Bombas de reforço controladas por frequência

Você olha para o rótulo “bomba controlada por frequência” e parece que isso é uma panacéia. Todos os problemas de pressão foram resolvidos, a economia de energia está fora de cogitação. Mas na prática, especialmente com sistemas de aumento de pressão, nem tudo é tão simples. Muitas vezes vejo como os clientes pagam a mais por um sistema complexo onde um relé convencional seria suficiente, ou vice-versa - eles tentam economizar em uma chave de frequência em um prédio alto e depois sofrem com o golpe de aríete e reclamações eternas dos moradores dos andares superiores. Eu mesmo passei por isso quando comecei a trabalhar com equipamentos, inclusive aqueles fornecidos por nossa empresa - Zhejiang Yangtzejiang Pumping Industry LLC. Não temos “caixas” prontas em nosso sortimento. Soluções VFD para aumento de pressão, mas frequentemente integramos nossas bombas centrífugas, inclusive lineares e multiestágios, em sistemas de automação externos. E é aqui que a diversão começa.

Onde um gerador de frequência é realmente necessário e onde não é?

Característica principalbombas de reforço controladas por frequência— manutenção suave da pressão especificada no sistema, independentemente do fluxo. Parece ótimo. Mas se você tiver, digamos, uma pequena casa com dois pontos de água que quase nunca funcionam ao mesmo tempo, então o gerador de frequência operará na frequência mínima na maior parte do tempo, e seu custo será compensado em cerca de dez anos. A economia de eletricidade será insignificante. Muito mais prática nesses casos é a nossa bomba autoescorvante padrão com acumulador hidráulico e relé. Mais barato, mais confiável e mais fácil de manter.

Mas onde a regulação da frequência é totalmente revelada são os sistemas de abastecimento de água de complexos residenciais, hotéis e grandes centros de escritórios. Lá, o cronograma de consumo de água é imprevisível; picos de pressão devido à abertura simultânea de dezenas de torneiras são uma ocorrência comum. Anteriormente, era instalada uma cascata de 2 a 3 bombas, que eram ligadas conforme necessário. Ruído, ligar e desligar constantemente, o mesmo golpe de aríete. Agora você pode montar um sistema baseado em uma ou duas de nossas bombas centrífugas multiestágios conectadas a um conversor de frequência e controlador. A bomba funciona constantemente, mas muda de velocidade, ajustando-se ao consumo. A pressão nas tubulações é estável, os moradores estão satisfeitos e os equipamentos se desgastam menos.

Mas também há armadilhas aqui. Uma vez me deparei com uma situação em um local onde, de acordo com o projeto, estava localizada nossa bomba centrífuga linear com uma “sofisticada”. VFD. O sistema funcionou, mas as poupanças foram inferiores às esperadas. Eles começaram a descobrir. Descobriu-se que a própria bomba foi selecionada com margem de pressão e, mesmo na velocidade mínima, seu desempenho era excessivo para o modo noturno com vazão quase nula. O conversor de frequência não é uma varinha mágica – ele não pode mover o ponto de operação da bomba além da curva indicada na placa de identificação. Tive que trocar o impulsor por um menor. Depois disso, o ruído diminuiu e a conta de luz caiu de forma mais acentuada. Conclusão: primeiro um cálculo hidráulico competente, depois a escolha da bomba e só depois a decisão sobre o tipo de regulação.

Integração: nossa bomba + automação de terceiros

Como já mencionei, nossa fábrica na China, representada através do site https://www.yangtzeriverpump.ru, tem como foco a produção de “ferro” de bombeamento confiável. Não fabricamos armários de controle chave na mão, mas nossos equipamentos estão perfeitamente adaptados para funcionar em tais sistemas. Por que esta abordagem é muitas vezes mais lucrativa? Porque lhe dá flexibilidade. Digamos que um cliente precise montar um sistema de aumento de pressão para produção de produtos químicos. É necessária uma bomba feita de um material específico e resistente a reagentes - temos uma linha de bombas plásticas para produtos químicos. E ele também precisa de um sistema de controle suave com integração ao complexo SCADA geral da planta. Fornecemos uma bomba cujas características (pressão, vazão, material) são ideais para seu processo tecnológico, e ele encomenda separadamente um gabinete de controle a uma empresa especializada que conhece bem as normas e requisitos locais de automação.

Na bancada de testes da nossa empresa, verificamos como as bombas se comportam em diferentes modos. Parabombas de reforço de pressãoisso é crítico. Tomamos todas as características: não apenas pressão e vazão máximas, mas também curvas de potência e eficiência em diferentes pontos. Em seguida, repassamos esses dados aos engenheiros de instalação que selecionarão o conversor de frequência. Sem esses gráficos, a configuração de um VFD se transforma em suposições - você pode obter operação instável, superaquecimento do motor ou cavitação.

