EMS能源优化

©2008EatonCorporation.Allrightsreserved.针对工业设备的能源效率计算-0808技术会议2008年伊顿代理商会议9月28日-10月1日,2008年GaylordPalmsResort,KissimmeeFlorida22能源效率的计算…本次技术会议将考虑的是在工业系统和过程中典型的能量损失，回顾在效率减少方面不同的系统设计方法。一种能量效率的计算方法将用来确定这些设计方法的有效性。33能源效率的计算…•什么是能源？•能源损失和效率•液压回路设计•Eaton能源计算方法•贸易展演示44通过燃烧煤炭的发电厂55核能66能源和电力77风能88海浪能源驾驭海浪海洋提供了绿色能源的希望，新泽西的一家公司正在开发这样的技术。BySandyBauers作家、撰稿人长滩岛南端的五英里处，一个特大型的黄色浮标独自漂浮。特意地安装在波浪处，偶尔打电话回家。两年后，它证明了自己，至少对发明家而言，这是一个21世纪最大技术可能的设计：每个浮标上的可再生能源；汽缸里滑动的活塞；发电。99能源（石油价格和地区储备）1010能源卡车司机本周封堵马德里的高速公路以抗议石油价格过高。EricConrad,麦迪逊加油站的经理，更换无铅汽油的价格，从每加仑$3.62到$3.99.飓风推高了价格。1111能源总结-US来源:美国2007年电流来源:电厂能源总览•根据美国能源部的信息，机动设备耗能占全美能源供应的64%。•也就是约每年290亿千瓦时的能源。1414液压功能…动力单元桨系统仪表过滤器蓄能器阀/控制附件制动系统泵/马达偏航系统耦合器软管油缸1515PB40ES装配1616PB40ES装配1717能源效率的计算…•什么是能源？•能源损失和效率•液压回路设计•Eaton能源计算方法•贸易展演示1818什么是能量?能源:开展工作的能力。效率:单位时间内转换的能源大小。1919电能P–功率V–电压I–电流R–电阻2020机械能机械能(HP)=-------------------------------------------------扭矩inlb-ftx转速inrpm52522121输入机械能输出液压能液压能=流量X压力液压能(HP)=压力(psi)x流量(gpm)1714液压能2222能源效率的计算…•什么是能源？•能源损失和效率•液压回路设计•Eaton能源计算方法•贸易展演示2323典型能量流ηo=ηdrxηemxηpxηh2424典型能量损失ηo=ηdrxηemxηpxηhLo=Ldr+Lem+Lp+Lh1+(Lh2)2525电动马达效率任何机器的效率都包括电动机的效率，是由其产生的有功功率与消耗的功率之比决定的。右图形象地说明了一个电动机消耗了$1000的电力产生了$930的有用机械功。一般电动机的效率都以百分数表示，因此，图中的效率为93%.$1,000EnergyInput$930EnergyOutput$70HeatLosses2626损失–电力控制/变频损失•变频损失-2%到5%电机损失•定子铜损•转子铜损•铁损•机械摩擦和风阻损失•负载杂散损失2727损失-液压系统液压泵的损失•内部泄露•旋转组件•控制组件•机械损失•密封•支撑•风阻•ηo=ηvxηt系统损失•通道/线路ΔPs•阀泄露•回路设计•过流量•过压•冷却器2828设计基础:定量泵一个完全平衡的设计使得转子作为一个动压轴承。这种轴承不需要更换。2929设计基础：叶片设计-内部叶片内部叶片的设计降低了进口处的压力。这样泵可以达到高压力。3030设计基础：泵设计的区别普通泵:针对小流量和低压设计的小型，紧凑泵插装泵：1、大流量和高压；2、多种规格尺寸；3、容易维护3131活塞泵剖面图PVHPVM420/6203232能源效率的计算…•什么是能源？•能源损失和效率•液压回路设计•Eaton能源计算方法•贸易展演示3333液压系统损失•简单回路最小阀-25%Loss•简单回路油缸-28%Loss•简单回路流体马达-31%Loss•静液压传动-35%-40%Loss•伺服系统-55%Loss•低压流体传动系统–15%loss来源:LightningReferenceHandbook3434液压回路设计•定量泵•定量泵/负载传感•变量泵/压力补偿•变量泵/负载传感•PQ的变量泵•定量泵/变频器3535定量泵QPP2P1P1P2Q13636定量泵USEFULPOWERWASTEPOWERPQ所需流量实际流量所需压力实际压力3737PQ–定量泵曲线PRESSURE0500100015002000250030000%20%40%60%80%100%Time%PRESSURE-PSIFixedPumpLoadFLOW0510152025300%20%40%60%80%100%Time%FLOW-GPMFixedPumpLoadPOWER0.010.020.030.040.050.00%20%40%60%80%100%Time%HPFixedPumpLoadWASTEDPOWER0.010.020.030.040.050.00%20%40%60%80%100%Time%HPFixedPumpLoad3838PQ–定量泵曲线PRESSURE0500100015002000250030000%20%40%60%80%100%Time%PRESSURE-PSIFixedPumpLoadFLOW0510152025300%20%40%60%80%100%Time%FLOW-GPMFixedPumpLoadPOWER0.010.020.030.040.050.00%20%40%60%80%100%Time%HPFixedPumpLoadHPLOSSincl.OILCOOLING0.010.020.030.040.050.060.070.080.00%20%40%60%80%100%Time%HPTotalWasteFixedPumpCoolerHP3939定量泵QPP2P1P1P2Q14040定量泵USEFULPOWERWASTEPOWERPQ所需流量实际流量所需压力实际压力4141PQ–定量泵曲线PRESSURE0500100015002000250030000%20%40%60%80%100%Time%PRESSURE-PSIFixedpumpwithLSLoadFLOW0510152025300%20%40%60%80%100%Time%FLOW-GPMFixedpumpwithLSLoadPOWER0.010.020.030.040.050.00%20%40%60%80%100%Time%HPFixedpumpwithLSLoadWASTEDPOWER0.05.010.015.020.025.030.035.040.00%20%40%60%80%100%Time%HPFixedpumpwithLSLoad4242PQ–定量泵曲线PRESSURE0500100015002000250030000%20%40%60%80%100%Time%PRESSURE-PSIFixedpumpwithLSLoadFLOW0510152025300%20%40%60%80%100%Time%FLOW-GPMFixedpumpwithLSLoadPOWER0.010.020.030.040.050.00%20%40%60%80%100%Time%HPFixedpumpwithLSLoadHPLOSSincl.OILCOOLING0.05.010.015.020.025.030.035.00%20%40%60%80%100%Time%HPTotalWasteFixedpumpwithLSCoolerHP4343变量泵/压力补偿QPP2P1P1P2Q14444变量泵/压力补偿USEFULPOWERWASTEPOWERPQ所需流量实际流量所需压力实际压力4545PQ–变量泵曲线FLOW0510152025300%20%40%60%80%100%Time%FLOW-GPMVarypumpwithcompLoadPOWER0.010.020.030.040.050.00%20%40%60%80%100%Time%HPVarypumpwithcompLoadPRESSURE0500100015002000250030000%20%40%60%80%100%Time%PRESSURE-PSIVarypumpwithcompLoadWASTEDPOWER0.05.010.015.020.025.030.035.040.00%20%40%60%80%100%Time%HPVarypumpwithcompLoad4646PQ-变量泵曲线PRESSURE0500100015002000250030000%20%40%60%80%100%Time%PRESSURE-PSIVarypumpwithcompLoadFLOW0510152025300%20%40%60%80%100%Time%FLOW-GPMVarypumpwithcompLoadPOWER0.010.020.030.040.050.00%20%40%60%80%100%Time%HPVarypumpwithcompLoadHPLOSSincl.OILCOOLING0.010.020.030.040.050.00%20%40%60%80%100%Time%HPTotalWasteVarypumpwithcompCoolerHP4747变量泵/负载敏感QPP2P1P1P2Q14848变量泵/负载敏感USEFULPOWERWASTEPOWERPQ所需流量实际流量所需压力实际压力4949PQ–变量泵曲线FLOW0510152025300%20%40%60%80%100%Time%FLOW-GPMVarypumpwithLSLoadPOWER0.05.010.015.020.025.030.035.040.045.00%20%40%60%80%100%Time%HPVarypumpwithLSLoadWASTEDPOWER0.05.010.015.020.025.030.035.040.00%20%40%60%80%100%Time%HPVarypumpwithLSLoadPRESSURE0500100015002000250030000%20%40%60%80%100%Time%PRESSURE-PSIVarypumpwithLSLoad5050PQ–变量泵曲线FLOW0510152025300%20%40%60%80%100%Time%FLOW-GPMVarypumpwithLSLoadPOWER0.05.010.015.020.025.030.035.040.045.00%20%40%60%80%100%Time%HPVarypumpwithLSLoadPRESSURE0500100015002000250030000%20%40%60%80%100%Time%PRESSURE-PSIVarypumpwithLSLoadHPLOSSincl.OILCOOLING0.05.010.015.020.025.00%20%40%60%80%100%Time%HPTotalWasteVarypumpwithLSCoolerHP5151定量泵/变频器P1QPP1Q15252定量泵/变频器USEFULPOWERWASTEPOWER~ZEROPQ所需流量实际流量所需压力实际压力5353PQ-定量泵/变频器曲线PRESSURE0500100015002000250030000%20%40%60%80%100%Time%PRESSURE-PSIVFDLoadFLOW0510152025300%20%40%60%80%100%Time%FLOW-