Хенрик Могенсен, главный исполнительный директор компании PXPumps, рассказывает какие проблемы стоят перед насосной индустрией и как чрезмерно завышенные требования к характеристикам погружных насосов могут привести к серьезным затратам энергии и денежных средств.
С распространением производителей насосов по всему миру и увеличением их числа из быстро развивающихся стран, таких как Китай и Индия, имеет ли место одновременное расширение спроса или присутствует потребность в более широком выборе? Когда компания PXPumps появилась в 2005 году с широким ассортиментом погружных насосов для воды и сточных вод, мог возникнуть вопрос, нужен ли был еще один производитель. Однако идет ли здесь речь о чрезмерном количестве производителей насосов или проблема находится намного глубже?
Действительно, существует значительное количество производителей насосов во всех частях мира, многие функционируют уже долгие годы. Но всегда останется место для новшеств, большей надежности и большей производительности, особенно если это связано со значительной клиентской базой, когда клиент не может больше получить насосы той компании, которой он доверял, в связи с прекращением выпуска продукции, слиянием компаний или прекращением поставок на определенные рынки.
Преуспевающие поставщики во всем мире оказались в тяжелом положении, когда компания Cardo решила модернизировать производство своих насосов. Новая линия насосов PXPumps разработана для конкуренции с бывшей линией насосов Pumpex, которая 15 месяцев назад объединилась с линейкой насосов компании ABS. Этот шаг оставил многих стабильных дистрибьюторов, имеющих постоянных клиентов, без продукции для продажи.
Крупнейшим их них была компания Pumpex A/S, которая являлась дистрибьютором Pumpex в течение 30-ти лет. «Перед нами стоит важная дилемма, - говорит Могенсен, - и мы должны быстро принять решение. У нас есть широкая клиентская база и обширная номенклатура насосов, которые мы обслуживаем. Мы не можем просто так бросить дело, с которым мы работаем десятки лет.
Дирекция компании приняла решение о создании новой компании для разработки совершенно новой линии погружных насосов, которая имела бы высокую степень взаимозаменяемости с существующими насосами. Эта цель должна была быть достигнута с использованием взаимозаменяемых компонентов или заменой всего комплекта насосов. Новая компания установила отношения с поставщиками по всему миру, из которых только 40 компаний заключили новый договор о поставке насосов.
Однако линии насосов, соответствующих требованиям существующей клиентской базы, еще не достаточно для полного успеха. Во многих линиях оборудования насосы могут быть критическими компонентами, которые должны отвечать жестким требованиям с высокой степенью надежности и производительности. К тому же существенным требованием является обеспечение деталями и предоставление технического обслуживания. Важным является требование надежности, которая часто приписывается более крупным насосам исходя из предположения, что более крупные насосы надежнее.
Компания решила принять брошенный вызов, призывая покупателей по-новому взглянуть на достижения насосных технологий, сделанные за долгие годы, и прекратить руководствоваться устарелым суждениями и стандартами - что, если их изменить, можно значительно сократить стоимость владения и снизить текущие расходы. «Это самая сложная задача, - говорит Могенсен, - потому что проще и, наверное, безопаснее придерживаться проверенной практики, чем переоцениваемых решений. Но рост затрат на электроэнергию заставит консультантов и покупателей пересмотреть их стратегии».
Разработка передовой продукции
Руководство компании понимало, что для достижения успеха необходимо предложить дистрибьюторам отпускную цену, пытаясь остаться конкурентоспособным. Специалисты компании также понимали, что нельзя быть «слишком» новаторскими с непроверенной продукцией. В результате в линейку насосов были включены некоторые проверенные наработки, которые смогут улучшить работу насоса, повысить надежность системы и сократить время обслуживания путем упрощения процедуры текущего ремонта.
Все насосы PXPumps имеют два или четыре болта с защелкой из нержавеющей стали вместо обычных восьми и более болтов, которые могли быть закупорены каким-либо материалом, и поэтому нуждались в чистке перед тем, как их выкручивали, кроме того, они могли упасть в нижнюю часть насоса.
При использовании этих болтов, электродвигатель можно отсоединить и вынуть, а (при установке насосов вне резервуаров с перекачиваемой жидкостью) спиральная камера насоса останется в системе трубопроводных линий. Болты имеют определенный размер, чтобы предотвратить их ослабление из-за вибраций.
Еще одним средством упрощения технического обслуживания является использование двойных механических уплотнений в удобном картридже. Три размера картриджа охватывают всю линейку насосов, требуемый запас запасных частей невелик, картриджи можно вынимать на месте без применения специальных инструментов.
Валы увеличенного габарита способствуют обеспечению гладкого, свободного от вибраций хода, даже если они работают на полную мощность, а сборочные элементы электромотора EFF 1 с изоляцией класса H, и три термопредохранителя обеспечивают надежную систему приводов.
