ポンプ

【ポンプ】ポンプの台数制御とは、仕組み、メリット、デメリットについて解説

液体の輸送に必要な機器であるポンプは工場の稼働状況や時間帯によっても、必要な液量が変わる現場が多いです。

そんな場合はポンプの台数制御を行うという考え方があります。

この記事ではポンプの台数制御とは何か、そのメリットやデメリットについて解説します。

ポンプの台数制御とは

ポンプは24時間稼働させることが多く、流体を吐出するには大きなエネルギーが必要です。一方、使用先の必要量(ここでは負荷と呼びます)はいつも最大とは限りません。

そこで無駄なエネルギーを削減するための方法の一つとして「複数台のポンプを設置し、負荷量に応じて稼働台数を変化させる台数制御」という制御方法があります。

まず、制御弁などのバルブ開度によって、吐出流量を制御する方法を考えてみます。

上図のようなポンプ2台(1台予備)の運転で、例えばボイラーの水位制御をする場合、負荷100%のときは、ポンプの運転状況も100%です。負荷が50%に下がったとき、2台の接続先の制御弁が開度をしぼることで、流量を50%に下げます。

次に台数制御を考えます。

図はポンプ3台(1台予備)の場合です。負荷100%の定常運転時は、2台のポンプが能力50%ずつで稼働します。そして必要な負荷が下がってきた場合には、1台が停止し、1台のみの状態で運転を継続します。稼働台数の制御は、流量センサーの値などをもとに設計します。

ポンプの台数制御を行うメリット

ポンプを台数制御することによって次のようなメリットがあります。

消費電力が抑えられる

必要負荷に合わせて制御弁開度を可変させる方式の場合、消費電力は稼働している全ポンプの電力分です。

この場合、必要電力に対する吐出流量を表す、ポンプ効率が小さくなります。つまり、負荷に対する消費電力が大きくなります。

台数制御の場合には、負荷がある設定値より下がったときには、消費電力は稼働している台数分です。ポンプ1台ごとのポンプ効率が大きくなることで、負荷に対する消費電力も小さくでき、省エネと言えます。

インバータ制御よりコストが安い

インバータによるポンプの回転速度制御による省エネ方式は有名ですが、インバータ用の制御盤を導入するためのコストが高いです。

台数制御の比較的シンプルなため、複雑な制御盤が不要で低コストといえます。

【自動制御】インバータ制御って何?メリットデメリットは?

製造業の世界では、「インバータ制御で省エネ」なんて言葉をよく聞くのではないでしょうか。ところが電気分 ...

続きを見る

ポンプの台数制御を行うデメリット

一方で、ポンプの台数制御には次のようなデメリットがあります。

初期コストが高い

制御を行わない場合と比べると、制御盤が必要であったり、制御用に流量センサーなど計器類の設置が必須になったりするため、初期コストがかかります。

またポンプは小型化できるかもしれませんが、設置するポンプ台数が増えるため、こちらも導入コストが増加する要因となります。

ポンプの発停回数が増える

一般に、ポンプは連続稼働のほうが長寿命です。台数制御により、発停回数が増えてしまうことで、ポンプやモーターの機器寿命を短くしてしまうことにつながります。

また発動時の起動時電流が大きいことから、発停が多いと必要な電力量も大きくなってしまいます。よって現場の負荷トレンドを考慮して設計する必要があります。

例えば、台数制御の発停の基準を50%-50%にするのではなく、30%-70%にするなど工夫をすることで発停回数を抑えられるかもしれません。

設置スペースが大きくなる

ポンプを設置するには、取り付けやメンテナンスを考慮して広いスペースを確保する必要があります。

ポンプ台数が増えるとその分、広いスペースを確保する必要があるため、既存機器の入れ替えの際には注意が必要です。

まとめ

  • ポンプの台数制御は、負荷に応じて稼働台数を変える制御方法である
  • 負荷変動がある場合に消費電力を抑えられる
  • 導入コスト、設置スペースなどのデメリットもある

実際の導入時には、予算、操作性などの他、現在だけでなく将来の生産量も検討して、導入する装置や仕組みを考えましょう。

電気

2022/5/24

【電気】シリコンドロッパとは何か?設置する目的について

UPSなどの非常用の蓄電池を設置する制御盤の中には良くシリコンドロッパという機器が設置されています。 この記事ではシリコンドロッパとは何か、設置する目的について解説します。 目次シリコンドロッパとはシリコンドロッパを設置する目的まとめ シリコンドロッパとは シリコンドロッパは直流電圧を降下させる機器で、蓄電池などを設置する場合などに利用されます。シリコンダイオードの電圧降下が電流に関わらず一定であるという特性を利用しています。 一般的にプラントの電気設備では、停電時などに設備を停止させないように制御用電源 ...

