Микроволновые извещатели серии FGI FD5000 используются в системах опреснения морской воды для экономии энергии.

Обзор проекта

Нехватка воды стала ключевым препятствием, ограничивающим экономическое и социальное развитие прибрежных районов. Опреснение морской воды, как ключевая технология для увеличения водоснабжения, имеет большое значение для обеспечения промышленного и бытового водопотребления. Обратный осмос (РО), благодаря низкому энергопотреблению, коротким срокам строительства и компактной конструкции, является основным процессом опреснения морской воды.

Являясь ядром системы обратного осмоса, насос высокого давления создает давление в морской воде до 4,0–6,0 МПа, и на его энергопотребление приходится более 60% от общего энергопотребления системы.

Потребности и проблемы клиентов

Высокие энергозатраты: При работе на фиксированной скорости регулировка давления осуществляется за счет дросселирования клапанов, что приводит к значительным потерям энергии в виде тепла. В условиях низкой нагрузки потери энергии могут превышать 30%.

Сильные механические нагрузки: Прямой пуск насосов высокого давления потребляет ток в 5–7 раз превышающий номинальный, что влияет на электросеть и легко приводит к перегреву и старению трансформаторов, выключателей и контакторов, а также к срабатыванию защиты. Мгновенный крутящий момент вызывает ослабление, трещины и повреждения валов насосов, муфт, подшипников и опор.

Низкая точность управления: Регулировка клапанов страдает от задержки и низкой точности; колебания давления легко приводят к повреждению мембран обратного осмоса или утечкам со стороны рассола, что увеличивает затраты на техническое обслуживание.

Индивидуальное решение FGI

Правильный размер и подбор

Учитывая характеристики системы опреснения морской воды:

Во-первых, когда температура морской воды повышается на 1 °C выше стандартной заданной температуры, степень удаления солей мембраной обратного осмоса снижается примерно на 0,3%, что требует снижения рабочего давления для обеспечения качества получаемой воды.

Во-вторых, при изменении нагрузки на систему водоснабжения скорость насоса необходимо регулировать синхронно, чтобы избежать чрезмерных колебаний давления, которые могут повредить компоненты мембраны или трубопроводы.

В итоге был выбран высоковольтный привод серии FGI FD5000 (модель FD5000-6/1250F-1A) со следующей конфигурацией:

Номинальное напряжение: 6 кВ

Номинальная мощность: 1250 кВт

Номинальный ток: 150 А

Режимы управления: управление VF и векторное управление.

Степень защиты: IP54 (пыле- и водонепроницаемый, подходит для использования на производственных площадках).

Основные характеристики: управление крутящим моментом, низкочастотная компенсация, плавный пуск, удаленная связь по протоколу Modbus и многоуровневая защита (от перенапряжения, перегрузки по току, перегрева).

Преимущества решения FGI

Энергосбережение: Система MVD регулирует скорость вращения двигателя в режиме реального времени в зависимости от объема перерабатываемой воды, заменяя традиционное регулирование потока через клапан. Потребление энергии на тонну воды снижается примерно на 10–15%. Время реагирования на техническое обслуживание сокращается с 2 часов до 15 минут.

Защита от плавного пуска: пусковой ток ограничивается в пределах 1,5 от номинального тока. Это значительно снижает механическую и электрическую нагрузку при прямом пуске. Плавное регулирование скорости предотвращает сильную вибрацию насоса. Интервалы между капитальными ремонтами оборудования увеличиваются более чем на 50%, а затраты на техническое обслуживание снижаются на 30–40%.

Стабильность процесса: Высокоточная система управления давлением с обратной связью поддерживает колебания входного давления в пределах ±0,05 МПа. Это эффективно предотвращает разрыв мембраны или утечку со стороны рассола, вызванные резкими изменениями давления. Срок службы мембраны увеличивается на 1–2 года, а качество очищенной воды соответствует стандартам (содержание соли ≤500 мг/л).

Улучшенное качество электроэнергии: в MVD используется топология каскадных H-мостовых блоков, что обеспечивает коэффициент нелинейных искажений входного тока ≤4%, соответствие национальным стандартам, снижение загрязнения сети и повышение коэффициента мощности до уровня выше 0,95.

Схема системы

В решении используется схема автоматического байпаса «один привод — один двигатель». Исходная цепь с фиксированной скоростью сохраняется в качестве аварийного резерва. Это позволяет выполнить установку без остановки нормального производства. Коммуникационная шина соединяет привод с системой управления и контроля (DCS) предприятия. Операторы могут удаленно запускать, останавливать, регулировать скорость и просматривать сигналы тревоги.

Оценка эффективности​

Энергосбережение

Ранее: 3,80 кВт·ч на тонну воды; 6 840 кВт·ч в сутки.

После: 3,10 кВт·ч на тонну воды; 5568 кВт·ч в сутки

Общий показатель экономии энергии: 18,4%
Ежегодная экономия на электроэнергии: примерно 37 000 долларов США (270 000 юаней)
Срок окупаемости: ~1,5 года

Надежность оборудования

Уровень отказов оборудования снизился на 80%.

Количество незапланированных простоев сократилось на 600 часов в год.

Снижение затрат на техническое обслуживание

Ежегодные затраты на запасные части снизились на 80%.

Частота ручных проверок снизилась на 55%.

Эффективность технического обслуживания выросла на 60%.

Фотографии с места событий

Ранее: Панель управления вентилятором с фиксированной скоростью на заводе строительных материалов.

После: Экран мониторинга DCS, отображающий интеллектуальное управление постоянным давлением.

Отзыв клиента

"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."

— Технический директор, завод по производству береговой техники

Краткая информация и контактные данные

Данный пример демонстрирует, что точное применение привода серии FGI FD5000 успешно решает распространенные в отрасли проблемы высокого энергопотребления и высоких затрат на техническое обслуживание при опреснении морской воды, обеспечивая тройную выгоду: экономию энергии, повышение качества и эффективности, а также снижение затрат.

Если у вас есть промышленное оборудование, такое как вентиляторы, насосы, воздушные компрессоры, конвейеры и т. д., которое нуждается в модернизации с использованием частотно-регулируемых приводов, пожалуйста, свяжитесь с нами для бесплатной оценки энергоэффективности, разработки индивидуального плана модернизации и проведения обследования на месте.