Le système MVD série FD5000 de FGI est utilisé dans le dessalement de l'eau de mer pour économiser l'énergie.

Aperçu du projet

La pénurie d'eau constitue un frein majeur au développement économique et social des zones côtières. Le dessalement de l'eau de mer, technologie essentielle pour accroître l'approvisionnement en eau, est crucial pour garantir les besoins en eau à des fins industrielles et domestiques. L'osmose inverse (OI), grâce à sa faible consommation d'énergie, son délai de mise en œuvre court et sa conception compacte, est le procédé de dessalement d'eau de mer le plus répandu.

Élément central du système d'osmose inverse, la pompe haute pression pressurise l'eau de mer à 4,0–6,0 MPa, et sa consommation d'énergie représente plus de 60 % de la consommation énergétique totale du système.

Besoins et défis des clients

Coûts énergétiques élevés : En fonctionnement à vitesse fixe, le réglage de la pression repose sur l’étranglement des vannes, ce qui entraîne un gaspillage important d’énergie sous forme de chaleur. À faible charge, ce gaspillage peut dépasser 30 %.

Contraintes mécaniques importantes : Le démarrage direct des pompes haute pression absorbe 5 à 7 fois le courant nominal, ce qui perturbe le réseau électrique et peut facilement entraîner une surchauffe et un vieillissement prématuré des transformateurs, interrupteurs et contacteurs, ainsi que des déclenchements. Le choc de couple instantané provoque un desserrage, des fissures et des dommages aux arbres, accouplements, roulements et supports de pompe.

Précision de contrôle médiocre : le réglage des vannes souffre de latence et d’une faible précision ; les fluctuations de pression déchirent facilement les membranes d’osmose inverse ou provoquent des fuites côté saumure, augmentant ainsi les coûts de maintenance.

Solution personnalisée FGI

Dimensionnement et sélection corrects

Compte tenu des caractéristiques du système de dessalement d'eau de mer :

Premièrement, lorsque la température de l'eau de mer augmente de 1 °C au-dessus de la température standard préréglée, le taux de rejet du sel de la membrane RO diminue d'environ 0,3 %, ce qui nécessite une pression de fonctionnement plus faible pour garantir la qualité de l'eau produite.

Deuxièmement, lorsque la charge en eau du produit change, la vitesse de la pompe doit être ajustée de manière synchrone afin d'éviter des fluctuations de pression excessives qui pourraient endommager les composants de la membrane ou les tuyaux.

Finalement, le variateur haute tension FGI série FD5000 (modèle FD5000-6/1250F-1A) a été sélectionné, avec la configuration suivante :

Tension nominale : 6 kV

Puissance nominale : 1250 kW

Courant nominal : 150 A

Modes de contrôle : contrôle VF et contrôle vectoriel

Indice de protection : IP54 (étanche à la poussière et résistant à l’eau pour les sols industriels)

Caractéristiques principales : contrôle du couple, compensation basse fréquence, démarrage progressif, communication à distance Modbus et protections multiples (surtension, surintensité, surchauffe).

Avantages de la solution FGI

Économies d'énergie : Le MVD ajuste la vitesse du moteur en temps réel en fonction du débit d'eau, remplaçant ainsi la régulation traditionnelle par vanne. La consommation d'énergie par tonne d'eau diminue d'environ 10 à 15 %. Le temps d'intervention pour la maintenance est réduit de 2 heures à 15 minutes.

Protection au démarrage progressif : le courant de démarrage est limité à 1,5 fois le courant nominal. Cela réduit considérablement les contraintes mécaniques et électriques liées au démarrage direct. La régulation progressive de la vitesse évite les vibrations importantes de la pompe. Les intervalles de révision des équipements sont prolongés de plus de 50 % et les coûts de maintenance sont réduits de 30 à 40 %.

Stabilité du procédé : La régulation de pression en boucle fermée de haute précision maintient les fluctuations de pression d’entrée à ±0,05 MPa. Elle évite efficacement la déchirure de la membrane ou les fuites côté saumure dues à des variations brusques de pression. La durée de vie de la membrane est prolongée de 1 à 2 ans et la qualité de l’eau produite est conforme aux normes (teneur en sel ≤ 500 mg/L).

Meilleure qualité de l'énergie : Le MVD adopte une topologie d'unités en pont en H en cascade, maintient le THDi du courant d'entrée ≤ 4 %, répondant aux normes nationales, réduisant la pollution du réseau et améliorant le facteur de puissance à plus de 0,95.

Disposition du système

La solution repose sur une conception à un variateur et un moteur avec bypass automatique. Le circuit à vitesse fixe d'origine est conservé comme système de secours. L'installation est ainsi possible sans interruption de la production. Un bus de communication relie le variateur au système de contrôle-commande de l'usine. Les opérateurs peuvent démarrer, arrêter, régler la vitesse et consulter les alarmes à distance.

Évaluation des performances

Économies d'énergie

Avant : 3,80 kWh par tonne d'eau ; 6 840 kWh par jour

Après : 3,10 kWh par tonne d'eau ; 5 568 kWh par jour

Taux global d'économie d'énergie : 18,4 %
Économies annuelles sur les coûts d'électricité : environ 37 000 USD (270 000 RMB)
Délai de récupération : environ 1,5 an

Fiabilité des équipements

Le taux de défaillance des équipements a chuté de 80 %.

Les temps d'arrêt non planifiés ont diminué de 600 heures par an.

Coûts d'entretien réduits

Les coûts annuels des pièces de rechange ont diminué de 80 %

La fréquence des inspections manuelles a diminué de 55 %

L'efficacité de la maintenance a augmenté de 60 %

Photos sur place

Avant : Panneau de commande d'un ventilateur à vitesse fixe dans une usine de matériaux de construction

Après : écran de surveillance DCS affichant la régulation intelligente de pression constante

Témoignage client

"This upgrade exceeded our expectations. We save significantly on electricity each month. The pumps run smoothly and bearings last longer. The FGI FD5000 drive is very durable. Their engineers respond quickly. FGI is a reliable partner for industrial energy savings."

— Directeur technique, usine de machines côtières

Résumé et contact

Ce cas démontre que l'application précise du variateur de la série FGI FD5000 résout avec succès les problèmes courants de l'industrie que sont la forte consommation d'énergie et les coûts de maintenance élevés dans le dessalement de l'eau de mer, permettant ainsi d'obtenir un triple avantage : économies d'énergie, amélioration de la qualité et de l'efficacité, et réduction des coûts.

Si vous possédez des équipements industriels tels que des ventilateurs, des pompes, des compresseurs d'air, des convoyeurs, etc. qui nécessitent une modernisation à fréquence variable, veuillez nous contacter pour une évaluation énergétique gratuite, un plan de modernisation personnalisé et une inspection sur site.