Energiatehokas pumppausjärjestelmä KOULUTUSMATERIAALI

Samankaltaiset tiedostot
Energiatehokas pumppausjärjestelmä. Koulutusmateriaali

Energiatehokkaat moottorikäytöt KOULUTUSMATERIAALI

ENERGIATEHOKAS PUHTAAN VEDEN PUMPPAUS Energiatehokas vesihuoltolaitos 1/2018

ENERGIATEHOKAS AKTIIVILIETEPROSESSI Energiatehokas vesihuoltolaitos 1/2018

ENERGIATEHOKAS JÄTEVEDEN PUMPPAUS Energiatehokas vesihuoltolaitos 4/2018

Click to edit Master title style

Kestävää energiaa maailmalle Voiko sähköä käyttää järkevämmin?

HYDRAULIIKAN PERUSTEET JA PUMPUN HYÖTYSUHDE PUMPUN HYÖTYSUHTEEN LASKEMINEN

Energiatehokkuuden parantaminen talousveden jakelussa

ENERGIAN- SÄÄSTÖVINKKEJÄ LOGISTIIKKA- JA TUOTANTOTILOILLE

Energiatehokkaat pumput

Max. nostokorkeus Teho (kw) LVR V , Hz ~ 220 V G1. LVR V , Hz ~ 380 V G1

Repijäuppopumppu. Paineviemärijärjestelmän sydän

Energiatehokas höyry- ja lauhdejärjestelmä KOULUTUSMATERIAALI

ENERGIATEHOKAS VESIHUOLTOLAITOS Energiatehokkuuden huomioiminen suunnittelussa, saneerauksissa ja hankinnoissa 4/2018

kalvopumput - yleistä

ENERGIA ILTA IISOY / Scandic Station

3t-hanke Tunnista, tiedosta, tehosta energiatehokkuus osaksi asumista. Energianeuvontailta Pornaisissa Jarkko Hintsala

VALONIA Varsinais-Suomen kestävän kehityksen ja energia-asioiden palvelukeskus. Salo

Hydrostaattinen tehonsiirto. Toimivat syrjäytysperiaatteella, eli energia muunnetaan syrjäytyselimien staattisten voimavaikutusten avulla.

Energiatehokas höyry- ja lauhdejärjestelmä. Koulutusmateriaali

VEDENJAKELU- JA VIEMÄRIVERKOSTON ENERGIATEHOKKUUS MALLINTAMALLA Energiatehokas vesihuoltolaitos 4/2018

ENERGIANKULUTUKSEN VÄHENTÄMINEN JÄÄHDYTYSPIIRIN PUMPPAUSPROSESSISSA

HYDRAULIIKAN PERUSTEET JA PUMPUN SUORITUSKYKY PUMPUN SUORITUSKYVYN HEIKKENEMISEEN VAIKUTTAVAT TEKIJÄT

Kirsi-Maaria Forssell, Motiva Oy

Metropolia AMK BOSCH REXROTH HYDRAULIPENKIN KONSEPTISUUNNITTELU

Energiatehokkaat moottorikäytöt. Koulutusmateriaali

Energiatehokkuuden optimointi Mahdollisuudet ja työkalut yrityksille. Salo Juha-Pekka Paavola Finess Energy Oy

Saat enemmän vähemmällä

Tiivistimet. 1 Staattiset eli lepotiivistimet pyritään vuotamattomaan tiivistykseen. 2 Liiketiivistimet

Kokemuksia kaukolämpökatselmuksista. Tatu Pahkala Muutoksen mahdollistaja osaamisen yhdistäjä

Teollisuuden pumppausjärjestelmät ja niiden. kehittämismahdollisuudet. Industrial pumping systems and development opportunities

Kuluttajien käyttäytymiseen vaikuttaminen: Case sähkön kulutuskokeilu. Uusiutuvan energian ajankohtaispäivä Ylitarkastaja Mervi Suni

Energiatehokas paineilmajärjestelmä Osa 2/2

VARISCO itseimevät jätepumput ST-R

Vacon puhtaan teknologian puolesta

Luento 10. Virtaventtiilit Vastusventtiilit Virransäätöventtiilit Virranjakoventtiilit. BK60A0100 Hydraulitekniikka

Aurinkolämpö. Tässä on tarkoitus kertoa aurinkolämmön asentamisesta ja aurinkolämmön talteen ottamiseen tarvittavista osista ja niiden toiminnasta.

Nopea, hiljainen ja erittäin taloudellinen ilmanpoisto

OPAS JÄRKEVÄÄN VEDEN KÄYTTÖÖN

-päästöjään ainakin 20 % vuoteen 2020 mennessä.