Tive uma experiência em que um sistema de extinção de incêndio exigia uma bomba, que ficava na reserva 99% do tempo, mas no momento da inicialização deveria atingir instantaneamente o modo nominal e manter uma pressão estável. Era impossível usar o conversor de frequência com overclock longo. Encontrámos uma solução híbrida: as bombas principal e de reserva são as nossas bombas centrífugas multiestágios, arrancam por arranque direto, mas o sistema de controlo controlado por frequência baseia-se num pequeno acumulador hidropneumático, que suaviza o momento de arranque e compensa pequenos picos. O resultado foi confiável e dentro do orçamento.

Sobre manutenção e erros típicos de instalação

A regulação de frequência agrega confiabilidade operacional ao sistema, mas requer manutenção mais qualificada. Este não é o caso quando você pode ligar para o encanador Tio Vasya. O erro mais comum durante a instalação, que sai pela culatra, é o posicionamento incorreto do sensor de pressão. Se você colocá-lo muito próximo da bomba ou em um local com fluxo turbulento, ele “deitará” e o gerador de frequência começará a mudar de velocidade descontroladamente, tentando captar vibrações inexistentes. O sistema irá “se contorcer” e a bomba irá falhar rapidamente. O sensor deve ser instalado em ponto hidraulicamente distante da bomba, preferencialmente após um grupo de acumuladores hidráulicos, se houver.

Outro ponto é configurar o controlador PID no próprio conversor de frequência. Muitos instaladores deixam as configurações padrão de fábrica. E eles podem não ser adequados para um sistema de abastecimento de água inercial com tubos longos. Como resultado, o sistema reage muito lentamente às mudanças no fluxo (quedas de pressão) ou começa a “caçar”? — flutuações constantes de pressão em torno de um determinado ponto. Você deve selecionar os coeficientes no local, usando métodos experimentais. Às vezes isso leva um dia inteiro, mas sem isso o sistema não funcionará de maneira ideal.

Quanto aos nossos equipamentos, para bombas planejadas para uso com VFDs, recomendamos sempre atentar para a classe de isolamento do motor e a presença de aterramento obrigatório. O gerador de frequência não produz uma onda senoidal ideal, mas sim modulação por largura de pulso, que cria tensões aumentadas no isolamento dos enrolamentos. Se o motor não for projetado para tais cargas, ele queimará. Nós da Zhejiang Yangzijiang Pump Industry Co., Ltd. prestamos atenção especial a isso nas linhas de produção, especialmente para séries que são frequentemente usadas para tais projetos.

Olhando para o futuro: o que mais pode a regulamentação proporcionar?

Hoje em dia todo mundo fala em “casa inteligente”. e a Internet Industrial das Coisas (IIoT). Ebombas de velocidade variávelé um candidato ideal para isso. Imagine que o sistema não só mantém a pressão, mas também analisa o cronograma de consumo de água do prédio. Você aprende que às 7h há pico (todo mundo lava), e das 10h às 16h há consumo mínimo. E ajusta o algoritmo de funcionamento, economizando ainda mais energia. Ou transmite remotamente dados sobre o número de horas do motor, energia consumida e temperatura do motor. Isso permite que você passe da manutenção planejada para a manutenção baseada em condições.

Este é um desafio para nós como fabricantes. A bomba não é mais apenas um pedaço de ferro com motor elétrico. Torna-se parte de um sistema inteligente. É por isso que a nossa empresa combina as áreas de I&D, produção e testes. Já estamos testando protocolos para monitoramento remoto dos principais parâmetros de nossas bombas. Isto é necessário para o nosso ?ferro? poderia facilmente interagir com os sistemas de controle avançados que serão necessários amanhã.

Mas perseguir os “inteligentes”? funções, não devemos esquecer o básico. A eletrônica mais avançada não salvará uma bomba se ela tiver um sistema hidráulico deficiente, se o impulsor não estiver balanceado ou se a vedação for selecionada incorretamente. Nosso princípio é primeiro uma mecânica impecável, depois oportunidades de integração. Seja uma bomba submersível comum para um poço ou uma unidade multiestágio para um sistema de aumento de pressão em um arranha-céu.

Resultados sem brilho

Então, vale a pena se envolver com bombas auxiliares controladas por frequência? Não há uma resposta clara. Esta é uma ferramenta poderosa e eficaz, mas não para todas as tarefas. Assim como um martelo, ele pode martelar um prego, mas também pode quebrar vidro se for usado para outros fins. O segredo está na análise profunda do problema: calcular cronogramas reais de carga, entender as especificidades da instalação, avaliar o orçamento não só para compras, mas também para futuras manutenções.

Nosso papel como fabricante de bombas é fornecer ao cliente ou empresa de engenharia uma bomba confiável e previsível com características de desempenho completas e honestas. Para que, ao integrá-lo a um sistema VFD, saibam exatamente o que esperar dele. E para que depois de alguns anos de operação você não precise descobrir por que “esta bomba chinesa?” falhou quando o problema era na verdade uma configuração incorreta do conversor de frequência ou um erro de instalação. A experiência que adquirimos na fabricação e teste de uma ampla gama de equipamentos, desde bombas magnéticas para meios agressivos até poderosos sistemas multiestágios, fala de uma coisa: o sucesso de um projeto está sempre nos detalhes. E a regulação de frequência é apenas uma delas, embora muito importante.