Monitorización del rendimiento de bombas
Potencia eléctrica de entrada del motor, caudal suministrado y presiones a ambos lados de la bomba para explicar, sin conjeturas, una caída de potencia.
- Medir
- Potencia eléctrica de entrada del motor, caudal, presión de aspiración y descarga, velocidad y estado de la válvula
- Calcular
- Energía específica de bombeo en kWh por metro cúbico y altura diferencial
- Sensores
- ZIO-22, dos lazos de 4–20 mA en un dispositivo, con resolución de 0,001 mA Ficha técnica: Sensor de señales analógicas
- En el emplazamiento
- Gateway ZGW-20, el cálculo, con todos sus datos de entrada conservados junto al resultado Ficha técnica: Gateway
Hardware para la monitorización energética de bombas
Un contador eléctrico en la alimentación del motor, los instrumentos que ya están instalados en la tubería y el variador, si permite la comunicación.
La alimentación del motor o del arrancador, que constituye la entrada del cociente
1 por motor trifásico, de 3 o 4 hilos
- Elija la relación del transformador de corriente para la alimentación del motor: núcleo partido de 120 A o bobinas Rogowski de 300 A, 1 kA y 3 kA
Clase 0,5S según IEC 62053-22 con sus transformadores de corriente, de 0,1 A a 3 kA
Entradas de lazo de corriente para presión de aspiración, presión de descarga y caudal, repartidas entre dos interfaces
2 para el método completo tres señales de 4–20 mA más un canal de reserva
De 0 a 20 mA con resolución de 0,001 mA, hasta 36 V CC, lazos con alimentación externa
Calcula in situ la energía específica y la altura, y conserva las señales originales
1 por emplazamiento hasta 250 dispositivos inalámbricos
Si el variador dispone de un mapa de registros publicado
Velocidad, estimación del par y estado de marcha procedentes del variador de frecuencia
1 por variador hasta 30 registros
Si la temperatura forma parte de la evaluación del estado
Temperatura de la carcasa del cojinete o del fluido junto a la tendencia eléctrica
1 por punto sonda de acero con cable de 2 m
±0,2 °C de 0 a 70 °C; ±0,5 °C de −40 a 105 °C
Cómo distinguir un cambio de control de una avería
La potencia por sí sola no explica por qué ha bajado. Estas cuatro mediciones ayudan a hacerlo.
From field measurement to Edge
Each field signal reaches its named EpiSensor interface, reports through the site Gateway and is handled locally in Edge.
- Cableado
- Zigbee
- Edge
- Plataformas
| Ubicación | Qué indica la medición | Referencia | Sensor |
|---|---|---|---|
| Alimentación del motor | Potencia de entrada, energía, arranques y horas de funcionamiento | Indique si la alimentación sirve a algún equipo además de esta bomba Ficha técnica: Monitor inalámbrico de electricidad trifásica | ZEM-65 (en esta página) |
| Presión de aspiración y descarga | La presión diferencial que genera la bomba | Anote el rango, las unidades y la cota de cada transmisor Ficha técnica: Sensor de señales analógicas | ZIO-22 (en esta página) |
| Caudal | El volumen realmente suministrado, que es el denominador de la energía específica | Rango, comportamiento en cero y requisitos de instalación del propio caudalímetro | ZIO-22 (en esta página), segundo canal |
| Velocidad y estado de la válvula | Si el punto de funcionamiento cambió por una orden de control | Una velocidad ordenada no demuestra que se haya alcanzado Ficha técnica: Interfaz Modbus | ZMB-31 (en esta página) |
Identifique el fluido antes de convertir presión en altura. Para convertir bares en metros se necesita la densidad del fluido a su temperatura de trabajo y la cota de cada toma de presión.
Mida la bomba en su propia alimentación. Si la alimentación también sirve a una segunda bomba o a los auxiliares, el cociente los incluye. Indíquelo o mida más cerca del motor.