Ammattimainen Vastuullinen Avoin EDUR-MONIFAASIPUMPUT.

Energiatehokas koti asukas avainasemassa. Asuminen ja ilmastonmuutos Ajankohtaisseminaari Päivi Laitila

EKOHUOLTO+ Kustannustehokkaan kiinteistön täysihoito. 1 Lassila & Tikanoja Oyj

grundfos S-tube kanavajuoksupyörä EI KOMPROMISSEJA HUIPPULUOKAN HYÖTYSUHDE TINKIMÄTTÄ LÄPÄISYKYVYSTÄ

SELLUTEHTAAN RAAKAVESIPUMPPAAMON ENERGIATARKASTELU. Energy analysis of raw water pumping in pulp mill

Maatilojen energiasuunnitelma

14. Putkivirtausten ratkaiseminen. KJR-C2003 Virtausmekaniikan perusteet

SUPER SHREDDER Kaikkiruokainen linjamurskain

Pk-yrittäjien turvetuotannon kehittäminen SUOVESIEN PUMPPAUSJÄRJESTELYT Jyväskylä

Matalaenergiarakentaminen

Sähkönkulutus on kasvussa

Terveen talon ilmanvaihto

EcoDesign-muuntajat uudet vaatimukset

Energiankulutuksen ja energiatehokkuuden

Xylem porakaivopumput 4-12 pumppusarjat

JÄÄHDYTYSKUIVAIMET FX 1 22

ICT:n tarjoamat mahdollisuudet energiatehokkuuden parantamisessa ja (elinkaaren aikaisten) Jussi Ahola Tekes ja vihreä ICT 16.9.

Energiaeksperttikoulutus, osa 1 -Taustaa tuleville eksperteille. Keski-Suomen Energiatoimisto

Tavarankuljetusten ja logistiikan energiatehokkuussopimus. Esittely

Yhtiön nimi: Luotu: Puhelin: Päiväys:

Yhtiön nimi: Luotu: Puhelin: Päiväys:

Lämpömittari ja upotustasku venttiiliin MTCV DN 15/20. Kuulasululliset venttiiliyhdistäjät (2 kpl sarjassa) G ½ x R ½ venttiiliin MTCV DN 15

energiatehottomista komponenteista tai turhasta käyntiajasta

Ilmanvaihdon tarpeenmukaisuus ja järkevä käyttö. Timo Posa

Vuodesta Tynnyri- ja konttipumput Tiivisteettömät keskipakopumput

Energia- ilta Pakkalan sali

Green Energy Showroom (GES) - verkostotilaisuus IVH Kampuksella

Kilpailukykyä ja uutta liiketoimintaa materiaalitehokkuudesta. Markus Terho, Head of Sustainability, Nokia Oyj

IEE INTERACTION. Kustannusten ja energian säästöä tavarankuljetuksia tarvitseville yrityksille

Maalämpö sopii asunto-osakeyhtiöihinkin

KEMIN ENERGIA OY Ilmastopäivä Kemin Energia Oy Lämmöntuotanto Sähkön osakkuudet Energiatehokkuussopimus

ENERGIATEHOKAS VESIHUOLTOLAITOS

Flamco. Flamcovent. Assenus- ja käyttöohje. Mikrokuplia poistavat Flamcovent-ilmanerottimet /A/2002, Flamco

Toteutettavissa olevat energiansäästömahdollisuudet Tampereen asuinrakennuksissa. Energiaremontti

Rakennusten energiatehokkuus. Tulikivi Oyj Helsinki Mikko Saari VTT Expert Services Oy

(b) Määritä pumpun todellinen nostokorkeus, jos pumpun hyötysuhde on 65 %. 160 mm. 100 mm. 650 rpm. Kuva 1: Tehtävän asettelu.

Kertaus 3 Putkisto ja häviöt, pyörivät koneet. KJR-C2003 Virtausmekaniikan perusteet

Tavarankuljetusten ja logistiikan energiatehokkuussopimus. Esittely

Energiapitoista tietoa kodinkoneiden valinnasta, sijoittamisesta, käytöstä ja hoidosta

Freudenberg Filtration Technologies. Tehokasta energiansäästöä Viledon -ilmansuodattimilla

Mekatroniikan peruskurssi Luento 1 /

Alfa Laval. Alfa Laval Group Energiansäästöä Modernilla Lämmönjakokeskuksella /Jarmo Rissanen

ENEGIATEHOKKUUSsopimukset. Autoalan toimenpideohjelma

Skanskan väripaletti TM. Ympäristötehokkaasti!

