産業施設の管理者やエンジニアは、機器コスト、機器が占有するスペース、そして特に機器が使用するエネルギーを削減する方法を常に模索しています。結局のところ、米国企業は製造工場に電力を供給するために年間1650億ドル以上を費やしています。
産業用およびインフラアプリケーション(ポンプ、ファン、コンベア、コンプレッサなどを稼働)の電気モータおよびモータシステムは、世界の総電力消費量の50%以上を占めています。
そこで朗報です。スマート可変周波数ドライブ(VFD)は、モータシステムのエネルギー使用量を劇的に削減する可能性があります。
遠心ファンとポンプの親和法則によると、モータ速度を25%下げると、モータのエネルギー消費が約60%減少します。ポンプまたはファンモータの速度を50%下げると、モータのエネルギー使用量がほぼ90%減少します。 さらに、低速で動作することで、ポンプやその他の駆動装置の寿命も延びます。そのため、可変周波数ドライブを使用してモータ速度を特定のアプリケーション要件に合わせて下げると、すぐにエネルギーを節約できます。
もう1つの朗報です。 ロックウェル･オートメーションは、エンジニアが資産活用を見直すためのもう1つの方法を提供しています。PowerFlex®高圧(MV)ドライブと同期転送制御を使用して、エンジニアはさらなる設備投資削減と省エネルギーのソリューションを手に入れることができます。
ほとんどのプラントで使用されている従来の1対1のVFD対モータアーキテクチャとは異なり、同期転送制御を使用することで、エンジニアは1つの高圧ドライブを使用して複数のモータを選択的に制御し、一度に1台のモータを制御できます。
同期転送制御を使用すると、高圧ドライブ出力を使用してモータ電源周波数をユーティリティ電源と同じ周波数にし、モータをVFD出力からユーティリティ電源に転送できます。さらに、それを繰り返すことができます。実際、同期転送技術を搭載した1台の高圧ドライブが、最大10個のモータシステムの制御に使用されています。
さらに、各モータには組み込みのVFDバイパスが備わっており、プロセスで必要なときにライン全体で実行されます。その結果、同期転送システムを使用して製造メーカの設備投資を最大50%削減でき、冗長性を高めて稼働時間を最大化できます。
しかし、それがすべてではありません。
ドライブシステムの初期資本コストの引き下げには多大な労力が費やされていますが、企業は設置期間全体にわたるエネルギーの総コストを考慮する必要があります。これは、モータとVFDの購入価格よりもはるかに重要です。
20年間で、一般的な150kW (200HP)の産業用モータの総所有コストの90%以上が消費されるエネルギーとなり、 モータはわずか3カ月で資本コストに相当する電力を消費しかねません。モータの資本コストは、20年間の総所有コストの2%未満になる可能性があります。
例えば、石油&ガス業界では、石油&ガス田から製油所や処理プラントまでのパイプラインを通じて原油や天然ガスを移動するために、何百ものポンプやコンプレッサを使用しています。
一般的なパイプラインステーションは、石油ベースの製品を輸送しています。ステーションの総モータ定格電力は、粘度、パイプライン距離、スケジュールを満たすために必要な流量など、いくつかの要因によって異なります。特定のポンプステーションの場合、最悪の場合のポンプ容量需要は合計6711kW (9000HP)になる可能性があります。しかし、1台の大型ポンプを使用するのではなく、1台のPowerFlex高圧VFDで制御される3台の2237kW (3000HP)ポンプを直列に接続することで、資産活用率とポンプとモータの冗長性が向上します。
プロセス需要のピーク時には、同期転送システムを使用してポンプ容量を増やすことができます。同様に、ドライブの速度超過動作によってピークエネルギー料金の低下を活用でき、電気料金が安いときにより多くの製品を移動できます。
PowerFlex VFDは、リアルタイムのプロセス制御とデータも提供し、利益と損失の差を生みます。
例えば、VFDを施設の制御ネットワークに接続することで、事業者は、個別のエネルギー･ユーティリティ･ゾーン内の2つの接続されたポンプステーションの電力料金が著しく異なることを発見できます。そして、事業者は料金が低いゾーン内でポンプステーションをよりハードに稼働させることができます。
1つのユーティリティゾーンでも、事業者はオフピーク時間中にエネルギーコストが下がることに気付き、システムを調整してより低い料金を活用できます。
スマートVFDを使用すると、エンジニアは分析モデルを設定して、機器の速度やその他の特性を測定することができます。さらに、リモートアクセスされたデータを使用して、潜在的な保守ニーズを特定できます。同じ速度で動作している3台のポンプを調べると、エンジニアは1つのポンプの負荷トルクが低いことに気付くことがあります。その結果、技術者を派遣して問題を調査することができます。リモートデータの可視性を備えた可変周波数ドライブは、以下に役立ちます。
さらに、PowerFlex 6000T VFDをFactoryTalk® Analytics™ GuardianAI™と組み合わせると、オペレータは以下を含むプラント資産の健全性に関する視野を広げることができます。
石油、金属、鉱物、食品、製紙、化学などのエネルギー集約型産業は、世界の産業エネルギー使用量の50%以上を占めており 、スマートモータ制御ソリューションに無数の機会を提供しています。
PowerFlex高圧ドライブは、ポンプ、コンプレッサ、コンベア、ブロワ、押出機、ファン、ミキサ、クレーン、ホイスト、チラー、プロペラのモータを制御できます。また、各アプリケーションはエネルギー使用量を削減する機会を提供します。
水、廃水、石油、ガス産業のポンプに同期転送制御を適用する機会は非常に大きいです。エネルギー産業のあるロックウェル･オートメーションのお客様は、100台を超える高圧ドライブを使用しており、そのほとんどが同期転送システムを作動させています。
より少ない機器でより多くのことを行なうことができます。同期転送制御を備えたPowerFlex 6000TおよびPowerFlex 7000 VFDは、 以下に役立ちます。
ロックウェル･オートメーションは、1989年から高圧ドライブを備えた同期転送システムを提供してきました。世界中で数百の同期転送システムが実装されています。
予知保全アラートで正確なモータ制御とリアルタイムのプロセスデータを提供することで、スマートVFDは生産目標の達成を支援します。PowerFlex高圧ドライブについては、オンラインでご確認ください。お客様に最適な高圧ドライブソリューションをご用意しています。
公開 2024/08/20
