Biến tần tiết kiệm chi phí.
Tổng quan
Tập đoàn Flowerve, có trụ sở đặt tại Irving, Texas, là một trong những công ty hàng đầu thế giới hoạt động trong lĩnh vực liên quan đến vận chuyển chất lỏng và điều khiển sản xuất và dịch vụ. Hoạt động ở 56 quốc gia, công ty cung cấp các bơm công nghiệp và các sản phẩm kỹ thuật, seals, và valves cũng như những dịch vụ liên quan đến điều khiển công suất, lưu lượng dòng chảy. Danh mục vốn đầu tư của công ty bao gồm trên 50 thương hiệu nổi tiếng thế giới như : Worthington, Bryon Jackson, IDP, Durco, United, Durametallic, BW Seals, Pacific Weitz, Valtek, Kammer, Limitorque, Anchor Darling, Edward, Gestra và nhiều hơn nữa.
Theo truyền thống, hầu hết các nhà sản xuất bơm chịu trách nhiệm về sản phẩm của họ bằng cách kiểm tra bơm một cách đơn giản, để đảm bảo các thông số hiệu suất. Quá trình kiểm tra nghiệm ngặt “ train test” giờ đây cũng được gọi là “string test” là điều bắt buộc. Quá trình kiểm tra bao gồm việc vận hành bơm được lắp đặt trên một bệ đỡ với tất cả những thiết bị hỗ trợ, bảng điều khiển độ nhớt, giám sát độ rung., TRD’s … được lắp đặt và vận hành sao cho đem lại hiệu quả kinh tế cao. Quá trình kiểm tra kéo dài 4 giờ đến 8giờ “ Việc kiểm tra trước khi lắp đặt ở nhà máy mang lại những thuận lợi cho khách hàng và nhà sản xuất” , theo lời Daniel Arzuaga trưởng phòng kiểm định của Flowserve nói“. Chi phí cho việc khắc phục những lỗi trong nhà máy, trên những giàn khoan sẽ tốn gấp 10 lần so với khắc phục ở tại nhà máy OEM”.
Thách thức
Thách thức của Flowserve là việc kiểm tra kỹ thuật của bơm và động cơ có các công suất khác nhau ở tần số 50Hz tại Bắc Mỹ là đúng lúc, hiệu quả đạt chi phí tốt nhất và môi trường thân thiện. Một sáng tạo trên, hầu hết các thiết bị được yêu cầu kiểm tra ở tần số 50Hz phải được sản xuất và kiểm tra trong những nhà máy ở Châu Âu nơi mà công suất sản suất của Floeserve bị giới hạn. Chi phí và thời gian yêu cầu để vận chuyển những thiết bị lớn xuyên qua đại tây dương là điều cần thiết phải kiểm tra trước đối với nhà sản xuất. Và để kiểm tra tất cả cá dòng sản phẩm máy bơm của Flowserve, họ cần nguồn điện áp khác nhau (từ 2.4 KV đến 6.6KV) và đa tần số ( từ 50 đến 60Hz). Việc kiểm tra ở nhà máy Vernon sử dụng máy phát disesel để kiểm tra. Quá trình này rất tốn kém, thậm chí ô nhiễm môi trường, tốn thời gian để cài đặt, tốn nhiều chí phí quản lí và tóm lại, giải pháp này không thể thực hiện được đối với những bơm có công suất lớn hơn 1000hp. Chi phí thuê máy phát lên đến $250.000 để kiểm tra máy bơm có công suất 5000hp , 50hz. Trong khi việc kiểm tra trong thực tế mất khoảng 1 tuần, máy phát phải được thuê cho một tháng hoặc hai tháng để lắp đặt và tháo gỡ. Chi phí cho những thiết bị liên quan đến máy phát diesel cũng khoảng $8000. và những vấn khác như ràng buộc về không gian gây trở ngại.
