Ny mätmetod kan ge omfattande besparingar av pumpenergi

av Henrik Immonen Forum 1981-03, sida 20-21, 18.02.1981

Lovande resultat från Ahlström:

Ny mätmetod kan ge onfattande besparingar av pumpen?rgI

Industrins andel av Finlands energiförbrukning har kontinuerligt vuxit och kommer även i fortsättningen att växa. Omräknat i nyttoenergiförbrukning är industrins andel idag ca 56 procent. Samtidigt har den totala nyttoenergiförbrukningen inom industrin fördubblats på 12—15 år (1960 31 TWh, 1973 73 TWh och 1985 beräknat 114 TWh).

Ö Inom industrin utgör uppvärmningarna och transporterna den största delen av energiförbrukningen.

Då vår industri är till hög grad processinriktad och transporterna är vätsketransporter, har pumpningssystemen en vital betydelse för vår industris energibehov.

I Sverige har man också beräknat att om den svenska träförädlingsindustrins alla pumpar kunde optimeras, skulle inbesparingen motsvara ett kärnkraftverks kapacitet.

A Ahlström Oy, som är Nordens största tillverkare av industripumpar, har därför redan en längre tid arbetat på ett praktiskt system för att kunna mäta pumpars verkliga prestationsvärden. Många pumpsystem baserar sig ju på skrivbordsberäkningar med säkerhetsmarginaler. Men verkliga driftsförhållanden, som sedan kan ha förändrats med åren. känner man inte alltid till.

Ahlströms nya mätsystem — ”pumpdoctor” — har nu genomgått de första testerna. Kommer de återstående fabrikstesterna att lyckas lika väl som de första. kan Ahlströms Pumpfabrik sälja de första mättjänsterna vid slutet av året. Energibesparingsingenjörerna vid Varkaus Pappersbruk har också uppskattat att om de hade haft pumpdoctorn till förfogande hade sex månaders arbete kunnat göras på två veckor.

Centrifugalpumpen har snävt effektivt arbetsområde

Energibehovet för vätsketransporter kan man påverka antingen genom att förbättra processerna eller genom att effektivera — vätsketransporten, dvs genom mindre rörmotstånd, mindre lyfthöjder och genom effektivare pumpning.

Effektivare pumpning betyder bättre pumpningsverkningsgrad. Hur kan man få en bättre verkningsgrad av utrustning som redan ligger nära (praktiskt åt 2 minstone) den teoretiska verkningsgradsgränsen? Ur hydraulisk synpunkt har pumparnas konstruktion och arbetssätt ju ej förändrats nämnvärt under de senaste hundra åren.

Den stora energibesparingsmöjligheten består främst däri att centrifugalpumparna, som är de vanligaste pumparna, har ett mycket snävt maximalt verkningsgradsområde.

Dock får man inte glömma att till synes likadana pumpar kan ha olika verkningsgrad beroende på tillverkningstoleranserna, bättre hydrauliskt kunnande och erfarenhet. Bland pumpar för speciella vätskor, tex massa, kan betydande skillnader även förekomma.

Centrifugalpumpens snäva maximala verkningsgradsområde beror på att vid avvikande strömningsvinklar och -hastigheter är utformningen inte längre den bästa (jfr flygplansvinge).

Systemets verkliga arbetspunkt är ofta obekant

Pumptillverkarna känner rätt bra till sina pumpars goda verkningsgradsområden. Men problemet är ofta det att man inte känner exakt till den verkliga systemkarakteristikan, dvs flödesmotståndet, och därmed systemets verkliga arbetspunkt.

Detta helt enkelt därför att praktiska mätmöjligheter ej har funnits.

Har man inte inbyggda strömningsmätare eller möjligheter till bassängmätningar, får man ty sig till teoretiska beräkningar, som korrigeras med erfarenhetsmässiga korrektions- och säkerhetskoefficienter. Dessutom kan kvalitets- eller kapacitetsförändringar ha genomförts eller enbart förändringar i rördragningen. Det här gör uppskattandet av det verkliga motståndet ännu svårare.

Möjligheten att kontrollera pumparnas prestanda sedan de lämnat tillverkaren är också svår, ty testtoleranserna ä rätt grova och kan tolkas på olika sätt. Redan skillnaderna hos tillverkarnas mätutrustning kan ge fel.

Köparen är medveten om detta, varför han sätter extra säkerhetsmarginaler på sina beräkningar. Resultatet blir en ännu större osäkerhet.

