Estoy escuchando sobre el uso de un convertidor de frecuencia con mi bomba y la configuración del motor para un mejor control de flujo en lugar de válvulas de control. ¿Vale la pena?¿Todavía necesito alguna medida de control de flujo además de una válvula de cierre?
1.Los puntos buenos y los puntos malos
Creo que el control de un convertidor de frecuencia puede ofrecer una mayor eficiencia, pero disminuye la precisión del control, el tiempo de respuesta y el rendimiento de apagado.Si necesitamos eficiencia y rendimientoEn el caso de las válvulas de presión, se puede considerar el uso de un sistema de convertidor de frecuencia como control central y una válvula (tal vez una válvula de bola) como control fino.La válvula también se puede utilizar con fines de cierre para mejorar el tiempo de respuesta y el rendimiento de fuga.
2.Necesidad de ambos para aplicaciones clave
Si el fluido que se bombea es un fluido crítico, un intermediario clave del proceso de materias primas con parámetros de flujo que afectan directamente a la calidad del producto o a la seguridad del proceso,Yo diría que el control del flujo de fluido a través de ambos convertidor de frecuencia de control y una válvula de control de flujo / bucle tiene sentido (para la protección de la redundancia).
En mi estimación, los costos asociados con un convertidor de frecuencia son bastante menos.y han demostrado ser confiables.
3.No por todas partes, todavía.
Tenemos experiencia en el uso de los inversores para controlar el flujo de aire de combustión de los ventiladores de la caldera FD y las bombas de suministro de agua de la torre de enfriamiento.También somos conscientes de que uno de nuestros clientes está utilizando convertidores de frecuencia para bombas de pozo en el suelo sin ninguna queja.
Sin embargo, recomendamos una revisión cuidadosa de las condiciones de rango inferior para la aplicación caso por caso, ya que la presión de descarga también baja más rápido que el flujo cuando tratamos de controlar el flujo.Todavía no nos sentimos cómodos y seguros usando convertidores de frecuencia para controlar el flujo en áreas críticas como las bombas de agua de alimentación de calderas.
4.Sostiene la bomba de reflujo en funcionamiento
Hemos estado bastante satisfechos con los convertidores de frecuencia que reemplazan las válvulas de control en el servicio de la bomba de reflujo.Durante los trastornos, las bombas de reflujo no pierden su potencia.En los servicios de bombeo contra cabezas inferiores, una vez establecido el caudal, el sifón puede establecer un caudal mínimo.Si necesita mantener flujos más bajos entonces usted tiene que ponerse con válvulas de control.
La sustitución de los convertidores de frecuencia de las válvulas de control tiene otras ventajas: se ahorra energía, se mejora el factor de potencia, el diseño de la bomba es más simple, el tamaño de la manivela es más uniforme,La vida de las focas es más larga., y las instalaciones más pequeñas cuestan menos.
Los convertidores de frecuencia no son tan robustos como los motores eléctricos durante los parpadeos de potencia y los relámpagos, por lo que los transformadores de aislamiento son deseables y es necesario revisar la política de ahorro.Ningún problema con los armónicos ha llegado a nuestra atención.Se cree que las distancias cortas que tenemos entre bombas y convertidores de frecuencia minimizan este problema.
El control es excelente siempre y cuando se evite el sifón y la presión de succión nunca exceda la presión de descarga.Usamos convertidores de frecuencia para controlar las bombas de reflujo, pero no los fondos o las bombas de transferencia de tanques.
Los convertidores de frecuencia son una mejora tan grande que ya no tomaríamos una válvula de control de reflujo si nos la dieran.
5.Mantenimiento de los valores de presión
Para el sistema que he descrito, no se utilizan válvulas de control distintas de las válvulas de cierre.Una ventaja significativa de utilizar un convertidor de frecuencia es que la potencia consumida por la bomba es generalmente menor para una unidad que opera a una velocidad reducidaEn el caso de las válvulas de control de flujo, se utiliza una gran cantidad de energía que se convierte en calor desperdiciado.Los costes adicionales de un convertidor de frecuencia se recuperan a menudo en muy poco tiempo gracias a la reducción de los costes de energía y a la simplificación del funcionamiento..
6.Puede costar más, pero vale la pena.