Älykkään valaistuksen mahdollisuudet

Koulujen energiankäyttö ja sen tehostamismahdollisuudet

Luotettavaa lämmitystekniikkaa

Yhtiön nimi: Luotu: Puhelin:

Yhtiön nimi: Luotu: Puhelin:

Jäähdytysjärjestelmän tehtävä on poistaa lämpöä jäähdytyskohteista.

CASE: Kaso Oy Säästöä kymmeniä tuhansia euroja

Älykäs kiinteistö on energiatehokas

Vaihto Wing-puhaltimiin antaa suuret energiasäästöt

TARMOn energiaekspertti ilta 1 Tausta ja ekspertin rooli

Energiatehokkuus kannattaa vai kannattaako? Risto Larmio

Ja sinut nähdään uudessa valossa.

Saving Your Energy- Energiatehokkuus liiketoimintana Matti Rae Director, New Technologies

Ruokapalvelut: Energia ja vesi Ohje ympäristökriteereistä julkisissa hankinnoissa

Transkriptio:

Energiatehokas pumppausjärjestelmä KOULUTUSMATERIAALI

Pumput Pumput voi jakaa kolmeen ryhmään: Turbopumput Keskipako-, puoliaksiaali- ja aksiaalipumput Syrjäytyspumput Mäntä- ja kiertopumput Muut pumput Suihku- ja paineilmapumput Eniten teollisuudessa käytetään keskipakopumppuja. Pumppausjärjestelmä koostuu pumpuista, putkistosta, moottoreista ja venttiileistä. Keskipakopumpun rakennekuva. [UNEP 2004] 2

Pumppausjärjestelmän energiatehokkuus Pumput kuluttavat monissa teollisuusprosesseissa valtaosan prosessiin tarvittavasta sähköenergiasta. Pumppausprosessin tehostaminen on yksi tärkeimmistä keinoista vähentää sähkön kulutusta. Pumppausjärjestelmän tarvitsema teho määräytyy pumpattavan nesteen liikekitkan aiheuttamista häviöistä, nesteen fyysisestä nostamisesta sekä nesteen paineen nostamisesta. Pumppausjärjestelmän energiatehokkuuteen vaikuttavat Putkiston energiatehokkuus Pumpun mitoitus Pumppauksen ohjaus Pumppujen moottorit Pumppujen huolto ja kunnostaminen Pumppausprosessin toiminnan kartoittaminen ja kehittäminen 3

Putkiston energiatehokkuus Yksittäisen pumpun energiatehokkuutta tärkeämpää on koko pumppausjärjestelmän oikea suunnittelu ja pumppauksen toteutus. Pumpun energia- ja kunnossapitokustannukset ovat moninkertaiset pumpun hankintakustannuksiin verrattuna. Paras tapa säästää pumppauskustannuksissa on pitää pumppauksen määrä mahdollisimman pienenä. Putkiston häviöt tulee myös minimoida. Putkiston häviöihin voi vaikuttaa pääasiassa rakennusvaiheessa ja korjausten yhteydessä. Häviöitä putkistoon aiheuttavat: Venttiilit Putkiston komponentit kuten imuaukot, taivutukset sekä jako- ja liitoskohdat Suoran putken aiheuttamat kitkahäviöt on otettava myös huomioon. OTHER COSTS MAINTENANCE COSTS INITIAL COSTS Teollisuudessa toimivan pumpun käyttöiän aikaisten kustannusten jakautuminen. [DOE 2004] ENERGY COSTS 4

Pumpun mitoitus - Ominaiskäyrä ja toimintapiste Pumput tulee mitoittaa niin, että ne toimivat prosessin kannalta parhaalla mahdollisella hyötysuhteella. Pumpun ominaiskäyrä kuvaa pumpun toimintaa prosessissa. Pumpun toimintapiste määrittää pumpun ideaaliset toiminta-arvot, joilla pumpun tehokkuus on maksimissaan. Pumpun toimintapiste on pumpun ja prosessin ominaiskäyrien leikkauspisteessä. Pumpun toimintapiste muuttuu olosuhteiden muuttuessa. Pumpun ominaiskäyrään ja toimintapisteen paikkaan vaikuttavat virtausmäärä (Q), nostokorkeus (H), putkiston häviöt (R) sekä pumpun teho ja tehokkuus. Pumpun ominaiskäyrä ja toimintapiste. [ERI 2000] 5

