老朽渦巻ポンプの省エネ改修

最も古い遠心ポンプ大量のエネルギーを消費します。主な原因は、長年の使用により部品が磨耗しており、システムが正しく設定されていないためです。しかし重要なのは、「コア コンポーネントのアップグレード + システム マッチングの最適化」という考えにこだわり、標準的な手順で段階的に実行し、実際に結果を適切に検証すれば、確実にエネルギー使用量を削減し、機器の寿命を延ばすことができるということです。信じてください、私は古いポンプでこの動作を何度も見てきました。

I. コアコンポーネントのアップグレード

消耗したコア部品は、高額な電気料金の最大の原因です。これらに焦点を当てれば、すぐに改善が見られます。過度に複雑にする必要はありません。

• インペラの最適化: まず、油圧効率が 85% 以上の省エネ型インペラを選択します。ポンプで汲み上げるものに応じて、ステンレス鋼または耐摩耗性の素材を選択してください。培地に汚れが含まれている場合は、オープンインペラが最適です。交換するときは、シャフトとインペラの穴の間の隙間を約 0.02 ～ 0.05 ミリメートルに保ちます。推測ではなく、隙間ゲージがあればそれを使用してください。取り付け後、手で回転させて、スムーズに回転し、ジッターや擦れがないことを確認します。
• シールのアップグレード: 古いパッキンシールを廃止し、機械式シールに交換します。これにより、漏出量が 1 時間あたり 5 ミリリットル未満に抑えられ、画期的な効果が得られます。取り付ける前に、シール表面をきれいに拭きます。小さな傷でも漏れが発生する可能性があります。回転リングと固定リングが完全に平行であることも確認してください。媒体の温度に基づいて材料を選択します。たとえば、炭化ケイ素は高温に最適です。また、スプリングを締めすぎないでください。負担がかからず、ぴったりと感じるまで調整してください。
• ベアリングの改善: 古いベアリングを低摩擦の深溝ボール ベアリングまたはローラー ベアリングに交換すると、摩擦係数が 30% 以上削減されます。フィッティングするときは、公差を確認してください (これをスキップして後で後悔する人を見たことがあります)。ベアリングにグリースを充填しますが、多すぎず、内部スペースの 1/3 ～ 1/2 で十分です。入れすぎると温度が急激に上がります。走行中は注意してください。70℃以下に保つ必要があります。
• モーターのアップグレード: エネルギー効率クラス III 以下の古いモーターを IE3 以上の高効率モーターに交換します。モーターの出力がポンプに適合していることを確認し、取り付け寸法とシャフト直径を再確認してください。適合しないモーターを入手することほどイライラすることはありません。手順は簡単です。電源を切ってワイヤーを外す→古いモーターを引き抜く→新しいモーターを差し込む→配線してテストします。ああ、テスト中に三相のバランスをチェックすることを忘れないでください。相のバランスが崩れるとモーターがすぐに壊れてしまいます。

II.システムマッチングの最適化: 全体像を修正する

一部のパーツをアップグレードするだけでは不十分です。効率を本当に高めるには、システム全体が同期して動作する必要があります。タイヤを交換するだけでなく、車をチューニングするようなものだと考えてください。

