การศึกษากรณีการประหยัดพลังงานของ VFD: เครื่องพัดลมถังระบายอากาศ

เครื่องเป่าอากาศระบายน้ําเสียส่วนตําบลเป็นอุปกรณ์ที่ใช้พลังงานมากที่สุดในโรงงานระบายน้ําเสีย สถานที่ส่วนใหญ่พึ่งพาเครื่องเป่า Roots ที่มีความเร็วคงที่สร้างการเสียพลังงานขนาดใหญ่ และผลการบําบัดทางชีวเคมีที่ไม่มั่นคงโรงงานระบายน้ําขนาดกลางของเทศบาล พยายามต่อสู้กับอากาศปรับเปลี่ยนของออกซิเจนการใช้จ่ายเกินค่าไฟฟ้าและความล้มเหลวทางเครื่องกลบ่อย จนถึงการปรับปรุงแบบครบถ้วนกับ AnyHz FST-650L แฟนและปั๊มแรงหนัก VFDระบบควบคุมปริมาณออกซิเจนละลาย PID ที่บูรณาการกําจัดการสูญเสียการลดน้ํา, ปรับตัวชี้วัดการปล่อยน้ําให้มั่นคง และลดการบริโภคพลังงานในการอากาศขึ้นไปกว่า 35%

• สาขาอุตสาหกรรม: การบํารุงรักษาน้ําเสียส่วนตําบล / การคุ้มครองสิ่งแวดล้อม
• อุปกรณ์: 3 ชุดของ 75kW ความเร็วคงที่
• ส่วนประกอบการควบคุมหลัก: AnyHz FST-650L VFD ภาระหนัก + DO โซนส์การติดตามออนไลน์ + ระบบเชื่อมต่อ PLC
• ประวัติการใช้งาน: 6 ปีของการใช้งานดัดลมความเร็วคง ก่อนการปรับปรุงปรับปรุงเพื่อประหยัดพลังงาน

ถังอากาศแบบแอโรบิกของโรงงานใช้เครื่องพัดลมขนาด 75kW 3 เครื่องทํางานด้วยความเร็ว 50Hz เต็ม 24 ชั่วโมง 7 วัน 7 วัน โดยปริมาณอากาศสามารถควบคุมได้เพียงด้วยการปิดอัดลมด้วยมือเท่านั้น

1. การสูญเสียพลังงานอย่างรุนแรงจากการลดความร้อน; การไหลของอากาศที่ถูกปิดโดยวาล์วเปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าเป็นการสูญเสียความร้อนที่ไร้ประโยชน์
2. อัตราการอ่านออกซิเจนละลายไม่มั่นคง (DO): อัตราแปรปรวนมากระหว่าง 0.8mg/L ~ 4.5mg/L
3. กระบวนการของจุลินทรีย์แอโรบิกที่ถูกกีดขวางด้วย DO ต่ํา ส่งผลให้เกิด COD ไม่สมควรบ่อย, ไนโตรเจนอะโมเนียค และการปล่อยไนโตรเจนทั้งหมด
4. DO มากเกิน ส่งผลให้เกิดการสูญเสียพลังงานที่ไม่จําเป็น และเร่งความแก่ของหมาก
5. การเปิด / ปิดซองบ่อย ๆ ส่งผลให้เกิดการสกัดกลไกที่หนักบนลําเลียงอากาศ, หมุนลม & กล่องเกียร์
6. การปฎิบัติการมือทุกวันและการปรับคลองต้องใช้แรงงานเพิ่มเติม โดยไม่มีการปรับอัตโนมัติสําหรับภาระน้ําเสียที่ไหลเข้าที่เปลี่ยนแปลง

สถิติพลังงานต่อเนื่อง 7 วันบันทึกค่าใช้จ่ายพลังงานประจําเดือนของอุปกรณ์อากาศเกิน $32,000 USD; การบริโภคพลังงานเป็น 48% ของค่าใช้จ่ายไฟฟ้าทั้งหมดของโรงงานทั้งหมด ผล:การควบคุมอัดความเร็วคงที่ถูกยืนยันว่าเป็นปัจจัยต้นทุนสูงหลัก.

