有多少台泵在德国企业里传送、运输和制造压力,恐怕谁也说不清。但有一点是肯定的,大多数泵系统都在浪费能源。只要简单地对现有系统加以优化,就能节省三分之一的电能,并可提高使用寿命,甚至能够帮助企业获得高额的经济效益。
Edur泵制造厂总经理Jürgen Holdhof:“ 目前,在制造厂家、设计人员、设备制造商和运营商之间的设计链中,往往缺少一致性意见。”
在欧盟中,大约有23%的电能消耗是泵的驱动造成的。因此,泵的节能和能源效率具有很重要的意义。据德国能源局估计,单是德国,每年的节能潜力就有150亿kWh,以8Cent/kWh的电价计算,相当于节约了12亿欧元。
令众多企业感到高兴的是,往往利用非常普通的节能措施就能取得巨大的成效。光是对泵的功率做最佳调节,就可以节省20%的电能,若对设备的设计再稍做调整,就可以再节能10%。然而令人难过的是有许多企业对泵系统的节约潜力甚至一无所知。
德国能源局倡导的“工商业中的能源效率系统”运动也证明了这一点。两年来,该能源局一直免费向企业提供关于提高泵系统能源效率的建议。这场运动的发起单位还包括VDMA泵与系统专业委员会以及一系列的泵制造厂家。
泵的寿命周期费用
能源效率与每个人都有关
据德国能源局称,迄今为止,各个行业中均有50多家企业在泵的优化方面得到了支持。“结果表明,提高能源效率无论是对中小企业还是对大企业来说在经济上都是合算的,而且基本上与行业无关”,德国能源局总理事Stephan Kohler强调说。许多企业曾经对可以挖掘的节能潜力如此巨大而感到惊讶。据了解,泵系统的平均节能潜力为24%左右,在某些情况下甚至还要高得多。
节能措施通常在2~3年的时间内就可以收回成本。此外,不仅费用可以降低,而且也可获得高额的资本利润。其次,泵系统在工业设备中只是一种具有平均水平的技术。“这保证了有关的措施可以扩大到尽量多的企业”, VDMA泵与系统专业委员会总理事Christoph Singrün如是说。
对于能源效率高的泵来说,元器件必须按照相应的要求通过自动调节加以调整。高度自动化加工中心的数目与日俱增,这意味着加工系统要视加工方法的不同而有变化的调节压力和输送量。此外,若打算长期高效而节能地进行泵传输,就必须把整个系统加以优化,包括马达、传动装置、泵、电缆以及调节阀和节流阀。
许多设备并没有按泵的最佳工作点工作。泵的设计通常会采用很大的“安全附加量”,因而导致设备规模过大,在最坏情况下,泵的工作甚至会超出特性曲线。按照所需要的功率进行调整,往往需要节流阀或者旁通管道的帮助,但这又会导致高额的能量损失,因为当输送量达额定输送量的60%时,节流调节的泵系统依然需要90%的额定电功率。“迄今为止,在制造厂家、设计人员、设备制造商和运营商之间的设计链当中往往缺少一致意见”, 基尔Edur泵制造厂总经理Jürgen Holdhof一语中的地说。
另一个问题是企业在购买泵时首先计算的只是设备的费用。而对组件的投资在设备的整个寿命周期内仅占总成本的10%,而能源费用则占去了45%,其余30%的花费用在了维护和修理上。“这还关系到购置费用以及寿命周期费用在不同业务领域进而在各个主管部门当中的分摊”,Bad Saulgau市泵制造厂家Knoll Maschinenbau产品经理Heiko Stern如是说。
目前企业并不是缺少合适的设备,许多泵制造厂家都已经研制出了高能效泵。多特蒙德泵制造商wilo推出了干转子泵,由于转轮与泵壳之间经过精密的协调,这种泵具有特别高的液压效率。其他型号则由于内置变频器,转数可按实际的输送需求进行调整。这样,与未经调节的泵相比,节能可达50%,该企业这样强调说。
泵专业厂家KSB也研制出了一种转速调节装置,这种装置可以使泵的效率更高,如在切削加工中,对切削刀具的最佳冷却和润滑以及切屑的及时排掉,对于钻头和铣头的寿命具有决定性意义,因而对于工件的制造成本也具有决定性的作用。利用压力传感器,也可以通过新的调节装置在距离很远的中央供给网的喷嘴上测量到所需要的转数,并可进行连续的调整,KSB强调说。
用高能效的或者带电子整流马达的泵设备更换未经调节的标准泵大都在短短几年内就收回了成本
过程瘦身也可帮助节能
改变工艺过程也可以节省能源,Edur公司总经理Jürgen Holdhof强调说。该企业研制了一种用于水和污水处理设备的多相泵,这种泵的能耗比传统的泵设备节能可达70%,因为这种泵使污水处理厂里的压缩机和压力锅炉变的多余。这种高效泵系统通常是用于动力搅拌机上的,但同样也适用于污水处理设备上,如在需要传输乳液以及在通过浮选对污水进行处理时。
凡是采用高能效泵的地方,都会给人留下深刻的印象。中型塑料加工企业Benoac通过采用变频器和减少流量,获得的资本利润达到了将近50%的增长,德国能源局报告说。转数调节的泵和温度调节器每年为铸造厂零件供应商Foseco节约费用达18000欧元。Marl化工集团的运营商Infracor公司在许多厂家都用带电子整流马达的高能效泵设备换掉了未经调节的泵。此外,所有的组件都要按实际需要的体积流量和输送高度调整并协调一致。Infracor公司在这里取得了很大的成功,每年节能达75%,节约费用11700欧元,减少CO2排放73t。
许多泵制造厂家认为在工业界广泛认同现代化泵系统节约能源和资金之前还有很多工作要做。Holdhof开玩笑的说:“我曾向我的客户建议说,我可以赠他一台泵。作为回报,他要把每年节省下来的电费付给我。”到目前为止,所有认真计算过这项交易的买主中,还没有任何一家愿意接受这项建议。