Повышение эксплуатационного КПД
Рубашки водяного охлаждения не являются новинкой, но данная компания первой начала встраивать их как стандартное оборудование во все насосы - для котлованов, передвижных резервуаров и отстойников. В отличие от некоторых традиционных рубашек, зависимых от прокачиваемой для охлаждения жидкости, рубашка насосов PXPumps использует систему закрытого контура, в которой внутреннее рабочее колесо прокачивает раствор, состоящий из 80% воды и 20% гликоля.
В системе закрытого контура нет риска закупорки или заиления, поэтому эффективность охлаждения намного вероятнее. Как утверждает компания, раствор PXPump также позволяет насосам работать длительное время без смазки и значительно снижает осадку твердых веществ.
«Охлаждающие рубашки оказали значительное влияние на разработку насосов и сегодня они являются стандартом для всех насосов PXPumps, единственной компании, которая предлагает их для всей линии насосов. Из-за усовершенствованного охлаждения насоса, обеспечиваемого рубашками водяного охлаждения, появилась быстро растущая тенденция к установке насосов вне жидкостных резервуаров».
«Достоинствами установки насосов вне емкости с перекачиваемой жидкостью, особенно при использовании для перекачивания сточных вод, очевидны всем, кому приходилось работать с насосом, извлеченным из емкости при традиционном способе установки. Насос был постоянно покрыт осадками сточных вод. Насос же установленный вне емкости с перекачиваемой жидкостью легче обслуживать и на это требуется меньше времени.
Могенсен замечает, что часто покупатели заботятся о производительности насоса, совершенно не понимая, как она достигается. Он добавляет: «Производители могут легко увеличить гидравлический КПД, просто сокращая пропускную способность, но на самом деле это не способ достижения наивысшей эффективности насоса».
Доказанная неэффективность насосного оборудования
Неэффективность большинства насосных установок была продемонстрирована в докладе Финского центра технических исследований «Экспертные системы по диагностике и функционированию центробежных насосов».
Этот доклад на основе изучения почти 2000 насосов в 20 заводах показал, что производительность при работе была менее 40%. Более тревожным являлся факт, что 10% этих насосов работают с производительностью менее 10%. В тоже время организации стараются повысить эксплуатационный КПД и снизить затраты при возрастающем осознании необходимости охраны окружающей среды, и следовательно о скромном использовании энергоресурсов.
Можно предположить, что это оборудование было спроектировано для повышения эксплуатационного КПД. Тем не менее, факты свидетельствует о том, что оценочная модель, используемая в определении самого подходящего оборудования, в действительности некорректна. Среди многочисленных причин крайней неэффективности насосных установок было: общая тенденция производства насосов больших размеров и использование дроссельных клапанов. Тем не менее, можно поспорить о том, что чрезмерное использование дроссельных клапанов не является эффективным решением. Есть данные о том, что сжимание клапана на 50% повышает вероятность его повреждения.
Вытекающий из этого ущерб состоит не только в эффективности, но и в более высоких, ненужных затратах на установку, обслуживание и эксплуатацию оборудования.
Одной из причин этого мог бы быть факт, что насосы представляют всего 15% от всего оборудования, а на рассмотрение текущих расходов уделяется слишком мало внимания.
Основной принцип состоит в том, что насосы дешевые, поэтому лучше устанавливать насосы больших размеров, что ведет к увеличению стандартных размеров насосов, которые, по большей части, работают намного ниже оптимальной точки эффективности. Эта практика была приемлема, когда затраты на энергию были низкими, и в то же время мало внимания уделялось на вопросы охраны окружающей среды. При нынешних ценах на электроэнергию и экологической обстановке, это, вероятно, недопустимо, и представители предприятий ищут другие способы снижения затрат.
«Следует больше сосредотачиваться не на эффективности перекачивания, а на общих текущих расходах, – советует Могенсен. – Технология способствует достижению эффективности. Насосы с приводом переменной скорости – это один из способов снижения затрат, но недостатком насосов с рабочим колесом является тенденция к засорению при работе на низкой частоте. Это можно преодолеть, главным образом, используя вихревые насосы. Действительно, вихревые насосы не настолько эффективны, но они дают возможность экономии энергии, снижения засорения и стоят намного дешевле. Таким образом, в течение срока службы насоса этот вариант стимулирует эффективность работы.
Этот же доклад сообщает, что при выборе подходящих насосов следует рассматривать равномерное и неустановившееся течение и условия напора. В системах с небольшими изменениями в нагрузке, эффективность системы выкачивания зависит в значительной степени от выбора правильного размера насоса, в то время как в системах с неравномерной нагрузкой эффективность системы насосов зависит от подбора ресурсов и нагрузки, что может быть достигнуто несколькими путями в зависимости от требований системы. Многие установки должны проектироваться так, чтобы они справлялись с изменениями в нагрузке. Эти системы неизменно имеют насосы больших размеров и дроссельные клапаны.