Pumpun mitoitus - Ylimitoitus Pumppujen ylimitoitus vähentää energiatehokkuutta. Arviolta 75 % pumppausjärjestelmistä on ylimitoitettuja ja monet niistä on mitoitettu yli 20 % liian suuriksi. Vaikka itse pumput olisivat tehokkaita, aiheuttaa pumppujen väärä mitoittaminen prosessiin nähden koko systeemin tehokkuuden laskun. Yleisiä syitä pumppujen ylimitoitukseen ovat: Putkilinjaston painehäviöitä ei aina tiedetä tai ne on arvioitu liian suuriksi. Pumppujen teho ylimitoitetaan mahdollisen tuotannonkasvun varalta. Pumput on mitoitettu väärän ominaiskäyrän mukaan. Mitoituslaskelmiin lisätään tarpeettoman suuri varomarginaali. Pumpun valintaan ovat vaikuttaneet muut tekijät kuten hinta, myyjän suositus, toimitusaika ja saatavuus. Pumppujen ylimitoituksen voi korjata usealla tavalla jälkikäteen. Pumput voi vaihtaa uusiin. Pumppujen moottorit voi vaihtaa pyörimisnopeuden säätämiseksi. Pumppujen juoksupyörää voidaan pienentää tai se voidaan vaihtaa uuteen. Pumppujen käyttöä voi tehostaa nopeussäädetyllä käytöllä. 6

Pumpun mitoitus - Juoksupyörän koko Erityisesti keskipakopumpuille on usein mitoitettu liian suuri nostokorkeus. Eräs tapa pienentää pumpun nostokorkeutta ja parantaa prosessin energiatehokkuutta on pienentää juoksupyörän kokoa. Jos tulevaisuudessa prosessin pumppaustarve kasvaa, voidaan pienennetty juoksupyörä helposti vaihtaa suurempaan. Juoksupyörän pienentämisen jälkeen on tärkeää tasapainottaa uusi juoksupyörä. Pumpun nostokorkeutta voidaan vähentää jopa 10 50 prosenttia juoksupyörän kokoa pienentämällä tai vaihtamalla se. Aina juoksupyörän pienentäminen ei ole mahdollista. Juoksupyörän materiaali voi vaikeuttaa pienentämistä, esimerkiksi ruostumattomasta teräksestä valmistettua juoksupyörää ei pystytä koneistamaan. Todella suuret muutokset juoksupyörän koossa voivat myös aiheuttaa vaikeuksia. Suorituskyvyn muutos juoksupyörän koon muuttuessa. [ERI 2000] 7

Pumppauksen ohjaus Pumppausjärjestelmää voi ohjata monella tavalla: Jaksottainen käyttö Tarpeettomien pumppujen sammuttaminen on helpoin ja halvin tapa pienentää pumppujen energiankulutusta, jos prosessiseisokkien pituus on riittävän pitkä. Monipumppu ohjaus Vaihtoehtoisten pienten pumppujen avulla voi säädellä pumppausnopeutta, ohijuoksutusta ja tarvittavan kuristuksen määrää. Energian säästöä syntyy kun yksi tai useampi pumppu voidaan kytkeä pois päältä ja loput pumput toimivat parhaimmalla hyötysuhteellaan. Koko pumppaussysteemin energiankäyttöä voidaan vähentää ottamalla käyttöön pienet apupumput. Apupumput voivat tuottaa korkeapaineisempaa virtausta sitä tarvitseville loppukäyttäjille. Apupumput mahdollistavat muun prosessin painetason alentamisen. Kuristussäätö ei ole kaikkein energiatehokkain pomppujen ohjauskeino, mutta se on kuitenkin tehokkaampi tapa kuin ohijuoksutus tai täysin ohjaamaton prosessi. Tehokkain pumppauksen ohjauskeino on nopeussäädetty käyttö. Vaihtoehtoisten pumppujen käyttö. [DOE 2006] 8

Pumppauksen ohjaus - Nopeussäätö Vaihtelevaa pumppaustarvetta ohjataan usein ohijuoksutuksella tai kuristuksen avulla. Ohijuoksutus ja kuristus ovat halpoja ratkaisuja. Nämä ratkaisut heikentävät kuitenkin koko systeemin energiatehokkuutta ja tulevat kalliiksi pitemmällä aikavälillä. Parempi tapa hallita vaihtelevaa virtausta on pumpun nopeussäätö. Vaikka nopeussäädön toteuttaminen vaatiikin kohtalaisia investointeja, pystytään sen avulla säästämään sähkökustannuksissa ja takaaman prosessin tasainen ja varma toiminta. Nopeussäätö on erityisen tehokas keino prosesseissa joissa on suuri pumppaustarve tai suuret erot painetasojen välillä. Nopeussäädön avulla pumppu saadaan toimimaan parhailla mahdollisilla toimintaarvoilla ja tehokkuudella. Pyörimisnopeuden muutoksen vaikutukset pumpun toiminta-arvoihin. [ERI 2000] 9

