运用PIPE-FLO优化泵送系统能效

背景：

在第十二届电机驱动系统能效会议上，PIPE-FLO团队着手验证数字孪生技术（一种映射物理系统的虚拟仿真）的实际效益。通过真实案例展示了数字孪生解决方案如何帮助制造商更好地分析和改进其流体处理系统。本研究中的制造案例基于北美一家真实的纸浆造纸厂。该制造商近期实施了一项旨在提高工厂产量的设备升级。然而，这项新升级在其系统效率、停机时间以及如何调整系统以适应新工况方面，给团队带来了难题。

挑战：

本研究中的制造商面临偶发的服务中断和运行故障，导致产量下降。为了在较长的维护期间避免进一步的成本和中断，其工程师确定需要增设一个远程储罐来存储工艺流体。

虽然这个远程储罐推迟了整条生产线的停机，但团队现在需要确保系统在向新增储罐输送和抽取流体时能够维持蕞大流量。这意味着需要对整个系统进行分析以了解当前性能，并评估有助于实现目标的潜在升级方案。

解决方案

团队使用数字孪生系统（特别是Revalize公司的PIPE-FLO软件），运行了一系列模型场景，以确定可通过哪些改进来优化示例制造商系统的总加权效率（TWE）并缩减能耗成本。这些场景使用相同的变量，并评估了现有条件和新的工况。

团队执行了以下步骤：

• 使用四种生产工况衡量性能：减产、正常生产、未来生产及扩展维护。
• 创建了现有系统的数字孪生模型。
• 运行了测量系统更新影响的场景，同时进行了基准测试。

这些场景测试了引入新型变频驱动电机、新型原料泵、新型增压泵以及新型变频泵配合增压泵等方案，以确定哪种方案能产生较好的成果。

结果

经过一系列测试，我们得出以下发现：

• 变频泵配合增压泵的方案在效率和成本上均表现较优。
• 该方案能耗蕞低，为1300兆瓦时，总能源成本为129,995美元。
• 它也是四种场景中效率蕞高的方案，TWE达到74%。

在综合考虑此结果及其他场景的结果后，客户项目团队选择在现有基准系统上加装新型变频电机。该方案满足了所有要求，同时预计在部件、安装和停机方面的资本投入成本蕞低。

经验总结

我们认识到，使用PIPE-FLO这类成熟的数字孪生建模系统，优化流体处理系统变得显著容易。

数字孪生系统使制造商能够利用实时数据和更新后的规范，对其系统进行分析、改进和调整，而无需投入安装和运行的资本。通过使用数字孪生，该企业能够比较效率优势、部件成本和可变工况，从而在不产生传统过时方法带来的不必要成本的前提下，找到其甄选的配置方案。

如本案例所示，PIPE-FLO不仅能优化系统性能，还能确保在快速变化的工业环境中具备适应性和韧性，稳固您的竞争优势。