Таблица показывает возможную экономию при переходе на систему с приводом переменной скорости. Они включают только экономию энергии, но не принимают во внимание другие текущие расходы, которые могут обеспечить дальнейшие сбережения.
| Назначение |
При использовании дроссельных клапанов |
При использовании частотного регулирования |
| Потребляемая электроэнергия |
380000 кВт |
282000 кВт |
| Стоимость потребляемой электроэнергии |
$22800 |
$16900 |
| Стоимость за жизненный цикл |
$239000 |
$177000 |
| Экономия |
- |
$62000 |
Компании-заказчики слишком консервативны
Беседы с производителями насосов показывают, что многие из них полагают, что консультанты и заказчики насосных установок очень часто используют оценочные модели, устаревшие за долгие годы, и не принимают во внимание достижения, наработанные за это время, а также возрастающие цены на энергоносители.
«Задавая чрезмерно высокие характеристикам своим насосам, они сводят к минимуму риск недостаточной производительности насоса, но повышают тем самым вероятность отказа, что приводит к чрезмерным затратам на эксплуатацию и техническое обслуживание», - говорит Могенсен. – «С современным ассортиментом насосов, предлагаемых сегодня, существуют пути построения дополнительной производительности, которая дает возможность одиночным насосам работать с оптимальной эффективностью. Это не только вариант снижения расходов, но и экологическое решение, которое сводит к минимуму потребление электроэнергии».
Чтобы стимулировать заказчиков и покупателей на преодоление своего консерватизма, компания предложила современную линию насосов, которые могут быть укомплектованы различными наборами. Это обеспечивает определенную степень соответствия требованиям заказчика. Хотя компания PXPump предлагает насосы с приводами переменной скорости, как сообщается, компания не желает чрезмерно подчеркивать эту возможность, т.к., по ее мнению, рынок не ценит преимуществ, а только видит потенциальную опасность.
«К сожалению, производители насосов должны удовлетворять требованиям покупателя, хотя многие из нас видят, что требуемое покупателем не всегда является самым выгодным решением, но покупатель должен руководствоваться тем, что изложено в контракте», - говорит Могенсен. Приводы переменной скорости (ППС), используемые в совокупности с современными, более усовершенствованными датчиками, клапанами отличного качества и компьютерной технологией позволили производителям насосов разрабатывать интеллектуальные (программируемые) насосы. По определению интеллектуальные насосы оптимизируют эксплуатацию, чтобы удовлетворить требования с самыми насколько это возможно низкими затратами».
Gould Pumps при рассмотрении одного случая, озаглавленного как «Затраты на регулирование переменной скорости насосов» заявляет: «Центробежные насосы потребляют в зависимости от вида промышленности от 25 до 60% от всей потребляемой электроэнергии. В плохо спроектированных системах, затраты на техническое обслуживание могут составлять более 40%». Далее объясняются возможные способы экономии энергии, которая могла быть достигнута с помощью использования интеллигентных насосов. Например, замена дроссельных клапанов с регуляторами скорости может сэкономить до 60% затрат.
Не только производители провоцируют возникновение более высоких технических требований к насосным установкам. Правительства помогают коммунальным предприятиям искать пути более эффективной работы. В исследовании «Как купить энергосберегающую систему центробежных насосов» Федеральная программа по управлению энергетикой (ФПУЭ) Министерства энергетики США анализирует экономическую эффективность, которой можно достичь, применяя современный подход к техническим требованиям и затратам на насосы завышенного размера.
Получение права преимущества
В начале этой статьи, мы спросили: «Нужно ли миру больше погружных насосов или более совершенных насосов и оборудования?» Ответ будет далеко не однозначным, т.к. эффективность насосов не принимается всерьез во многих отраслях.
Хотя насосы представляют маленькую часть общей стоимости новой установки, тем не менее, производители постоянно вынуждены снижать цены. Можно сказать, что себестоимость единицы продукции является движущей силой и стимулирует компании к выводу на рынок худших, хотя и дешевых насосов.
«Многие производители только рады сойтись во мнении с заказчиками, при выборе наиболее эффективного решения. Производители часто вынуждены предоставлять решения с самыми низкими ценами, основанными на цене насоса», - говорит Могенсен. – Если заказчики и покупатели позволяют нам показать им, как подобрать типоразмер насоса для наивысшей точки эффективности (НКЭ), то текущие расходы оптимальны. Однако это может быть непросто и часто может служить причиной завышенного типоразмера насоса. Я не уверен, что мы сможем быстро изменить такое отношение, поэтому моя компания и другие предприятия должны предлагать различные варианты, что, разумеется, повышает издержки производства.
Отношение заказчиков и покупателей стало предметом наблюдения Федеральной программы по управлению энергетикой (ФПУЭ) Министерства энергетики США, которая утверждает, консервативные правила эксплуатации часто отдают предпочтение насосам с завышенными характеристиками, не обращая внимания на большие издержки за срок службы системы. В результате выбираются насосы с завышенными характеристиками, что приводит к неоптимальной работе системы. Возрастающее осознание роста издержек на такие насосы может начать препятствовать расширению этой пагубной тенденции.
PXPumps A/S
Industrivej 41
8660 Skanderborg
Denmark
Tel: +45 (0) 8793 8828
Fax: +45 (0) 8657 2488