Pumppujen moottorit Pumppujen liikuttamiseen on tarjolla monenlaisia ratkaisuja (dieselmoottori, höyryturbiini), mutta valtaosaa pumpuista käytetään sähkömoottoreilla. Sähkömoottorit ovat teollisuuden suurin yksittäinen sähkön kuluttaja. Pumppausprosessin energiatehokkuuden kannalta pumppuja pyörittävän moottorin energiatehokkuus on oleellinen tekijä. Pumppuja ja pumppausprosessia tehostamalla pystytään myös vähentämään sähkömoottoreiden käyttöä ja sähkön kulutusta. Moottorit ovat olennainen osa pumppausprosessia. Lisätietoa sähkömoottoreista löydät Motivan www-sivuilta 10

Pumppujen huolto ja kunnossapito Pumppujen tehokkuus voi laskea tuntuvasti likaantumisen takia. Lian kertyminen estää pumpun tehokkaan toimimisen ja aiheuttaa helposti vuotoja. Säännöllinen puhdistus ja huolto ehkäisee likaantumista. Pumpun pinnoittaminen vähentää kitkan aiheuttamia häviöitä. Kavitaatio voi aiheuttaa pumpun ennenaikaista kulumista. Pumppujen tehokkuus laskee herkästi ajan myötä. Tätä voidaan minimoida kiinnittämällä seuraaviin asioihin huomiota: Kiinnitä huomiota pumpun materiaaliin ja erityisesti tiivisteiden materiaaleihin. Pyritään pitämään virtaus mahdollisimman tasaisena. Kavitaatio kuluttaa keskipakopumppua. [DOE 2006] 11

Pumppausprosessin toiminnan kartoittaminen ja kehittäminen Pumppausprosessin kartoittaminen, mittaaminen ja säännöllinen seuranta edistävät prosessin tehokkuutta ja ongelmien nopeaa torjuntaa. 1) Yleinen järjestelmän kuvaus Pumppaukset tarpeen kartoitus Prosessista löytyvien pumppujen määrän, koon ja tyypin kartoitus. Järjestelmän ohjauksen kuvaus. Käytössä ilmenneet ongelmat. 2) Järjestelmän toiminta-arvojen mittaaminen ja dokumentointi Käyttötunnit, käytön profiili sekä pumppujen energiankulutus. 3) Esille tulevien ongelmien korjaus Pumppujen kova melu johtuu usein järjestelmän huonosta suunnittelusta tai rikkoutuneesta laitteistosta. Ääni voi aiheutua mm. suuresta paineen alenemasta, kuristuksesta tai liiallisesta virtausmäärästä. Muutokset prosessiin muuttavat usein myös pumppausjärjestelmän suunnitteluarvoja ja tällöin pumppujen toiminta on tarkastettava. Pumppujen ylimitoitus on hyvin yleistä. Kun virtaus tai paine ovat 75% pumpun maksimi mitoitusarvoista, energiaa luultavasti hukataan liiallisten kuristusten, ohivirtausten sekä tarpeettomien pumppujen käytön takia. 4) Kunnossapito ja prosessin kehittäminen Huono pumppausjärjestelmän kunnossapito voi aiheuttaa mm. pumppujen kulumista sekä pumppausjärjestelmän väärän tyyppistä käyttöä. 12

YHTEENVETO Pumppaus kuluttaa usein suuren osan prosessin käyttämästä sähköstä. Vähennä pumppauksen määrä mahdollisimman pieneksi. Minimoi putkiston häviöt. Mitoita pumput prosessin mukaan. Vältä pumppujen ylimitoitusta. Ylimitoitettujen pumppujen tehokkuutta voi parantaa juoksupyörää pienentämällä. Kiinnitä huomiota pumppauksen ohjaukseen. Vaihda kuristus ja ohijuoksutus ohjaukset nopeussäädettyyn käyttöön. Pumppujen oikea toimintapiste ja moottorien tehokkuus vaikuttavat paljon pumppausjärjestelmän energiatehokkuuteen. Kiinnitä huomiota pumppujen säännölliseen huoltoon ja kunnossapitoon. 13

Motiva Oy. Sisältö: Jaana Federley, Teknillinen korkeakoulu, 2009. 14