Три базовых принципа энергоэффективности насосов: энергоаудит, оптимизация и мониторинг

Насосы и насосные станции заслуженно считаются самым энергопотребляющим видом оборудования. Сказанное справедливо в отношении самых разных видов деятельности, включая промышленность и коммунальное хозяйство. Например, в производстве целлюлозы и бумаги доля насосов в общем потреблении энергии составляет 25-30%, в водоснабжении и водоподготовке – примерно половину, а в нефтедобывающей и нефтеперерабатывающих отраслях – около 60%. Стоит ли удивляться тому, насколько много внимания уделяется сегодня вопросу энергоэффективности и энергоаудита насосного оборудования.

Причины низкой эффективности в работе насосов и насосного оборудования

Далеко не всегда насос используется оптимальным образом. В том числе – с точки зрения расходования энергетических ресурсов. Наиболее частыми причинами неэффективной эксплуатации оборудования выступают:

1. Излишний запас в характеристиках, который закладывается проектировщиками на случай расширения или модернизации предприятия, а также для компенсации возможного снижения эффективности работы оборудования.
2. Изменение в процессе эксплуатации параметров трубопроводной системы, например, из-за коррозии труб.
3. Износ насосного оборудования, а также запорной и регулирующей арматуры.
4. Изменение уровня водопотребления населения или промышленного предприятия, происходящее по разным причинам (сокращение численности населения, закрытие производств и т.д.)
5. Замена оборудования, изношенного или вышедшего из строя, на новое с другими техническими характеристиками.
6. Неправильный режим работы насосов.

Основные способы снижения расхода электроэнергии

Повышение энергоэффективности достигается различными способами. Каждый из них позволяет сократить расход энергии на следующую примерную величину:

• 2%-5% — замена насосного оборудования на новое и более эффективное;
• 1%-4% — замена электрического двигателя;
• в пределах 20% (в среднем – примерно 10%) – подрезка/обточка рабочего колеса;
• 15%-30% — так называемое каскадное регулирование насосного оборудования при параллельной схеме подключения;
• 10%-20% — устройство дополнительных емкостей с водой для использования в часы пиковой нагрузки на систему водоснабжения;
• в пределах 40% — уменьшение частоты вращения рабочего колеса насосов при постоянных характеристиках электросети;
• до 50%-60% — установка частотных преобразователей для регулирования подачи воды вместо использования для этого задвижки.

Очевидно, что намного правильнее реализовывать на практике те способы снижения расхода электроэнергии, которые дают наибольший эффект. Еще более целесообразно комбинировать сразу несколько из них, что нередко приводит к впечатляющим результатам, когда при минимуме вложений удается кратно повысить энергоэффективность насосного оборудования.

Правила и направления оптимизации насосных систем

Под оптимизацией насосных системы понимается повышение энергоэффективности их эксплуатации, что особенно актуально для насосов большой мощности (свыше 30 кВт). Можно выделить два основных метода избавиться от избыточного энергопотребления подобного оборудования. Первый предусматривает снижение напора жидкости в системе, что достигается следующими способами:

• уменьшение или полное исключение дросселирования;
• прочистка загрязненных и частично заблокированных элементов системы;
• устранение перетечек и протечек;
• замена корродированных и изношенных труб;
• увеличение диаметра трубопроводов;
• сокращения количества используемой трубопроводной арматуры;
• повышение уровня жидкости, размещенной в приемной емкости.

Второй метод повышения энергоэффективности предполагает снижение расхода энергии за счет следующих мероприятий:

• исключения непродуктивных перетечек и расходов;
• увеличение длительности рабочего цикла наполнения и опорожнения емкостей;
• снижение параметров технологического процесса в пределах значений, допустимых технической документацией.

Методы обеспечения эффективной работы насосов

Практика показывает, что наиболее энергоэффективной оказывается работа насоса с оптимальным КПД, указанным в технической документации на оборудование. Отклонение от этого значения в любую сторону ведет к заметному снижению надежности насосной системы с одновременным ростом расхода энергии.

Чтобы добиться эффективной работы насоса, требуется периодическое проведение энергоаудита и постоянный текущий мониторинг характеристик оборудования. Не менее важное значение имеет регулярное техническое обслуживание, которое позволяет оперативно обнаружить возможные проблемы и устранить их на начальной стадии, что намного проще, быстрее и выгоднее любых альтернативных вариантов.