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Motores variables de evaluación de la velocidad para los usos de la bomba centrífuga

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Un VFD se debe considerar para cada nueva instalación industrial de la bomba, y también para el número de sistemas de bomba industriales instalados durante las últimas décadas que son todavía en funcionamiento.

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El coste de corriente eléctrica de guardar 200 que el HP bombea el motor que funciona continuamente ahora excede $100.000 por año en la mayoría de las áreas de los Estados Unidos, y más en otros países donde está más alto el coste de electricidad.

Afortunadamente, en las impulsiones variables de la frecuencia de la última década (VFDs) han llegado a ser menos costoso y más confiable. Así, la necesidad y las oportunidades de mejorar eficacias de sistema industriales de bomba con el uso de los motores de la bomba de VFD nunca ha sido más altas.

¿Un VFD puede variar voltaje y frecuencia a través de un motor? gama de velocidad de s para modular velocidad de rotación del eje. ¿Esto permite reducir un motor? demanda eléctrica de s ajustando velocidad del motor a la salida de la bomba del fósforo a los requisitos de la presión/del flujo de sistema.

La resistencia viscosa del líquido atraviesa sistemas aflautados puede aumentar exponencial con velocidad de flujo flúido. Con un motor síncrono de la velocidad fija, el flujo flúido se modula típicamente con una válvula de control que estrangula. Esto se utiliza en un sistema de bomba para aumentar resistencia del flujo flúido y para entregar flujos más bajos deseados forzando la bomba para sostener en su curva de la salida.

La indicación más obvia que una válvula de control está estrangulando la presión significativa ausente es ruido excesivo de la válvula, mejora a veces descrito como gritando o chillando. El alto ruido, la vibración, el daño de la erosión de los internals de la válvula y de la alta bomba o los requisitos de mantenimiento de la válvula son todas las indicaciones que una válvula de control está estrangulando la presión significativa ausente.

Si un sistema de flujo pasa tiempo significativo en el flujo reducido, una modificación VFD para el motor de la bomba debe ser evaluada. Esta modificación agregaría un VFD a la velocidad del motor del control y eliminaría la válvula que estrangula.

En sistemas de alta presión, un motor variable de la velocidad puede reducir costes de mantenimiento. Esto es especialmente verdad para las bombas de alta velocidad que utilizan una caja de engranajes para aumentar velocidad del impeledor a los múltiplos de las velocidades del motor síncrono. Algunas de estas bombas centrífugas de velocidades hacen girar el impeledor a las velocidades superior a 20.000 RPM. Con un motor de la velocidad constante, sus impeledores y cajas de engranajes son intolerantes de cambios rápidos en el flujo.

Los motores de la bomba en sistemas aflautados con los cambiadores de calor pueden ser candidatos excelentes a impulsiones de velocidad variable. El intercambio de calor y el control de la temperatura es alcanzado típicamente modulando la velocidad y el tiempo de residencia flúidos a través del cambiador de calor del sistema. Los pequeños pasos y las superficies grandes del intercambio contribuyen a los aumentos significativos en gota de presión a través de cambiadores de calor mientras que se aumenta el flujo flúido.

Consecuentemente, la mayoría de los sistemas del intercambio de calor requieren alta salida de presión de la bomba a los altos flujos, pero necesitan la presión baja a las tarifas del flujo bajo. Si este tipo de sistema de flujo flúido funciona en el flujo bajo clasifica para las partes significativas de su período del funcionamiento, su cuenta mensual de la energía es mucho más bajo con un motor de VFD, en comparación con el funcionamiento con un motor de la solo-velocidad y una válvula de control que estrangula.

La razón que los motores variables de la velocidad funcionan para las bombas centrífugas se puede entender eficientemente de las leyes de la afinidad de la bomba:

¿(Q2/Q1)? (N2/N1), el flujo es proporcional a la velocidad de la bomba

¿(H2/H1)? (N2/N1) 2, presión es proporcionales a la velocidad de la bomba ajustada

¿(HP2/HP1)? (N2/N1) 3; Sin embargo, la energía requerida es proporcional a la velocidad de la bomba cubicada

De la ley de la afinidad de la bomba, la tabla demuestra cómo el drenaje de energía disminuye mientras que se reduce la velocidad de la bomba.