ข้อมูลของเซ็นเซอร์ DO ที่บันทึกตลอด 24 ชั่วโมง: ค่า DO หันออกไป 100% จากช่วงเป้าหมายที่ดีที่สุด 2.0 ∼ 2.5 mg/L ระหว่างช่วงเวลาที่น้ําไม่เข้าสูงสุด ผล:การปรับด้วยมือไม่สามารถตรงกับการเปลี่ยนแปลงของน้ําเสียในเวลาจริง.

บันทึกการบํารุงรักษาเครื่องเป่าแสดงให้เห็นว่าการเปลี่ยนล่างสอดทุก 3 เดือน, การเสียความแข็งของเครื่องปอดอากาศทุก 2 เดือน; ค่าบํารุงรักษาเครื่องจักรกลประจําปีถึง 7,200 ดอลลาร์สหรัฐสหรัฐ. ผล:การทํางานอย่างต่อเนื่องเต็มความเร็ว สร้างความสูญเสียการกระแทกทางกลต่อเนื่อง.

การทดสอบชั่วคราวของ VFD ตัวเดียวโดยไม่มีกรองสัญญาณ: สัญญาณแบบแอนาล็อก DO 4?? 20mA ถูกบิดเบือนโดยเสียง PWM ความถี่สูงของ VFD ส่งผลให้มีการปรับความถี่ผิดต้องเพิ่มการยับยั้งเสียง EMC สําหรับปลายสัญญาณตรวจจับ.

สถานที่เปลี่ยนการควบคุมดัมเปอร์ความเร็วคงอย่างสมบูรณ์แบบด้วย AnyHz FST-650L ระบบ VFD รายละเอียดของสารไหล่ภาระหนัก

1. ติดตั้งเครื่องตรวจสอบออนไลน์ DO ที่มีความแม่นยําสูง ภายในถังอากาศ เพื่อส่งสัญญาณการตอบสนองแบบแอนาล็อก 4 ‰ 20mA ในเวลาจริงไปยังเทอร์มินัลควบคุม VFD
2. เริ่มใช้งานอัลกอริทึมออกซิเจนคงที่ PID ที่เป็นอิสระใน FST-650L, ล็อค DO หมายค่าที่ 2.0-2,5mg / L; การขับเคลื่อนเพิ่ม / ลดความถี่โดยอัตโนมัติเพื่อตรงกับความต้องการออกซิเจน
3. การตั้งค่าการกําจัดอาการขัดแย้ง EMC:
   • คอนเดสเตอร์การดูดซึม 1000pF ติดตั้งบนเทอร์มินัลสัญญาณอนาล็อกทั้งหมด
   • ระบบปฏิกิริยาผลิตเฉพาะเจาะจงที่ตรงกันสําหรับแต่ละหน่วย VFD 75kW
   • การกําหนดเส้นทางสายไฟแยกสําหรับสายไฟฟ้าและสายสัญญาณ เพื่อหลีกเลี่ยงการสับสน
4. โลจิกการเชื่อมโยงซินครามหลายเครื่องเป่า: PLC เริ่มทํางานอัตโนมัติเครื่องเป่ารอคอยเมื่อแรงขับเคลื่อนหลักประสบกับขีดจํากัดความถี่บน; ตัดลมพัดลมที่เหลือเมื่อความถี่ลดลงสู่ขีดต่ํากว่าการเปลี่ยนแบบไม่มีผู้ดูแล
5. การปรับปรุงปารามิเตอร์การเริ่มต้นที่อ่อน: ขยายเวลาเร่ง / ความช้าลงไปถึง 35s เพื่อลดผลกระทบการเริ่มต้นบนเกียร์และหมุนลม
6. HMI ท้องถิ่น + การติดตามเมฆทางไกลเปิดให้ใช้งาน: การแสดงความถี่ในการทํางาน, กระแสการทํางาน, ค่า DO ของถังและการบริโภคพลังงานสะสมในเวลาจริง, พร้อมสัญญาณเตือนอัตโนมัติสําหรับ OC, OLความร้อนเกินและความผิดปกติในการสื่อสาร

หลังจากการตรวจสอบการใช้งานระบบอย่างเต็มที่และการตรวจสอบการทํางานแบบต่อเนื่องในเวลา 72 ชั่วโมงที่เต็มภาระ