Giải pháp
Floweserve cần đổi mới các giải pháp về hiệu quả chi phí. Với hơn 10 năm kinh nghiệm cung cấp những thiết bị điều khiển bằng điện áp . Dựa trên những ứng dụng thử nghiệm thực tế, Rockwell Automation đưa ra những giải phái kỹ thuất tốt nhất, nhanh nhất và giá cả cạnh tranh nhất. Flowserve và Rockwell Automation hợp tác với nhau để thiết kế thiết bị thử nghiệm cho nhà máy Vernon, sử dụng biến tần Powerflex 7000 có thể cấu hình để điều khiển cho nhiều động cơ có công suất khác nhau. Việc kiểm tra là cho động cơ chạy ở tần số yêu cầu hoặc tốc độ theo yêu cầu của người sử dụng biến tần. Biến tần PowerFlex 7000L ‘C’ Frame 7500 hp 18-pulse làm mát bằng chất lỏng là thiết bị chính của quá trình kiểm tra. Đặc biệt, biến tần được tối ứu hóa ở một công suất nhất định, và tầm điện áp nhưng để thực hiện được giải pháp này, DC liên kết với cuộn dây và tụ điện được hỗ trợ sao cho giá trị của nó có thể thay đổi để đạt được tầm công suất lớn nhất để giúp động cơ đạt được công suất cao nhất ở mọi tầm điện áp với tần số là 50/60Hz.
Nhóm nghiên cứu của Rockwell Automation đã kiểm tra lại những ứng dụng, thiết kế và đi đến những cải tiến mới. Rockwell Automation đã thiết kế biến tần với các bộ phận theo kiểu Back-to-back. Điều này giúp nó giữ được như kích thước ban đầu.
Giải pháp hoàn thiện nhất được bao gồm bộ phận làm mát biến tần bằng chất lỏng, biến áp cách ly với bên ngoài, và một máy biến áp tự động, ngõ vào bộ điều khiển Bulletin 1512AD được bao phủ bởi NEMA 3R xung quanh, tất cả được hỗ trợ và kết nối bởi bộ điều khiển Control Logix và màn hình giám sát PanelView Plus để cấu hình cho động cơ kết nối với bien tan. Với màn hình sát cấu hình cho động cơ, PanelView Plus giúp người sử dụng từng bước lựa chọn những thông số thích hợp cho động cơ.
Kết quả đạt được
Việc kiểm tra mới này sử dụng VFD được hoàn thiện vào tháng 8 năm 2004. Tóm lại, việc kiểm tra theo phương pháp mới và biến tần VFD giúp cho Flowerve đáp ứng được về hiệu quả chi phí cũng như nâng cao tính linh hoạt cho nhà máy, giảm thời gian kiểm tra và chi phí vận hành. Trong bốn tháng đầu tiên, Flowserve tiết kiệm được khoảng $450,000 bằng cách sử dụng hệ thống kiểm tra mới. Thêm vào đó, việc sử dụng hộp giảm tốc độ sẽ bị loại bỏ, tiết kiêm gần $4000 trên một lần kiểm tra. Cho tới giờ đã có 10 lần kiểm tra được thực hiện, kết quả cho thấy đã tiết kiệm được $40,000.
Công việc kiểm tra thứ hai là sử dụng biến tần chạy liên tục 200 giờ điều khiển bơm có công suất 600hp 50Hz, với chương trình điều khiển biến tần VFD đáp ứng được với mọi tần số. Với cách khác cũng thực hiện với loại 500 hp và hai bơm 400 hp hoạt động ở tần số 50Hz.
“Khi chúng tôi thực hiện hai quá trình kiểm tra, chúng tôi nghĩ rằng sẽ sử dụng nó từ 4 đến 5 lần trong một năm” , theo lời Daniel Arzuaga. “ Và trước tháng 2, chúng tôi đã hoàn thành việc kiểm tra 15 bơm và đã chạy biến tần VFD trong toàn bộ 306 giờ. Và giờ đây với hàng đống đơn đặt hàng cho VFD”.
Flowserve đã đánh giá cao sự hỗ trợ từ địa phương và nhà sản xuất ở Bắc Mỹ. “Điều này mang lại sự tin cậy với sự tận tụy cho chúng tôi. Những khách hàng của chúng tôi đã tự tin về khả năng và sự kết hợp của chúng tôi “ theo lời của Daniel Arzuaga. “ Rockwell Automation cũng đã có giải pháp linh hoạt để điều khiển động cơ mà chúng tôi yêu cầu, và họ đã bán được 50% thiết bi trong nhà máy.
Nhà máy Vernon giờ đã có một cơ sở kiểm tra bơm lớn nhất ở Bắc Mỹ với một bệ kiểm tra 30 tấn, một bệ 50 tấn và hố kiểm tra chính. Với công nghệ mới cho phép Flowserve sản xuất và kiểm tra thiết bị ở nhà máy Vernon khi các cơ sở ở Châu Âu quá tải, điều này sẽ dẫn đến công ty linh hoạt trong quá trình sản xuất và kiểm tra. Kết quả trên chỉ ra rằng tập đoàn Flowserve sử dụng những sản phẩm của Rockwell Automation như là chiếc cầu nối cho các thiết bị.