Ny mätteknik ger nya möjligheter Som ett resultat av flera års utvecklingsarbete har Ahlström byggt det första fältmätsystemet för pumpar. Erfarenheter från företagets egna energibesparingsprojekt har utnyttjats. Dessutom gjordes i Sverige en omfattande behovsutredning inom träförädlingsindustrin, för att definiera projektets utvecklingsmålsättning. Man fann, trots en hel del som hade gjorts efter energikrisen i medlet av 70-talet, att mycket ännu kunde göras: e Genomförandet av utförliga mätningar i fabriksförhållanden var både dyrt och tidskrävande. Beräkningsoch sammanslällningsarbetet av analysen var omfattande.

e Drftpersonalen var ofta negativt inställd till utomstående mätpersonal.

€e Driftpersonalen är mera intresserad av pumparnas driftpåliulighet än deras energibehov.

Ett sätt att lösa problemet har varit att installera varvtalsreglering. Den är dock rätt dyr och kräver extra styrutrustning. Tilläggskostnaden för varvtalsreglering är mångdubbel jämfört med pumpens anskaffningspris.

För applikationer med relativt jämna arbetsförhållanden är en varvtalsregleringsinstallation en onödig investering om man kan definiera pumpens arbetspunkt.

Det nya mätsystemet kan enkelt kopplas till, varpå den inbyggda datorn utför alla beräkningar, ger pumpens arbetspunkt, ritar kurva och ger ett sammandrag av energidiagnosen.

FORUM 3/81

Mätnoggrannheten beror på vätskans strömningsprofil i röret. Men redan det att värdena på samtliga mätpunkter registreras samtidigt och medelvärden uträknas ger bättre noggrannhet än de nu använda arbetsdryga alternativa mätförfarandena ger. Mätsystemet har också inbyggt kalibreringsmöjlighet för vätska, tex massa, kocentration, temperatur osv. som beaktar skillnaderna i strömningsprofilerna så att den bästa möjliga flödesmätningen erhålles.

Mätsystemet ger bla följande nya möjligheter & kontroll av nyinstallationer & cnergidiagnos av gamla pumpar Ö preventiv pumpservice Ahlströms nya pumpdiagnossystem har vid provstadiet gett lovande resultat till bättre pumpekonomi genom att lättare kunna analysera vätsketransporten. framför allt inom processindustrin, där bättre vätsketransportekonomi har en stor ekonomisk betydelse. Henrik Immone vENKn. GRE m resan . iv

D AMLSIRDA PURFRDETOR MATeUMT on I

Typisk verkningsgradskurva för en centrifugalpump (+). Notera det snäva max. verkningsgradsområdet vid volymströmmen 100—110 I/s.

FORUM 3/81

Ahlströms nya mätsystem för pumpar i fabriksförhållanden, Man har uppskattat att med det nya systemet kan en fabriks pumpdiagnoser utföras avsevärt snabbare än vad som nu varit möjligt. Ifall de återstående testerna lyckas kan Ahlströms Pumpfabrik marknadsföra pumpdiagnostjänster inom ett år.

ba. ORM VaT be Reg 308 PORT tr. SA MOR. 20/5 0 JAR

SEXIST. VERKA. ERE , ST veka, GM simtttnala Ce RIDERR I vh vr vare IDET 81. oe - Mir tr E tang tear AOM/a LING aåve ” . 478 öv CSTSTLOMAD 0089 TILL 0V 14P LB 13: MVLLL OfNKOR ENEPMIAPSTORNERRR, SID ATT ELPRIS oå Vaa on a ter ve o amS1000 RIKT sargat & I

Exempel på resultatet av en energidiagnos. Detta erhålles genast efter pumpens provkörning utan manuella beräkningar.

Affärsmagasinet Forum var år 2021 Finlands enda svenskspråkiga affärstidskrift och beskrev sig som "ett unikt magasin som riktar sig till beslutsfattare och experter inom näringslivet i Finland och Norden. Tidningen har en upplaga på 11 000, och når varje månad 27 000 läsare, i huvudsak ekonomer, ingenjörer och diplomingenjörer. Bevakningsteman inkluderar ekonomi, börs, teknik, ledarskap och arbetsliv, med reportage, profilintervjuer, livsstil och kolumner. Forum upprätthåller dessutom diskussionsforumet Affärsnätverket Forum på Linkedin, den största svenskspråkiga gruppen i Finland och en av de största på svenska på hela Linkedin. Där diskuteras trender och aktuella frågor inom näringsliv, arbetsliv och innovationer. Tidskriften utkommer med 10 nummer/år."