλεκτρικής ενέργειας και συντήρησης για ολόκληρη τη διάρκεια ζωής των φουσκωτών.

Διαβάστε περισσότερα