• パイプラインの適応: エルボとバルブは抵抗の大きな原因となるため、それらを減らすように努めてください。可能な限り、鋭い直角ではなく、90° の緩やかな曲げを使用してください。 1 秒あたり 1 ～ 2 メートルの流速に基づいてパイプの直径を計算します。小さすぎるとストローで吸うような感じになり、大きすぎるとエネルギーの無駄になります。漏れはすぐに修理し（たとえ小さな漏れであっても）、錆びたり磨耗しているように見えるパイプは交換してください。それらは故障するのを待っているだけです。
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  動作条件の校正: 流量計と圧力計を設置してデータを収集し、ポンプの定格パラメータと比較します。流量が多すぎる場合は、周波数変換を使用するか、インペラを少しトリミングしてください。すべてを交換する必要はありません。ヘッドがオフの場合は、インペラを交換するか、パイプラインの抵抗を調整してください。目標は、ポンプを定格パラメータの 70% ～ 110% の高効率ゾーンで動作し続けることです。私はポンプがこの範囲をはるかに超えて動作するのを何年も見てきましたが、これは総エネルギーの浪費につながります。
• バルブ調整：古いバルブをボールバルブやバタフライバルブなどの省エネバルブに交換します。長期間スロットルを行うためにバルブを部分的に開いたままにしないでください。これはエネルギーの多大な無駄です。自動制御を使用して、流量の変化に応じてバルブの開度を調整します。これにより、常に最適化されます。逆流を防ぐために逆止弁を追加し (これが欠けていた多くのシステムを修理しなければなりませんでした)、ポンプに汚れが入らないようにフィルターを追加すると、定期的な修理の手間が省けます。
• マルチポンプリンケージ: 並列または直列のポンプ設定の場合は、PLC 制御を使用します。総流量に基づいてポンプを自動的に起動および停止します。私が並列システムでよく使うセットアップは「メイン ポンプ + 補助ポンプ」です。低負荷時には補助ポンプを動作させ、負荷が高い時には両方を同時に動作させます。これにより、単一のポンプが過負荷になったり、非効率に動作したりすることがなくなります。信じてください。ポンプを手動でオン/オフにするよりも簡単です。

Ⅲ．実践的なプロセス: 標準を遵守する (ただし現実を維持する)

「診断 - 設計 - 建設 - 管理」のプロセスに従うことで、物事を安全かつ効率的に保つことができます。専門用語は必要ありません。常識だけで十分です。

• 予備検査：流量、揚程、モーター出力などの重要な項目を測定することから始めます。摩耗したインペラ、シールの漏れ、部品の緩みがないか確認してください。また、パイプラインの抵抗や動作条件の不一致などの隠れた問題も探します。これらは見落とされがちですが、大きな問題を引き起こします。簡単な診断レポートを作成します。派手に作成する必要はありません。問題点と修正が必要な点を書き留めるだけです。
• スキーム設計: 診断レポートを使用して、適切な部分を選択します。パイプラインの改修とパラメータの調整について詳細な計画を立てます。予算、期待されるエネルギー節約量、スケジュールなどの数値を計算します。そして、建設中の一時的な給水の計画を忘れないでください。これが後付けであったために、プロジェクトが数週間も遅れたのを私は見てきました。
• 現場での施工: 何かを分解する前に、安全第一に電源を切り、バルブを閉じ、ポンプから媒体を排出してください。部品を取り外すには適切な工具を使用してください。何も強制しないでください（急いでボルトを壊してしまいました）。部品を最初に内部、次に外部の順序で取り付けます。最初にコアコンポーネント、次に補助部品。ここでは精度が重要です。少しでもずれがあると、ポンプが正しく動作しなくなります。最初に空の状態でテストして安定していることを確認し、次に負荷をかけた状態で実行し、高効率ゾーンに調整してデータを書き留めます。プロのヒント: インストール中に写真を撮っておくと、後でトラブルシューティングが必要になったときに頭を悩ませる必要がなくなります。
• 安全管理: 出発前に乗組員を訓練します。誰もそれを操るべきではありません。警告標識を設置し、保護具を配布し、全員が危険性を認識していることを確認してください。高所での作業には安全ベルトが必要で、電気作業には認定電気技師が必要で、重量部品には適切な吊り上げ装置が必要です。常に誰かに監視してもらいましょう。事故は人々が満足しているときに起こります。

