Енергийна ефективност на помпи
Начало > Машини > Статии > Сп. Инженеринг ревю - брой 1, 2007
От 20% до 50% средно могат да се понижат енергийните разходи на помпите във ВиК сектора, твърдят специалисти
Както всички останали сфери на икономиката, и водоснабдителният сектор не остава встрани от всеобщата тенденция към търсене на начини за повишаване на енергийната ефективност. Немалко от ВиК дружествата в страната през последните години вече са сменили част от старите си помпи с нови, имащи честотно управление, или планират да го направят. И въпреки че според някои от доставчиците на помпи в страната законодателната и нормативната база в областта все още не задължава изрично дружествата да предприемат мерки за повишаване на енергийната ефективност, се наблюдава стремеж към обновяване на съществуващото техническо оборудване с ново, модерно и нискоенергоемко. Разбира се, сред доставчиците на хидравлични машини за ВиК дружества се чуват и гласове, че отсъствието на ясна нормативна база, задължаваща дружествата да инвестират в подобни мерки, превръща енергийната ефективност във въпрос на добро желание. Фактор, стимулиращ ВиК дружествата да инвестират в съвременни като конструкция и управление помпи, са и различните европейски програми, кандидатстването за финансиране по които е свързано с повишаване на енергийната ефективност на водоснабдителните системи. Ако един специалист се разрови във фирмените анализи на големите европейски компании, произвеждащи помпи за водоснабдяване и канализация, ще се увери, че почти всички застъпват становището, че
близо 20% от световното потребление
на електрическа енергия се дължи на консумацията на помпени системи. Именно по тази причина и с оглед на световната тенденция за повишаване на енергийната ефективност, специалистите в областта препоръчват възможностите да се намали консумацията на електрическа енергия от помпени системи внимателно да се анализират. Особено в сектора на водоснабдяването и канализацията, където са инсталирани и се експлоатират много мощни хидравлични машини. Възможните подходи да се извърши подобно обследване на помпите за енергийна ефективност са принципно два. Първият включва замерването и последващият анализ да се извърши от специализирана за целта компания. Вторият подход, който редица специалисти препоръчват, е самото ВиК дружество да се снабди с необходимата апаратура и да извърши измерванията. Основната причина да се счита, че обследването за енергийна ефективност на помпи е по-рационално да се направи от самото дружество, по мнението на специалисти, е, че анализът би бил достатъчно точен, ако работата на
помпата се мониторира за период от една година
Трудно, почти нереалистично е да се счита, че някоя от външните за дружеството фирми ще остави скъпоструващото си оборудване и ще отдели човешки ресурс за толкова продължително обследване. Затова, когато фирми, разполагащи с техническото ноу-хау и необходимите специалисти се ангажират с подобно обследване, обикновено периодът, в който се правят измерванията, е от порядъка на седмица. В редица приложения този период е достатъчен, за да се получи достатъчно подробна и коректна картина, на базата на която да се предвидят оптимални технически мероприятия за повишаване на енергийната ефективност. Но, за други, споменатият период е крайно недостатъчен.
Друга причина редица специалисти да препоръчват отделните ВиК дружества да правят самостоятелно обследването за енергийна ефективност на помпените системи е, че освен консумацията на електрическа енергия, подобни системи биха могли да мониторират техническото състояние на съоръженията или например вкусовите качества на питейната вода. По този начин е възможно да се избегнат скъпоструващи ремонти или, най-малкото, да се оптимизира поддръжката на съоръженията, в резултат на което да се удължи експлоатационният й живот.
Напълно резонният въпрос, който един мениджър на ВиК дружеството би задал, е с колко би могла да се
повиши енергийната ефективност
на помпите, като се има предвид, че обследването изисква финансов и човешки ресурс. Съвсем логично, никой от специалистите, имащи опит в подобни анализи, не се ангажира предварително с точни цифри. Счита се, че напълно възможно е консумацията на електрическа енергия от помпените системи да се намали с 20 до 50% в зависимост от конкретните условия. Запознати със състоянието на ВиК дружествата в страната твърдят, че резултатите от подобни обследвания могат да бъдат различни, както във, така и извън посочените стойности. Например, в едно от ВиК дружествата в страната реалните резултати от направено обследване са показали възможности за намаляване на консумацията на електрическа енергия с над 40%, докато в друго, разполагащо с нови помпи, едва 8%. Възможни са и ситуации, при които обследването да не покаже капацитет за повишаване на енергийната ефективност.
