Товч

Усны хэмнэлтийн төсөл, нефть химийн үйлдвэр, хотын усан хангамжийн системд өргөн хэрэглэгддэг шингэн тээвэрлэх өндөр үр ашигтай төхөөрөмж болох олон шатлалт босоо турбин насос нь системийн нийт эрчим хүчний хэрэглээний 30-50%-ийг эзэлдэг. Тогтмол хурдыг хянах уламжлалт аргууд нь урсгалын хэрэгцээг динамикаар хангах чадваргүйн улмаас эрчим хүчний хаягдал үүсгэдэг. Хувьсах давтамжийн хурдыг хянах (VFS) технологи нь боловсронгуй болсон тул үүнийг эрчим хүч хэмнэхэд ашиглах боломжтойолон шатлалт босоо турбин насоссалбарын гол цэг болсон. Энэхүү баримт бичигт VFS системийн үндсэн үнэ цэнийг техникийн зарчим, эрчим хүчний хэмнэлтийн практик үр нөлөө, эдийн засгийн хэтийн төлөвөөс судалсан болно.

I. Техникийн зарчим ба хувьсах давтамжийн хурдны хяналтын системийг олон шатлалт босоо турбин насосуудад тохируулах чадвар

1.1 Хувьсах давтамжийн хурдыг хянах үндсэн зарчим

VFS системүүд нь насосны хурдыг (N∝f) зохицуулахын тулд моторын тэжээлийн давтамжийг (0.5–400 Гц) тохируулж, улмаар урсгалын хурд (Q∝N³) болон толгойг (H∝N²) хянадаг. Үндсэн хянагч (жишээ нь, VFD) нь динамик давтамжийг тохируулах замаар урсгалын даралтыг нарийн хянахын тулд PID алгоритмыг ашигладаг.

1.2 Олон шатлалт босоо турбин насосны ашиглалтын шинж чанар ба тэдгээрийн VFS-д дасан зохицох чадвар

Гол онцлогiоруулах:
• Нарийн өндөр үр ашигтай хүрээ: Загварын цэгүүдээс хол ажиллах үед үр ашиг буурах хандлагатай
• Их хэмжээний урсгалын хэлбэлзэл: Байнгын хурдны тохируулга эсвэл эхлэх-зогсоох үйл ажиллагаа шаардагдана систем даралтын хэлбэлзэл
• Урт босоо амны бүтцийн хязгаарлалт: Уламжлалт хавхлага тохируулагч нь эрчим хүчний алдагдал болон чичиргээний асуудал үүсгэдэг.

VFS нь урсгалын шаардлагад нийцүүлэн хурдыг шууд тохируулж, үр ашиг багатай бүсээс зайлсхийж, системийн үр ашгийг эрс сайжруулдаг.

II. Хувьсах давтамжийн хурдны хяналтын системийн эрчим хүч хэмнэлтийн үр ашгийн шинжилгээ

2.1 Эрчим хүчний үр ашгийг дээшлүүлэх үндсэн механизмууд

(Хаана ΔPхавхлага хавхлагын даралтын алдагдлыг илэрхийлдэг)

2.2 Практик хэрэглээний кейсийн өгөгдөл

• **Ус хангамжийн станцыг шинэчлэх төсөл:**

· Тоног төхөөрөмж: 3 ширхэг XBC300-450 олон шатлалт босоо насос (тус бүр нь 155 кВт)

· Сэргээхээс өмнө: Өдөр тутмын цахилгаан эрчим хүчний хэрэглээ ≈ 4,200 кВт.ц, жилийн зардал ≈$39,800

· Сэргээн засварласны дараа: Өдөр тутмын хэрэглээ 2,800 кВт цаг болж буурч, жилийн хэмнэлт ≈$24,163, нөхөх хугацаа < 2 жил

III. Эдийн засгийн үнэлгээ ба хөрөнгө оруулалтын өгөөжийн шинжилгээ

3.1 Хяналтын аргуудын хооронд зардлын харьцуулалт

3.2 Хөрөнгө оруулалтыг нөхөх хугацааны тооцоо

Жишээ нь: Тоног төхөөрөмжийн өртөг нэмэгдсэн$27,458, жилийн хэмнэлт$24,163 → ROI ≈ 1.14 жил

3.3 Эдийн засгийн далд ашиг тус

• Тоног төхөөрөмжийн ашиглалтын хугацааг уртасгасан: Холхивчийн элэгдэл багассаны улмаас засвар үйлчилгээний хугацаа 30%-50% уртасна.
• Нүүрстөрөгчийн ялгаруулалтыг бууруулах: Нэг насосны жилийн CO₂ ялгаруулалтыг 45 кВт цаг тутамд ~50,000 тонноор бууруулсан.
• Бодлогын урамшуулал: Хятадынхтай нийцнэ Аж үйлдвэрийн эрчим хүчний хэмнэлтийн оношлогооны заавар, ногоон технологийн татаас авах эрхтэй

 IV. Кейс судалгаа: Нефть химийн аж ахуйн нэгжийн олон шатлалт насосны группын шинэчлэл

4.1 Төслийн ерөнхий мэдээлэл

• Асуудал: Түүхий тос дамжуулах насосыг байнга зогсоодог нь жилийн засвар үйлчилгээний зардал >$109,832 улмаас систем даралтын хэлбэлзэл
• Шийдэл: Даралт мэдрэгч бүхий 3×315 кВт хүчин чадалтай VFD, үүлэн хяналтын платформ суурилуулах

4.2 Хэрэгжилтийн үр дүн

• Эрчим хүчний хэмжүүр: Нэг насосны эрчим хүчний хэрэглээ 210 кВт-аас 145 кВт болж буурч, системийн үр ашиг 32%-иар сайжирсан.
• Үйл ажиллагааны зардал: Гэмтлийн зогсолт 75%-иар буурч, жилийн засвар үйлчилгээний зардал хүртэл буурсан$27,458.
• Эдийн засгийн үр өгөөж: 2 жилийн дотор бүрэн сэргээн засварлах зардал, хуримтлагдсан цэвэр ашиг >$164,749

V. Ирээдүйн чиг хандлага, зөвлөмжүүд

1. Ухаалаг шинэчлэлтүүд: Эрчим хүчийг урьдчилан таамаглах хяналтын IoT болон AI алгоритмуудыг нэгтгэх

2. Өндөр даралтын хэрэглээ: 10 кВ+ олон шатлалт насосуудад тохирох VFD боловсруулах

3. Амьдралын менежмент: Эрчим хүчний хэмнэлттэй амьдралын мөчлөгийг оновчтой болгох дижитал ихэр загварыг бий болгох

Дүгнэлт
Хувьсах давтамжийн хурдны хяналтын системүүд нь урсацын толгойн шаардлагад яг таарч, олон шатлалт босоо турбин насосны эрчим хүчний үр ашгийг мэдэгдэхүйц сайжруулж, ашиглалтын зардлыг бууруулдаг. Кейсийн судалгаанууд нь эдийн засаг, байгаль орчинд ихээхэн үр өгөөжтэй 1-3 жилийн ердийн нөхөх хугацааг харуулж байна. Үйлдвэрлэлийн дижиталчлалыг ахиулснаар VFS технологи нь насосны эрчим хүчийг оновчтой болгох үндсэн шийдэл хэвээр байх болно.