周波数制御ブースターポンプ

「周波数制御ポンプ」というラベルを見ると、これが万能薬であるように思えます。圧力の問題はすべて解決され、エネルギーの節約は驚異的です。しかし実際には、特に増圧システムの場合、すべてがそれほど単純であるわけではありません。従来のリレーで十分な複雑なシステムに顧客が過剰な料金を支払う、あるいはその逆、高層ビルの周波数スイッチを節約しようとして、ウォーターハンマーや上層階の住人からの永遠の苦情に悩まされる様子を私はよく目にします。私自身も、当社 (浙江揚子江ポンプ工業 LLC) が提供する機器を含む機器を扱い始めたばかりのときに、このような経験をしました。当社の品揃えには既製の「箱入り」のものはありません。圧力ブースト用の VFD ソリューションですが、リニアポンプや多段ポンプなどの遠心ポンプを外部の自動化システムに統合することもよくあります。ここからが楽しみの始まりです。

周波数発生器はどこに本当に必要で、どこに不要なのでしょうか?

主な特長周波数制御ブースターポンプ— 流量に関係なく、システム内の指定圧力をスムーズに維持します。素晴らしいですね。しかし、たとえば、同時に稼働することがほとんどない給水所が 2 つある小さなコテージの場合、周波数発生器はほとんどの場合最小周波数で動作し、そのコストは約 10 年で元が取れます。電気代の節約はごくわずかになります。このような場合には、油圧アキュムレータとリレーを備えた当社の標準自吸ポンプがより実用的です。より安く、より信頼性が高く、メンテナンスが簡単です。

しかし、周波数規制が完全に明らかになっているのは、集合住宅、ホテル、大規模なオフィスセンターの給水システムです。そこでは水の消費スケジュールが予測できません。数十個の蛇口を同時に開くことによる圧力の上昇はよくあることです。以前は、2 ～ 3 台のポンプのカスケードが設置され、必要に応じて作動していました。騒音、絶え間ないオンとオフの切り替え、同じウォーターハンマー。周波数コンバーターとコントローラーに接続された 1 つまたは 2 つの多段遠心ポンプに基づいたシステムを組み立てることができます。ポンプは常に動作しますが、消費量に合わせて速度が変化します。パイプ内の圧力は安定しており、居住者は満足しており、機器の磨耗も少なくなります。

しかし、ここにも落とし穴があります。かつて私は、プロジェクトによれば「洗練された」リニア遠心ポンプが設置されている現場で状況に遭遇しました。 VFD。システムは機能しましたが、節約効果は予想よりも低かったです。彼らはそれを理解し始めました。ポンプ自体は圧力に余裕を持って選択されており、最低速度であっても流量がほぼゼロの夜間モードでは性能が過剰であることが判明しました。周波数変換器は魔法の杖ではありません。銘板の曲線を超えてポンプの動作点を移動させることはできません。インペラを小さいものに変更する必要がありました。その後、騒音も減り、電気代も目に見えて下がりました。結論: まず適切な水力計算、次にポンプの選択、そしてその後に初めて調整の種類を決定します。

統合: 当社のポンプ + サードパーティの自動化

すでに述べたように、ウェブサイト https://www.yangtzeriverpump.ru で紹介されている当社の中国工場は、信頼性の高いポンプ「鉄」の生産に重点を置いています。当社はターンキー制御キャビネットを製造していませんが、当社の機器はそのようなシステムでの動作に完全に適合しています。このアプローチの方が収益性が高い場合が多いのはなぜですか?それは柔軟性を与えてくれるからです。顧客が化学品製造用の圧力増加システムを組み立てる必要があるとします。試薬に耐性のある特定の材料で作られたポンプが必要です。当社ではプラスチック製のケミカルポンプをラインアップしています。また、プラントの SCADA 複合体全体に統合されたスムーズな制御システムも必要としています。当社は、彼の技術プロセスに最適な特性 (圧力、流量、材料) を備えたポンプを供給します。また、彼は、現地の規格や自動化の要件をよく知っている専門会社に制御キャビネットを別途注文しました。

当社のテストベンチでは、さまざまなモードでポンプがどのように動作するかを確認します。のために増圧ポンプこれは重要です。私たちは、最大圧力と流量だけでなく、さまざまなポイントでの出力曲線と効率など、特性をすべて考慮します。次に、このデータを設置エンジニアに渡し、周波数変換器を選択します。これらのグラフがないと、VFD のセットアップは推測に頼ることになり、動作が不安定になったり、モーターの過熱やキャビテーションが発生したりする可能性があります。

消火システムにポンプが必要になったときの経験がありますが、ポンプは 99% の確率で予備にありましたが、起動時には瞬時に公称モードに到達し、安定した圧力を維持する必要があります。周波数コンバーターを長時間のオーバークロックで使用することは不可能でした。私たちはハイブリッドソリューションを見つけました。メインポンプとバックアップポンプは当社の多段遠心ポンプで、ダイレクトスタートによって始動されますが、周波数制御された制御システムは小型の液空圧アキュムレータに基づいており、始動の瞬間を滑らかにし、小さなサージを補償します。確実に予算内で収まりました。