1. ออกซิเจนละลายรักษาอย่างมั่นคงในระดับ 2.0 ∼ 2.5mg/L โดยไม่ต้องมีการลงมือประดิษฐ์
2. ความถี่การทํางานเฉลี่ยของเครื่องเป่าที่มั่นคงที่ 32 ∼ 40 Hz ภายใต้สภาพการทํางานปกติ
3. ไม่มีการบิดเบือนสัญญาณหรือการแทรกแซง EMC กับเครื่องมือตรวจจับ DO
4. การสลับพัดลมอัตโนมัติทํางานอย่างเรียบร้อยโดยไม่ต้องปรับปรุงความดันในท่อ
5. ไม่มีความผิดพลาดการอุดหนุน, การอุดหนุนไฟฟ้าหรือการอุ่นเกินที่เกิดขึ้นสุ่มระหว่างการทํางานระยะยาว

• ค่าชุดปรับปรุง: VFD, เซ็นเซอร์, ราคอเตอร์และอุปกรณ์เสริมสายไฟทั้งหมด 11,800 ดอลลาร์
• ความสูญเสียรวมประจําปี (ไฟฟ้าและการบํารุงรักษา) มากกว่า 45,600 ดอลลาร์สหรัฐ
• ระยะเวลาการคืนเงินประมาณ: ไม่เกิน 4 เดือน

ข้อเสียหลักของระบบการอากาศระดับความเร็วคงที่แบบดั้งเดิม

1. การลดพลังงานที่เสียหาย: เครื่องลดความแรงกล ใช้พลังงานขนาดใหญ่ในการปิดการไหลของอากาศ ซึ่งการแปลงความถี่กําจัดโดยสิ้นเชิงผ่านการควบคุมความเร็วอย่างไม่ค่อย
2. การควบคุมด้วยมือ: พนักงานไม่สามารถตอบสนองกับอัตราแปรปรวนของน้ําเสียในเวลาจริง ส่งผลให้ DO ไม่สมดุล
3. ผลสัมฤทธิ์การเริ่มต้นสูง: การเริ่มต้นด้วยความเร็วเต็มแบบโดยตรงในสาย สร้างกระแสไฟฟ้าขนาด 6-7 เท่าของกระแสไฟฟ้าเร่งความชราของเครื่องจักรกล
4. เสียง EMC ที่ไม่ถูกยับยั้ง: การสลับความถี่สูงของอินเวอร์เตอร์ที่ไม่กรองทําให้สัญญาณเซ็นเซอร์แบบแอนาล็อกที่อ่อนแอบิดเบือน ทําลายโลกิกการควบคุมอัตโนมัติ

ความเข้าใจสําคัญ: สําหรับอุปกรณ์ของสารเหลวในสิ่งแวดล้อม (เครื่องเป่า, ปั๊มน้ํา) การควบคุมวงจรปิด PID ความถี่แปรแก้ปัญหาการเสียพลังงานและความมั่นคงของกระบวนการในเวลาเดียวกันการจับคู่องค์ประกอบช่วย EMC เป็นสิ่งบังคับต้องสําหรับฉากสัญญาณเซ็นเซอร์แบบอนาล็อก เพื่อหลีกเลี่ยงความล้มเหลวในการควบคุมที่ซ่อนอยู่.

1. ระยะเป้าหมาย DO ที่ตั้ง: กําหนดค่าเป้าหมาย PID ที่ 2.0 ∼ 2.5 mg/L สําหรับถังแอโรบิกเทศบาลเพื่อสมดุลผลการรักษาและการบริโภคพลังงาน
2. กติกาการสอดคล้อง EMC มาตรฐาน: เพิ่มตัวประกอบการดูดซึม 1000pF สําหรับเทอร์มิเนลการเข้าแบบแอนาล็อกทั้งหมด 4?? 20mA; ติดตั้งตัวประกอบการออกสําหรับเครื่องขับเคลื่อนที่มากกว่า 45kW
3. ป้องกันวงจรการติดดิน: ใช้การติดดินดาวจุดเดียวสําหรับเซ็นเซอร์และตู้ควบคุม VFD ทั้งหมด
4. ปรับปรุงปริมาตรการเร่ง: กําหนดเวลาการเร่ง ≥30s สําหรับเครื่องเป่ารากที่มีความอ่อนแอสูง เพื่อหลีกเลี่ยงการเดินทางอ้วน
5. การบันทึกข้อมูลเป็นประจํา: บันทึกความถี่การทํางานเฉลี่ยรายวันและข้อมูล DO เพื่อปรับปรุงปริมาตร PID ตามฤดู
6. รายการตรวจสอบการบํารุงรักษาป้องกัน: ตรวจสอบสายไฟเซ็นเซอร์ ทอร์มิเนลพื้นดิน และการระบายความร้อนของโรงงานปฏิกิริยาทุกไตรมาส