Mientras que la tabla demuestra, la gota de los requisitos del HP de la bomba como velocidad de la bomba se disminuye, que es porqué un VFD puede ahorrar cantidades de energía significativas emparejando velocidad de la bomba a los requisitos de la carga. Esto es más eficiente que el funcionamiento a la bomba a la velocidad completa y a estrangular su salida, y también corta costes de mantenimiento.

Para evaluar si un VFD es una opción rentable para un nuevo específico o adapta el uso de la bomba, lo que sigue debe ser considerado:

1. Calcule la presión de sistema/la curva de flujo del mínimo al flujo máximo. En un sistema existente, los datos para establecer esta curva se pueden tomar de medidas de la presión y del flujo, de la posición de la válvula de control y de medidas de la corriente eléctrica del motor de la bomba. Para un estudio detallado exacto de un sistema existente, las medidas se deben tomar para registrar estos datos automáticamente en un cierto plazo.

2. Si las válvulas de aislamiento o las válvulas de tres vías se utilizan en el sistema de flujo para aislar o agregar el equipo adicional en la trayectoria del flujo para diversos modos de funcionamiento, después tantas curvas de la presión/de flujo necesitarán ser generadas como allí son configuraciones de flujo operacionales posibles.

3. Seleccione una bomba para emparejar los puntos de funcionamiento máximos y mínimos en la curva. (El vendedor de la bomba del contacto para la bomba curva.)

4. Estime de datos recogidos la cantidad de hora, de flujo, de presión, de caballos de fuerza de la bomba, de energía eléctrica y de coste eléctrico para los puntos de funcionamiento importantes a lo largo de la curva del sistema. El en-pico/las variaciones huecas en el coste de electricidad y cualquier efecto estacional sobre operaciones necesitará ser considerado. Además de la eficacia de la bomba y de la eficacia del motor en estos cálculos, las pérdidas de VFD de el aproximadamente 3% necesitarán ser incluidas. Estime y compare los gastos de explotación para las opciones de la bomba de la fijo-velocidad y de la bomba de velocidad variable por un período anual.

5. VFDs requiere los filtros anti-ruidos armónicos eléctricos y potencialmente los reactores de la CA además del inversor de VFD. El espacio adicional para los recintos eléctricos de VFD será necesario además de los requisitos para un arrancador de motor de la fijo-velocidad. En una modificación, los cables de transmisión aumentados al inversor de VFD y al motor serán requeridos probablemente. Los costes instalados típicos de sistemas de VFD se extienden de $200-$500/HP.

6. Entre en contacto con a los surtidores de VFD para los detalles en un VFD clasificados adecuadamente para los requisitos del esfuerzo de torsión del motor incluyendo todos los filtros y reactores armónicos requeridos. ¿En un uso de la modificación, él? s a menudo posible reutilizar un motor trifásico existente si es el grado de aislamiento de la bobina arriba bastante y el aislamiento está en condiciones excelentes. VFDs es más resistente en el aislamiento del motor que los motores de la fijo-velocidad.

7. Compare el coste instalado del VFD a los ahorros anuales de la energía, y determine si los ahorros son suficientes justificar el gasto. Esté seguro de descomponer en factores en los costes de mantenimiento reducidos observados de funcionar con el motor y la bomba en las velocidades para emparejar la carga, en comparación con el funcionamiento en la velocidad completa y estrangular la salida con una válvula de control.

Un VFD se debe considerar para cada nueva instalación industrial de la bomba, y también para el número de sistemas de bomba industriales instalados durante las últimas décadas que son todavía en funcionamiento. Tarifas más altas y las reducciones de la energía eléctrica en precios de VFD significan que todos los sistemas de bomba existentes se deben evaluar para considerar si una modificación de VFD tiene sentido.