Un convertidor de frecuencia para controlar el flujo puede requerir más capital que una válvula de control y un motor normal en su bomba.ahorra energía en lugar de quemar la energía de la bomba a través de la válvula de controlAdemás, se elimina una válvula de control y los problemas asociados con fugas y pegaduras en el tallo. Las partes de control son todas electrónicas y no mojadas, excepto la bomba.Esto es especialmente importante en el manejo de materiales corrosivosAdemás, debido a que el desgaste está relacionado con una mayor potencia de velocidad, los rodamientos y el sello de un convertidor de frecuencia de bomba a una velocidad inferior a la normal deben durar más.
Por supuesto, no hay almuerzo gratis. Hay consideraciones de seguridad para su proceso en particular. El precio que usted paga es que no hay apagado de emergencia. En un fallo de energía, la bomba deja de bombear.Es posible que tenga que automatizar una válvula de bloqueo si se requiere cierre positivo.
7.Cuidado con las armónicas.
Hay otro factor a tener en cuenta: si una instalación está considerando este reemplazo para múltiples circuitos convertidores de frecuencia CA grandes,el sistema de distribución de energía debe evaluarse en función de los posibles efectos perjudiciales de una distorsión armónica excesiva.. se sabe que los convertidores de frecuencia causan cambios en la forma de onda sinusoidal debido a la forma en que la electrónica de potencia extrae corriente,y se sabe que estos cambios (distorsiones) ocurren en múltiplos enteros de la frecuencia eléctrica (o armónicos)En un sistema típico de tres fases, si las fases están equilibradas, no hay carga de corriente (o no mucha) en el neutro.La adición de circuitos de iluminación y convertidores de frecuencia electrónicos añade distorsión armónica queSi la impedancia del sistema es suficientemente alta y la potencia está suficientemente distorsionada, puede afectar a otros equipos, especialmente equipos electrónicos, incluidos sistemas informáticos, instrumentos electrónicos,e incluso los propios convertidores de frecuenciaSe sabe que la retroalimentación debido a los armónicos puede ser aditiva en el neutro, causando una corriente significativa donde no debería haber ninguna, y a veces se ven problemas,como los interruptores que se activan cuando el consumo de potencia medido no excede su punto de ajuste, fallas motoras prematuras y efectos transitorios que pueden ser muy difíciles de solucionar.El coste secundario de los filtros y otros aparatos para limpiar la potencia de los equipos sensibles a las distorsiones en el mismo sistema de energía que los convertidores de frecuencia puede tener que ser considerado., especialmente si el consumo de energía del convertidor de frecuencia es un porcentaje significativo del uso total.
8.Armónicos y sobrecalentamiento
El convertidor de frecuencia es confiable y eficiente energéticamente. Usted necesita asegurarse de que su cableado y el motor están listos para VF (voltados pueden ser más altos y armónicos pueden afectar la vida del motor).si la velocidad prevista es demasiado baja, el enfriamiento del motor puede ser un problema (el ventilador funciona demasiado lento para mover suficiente aire), por lo que el movimiento de aire auxiliar puede ser un problema, especialmente en motores más grandes.
En general, hemos encontrado que el uso de convertidores de frecuencia para el control de flujo o presión es muy eficaz y ahorran dinero tanto en costos de energía como en mantenimiento.
9.Cuidado con los flujos bajos
Una solución de convertidores de frecuencia no es diferente de controlar la velocidad de una turbina de vapor para regular el flujo de un compresor.con los avances en la electrónica y con la mayor disponibilidad de convertidores de frecuencia y motores para este servicioCosas que hay que tener en cuenta:
1) El convertidor de frecuencia puede tener una velocidad mínima, así que no busque que para controlar bien a flujos extremadamente bajos.
2) Las bombas con eje largo (especialmente las bombas verticales) pueden tener una frecuencia natural (crítica) a la que el convertidor de frecuencia podría permitir que la bomba funcione.Esto dará lugar a una serie de problemas de fiabilidad en estas bombas.
3) Si se utiliza un sello de doble gas, tiene una velocidad mínima a la que debe funcionar para que las caras del sello se levanten".pero estará en el orden de unos pocos cientos de rpm.
10.Muchas ventajas con el convertidor de frecuencia
Gran parte de si utilizar una válvula de control frente a un convertidor de frecuencia CA tiene que ver con lo que es el producto, el tipo de bomba y todo el esquema de tuberías.Las ventajas del convertidor de frecuencia son el ahorro de energíaEl sistema de control de la información, el mantenimiento, la información (retroalimentación) y la flexibilidad de control futuro, si el resto del sistema cambia.