1. มาตรฐานระบายน้ําที่มั่นคง ออกซิเจนละลายถูกล็อคในช่วงที่ดีที่สุดตลอดทั้งปี; จุลินทรีย์แอโรบิครักษากิจกรรมสูงไนโตรเจนอะโมเนียค & ตัวชี้วัดไนโตรเจนรวมยังคงมีคุณภาพต่อเนื่องการกําจัดความเสี่ยงของการลงโทษด้านสิ่งแวดล้อม
2. การประหยัดพลังงานที่สําคัญ การสูญเสียการลดความอ่อนแอถูกกําจัดโดยสิ้นเชิง อัตราการประหยัดพลังงานครบวงจรถึง 35% 42%. ค่าใช้จ่ายไฟฟ้าระบายอากาศรายเดือนลดลงกว่า 11,200 ดอลลาร์สหรัฐ
3. ค่าบํารุงรักษาที่ลดลงอย่างมาก การเริ่มต้นที่อ่อนโยนลดการกระแทกทางเครื่องจักรกลให้น้อยที่สุดต่อหมุน, กล่องเกียร์และท่อระบายอากาศความบกพร่องในการเปลี่ยนอัดอากาศถูกกําจัดไปหมด, ลดต้นทุนการบํารุงรักษารายปีกว่า 65%
4. การดําเนินงานแบบฉลาดโดยไม่มีผู้ดูแล การแสดงภาพข้อมูลในเวลาจริงบน HMI และแพลตฟอร์มการติดตามทางไกลไม่จําเป็นต้องปรับคลองบ่อยสําหรับผู้ประกอบการ.
5. ผลกระทบเครือข่ายต่ํากว่า การเริ่มต้นอ่อนตัดกระแสการเริ่มต้นจาก 6 × เรทเป็น 1.2 × เรท, การกําจัดความสับสนของเครือข่ายและหลีกเลี่ยงการกระแทกของเครื่องตัดความแรงสูง

กรณีการปรับปรุงเครื่องเป่าอากาศน้ําเสียครั้งนี้พิสูจน์ว่า AnyHz FST-650L ซีรี่ย์ VFD ด้วยการควบคุม PID ปิดวงจรที่ติดตั้งให้ค่าสองเท่า:ผลการรักษาสิ่งแวดล้อมที่มั่นคง และการลดต้นทุนพลังงานในระยะยาวผู้ประกอบการโรงงานระบายน้ําเสียหลายคน ผิดพลาดยอมรับการทํางานของเครื่องพัดลมคงที่เต็มความเร็วเป็นมาตรฐานไม่ทราบว่าการแปลงความถี่ง่าย ๆ สามารถลดต้นทุนการดําเนินงานในขณะที่ทําให้ตัวชี้วัดการปล่อย.

ข้อเรียนรู้: สําหรับอุปกรณ์ของเหลวดันคงที่/ออกซิเจนคงที่ที่พึ่งพากับการดึงกลมกลไก, การควบคุมวงจรปิด VFD เป็นการแก้ไขการปรับปรุงที่มีประหยัดที่สุดอุปกรณ์เสริมการจับคู่ EMC ขนาดเล็ก (ตัวประกอบความเข้มแข็ง), หน่วยปฏิกิริยา) ป้องกันความผิดพลาดสัญญาณระยะสั้นที่ยากที่จะติดตาม

การเตือน ROI: โครงการปรับปรุง VFD ราคาถูกสามารถฟื้นคืนการลงทุนทั้งหมดภายใน 4 เดือน, จากนั้นสร้างประหยัดไฟฟ้าและการบํารุงรักษาต่อเนื่องตลอดอายุการใช้งานของเครื่องเป่า

อ่านต่อ