2022年11月9日,“2022(第十四届)上海水业热点论坛”顺利召开。雷茨智能装备(广东)有限公司副总经理刘淑琴在论坛上发表了题为“基于大数据的节能装备创新实践——大数据助推雷茨风机在水业的智慧应用”的演讲。她表示,双碳背景下,利用高科技手段实现风机和压缩机的节能降耗已成趋势,雷茨采用大数据等先进手段,成功实现了风机节能30%以上,赋能广大环保水务企业节能降耗迎“双碳”。

刘淑琴


(资料图片仅供参考)

01双碳背景下,风机节能降耗空间大

在工信部、市场监管总局发布的《电机能效提升计划(2023-2025)》中要求,到2022年高效节能电机产量在1.7亿千瓦,在役高效节能电机占比达到20%,实现年节电量490亿千瓦时(相当于年节约标准煤1500万吨),减排二氧化碳2800万吨,推广一批关键核心材料、部件和工艺技术装备,形成一批骨干优势制造企业,促进电机产业高质量发展。

刘淑琴结合山东省数据进行分析:截止2021年10月底,山东全省城市污水厂323座,全部达到一级 a排放标准,全省污水处理厂日消耗电能约高达 920万kw·h/d,需要消耗标准煤 3128t/d,产生二氧化碳8004t/d。一年消耗的标准煤量高达 114 万t,产生二氧化碳292万t,而每平方米成年树林每天仅可吸收 0.1kg 的二氧化碳,山东全省污水厂每日消耗电能所产生二氧化碳需 12万亩成年树林才能吸收——可见污水处理厂运行中减碳的重点之一就是降低能耗。

污水处理节能降耗的路径包括设计节能、工艺节能、控制节能、再生水回用、污泥资源化、设备节能等,设备节能方面主要包括水泵和风机。刘淑琴介绍道,在污水处理厂运营过程中,曝气风机电耗一般占全厂电耗的20%~30%,提升泵的电耗一般占全厂电耗的 10%~ 20%,污水处理厂的动力成本占实际总成本10%-30%。

当前,污水处理传统曝气风机,包括罗茨风机和多级离心风机,它们均存在效率低下(η≤55%),需要润滑油,保养费用高、耗电大,结构复杂,故障率高、体积大,噪音大等缺点。如何使风机做到节能,成为了行业中迫切需要解决的问题。

02大数据助推雷茨风机,节能30%以上

在“双碳”时代,淘汰落后产能的电机、风机、压缩机是必然趋势,雷茨整合全球先进的节能技术,经过多年实践和创新,攻克多重难关,突破了国外技术封锁,让风机能效达到国际先进水平。

大数据贯穿雷茨风机研发、生产、销售、服务的全链条环节,让雷茨风机为客户节能30%以上。刘淑琴从精准需求、敏捷研发、应用市场、制造及生产异常侦测的准确性五个方面,详细介绍了大数据多维度助力雷茨曝气风机的情况。

大数据助力雷茨捕获精准需求。雷茨网络推广渠道被动获取和主动抓取相关数据,用于分析用户习惯、询盘内容、需求特点、价格敏感度、无效冗余等;主要考察行业动态、竞品分析、市场趋势、国外客户趋势、国外竞品等。通过对多种来源的大数据进行多维度分析,最终总结客户对对产品需求、对质量需求、对服务需求。

通过综合分析,传统曝气风机高耗能原因主要有以下五点:1、设备陈旧,本身效率比较低;2、选型不当,实际工作负荷远离额定负荷,运行效率太低;3、用挡板与阀门节流,功率损耗非常大;4、调速控制使用面窄,技术缺乏;5、配送管道装备不尽合理,能量损耗大。

大数据助力雷茨敏捷研发。传统研发模式流程为设计→采购→生产→销售→使用,大数据研发模式基于用户实际需求定制设计,对客户数据进行采集、处理、优化,最终形成成果助力雷茨敏捷研发。

大数据助力雷茨匹配市场需求。大数据从业务覆盖、产品覆盖、主要款式、功率覆盖以及功能覆盖多维度进行分析,将雷茨产品应用于工业污废水处理、市政和乡镇污废水处理、原材料加压输送等鼓风曝气等多种场景,及环保行业、污废水处理行业、水泥行业、化工行业、半导体行业、食品饮料行业、医药行业、金属处理行业、火力发电厂、发酵酿造行业、保健品行业、纺织印染行业、造纸行业等多个行业。