Por lo general, prefiero el enfoque del convertidor de frecuencia sobre las válvulas de control, pero tienen limitaciones como las condiciones ambientales, etc., que deben tenerse en cuenta.Siento que definitivamente vale la pena, y no debe necesitar ningún otro método de control de flujo a menos que esté alimentando un sistema de circuito de tuberías múltiple, como agua refrigerada a varias unidades HVAC o intercambiadores de calor, etc.Si va a utilizar un convertidor de frecuencia en una ubicación remotaEn la mayoría de los casos, el control PID localizado para el funcionamiento de circuito cerrado puede ser una ventaja, ya que la mayoría podrá proporcionar el control PID localizado para el rendimiento de circuito cerrado sin tener que comprar otro equipo de control o cables largos desde un PLC.
11.Ubicación, ubicación
Utilizamos convertidores de frecuencia para controlar el flujo tanto como sea posible.Asegúrese de que el motor es para el trabajo inversor e instalar el convertidor de frecuencia en un lugar "agradable"Bajo las entradas de los conductos o los conductos de HVAC no son lugares agradables. Tenemos entre 100-200 convertidores de frecuencia instalados y pasan semanas sin un problema de convertidor de frecuencia.Los convertidores de frecuencia son inteligentes y algunos se pueden ver o descargar desde cualquier computadora conectada a una red EthernetPueden actuar como I/O remoto y dar porcentaje de carga y Hz, y ser iniciados y detenidos con sólo un cable de comunicación de un PLC, lo que reduce el costo de instalación.Tienen una protección para el estancamiento y la sobrecarga incorporada.
12.Mejor que comprar inoxidable
Una turbina de vapor o un convertidor de frecuencia / motor funcionará muy bien para el control del flujo.Dado que la potencia requerida para una bomba centrífuga varía con el cubo de RPM, el sobrecalentamiento a bajas RPM (disminución del rendimiento del ventilador de enfriamiento) no suele ser un problema.Por lo general, incluimos un límite bajo de la velocidad para evitar el sobrecalentamiento del motor que podría ocurrir si la bomba se ejecuta cerca de las condiciones de estancamientoLas cargas de par constante deben evaluarse con más cuidado.el coste instalado de un convertidor de frecuencia es generalmente inferior al coste de una válvula de control cuando se requieren válvulas de acero inoxidableSi la bomba (no el convertidor de frecuencia) se encuentra en un área de riesgo de explosión, preste mucha atención al calentamiento y asegúrese de que se cumplen los requisitos de la NEC o de los códigos aplicables.
13.En el pasado
Permítanme referirme a una técnica de hace 50 años que usé que funcionó muy bien para el control del flujo de alimentación a los filtros grandes.convertidor de frecuencia con un operador de control de flujo de aire que responde a un medidor de flujo magnéticoEl convertidor de frecuencia consistía en un motor de velocidad constante que manejaba dos haces de velocidad variable colocados por el operador neumático.Ciertamente la precisión no era tan exigente como un sistema de control electrónico del motor en estado sólidoPero esos eran los buenos viejos tiempos.
También en aquellos días antiguos en la industria del papel, usamos motores de CC accionados por tubos de tiratrón para el control de velocidad de los rebobinadores de papel,en el que el diámetro del rol cambiaba constantemente aunque la alimentación de la hoja era constantePor supuesto, los tiratrones ahora son reemplazados por señales de salida electrónicas de estado sólido.
Ah, esos buenos viejos tiempos cuando prevalecía la simplicidad.
14.Funciona muy bien.
La gran ventaja de controlar el flujo con un convertidor de frecuencia en lugar de una válvula de control no es un mejor control,Pero el ahorro de energía porque se utiliza sólo la cantidad de caballos de fuerza que necesita en lugar de quemar el exceso a través de la válvula.
15.Lo hacemos sin convertidores de frecuencia.
Nuestro proceso se ocupa de una sustancia química que se cristaliza fácilmente cuando la temperatura se reduce o cuando el flujo está restringido.Pero la restricción en la tubería causó más cristalización y hizo que el control fuera muy poco confiable o incontrolable.La solución era usar las mismas bombas que hemos estado usando para dar una presión constante, pero ahora para regular la presión a la que operan, controlando así el flujo.La configuración final para el control de líquido ha funcionado muy bien en un sistema basado en PLCUn actuador electromagnético controla la presión a la que el diafragma neumático bombea para bombear el líquido a través del sistema y un magnímetro no intrusivo controla el flujo.
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