Crynodeb

Fel offer cludo hylif hynod effeithlon a ddefnyddir yn helaeth mewn prosiectau cadwraeth dŵr, diwydiant petrocemegol, a systemau cyflenwi dŵr trefol, mae pympiau tyrbin fertigol aml-gam yn cyfrif am 30% -50% o gyfanswm y defnydd o ynni system. Mae dulliau rheoli cyflymder cyson traddodiadol yn dioddef o wastraff ynni oherwydd eu hanallu i gyd-fynd yn ddeinamig â gofynion llif. Gydag aeddfedrwydd technoleg rheoli cyflymder amledd amrywiol (VFS), ei gymhwysiad mewn arbed ynni ar gyferpympiau tyrbin fertigol aml-lwyfanwedi dod yn ganolbwynt yn y diwydiant. Mae'r papur hwn yn archwilio gwerth craidd systemau VFS o egwyddorion technegol, effeithiau arbed ynni ymarferol, a safbwyntiau economaidd.

I. Egwyddorion Technegol ac Addasrwydd Systemau Rheoli Cyflymder Amledd Amrywiol i Bympiau Tyrbin Fertigol Aml-gam

1.1 Egwyddorion Sylfaenol Rheoli Cyflymder Amledd Amrywiol

Mae systemau VFS yn addasu amledd cyflenwad pŵer modur (0.5-400 Hz) i reoleiddio cyflymder pwmp (N∝f), a thrwy hynny reoli cyfradd llif (Q∝N³) a phen (H∝N²). Mae rheolwyr craidd (ee, VFDs) yn defnyddio algorithmau PID ar gyfer rheoli pwysedd llif manwl gywir trwy addasiad amledd deinamig.

1.2 Nodweddion Gweithredol Pympiau Tyrbin Fertigol Aml Gam a'u Hyblygrwydd i VFS

nodweddion allweddolinclude:
• Amrediad effeithlonrwydd uchel cul: Yn dueddol o ddirywiad effeithlonrwydd wrth weithredu i ffwrdd o bwyntiau dylunio
• Amrywiadau llif mawr: Angen addasiad cyflymder aml neu weithrediadau cychwyn-stop oherwydd system amrywiadau pwysau
• Cyfyngiadau strwythurol siafft hir: Mae sbardun falf traddodiadol yn achosi problemau colli ynni a dirgryniad

Mae VFS yn addasu cyflymder yn uniongyrchol i fodloni gofynion llif, gan osgoi parthau effeithlonrwydd isel a gwella effeithlonrwydd system yn sylweddol.

II. Dadansoddiad Effeithiolrwydd Arbed Ynni o Systemau Rheoli Cyflymder Amledd Amrywiol

2.1 Mecanweithiau Allweddol ar gyfer Gwella Effeithlonrwydd Ynni

(Lle ΔPfalf cynrychioli colled pwysau throtlo falf)

2.2 Data Achos Cymhwysiad Ymarferol

• **Prosiect Ôl-osod Gweithfeydd Cyflenwi Dŵr:**

· Offer: 3 phympiau fertigol aml-gam XBC300-450 (155 kW yr un)

· Cyn Ôl-ffitio: Defnydd trydan dyddiol ≈ 4,200 kWh, cost flynyddol ≈$39,800

· Ar ôl Ôl-ffitio: Gostyngodd y defnydd dyddiol i 2,800 kWh, arbedion blynyddol ≈$24,163, cyfnod ad-dalu < 2 flynedd

III. Gwerthusiad Economaidd a Dadansoddiad o'r Elw ar Fuddsoddiad

3.1 Cymhariaeth Cost Rhwng Dulliau Rheoli

3.2 Cyfrifiad Cyfnod Ad-dalu Buddsoddiadau

Enghraifft: Cynnydd yng nghost offer$27,458, arbedion blynyddol$24,163 → ROI ≈ 1.14 mlynedd

3.3 Buddion Economaidd Cudd

• Oes offer estynedig: cylch cynnal a chadw 30% -50% hirach oherwydd llai o draul dwyn
• Lleihau allyriadau carbon: Gostyngiad o ~45 tunnell fesul 50,000 kWh o allyriadau CO₂ blynyddol pwmp sengl
• Cymhellion polisi: Cydymffurfio â rhai Tsieina Canllawiau Diagnosis Cadwraeth Ynni Diwydiannol, yn gymwys ar gyfer cymorthdaliadau technoleg werdd

 IV. Astudiaeth Achos: Ôl-osod Grŵp Pwmp Aml-gam Menter Petrocemegol

4.1 Cefndir y Prosiect

• Problem: Roedd pympiau trosglwyddo olew crai yn cychwyn yn aml yn achosi costau cynnal a chadw blynyddol >$109,832 oherwydd system amrywiadau pwysau
• Ateb: Gosod VFDs 3×315 kW gyda synwyryddion pwysau a llwyfan monitro cwmwl

4.2 Canlyniadau Gweithredu

• Metrigau ynni: Gostyngodd y defnydd o bŵer fesul pwmp o 210 kW i 145 kW, gwellodd effeithlonrwydd y system 32%
• Costau gweithredol: Gostyngodd amser segur methiant 75%, gostyngwyd costau cynnal a chadw blynyddol i$27,458.
• Manteision economaidd: Adennill costau ôl-osod llawn o fewn 2 flynedd, elw net cronnol >$164,749

V. Tueddiadau ac Argymhellion y Dyfodol

1. Uwchraddiadau Deallus: Integreiddio algorithmau IoT ac AI ar gyfer rheoli ynni rhagfynegol

2. Cymwysiadau Pwysedd Uchel: Datblygu VFDs sy'n addas ar gyfer pympiau aml-gam 10 kV+

3. Rheoli Cylch Bywyd: Sefydlu modelau digidol deuol ar gyfer optimeiddio cylch bywyd ynni-effeithlon

Casgliad
Mae systemau rheoli cyflymder amledd amrywiol yn cyflawni gwelliannau effeithlonrwydd ynni sylweddol a gostyngiadau mewn costau gweithredol mewn pympiau tyrbin fertigol aml-gam trwy gydweddu gofynion pen llif yn union. Mae astudiaethau achos yn dangos cyfnodau ad-dalu nodweddiadol o 1-3 blynedd gyda manteision economaidd ac amgylcheddol sylweddol. Gyda datblygiad digideiddio diwydiannol, bydd technoleg VFS yn parhau i fod yr ateb prif ffrwd ar gyfer optimeiddio ynni pwmp.