雷茨十余年生产大数据赋能智造。主要体现在以下三方面:

生产过程异常发现:从海量监测数据中快速锁定产品异常征兆,实时监控设备的运行情况和质量问题。

产品质量优化迭代:从海量质量数据中识别关键质量参数;产品故障相关性分析、聚类分析,以及可靠信预测。

生产调度精算优化:挖掘订单交货期与工艺、设备状态等数据之间的复杂关联关系,实现智能生产调度。

大数据帮助提高生产异常侦测的准确性。

传统模式流程为主成分分析→异常监控→异常分类→异常响应。传统模式具有一定的局限性,基于主成分分析等手段进行的降维操作虽然提取了大部分有效参数,但是破坏了对异常描述的完整性,由于这个过程有明显的人工经验参与,很可能难以发现一些尚未发现的设备异常模式。

在传统模式背景下,大数据模式进行改革:制造数据分析→设备状态模式识别→设备控制优化。

在大数据模式下,2020-2022每年相比同行节省生产成本约15%;98%以上订单准时交货,部分订单提前5-10天交货;产品一次合格率超过98%;产品首次交验合格率超过99%。

03大数据 精益智造 精密算法=产品持续节能!

刘淑琴重点介绍了雷茨技术研发团队和主要研发智造设备,她用袅袅的语气说道:“曝气风机是浮还是不浮,浮的好还是不好?主要要看研发团队及投入!”

在硬件投入方面,雷茨拥有专业的研发团队,今年投入约2000万元研发生产装备,包括纯德国进口的哈默五轴数控机床等,新增了两条装配生产线,实现产品的核心部件自主研发生产,更好地控制质量和交期,满足客户多样化需求。

大数据 精益智造=产品持续节能关键

以磁悬浮风机为例,西安交通大学专家团队,通过大数据、数字仿真、数字孪生等技术,寻求风机硬件的最优化凯发官网入口的解决方案。经过多次实验数据比对,为产品搭载强劲永磁同步电机,研发出更符合流体力学规律的轴承和叶轮。

磁悬浮风机的节能省电体现在三个方面:电机、轴承、叶轮。电机采用超高效永磁同步电机,转速高达50000rpm,电机效率97%;轴承采用空气/磁悬浮轴承,完全悬浮0摩擦,无需润滑油、传动零损失;叶轮采用三元流叶轮,转速高达42500rpm,多变效率高达87%。

“在电机和轴承相同情况下,雷茨曝气风机还可根据海拔不同(压力不同)选择不同的叶轮,满足个性化需求。”刘淑琴介绍道。

大数据 精密算法=产品智能化核心

以磁悬浮风机为例,雷茨曝气风机采用先进的ufrc算法,转子无缝衔接主轴,消除激振力,更安全可靠;传感器为德国设计,线圈、电路板原装进口,静态稳定悬浮轴心跳动小于1μm;自扫频功能0~2000hz,精准捕捉旋转前和旋转时抗扰动性能参数;采用智能宽频控制,风压、风量可精准调节,电压适应性更强。

市面上同类型空浮/磁浮风机,在控制、算法、传感和安全上参差不齐,国产元器件和材料多,容易宕机甚至损坏,而雷茨的智能控制优势特别明显。

雷茨风机采用大数据信息融合框架,同时根据大数据平台智能模块进行设计。

雷茨风机大数据信息融合框架

雷茨风机大数据平台智能模块设计

不仅如此,雷茨风机还具有基于大数据状态预测故障预警:

同时,雷茨风机采用大数据 智能运维系统,并使用大数据实现风机整机集成模块化。

大数据实现风机综合性能提升。磁悬浮风机是采用无接触、无机械摩擦的磁悬浮轴承和高速大功率永磁同步电机,直接驱动高效流体叶轮的一种高速离心风机。磁悬浮风机电机效率>97%,节能省电>30%,超低噪音<80db,超长寿命>20年。

在节能30%的同时,雷茨曝气风机还拥有核心专利,并获得了国家权威机构经过检测后出具的节能认证报告。

ge的燃油管理服务凭借强大的数据整合和分析能力实现飞机油耗降低1%,以国内三大航的燃油成本计算,节省1%可以增加税前利润2-3亿人民币。而雷茨风机相比传统风机实现节能30%以上,相比同类风机实现节能5%以上,雷茨累积为全球1万 客户实现节电费用100亿元 。