Cómo calcular la energía específica de bombeo
La energía específica requiere medir el caudal real durante el mismo período que la potencia. La expresión simplificada de presión a altura que sigue supone que las tomas están a la misma cota y que el cambio de altura de velocidad es despreciable.
specific energy = P ÷ Q
H = (pd − ps) × 10.2 ÷ SG- P
- potencia eléctrica de entrada, kW
- Q
- caudal suministrado, metros cúbicos por hora
- pd, ps
- presión de descarga y de aspiración, bar
- H
- altura por presión diferencial, en metros del fluido, cuando las diferencias de cota y de altura de velocidad son despreciables
- SG
- densidad relativa del fluido a la temperatura de trabajo
Ejemplo práctico
Una bomba que consume 22,0 kW mientras un caudalímetro instalado indica 140 m³ por hora utiliza 0,157 kWh por metro cúbico. Con tomas de presión a la misma cota, una diferencia de altura de velocidad despreciable, 1,2 bar en aspiración y 4,6 bar en descarga para agua, la altura por presión diferencial es (4,6 − 1,2) × 10,2 = 34,7 metros.
En Edge
Un sensor calculado divide la potencia entre el caudal e incorpora una protección para no dividir entre cero cuando la bomba está parada; otro obtiene la diferencia de presión. Conserve el estado de marcha como punto independiente para poder excluir deliberadamente los períodos de parada.
Comprobaciones de puesta en marcha
Ponga primero en servicio los instrumentos: el cociente solo será tan fiable como su señal de caudal.
-
El contador mide este motor
Arranque y detenga la bomba y observe la medición eléctrica.
Se supera si la potencia sigue el funcionamiento de la bomba y se explica el consumo residual cuando está parada.
-
Los transmisores tienen el cero y la escala ajustados
Siga el procedimiento de cero y rango de cada transmisor; después, compare su indicación con el valor mostrado en Edge.
Se supera si ambos coinciden en dos puntos, y 4 mA representa el cero del transmisor en lugar de interpretarse como ausencia de caudal.
-
Dos velocidades, una explicación coherente
Haga funcionar la bomba a dos velocidades o posiciones de válvula conocidas y registre la potencia, el caudal y la presión en cada una.
Se supera si cada señal cambia en el sentido y la secuencia previstos por la hidráulica.
-
Una señal perdida no es una lectura baja
Desconecte un lazo del transmisor.
Se supera si el valor se omite o se marca, y el cálculo de energía específica se detiene en vez de aumentar.
-
La referencia queda descrita
Anote el rodete, el fluido, el modo de control y el estado del sistema durante el período de referencia.
Se supera si una comparación posterior permite saber si se están comparando condiciones equivalentes.
Límites de esta medición
La energía específica aporta datos para investigar; por sí sola no determina la respuesta.
- Las leyes de afinidad describen puntos de funcionamiento similares. Cuando importan la altura estática o los cambios de rendimiento, dejan de predecir el punto de funcionamiento.
- La monitorización no sustituye la evaluación del NPSH, la cavitación, el caudal mínimo ni el estado mecánico.
- Un cambio en el cociente justifica investigar; no demuestra por sí solo una avería ni un ahorro.
- Un caudalímetro instalado sin cumplir sus requisitos puede ofrecer una cifra aparentemente fiable pero errónea.
Fuentes
- Mejora del rendimiento de los sistemas de bombeo (se abre en una pestaña nueva) Departamento de Energía de Estados Unidos
- Ficha técnica: Monitor inalámbrico de electricidad trifásica (se abre en una pestaña nueva) EpiSensor. Especificaciones, rangos y códigos de pedido.
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- ResumenMonitorización energética
- CalculadoraCalculadora de margen de tensión para lazos de 4–20 mA
- GuíaLímites de medida del rendimiento de equipos
Dispositivos de terceros para esta aplicación
Más dispositivos en el directorio: Energy meters (56), Current transformers (7)
Explique el consumo de una bomba con mediciones
Un ingeniero puede comprobar que las señales sean útiles, dimensionar el contador y los transformadores de corriente, y definir el cálculo con usted.