当我们中的许多人解决问题时，我们经常过于关注所呈现的问题，或者我们试图优化特定泵系统的性能，因为它被设计在理想状态下。我们可能无法完全理解该系统如何在安装该系统的设施的实际、真实操作中得到最佳使用。更重要的是，我们可能无意中没有识别出潜在的条件，如果明智地面对这些条件，可能会带来显著的节省或性能改进。
上个月，当我写了一篇关于加拿大镍矿和加工厂的文章时，我想到了这个简单的事实。这家镍矿和加工厂在控制电力成本和最大化系统正常运行时间的同时，满足了更大的补给水量的需求。你可能还记得我提到的“松散的部分”:新的补给水系统每分钟产生240加仑的旁路水。多余的水怎么办?
简单的答案是，水被直接抽回了水源，一条当地的河流。但工厂希望在实际使用时真正优化系统的性能。通过与工程和操作人员合作，工厂工程师对旁路控制每年的实际成本有了更全面的了解。该工厂随后发现了一个省钱的机会，同时减少了对系统的磨损，减少了水处理化学品的消耗。
让我们来看看这家工厂化妆水系统的“第二次审视”。
背景
所有管道系统都由泵、过程和控制元件组成，它们共同工作以制造产品或提供服务。当所有元素协调工作时，结果是增加了系统的正常运行时间，并降低了资本、运营和维护成本。
上个月，我们讨论了增加一个20英寸的直径平行管道到工艺元件，现有的12英寸补水头，矿井可以满足其增加的流量要求，而无需更换现有泵元件的主要费用。
它还可以从垂直涡轮泵上移除五个阶段。BETVICTOR体育官网这使得流量达到4,740 gpm，节省了969,144美元的电力成本。
由于要求仅为4,500 gpm，新的补充水系统产生了超过240 gpm的水。旁路控制回河占总抽水能力的5%，这直接相当于系统抽水成本的5%。
工厂工程师想知道控制系统的成本。这一旅程每年节省了14.4万美元的运营成本和其他收益。工程师是怎么到那里的?
图片1。补给水系统显示从调压箱到河流的旁路控制。(图片由作者提供)第一步:发现实际需求和实际成本
第一步是了解化妆水系统是如何工作的。补给水通过水处理系统从河中泵入水库，然后泵入为设施提供服务用水的调压箱(见图1)。旁路控制线从调压箱连接，多余的水被引导回河中。但在目测调压池溢出后，工厂工程师意识到流量似乎远远大于240加仑/分钟。
设计流量为4500加仑/分钟，是基于该设施的最大生产能力。然而，这位工程师了解到，这家工厂一年多来一直以90%的产能每周运转五天。因此，它实际上只需要4050加仑/分的化妆水。此外，补充水泵全天候运行，以尽量减少水泵的启动次数。BETVICTOR体育官网这意味着，当工厂在周六和周日关闭时，每个周末有4,740加仑/小时的流量通过旁路控制。
公用事业工程师报告说，电力成本为0.10美元/千瓦时(kWh)，电气工程师计算出该系统的泵马达在指定负载下的效率为95%。这些信息，加上工厂50周的运营年和系统90%的实际容量，推动了电力成本资产负债表的创建(见图2)。
你可以看到，它花费369,429.23美元操作一年的补水泵元件。根据操作要求和时间表，这些工艺要素消耗225,465.40美元来为工厂提供补给水。剩下的143,963.83美元则被用于修建回河的绕道。
了解每个元素的成本，可以清晰地描绘出系统运行的情况，以及评估所建议的系统改进的更有效的方法。在这个例子中，很明显，在周末关闭化妆水泵每年可以节省105,551.21美元。BETVICTOR体育官网
图片2。周一至周五和周末运行补给水系统中每个元件的成本。步骤2:团队合作解决方案
有了这笔钱，工厂的管理层召集了一个工作组，看看能做些什么。过程、操作、控制、公用事业和电气专家的见解结合起来寻找解决方案。
作业部门指出，管道的长度为21000英尺，这使得打开和关闭泵比轻按开关要复杂得多。BETVICTOR体育官网为了阻止它们，操作人员需要缓慢关闭排放阀，以减少主集管中水锤的可能性。同样，启动系统要求操作人员节流排放阀，并缓慢打开，以防止水锤。
电气工程师提到，这种渐进的方法有助于减少启动时的涌流电流，但同样的事情可以通过安装软启动器来实现，软启动器是一种电子设备，可以限制进入电机的涌流电流，并最大限度地减少主接头中水锤的可能性。
控制和仪表工程师建议安装变频驱动器伟德体育娱乐(变频)在泵的马达上。BETVICTOR体育官网vfd允许系统控制储层中的液位，而不是当前的旁路控制。它们还包括软启动功能。电气工程师进一步指出，安装大的放电头(在上个月的文章中提到)减少了电机的电气负荷。泵需要3BETVICTOR体育官网00马力(hp)的电机，而不是安装的600马力电机。这降低了发动机和vfd的运行成本。
操作人员指出，系统运行只需要两个辅助水泵，因此三个水泵就可以满足运行要求。BETVICTOR体育官网他们建议拆掉两个补给水泵。BETVICTOR体育官网
研究小组发现了一个额外的好处。所有通过现有旁路控制的水在返回河流之前都经过了处理系统的处理。减少不必要的处理水量将减少化学品的消耗和对系统机械设备的磨损。
用新的解决方案替换旁路控制
工厂工程师在收集了各部门的信息后，提出了五条建议:
- 用调压箱上的液位控制回路替换现有的旁路控制。
- 在补充水泵上安装变频器，作为提供操作所需流量的主要元件和液位控制回BETVICTOR体育官网路中的最终元件。
- 从泵房拆除两台现有的补充水泵。BETVICTOR体育官网
- 将现有的600马力电机更换为300马力电机。
- vfd采用软启动功能，消除补水头出现水锤的可能性。
结论
通过执行所有这些建议，该设施能够实现每年节省143,964美元的运营费用。大部分的成本变频新的马达是用从泵房移走的两台泵和三台超大的马达的残值来支付的。BETVICTOR体育官网
因此，勇敢的工厂工程师能够将旁路控制中的240 gpm转化为每年的主要节省。更重要的是，由于每个人都参与了决策过程，因此出现了多种选择，直到选出一个明确的赢家。
在我的下一篇专栏文章中，我们将阐明泵的选择过程，并了解为什么大多数泵最初都是超大的。BETVICTOR体育官网
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