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污水处理节能30%!大数据助推雷茨风机在水业的智慧应用

发布时间:2022-12-01 新闻来源:公司动态 浏览:1623次

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”。


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”。


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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。


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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。



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%。



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。


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。


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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。


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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。


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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:


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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。


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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。


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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。


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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。


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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。


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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。


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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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