メンテナンスと典型的なインストールエラーについて

周波数調整によりシステムの動作信頼性が向上しますが、より適切なメンテナンスが必要になります。配管工をヴァシャおじさんと呼ぶことができる場合はそうではありません。取り付け時に最もよくある間違いは、圧力センサーの配置が間違っていることです。ポンプに近づきすぎたり、乱流のある場所に設置すると、ポンプは「嘘」をつき、周波数発生器は、存在しない振動を捉えようとして、速度を激しく変化させ始めます。システムが「けいれん」し、ポンプはすぐに故障します。センサーは、ポンプから油圧的に離れた場所、できれば油圧アキュムレータのグループがある場合はその後に取り付ける必要があります。

もう 1 つのポイントは、周波数変換器自体に PID コントローラーを設定することです。多くのインストーラは工場出荷時のデフォルト設定のままです。また、長いパイプを備えた慣性給水システムには適さない可能性があります。その結果、システムは流量の変化 (圧力降下) に対する反応が遅すぎるか、または「ハンティング」を開始しますか? — 特定の点の周囲での一定の圧力変動。試行的な方法を使用して、その場で係数を選択する必要があります。場合によってはこれに丸一日かかることもありますが、これがないとシステムは最適に動作しません。

当社の機器に関しては、VFD で使用する予定のポンプについては、モーターの絶縁クラスと必須の接地の有無に常に注意を払うことをお勧めします。周波数発生器は理想的な正弦波を生成するのではなく、巻線の絶縁に電圧を増加させるパルス幅変調を生成します。エンジンがそのような負荷に耐えられるように設計されていない場合、エンジンは燃え尽きてしまいます。私たち浙江揚子江ポンプ工業有限公司では、生産ライン、特にそのようなプロジェクトでよく使用されるシリーズでは、これに特別な注意を払っています。

将来に目を向けて: 規制により他に何が提供できるでしょうか?

今、誰もが「スマートホーム」について話しています。そして産業用モノのインターネット (IIoT)。そして可変速ポンプはこれに最適な候補です。このシステムが圧力を維持するだけでなく、建物内の水の消費スケジュールも分析すると想像してください。午前 7 時にピークがあり (全員が洗濯します)、10 時から 16 時までは最小消費量になることがわかります。また、動作アルゴリズムを調整して、さらにエネルギーを節約します。または、エンジン時間数、消費エネルギー、エンジン温度に関するデータをリモートで送信します。これにより、計画的メンテナンスから状態ベースのメンテナンスに移行できます。

これはメーカーとしての私たちにとっての挑戦です。ポンプはもはや電気モーターを備えた単なる鉄片ではありません。それはインテリジェントシステムの一部になります。そのため、当社は研究開発、生産、テストの分野を組み合わせています。当社ではすでに、ポンプの主要パラメータを遠隔監視するためのプロトコルをテストしています。これは私たちの「アイロン」に必要です。将来必要となる高度な制御システムと簡単に接続できます。

しかし、「賢い」ものを追いかけるのでしょうか？機能については、基本を忘れてはいけません。最先端の電子機器であっても、ポンプの油圧力が低下していたり、インペラのバランスが取れていなかったり、シールが正しく選択されていなかったりすると、ポンプを救うことはできません。私たちの原則は、まず完璧なメカニズム、次に統合の機会です。それは井戸用の通常の水中ポンプであっても、超高層ビルの昇圧システム用の多段ユニットであっても同様です。

光沢のない結果

それでは、周波数制御ブースターポンプに取り組む価値はあるのでしょうか?明確な答えはありません。これは強力で効果的なツールですが、すべてのタスクに使えるわけではありません。ハンマーのように釘を打つこともできますが、他の用途に使用するとガラスを割ることもできます。重要なのは、問題を深く分析することです。実際の負荷スケジュールを計算し、施設の詳細を理解し、購入だけでなくさらなるメンテナンスの予算も評価します。

ポンプメーカーとしての当社の役割は、完全かつ誠実な性能特性を備えた、信頼性が高く予測可能なポンプを顧客またはエンジニアリング会社に提供することです。そのため、VFD システムに統合する際に、そこに何が期待できるかを正確に知ることができます。そして、数年間運用した後、「なぜこの中国製ポンプなのか」を理解する必要がなくなります。問題が実際には周波数変換器の不適切な設定または設置エラーである場合、失敗しました。攻撃的な媒体用の磁気ポンプから強力なマルチステージシステムに至るまで、幅広い機器の製造とテストから得た経験が物語っているのは、プロジェクトの成功は常に細部にあるということです。周波数調整は非常に重要ではありますが、そのうちの 1 つにすぎません。