統合ブースターポンプシステム: 設計、サイジング、VFD 制御および構成

14 階建てのアパートでは、使用開始 5 年目までに 2 回のポンプシールの故障が発生し、夜間を通じて 40 秒ごとにポンプが始動するようになりました。ポンプが大きくなると狩猟はさらに悪化するだけでした。この修正は統合ブースター ポンプ システムでした。多段ポンプ、圧力センサー、ダイヤフラム タンク、VFD ドライブ、およびシーケンス コントローラーの工場で組み立てられたパッケージであり、1 つの油圧機械としてテストされました。

その違いが結果を変えます。単一の設計パッケージは、既知の需要プロファイルに合わせてサイズ設定され、圧力維持タンクによって安定化され、ポンプが効率的な範囲内に留まるように制御されます。 4 階建て以上のほとんどの建物にはブーストが必要です。本当の問題は、エネルギーを無駄にすることなく安定した圧力を提供する設計を選択することです。

統合ブースターポンプシステムの内容

完全な統合ブースター ポンプ システムには、ポンピング ステージ、圧力維持ステージ、感知および制御ステージ、および油圧分離ステージの 4 つの機能グループがあります。

典型的な中層設備では、ポンピングステージは、デューティ/スタンバイまたはデューティ/アシスト構成の 2 ～ 4 台の垂直多段遠心ポンプです。メンテナンス ステージは、起動サージを吸収し、システムをスリープ状態にする小さなダイヤフラム タンクです。制御ステージは、吐出圧力トランスミッターを VFD およびプログラマブル コントローラーに接続します。油圧ステージは、逆止弁、遮断弁、フレキシブル コネクタ、および共通ヘッダーを使用してすべてを結び付けます。

実際の需要に合わせた統合ブースター ポンプ システムのサイジング

システムのサイズは、パイプの直径や古いポンプの銘板ではなく、ピーク時の流量と最も高い治具で必要な揚程に合わせて決定してください。

1. フィクスチャ数をピークフローに変換します。 60 戸の住宅用建物では、通常、ダイバーシティ後の朝の窓のピークは 8 ～ 12 m3/h になります。
2. 静揚力、最長運転による摩擦損失、および上部出口での 0.15 ～ 0.20 MPa の残留圧力を追加して、全揚程を求めます。
3. ポンプ効率のピークは、絶対最大需要ではなく、支配的な流量範囲内に配置します。
4. ダイアフラム タンクのサイズを 1 ～ 2 分間の低流量吸収に合わせて調整し、システムがサイクリングではなくスリープ状態になるようにします。

ホテル、病院、プロセス負荷のある建物など、異常な需要プロファイルは再確認する価値があります。メーカーの エンジニアリングサポートチーム 注文する前に、実際の器具数と照らし合わせて選択を検証できます。

VFD 制御がシステムパフォーマンスを決定する理由

VFD とその制御アルゴリズムは、統合ブースター ポンプ システムのエネルギーと圧力安定性の結果のほとんどを決定します。

固定速度ポンプは、蛇口の開度に応じてその曲線を下にスライドさせるため、流量が増加すると圧力が低下します。 VFD 駆動のポンプは、流量がピークの 10% を下回る可能性がある朝のピーク時に速度を上げ、夜間に速度を下げることで吐出設定値を維持します。このグラフは、同じ部分負荷プロファイルにおける 4 つの制御モードの相対的な年間ポンプ エネルギーを示しています。

VFD のマルチポンプ シーケンスにより、スロットル定速動作と比較して年間ポンプ エネルギーが 30 ～ 45% 削減され、コンタクタを摩耗させる突入電流が除去されます。 VFD 制御の定圧ブースター システムなどの工場でテストされたユニットは、シーケンス ロジックがプログラムされ、設定値が現場で調整可能な状態で出荷されるため、試運転には数日ではなく数時間かかります。

工場でテストされたシーケンスを備えた VFD 制御の定圧ブースター システム この可変周波数ブースター パッケージには、事前にプログラムされたシーケンス ロジックと現場で調整可能なセットポイントが付属しているため、設置と試運転は数時間で完了できます。最小限のオンサイト調整でエネルギー効率の高い水圧ブーストを必要とするプロジェクトに適しています。 製品を見る→

ボックスタイプ、タンクタイプ、またはスキッド: 構成の選択

吸引条件と設置面積に応じて構成を選択します。タンクタイプのシステムは不安定な都市供給を緩衝し、ボックスタイプのシステムは負圧から公共本管を保護し、スキッドシステムは既存の機械室に適合します。

タンクタイプの非負圧システムはバッファータンクを保持し、変動する入口本管に適した吸引補助として市の圧力を使用します。ボックスタイプのシステムは、真空防止バルブを備えた主電源から直接水を吸い込みます。これは、厳格な公共施設規則での要件です。フロアスペースが限られている場合は、タンクスーツを改造せずにスキッドパッケージを使用できます。

デジタル全周ボックス型非負圧給水システム 完全可変速ドライブと差動補償を備えたタンク型ブースターで、インテリジェントなモニタリング、ステンレス鋼タンク、UV 消毒機能を備えています。 1 回限りのバックアップ モードとリモート障害アラームをサポートし、信頼性の高い都市用水の増圧を実現します。 製品を見る→

プロジェクトで毎日の供給と防火設備が必要な場合、住宅ポンプと消防ポンプを組み合わせたポンプ場は、1 つの貯蔵容積を分離された取水ポンプおよび専用ポンプセットと共有し、土木工事を約 25 ～ 30% 削減します。このタイプのプレハブ一体型ポンプ ステーションは、標準アトラス 18CS01 および技術仕様 CECS623-2019 で参照されています。

共用倉庫を備えた統合された家庭用ポンプ場と防火ポンプ場 このプレハブ式ステーションは、毎日の給水と防火設備を 1 つのモジュール式筐体にまとめ、専用のポンプ セットと分離された汲み出しを備え、土木工事を約 25 ～ 30 パーセント削減します。住宅地、工場、その他同様の施設に適しています。 製品を見る→

ブースター システムの寿命を縮める故障モード

現場での故障のほとんどは、制御および選択の失敗です。その原因の大部分は、タンクのサイズ設定の誤り、トランスデューサのドリフト、無効になったポンプの交換です。

• 過剰な加圧によるダイヤフラムタンクのブラダーの破損により、急速なサイクルが強制されます。
• トランスデューサのドリフトは 0.02 ～ 0.03 MPa で、動作点を効率的な範囲から外すのに十分です。
• 交流が無効な場合のデューティポンプのロックイン。スタンバイポンプがその場で腐食します。
• 入口ストレーナの詰まり。コントローラは低圧として読み取り、VFD のフル速度で応答します。
• 低流量時に摩耗したメカニカルシールから空気が侵入し、圧力ループが不安定になります。

これらのパターンはフィールドノーツの中に繰り返し現れます。 統合ボックス型ポンプ システムの一般的な故障パターン 、ほぼすべてが回避可能です。

統合ブースターポンプシステムに関するよくある質問

プロジェクトが失敗した定速改修であっても、設置面積が狭い新しいタワーであっても、統合アプローチは 2 つの利益をもたらします。1 回目は工場で組み立てられたシステムが数日で稼働する機器室で、もう 1 回目は速度制御とシーケンスがより小さな項目として表示されるユーティリティ明細書です。