Variable-Speed Drives Modern: Meningkatkan Efisiensi dan Keandalan Pompa
Berikut adalah cuplikan dari artikel terbaru saya Blown Away untuk Water & Wastes Digest. Versi lengkap dapat dibaca online atau dalam edisi Oktober majalah.
Variable-speed drives (VSD) modern telah digunakan dengan peralatan perpindahan positif selama lebih dari 20 tahun. Teknologi VSD berasal dari tahun 1960an untuk motor DC kecil dan berkembang untuk digunakan pada motor induksi besar. Teknologi pulse width modulation (PWM) menggunakan transistor insulated-gate bipolar menghasilkan opsi yang lebih kecil dan lebih hemat serta penggunaan yang lebih luas. Desain motor inverter duty (VSD duty) segera diikuti,along dengan penggunaan luas teknologi VSD untuk aplikasi beban variabel. Blower perpindahan positif (PD) sering digunakan dalam aplikasi beban variabel ini, dan teknologi VSD dapat memberikan penghematan energi tambahan.
Blower lobe PD telah digunakan sejak penemuannya pada tahun 1856 oleh saudara Roots. Seperti mesin PD apa pun, volume aliran yang diberikan hampir proporsional dengan kecepatan operasi blower. Mayoritas blower rotary lobe dipakai sabuk, dan kecepatan operasi blower ditetapkan oleh rasio ukuran antara roda gigi motor dan roda gigi elemen blower. Akibatnya, blower diukur sesuai kebutuhan aplikasi, dengan rasio roda gigi yang tepat pada unit dipakai sabuk, selama bertahun-tahun.
Saat ini, satu-satunya cara untuk menyesuaikan aliran output mesin yang beroperasi adalah melalui penggunaan klep pembuangan untuk melemparkan sebagian aliran udara keluar atau memulai/menghentikan mesin pada pipa header yang sama. Metode ini menyediakan output aliran variabel untuk aplikasi yang memerlukannya, termasuk aerasi pengolahan limbah cair, fermentasi aerob, dan udara pendingin serta pembakaran. Namun, ini memberikan penghematan efisiensi energi yang terbatas.
Efisiensi VSD
Pada tahun 1990-an, teknologi VSD baru dan desain motor inverter duty untuk motor induksi tiga fasa membuat paket kecepatan variabel menjadi hemat biaya. Alih-alih menggunakan klep blow-off atau memulai/menghentikan, VSD secara langsung memvariasi frekuensi output blower. Memvariasi kecepatan operasi menyesuaikan kurva tekanan vs aliran, dengan kecepatan operasi yang lebih rendah menggeser volume aliran yang lebih kecil.
Ini signifikan karena melambatkan blower dapat lebih efisien daripada melemparkan udara. Blower yang berjalan pada kecepatan nominal dengan VSD dibandingkan kecepatan tetap akan memiliki output aliran yang sama dan memerlukan input daya yang lebih tinggi karena kerugian listrik. Dengan peralatan VSD modern, kerugian ini biasanya kurang dari 3%. Namun, dengan pengurangan aliran yang lebih besar, lebih banyak energi dapat dihemat. Blower lobe yang beroperasi dengan VSD memiliki turndown 60 hingga 70 persen, berarti aliran minimum 60 hingga 70 persen lebih rendah dari aliran maksimum.
Untuk blower yang beroperasi dengan klep blow-off, blower masih menghasilkan jumlah aliran yang sama, dan potensi penurunan tekanan sistem yang sedikit adalah satu-satunya manfaat energi. Oleh karena itu, VSD dapat menawarkan hampir 60 hingga 70 persen penghematan energi untuk proses yang memerlukan aliran 60 hingga 70 persen lebih sedikit dari output nominal blower. Untuk aplikasi apa pun dengan permintaan aliran besar dan variabel, penghematan ini dengan mudah dapat membayar biaya investasi VSD.
Kemampuan untuk meningkatkan kecepatan operasi melebihi frekuensi dasar—60 Hz di AS—adalah manfaat VSD tambahan. Peralatan lama dapat direstorasi dengan VSD dan motor yang lebih besar untuk meningkatkan output kinerja. Biaya investasi untuk restorasi ini jauh lebih rendah daripada membeli peralatan baru untuk mendapatkan output aliran yang sedikit lebih tinggi.
Terus membaca…
Anda dapat membaca artikel lengkap online atau dalam edisi Oktober Water & Wastes Digest. Untuk artikel serupa lainnya, pastikan Anda berlangganan blog kami.