Преди да преминем към принципната методология, по която помпите се обследват за енергийна ефективност, нека разгледаме
Уравнението
на разходите
по време на целия експлоатационен живот на една помпа.
LCC=Cic+Cin+Ce+Co+Cm+Cs+Cenv+Cd,
където
Cic са разходите по закупуването на помпата, т.е. първоначалната инвестиция,
Cin представляват инсталационните разходи, свързани с пуска в експлоатация на помпата,
Ce - са енергийните разходи, т.е. сумата, която ползвателя на помпата, в случая конкретното ВиК дружество, заплаща за електрическа енергия по време на работата й,
Co - други разходи, свързани с текущата работа на помпата,
Cm - разходите по поддръжката на помпата и ремонтните работи,
Cs - производствените загуби от спиране на помпата,
Cenv - разходи, свързани с изпълнение на екологични изисквания,
Cd - разходи по демонтажа и изхвърлянето на помпата.
Посоченото уравнение на разходите, познато широко като Life Cycle Cost , се отнася за всяка една помпа, независимо от вида и точното й приложение. Направени анализи показват, че с
най-голям процентен цял от всички разходи
съпътстващи работата на една помпа - от момента на закупуването до демонтажа и изхвърлянето й, има Ce. Веднага след разходите за електрическа енергия се нареждат първоначалната инвестиция и разходите по поддръжката й. За да бъде коректно пресмятането, в първоначалните разходи Cic следва да се включат цената на помпата, честотния преобразувател, таблото за управление и необходимите датчици. Другото сериозно перо в разходите - финансовото изражение на поддръжката, също варира. Статистическите наблюдения показват, че средният експлоатационен живот на широко използваните в сферата на водоснабдяването центробежни помпи е над десет години. Разбира се, има помпи рекордьори, които навъртат и много по-голям трудов стаж. Обикновено, по време на експлоатационния си живот една центробежна помпа два пъти се нуждае от сервизно обслужване, включващо смяна на уплътнения и/или лагери. В крайна сметка, обаче, поддръжката на една помпа е функция на използваната преносна среда, спецификите на приложението, конструкцията на помпата и др. Към разходите по поддръжката е коректно да се включат и средствата, необходими за периодична профилактика на машината и евентуално последващата й повторна настройка.
Обследването на една помпа има за цел да понижи в границите на технически възможното именно стойността на параметъра Ce, т.е. сумата, която ВиК дружеството заплаща за електрическа енергия по време на целия експлоатационен цикъл на една помпа. На практика, за да се измерят възможностите за енергопестене, е необходимо да се построи
реалният профил на товара
на помпата
който показва какво е действителното натоварване на една хидравлична машина. Казано по друг начин, през каква част от времето на какво натоварване работи помпата. На базата на реалния товарен график се пресмята съответстващата им консумация на електрическа енергия. Именно затова, ако се върнем на написаното по-горе, се счита, че най-целесъобразно е текущото натоварване на помпата да се мониторира за сравнително дълъг период от време. Просто това е най-сигурният начин полученият товаров график да бъде най-пълен и коректен. И тъй като, както вече казахме, експлоатационният живот на една помпа в сферата на водоснабдяването е над десет години, обикновено получените данни за годишните енергийни разходи се пресмятат за пет, десет или повече години. След това се сравняват с хипотетичните енергийни разходи, ако старата помпа се замени с нова, отличаваща се с ниска енергийна консумация. Освен мощен инструмент за избор на оптималната за спецификите на конкретното натоварване нова помпа, обследването за енергийна ефективност е сериозен аргумент за снабдяване на стари помпи с честотно управление.
Необходимата апаратура
за провеждане на едно обследване на помпа за енергийна ефективност включва най-общо разходомер, електромер и специализирано техническо средство за събиране на информацията с възможности за пренасянето й към PC за допълнителна обработка. Разбира се, в случай че потребителят реши да изпълнява и други мониторингови функции, системата значително ще се усложни.
Вижте още от Машини
Новият брой 1/2025
