O sistema FGI FD5000 Series MVD é utilizado na dessalinização de água do mar para economia de energia.

Visão geral do projeto

A escassez de água tornou-se um dos principais entraves que restringem o desenvolvimento econômico e social em áreas costeiras. A dessalinização da água do mar, como tecnologia fundamental para aumentar o abastecimento de água, é de grande importância para garantir o uso da água nos setores industrial e doméstico. A osmose reversa (OR), com seu baixo consumo de energia, curto período de construção e design compacto, é o principal processo para a dessalinização da água do mar.

Como componente central do sistema de osmose reversa, a bomba de alta pressão pressuriza a água do mar a 4,0–6,0 MPa, e seu consumo de energia representa mais de 60% do consumo total de energia do sistema.

Necessidades e desafios dos clientes

Altos custos de energia: Em operação com velocidade fixa, o ajuste de pressão depende da estrangulação da válvula, desperdiçando uma grande quantidade de energia na forma de calor. Em condições de baixa carga, o desperdício de energia pode ultrapassar 30%.

Estresse mecânico severo: A partida direta de bombas de alta pressão consome de 5 a 7 vezes a corrente nominal, impactando a rede elétrica e causando facilmente superaquecimento e envelhecimento de transformadores, interruptores e contatores, além de desligamentos. O choque de torque instantâneo provoca afrouxamento, rachaduras e danos aos eixos, acoplamentos, rolamentos e suportes das bombas.

Baixa precisão de controle: o ajuste das válvulas sofre com atraso e baixa precisão; flutuações de pressão podem facilmente danificar as membranas de osmose reversa ou causar vazamentos no lado da salmoura, aumentando os custos de manutenção.

Solução personalizada FGI

Dimensionamento e seleção corretos

Considerando as características do sistema de dessalinização da água do mar:

Em primeiro lugar, quando a temperatura da água do mar sobe 1°C acima da temperatura padrão predefinida, a taxa de rejeição de sal da membrana de osmose reversa diminui em cerca de 0,3%, exigindo uma pressão de operação mais baixa para garantir a qualidade da água produzida.

Em segundo lugar, quando a carga de água do produto muda, a velocidade da bomba deve ser ajustada de forma síncrona para evitar flutuações excessivas de pressão que possam danificar os componentes da membrana ou os tubos.

Por fim, foi selecionado o inversor de alta tensão da série FGI FD5000 (modelo FD5000-6/1250F-1A), com a seguinte configuração:

Tensão nominal: 6 kV

Potência nominal: 1250 kW

Corrente nominal: 150A

Modos de controle: controle VF e controle vetorial.

Grau de proteção: IP54 (à prova de poeira e resistente à água, para pisos industriais)

Principais características: Controle de torque, compensação de baixa frequência, partida suave, comunicação remota Modbus e múltiplas proteções (sobretensão, sobrecorrente, sobretemperatura).

Vantagens da solução FGI

Economia de energia: O MVD ajusta a velocidade do motor em tempo real de acordo com a carga de água produzida, substituindo a tradicional regulagem por válvula. O consumo de energia por tonelada de água diminui em cerca de 10 a 15%. O tempo de resposta para manutenção é reduzido de 2 horas para 15 minutos.

Proteção de partida suave: A corrente de partida é limitada a 1,5 vezes a corrente nominal. Isso reduz significativamente o estresse mecânico e elétrico da partida direta. A regulação suave da velocidade evita vibrações severas da bomba. Os intervalos de revisão do equipamento são estendidos em mais de 50% e os custos de manutenção são reduzidos em 30 a 40%.

Estabilidade do processo: O controle de pressão em circuito fechado de alta precisão mantém as flutuações da pressão de entrada dentro de ±0,05 MPa. Isso evita eficazmente o rompimento da membrana ou vazamentos no lado da salmoura causados ​​por mudanças repentinas de pressão. A vida útil da membrana é prolongada em 1 a 2 anos, e a qualidade da água produzida atende aos padrões (teor de sal ≤500 mg/L).

Melhor qualidade de energia: O MVD adota a topologia de unidades em cascata com ponte H, mantendo a THDi da corrente de entrada ≤4%, atendendo aos padrões nacionais, reduzindo a poluição da rede e melhorando o fator de potência para acima de 0,95.

Layout do sistema

A solução utiliza um projeto de bypass automático com um único inversor e um único motor. Ela mantém o circuito original de velocidade fixa como backup de emergência. Isso permite a instalação sem interromper a produção normal. Um barramento de comunicação conecta o inversor ao sistema de controle distribuído (DCS) da planta. Os operadores podem iniciar, parar, ajustar a velocidade e visualizar alarmes remotamente.

Avaliação de desempenho

Economia de energia

Antes: 3,80 kWh por tonelada de água; 6.840 kWh por dia

Após: 3,10 kWh por tonelada de água; 5.568 kWh por dia

Taxa geral de economia de energia: 18,4%
Economia anual nos custos de eletricidade: aproximadamente US$ 37.000 (270.000 RMB)
Período de retorno do investimento: aproximadamente 1,5 anos

Confiabilidade do equipamento

A taxa de falhas de equipamentos caiu 80%.

O tempo de inatividade não planejado diminuiu em 600 horas por ano.

Custos de manutenção reduzidos

O custo anual de peças de reposição caiu 80%.

A frequência de inspeções manuais caiu 55%.

A eficiência da manutenção aumentou 60%.

Fotos no local

Antes: Painel de controle de ventilador de velocidade fixa em uma fábrica de materiais de construção.

Após: Tela de monitoramento do DCS mostrando o controle inteligente de pressão constante.

Depoimento do cliente

"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."

— Diretor Técnico, Fábrica de Maquinaria Costeira

Resumo e contato

Este caso demonstra que a aplicação precisa do inversor da série FGI FD5000 resolve com sucesso os problemas comuns da indústria de dessalinização de água do mar, como o alto consumo de energia e os altos custos de manutenção, alcançando o triplo benefício de economia de energia, melhoria da qualidade e da eficiência e redução de custos.

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