根据大数据代理综合节能效应计算,一台300kw雷茨风机相比罗茨风机年省电150万度,每年省电费92万元,每年节煤187吨,每年减碳排放480吨,每年碳中和480吨。雷茨悬浮风机比传统风机综合节能30%,有效降低各类工业客户综合成本15%-20%。

04场景定义产品,拓展新的领域

雷茨为满足客户日益增长的需求,在广东生产研发基地的基础上,先后在北京、天津、江苏、四川、广西、浙江等地设立多家分子公司,全国多网点快速协同联动,提供系统全面的凯发平台的技术支持,最快捷地为全球客户提供服务。

目前雷茨与水务企业合作,服务了众多10-20万吨的水务项目。

新疆喀什第三污水处理厂,项目改造前采用传统离心风机,项目改造后采用2台雷茨磁悬浮风机75kw。改造后,节能效果约30%,全年约节电48万元,回收周期预计一年。

蒙牛乳业(武汉)有限公司污水处理厂,项目改造前采用传统离心风机,项目改造后采用1台75kw雷茨磁悬浮风机。改造后,节能效果约30%,全年约节电24万元,回收周期预计一年。

云南省临沧市党瓦污水处理厂,项目改造前采用传统离心风机,项目改造后采用3台雷茨磁悬浮离心风机110kw。改造后,节能效果约30%,每年节电约110万元,回收周期预计一年。

e20环境平台首席合伙人、研究院院长,北京大学环境学院产学研中心主任傅涛在2022(第二十届)水业战略论坛上曾表示,无论是服务产品、技术产品还是装备产品,高质量产品要用特定用户的特定场景来定义,按照甲方发布的标书来定义的场景那是劳务市场,不是高质量产品的市场。(相关阅读:傅涛:寻找产业变革和发展方向 用高质量定义环境产业)

近年来,雷茨曝气风机也根据不同场景进行应用,逐步拓展水泥、冶金等领域。

葛洲坝松滋水泥采购雷茨空气悬浮风机expl100-08(75kw)一台;每年保守可以省电28万度电,年省电费约17万元。

葛洲坝宜城水泥采购雷茨空气悬浮风机expl100-08(75kw)一台;每年保守可以省电56万度电,年省电费约34万元。

东方希望黔江水泥采用雷茨技改方案,每年节电:38.5kwh×1台×24h/d×300=277,200度(每年按300天运行计算),每年节省电费:277,200度×0.543元/度(综合平均电价)=150,519.6元。

服务都江堰拉法基水泥。法国拉法基集团创建于1833年,作为世界500强及建材行业的领导者,拉法基集团在水泥、骨料与混凝土、屋面系统和石膏等四大领域处于世界领先地位。本次技术改造目标为:一线3台,二线5台,达到节能降噪的目的,新风机在2022年1月投产。

05深耕多年,金牌服务

2011年,雷茨正式成立,专注节能风机和压缩机的研发,拥有十余年的研发经验,服务企业超过1000家。目前已建成华南、华东两大生产基地,雷茨研发生产和运营中心面积超过30000 ㎡,与西安交大产学研合作,2个研发中心 2个实验室,发明、实新专利31项,参与制定行业标准4项,在全国设有8家子公司。

针对目前进口和部分国产风机凯发平台的售后服务所存在的推卸责任、维修拖延、主机需运到国外往返维修、配件发货慢、维修费用昂贵等诸多问题,雷茨推出“星级服务标准”——1小时响应,2小时出具初步方案,8-48小时到达现场,24小时解决省内故障,7天内解决全国故障的金牌凯发平台的售后服务。核心部件自主生产,确保质量;直营团队服务,拒绝第三方代修;价格公开透明,拒绝中间商赚差价,让利于客户!

雷茨服务愿景:构建以大数据为基础的污水处理综合节能链。

最后,刘淑琴表示,雷茨的战略布局从服务节能到服务供能,到服务储能最后服务用能,形成雷茨“节能 供能 储能 用能”智能装备系统!在未来,雷茨愿为广大环保水务企业提供更加高精尖的装备系统,提供更加智慧化的综合凯发官网入口的解决方案,提供更加全面高效的服务方案,为实现“双碳”达标尽最大贡献!

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