IV.効果検証：実際に動くか確かめる

最後の部分が設置された時点では改修は完了しません。エネルギーを節約していることを証明する必要があります。このステップを飛ばさないでください。

• エネルギー効率テスト: 流量計、圧力計、電力アナライザーを使用して、流量、揚程、電力を測定します。低負荷、高負荷、通常負荷の異なる運転条件で複数回測定し、改修前と比較します。少なくとも 10% の効率向上が必要です。値が少ない場合は、何か問題があります (おそらく部品の不一致または漏れの見逃し)。
• 利益の計算: 前後の電気料金を比較して、年間どれくらい節約できるかを確認します。総改修費用を合計して投資回収期間を計算します。1 ～ 3 年が妥当です。また、修理の回数が減り、機器の寿命が長くなり、ダウンタイムが減るという間接的なメリットも忘れないでください。私のクライアントでは、ポンプ 3 台を改修した結果、電気代だけで年間 12 万元を節約できました。投資回収期間はわずか 1.8 年でした。
• 長期モニタリング: メンテナンス ログをセットアップします。特別なことは何もせず、ノートブックまたはスプレッドシートを作成するだけです。最初の 3 か月間は毎月、その後は四半期ごとにポンプをテストします。定期的にインペラを清掃し、シールを確認し、ベアリングにグリースを塗布してください。小さなメンテナンスを行うことで、後で大きな修理をする必要がなくなりました。
• 受け入れコンプライアンス: 「遠心ポンプのエネルギー効率制限およびエネルギー効率クラス」の規則に従ってください。診断レポート、改修計画、テストデータ、メンテナンスログなど、すべての書類を収集します。すべての手順が正しく行われたことを証明する必要があります。これは、監査やトラブルシューティングが必要な場合に非常に重要です。

V. 参考リノベーション事例とシナリオ別のヒント

(1) 典型的な成功事例

化学プラントには、10 年以上稼働していた古い遠心ポンプが 3 台ありました。彼らは摩耗したインペラと非効率なモーターを使用しており、業界平均より 25% 多くのエネルギーを消費していました。私たちがやったことは次のとおりです。 ① 高効率インペラと IE4 モーターに交換しました。 ② パイプ径の最適化と周波数変換装置の追加。 ③毎月のメンテナンススケジュールを設定します。結果？各ポンプの消費電力が 30% 削減され、年間 12 万元を節約できます。投資回収期間は 1.8 年で、振動は 6.5mm/s から 2.3mm/s に低下し、ポンプはさらに 5 年間使用できると予想されます。完全勝利。

(2) さまざまなシナリオのヒント

• 化学産業: ほとんどの媒体は腐食性であるか、不純物を含んでいます。耐食性インペラ (ハステロイが最適です) と高強度シールを優先します。効率を重視するなら、フィルターを清潔に保ちましょう。ポンプ内の汚れは部品にとって死刑宣告です。
• 給水: 流量が大きく変動します。 「周波数変換 + マルチポンプ連携」を使用します。オフピーク時間には 1 台のポンプを低周波数で運転し、ラッシュアワーにはそれらをチーム化します。これにより、水道システムにとって大きな損失となるスロットル損失が削減されます。
• 電力産業: どこにでも高温と高圧が存在します。耐高温ベアリングとメカニカルシールにアップグレードし、ベアリング温度を 65℃ 以下に保ちます。また、パイプを適切に断熱してください。熱損失は、静かなエネルギーの浪費です。

VI.長期メンテナンスと省エネのヒント

改修は一度やれば完了というわけではありません。エネルギーの節約を継続するにはメンテナンスを継続する必要があります。

1.定期検査:シールの漏れ、ベアリングの温度、振動を毎週確認してください。フィルターは毎月掃除してください。フィルターが詰まると効率が悪くなります。流量、揚程、その他のパラメータを四半期ごとにテストします。問題を早期に発見しないと、大きな費用のかかる問題に発展してしまいます。

2.標準化された操作:簡単な操作手順を作成します。法律用語は必要ありません。過圧やオーバーフローを避け、「アイドリング」や「圧力ロック」を禁止するよう乗組員に伝えてください。これらは部品をすぐにダメにしてしまいます。オペレーターが手抜きをしたせいで、数カ月もかけてポンプが壊れるのを見てきました。

3.人材トレーニング:メンテナンス担当者を定期的に訓練してください。省エネ改修の基礎、パラメータの監視方法、緊急時の対処法などを指導します。専門家は必要ありません。ポンプを知り尽くした人だけが必要です。

4.データ管理:エネルギー消費データベースをセットアップします。月次と四半期ごとの使用量を比較し、変動する理由 (季節の変化? 漏れ?) を解明し、それに応じて調整します。データは嘘をつきません。それを利用して物事を最適化します。

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