ReadMore

自動制御

2022/5/20

【計装】DI/DO、AI/AO、PI/POとは何か、信号の種類と使い分けについて

DCSや制御盤の設計を行う際に、別の機器との信号やり取りを表す言葉としてDI/DO、AI/AO、PI/POというものがあります。 この記事ではDI/DO、AI/AO、PI/POとは何かについて解説します。 目次DI/DO、AI/AO、PI/POの違いDI/DOAI/AOPI/POまとめ DI/DO、AI/AO、PI/POの違い DI/DO、AI/AO、PI/POは他の機器とやり取りする信号の種類と方向を表す言葉です。DI信号であればDが信号の種類、Iが入出力の方向を表しています。 それぞれの信号のIとOは ...

ReadMore

配管

2022/5/15

【配管】バッファータンクの役割とは?設置するメリットは

給排水系統や空気系統では負荷変動を抑えるためにバッファータンクが良く用いられます。 この記事では排水系統などで良く利用されるバッファータンクについて解説します。 目次バッファータンクとはバッファータンクの役割流量変動を抑える圧力変動を抑えるまとめ バッファータンクとは バッファータンクとは気体や液体を一時的に貯留させるためのタンクです。レシーバータンクとも呼ばれ、給排水系統や空気系統などに設置されます。 バッファータンクを設けることで、設備のイニシャルコスト低減や工場の安定性を向上させることが出来、大きけ ...

ReadMore

配管

2022/5/14

【配管】バケットストレーナーとは何か、メリットデメリットを解説

ポンプや制御弁など重要な機器を保護するためにはストレーナーは必須です。 この記事では大口径の配管に良く採用されているバケットストレーナーとは何か、また、メリットデメリットについて解説します。 目次バケットストレーナーとはバケットストレーナーのメリットろ過面積が大きく圧力損失が小さい清掃が容易でメンテナンス性が高いY型ストレーナーに比べ設置スペースが小さい自動洗浄などのオプションがあるバケットストレーナーのデメリットコストが高いY型ストレーナーに比べ設置スペースが大きいまとめ バケットストレーナーとは バケ ...

ReadMore

no image

お知らせ

2022/5/7

【更新情報】2022年4月の運営レポートを公開しました

2022年4月の運営レポートを公開しました。

ReadMore







公式スポンサー

生産工程の見える化なら

【Proceedクラウド】

・現場の写真が整理出来ていない
・外注先の状況が分からない
・技能伝承を効率的に行いたい

そんな悩みを全て解消できます!


詳しくはこちら

  • この記事を書いた人

エコおじい

プラントエンジニアです。工業技術をどこよりも分かりやすく解説するをテーマに2017年からブログ、Youtubeで情報発信をしています。工業系エンジニアの副業に関してnoteも書いています。是非、Twitterのフォローお願いします。



技術系資格取得を目指す方必見!おすすめ通信講座

最短で資格を取得するためには、いかに効率よく学習するかが重要です。モチベーションを維持しながら最短で資格取得を目指すなら通信講座を利用するのもおすすめです。

超シンプルで分かりやすいSAT『エネルギー管理士熱分野』

現場技術系専門の通信講座です。イラストを多用したシンプルで分かりやすいテキストと動画がセットになっています。

価格もお手頃で、特に熱力学などを学んだことのない初学者におすすめの通信講座です。

エネルギー管理士以外にも電験や衛生管理者など25の資格の通信講座を展開しています。

最短で電験取得を目指すならSAT『第三種電気主任技術者講座』

イメージしにくい交流回路についても多様なイラストと解説動画で詳しく解説してくれます。独学ではなかなか勉強が進まないという方に特におすすめの講座です。電気について詳しく学べるので実務で電気を使うという方には最適な教材です。※無料サンプルあります!

技術系資格の最高峰SAT『技術士合格講座』

論文添削やZOOMマンツーマン指導が付いており、面接対策もWeb上で行うことが出来ます。また、テキストは毎年改定されているので常に最新の教材で勉強することが出来ます。

おすすめ記事

1

近年、人手不足や国際競争力維持のためにクラウドやAI技術などのIT技術を製造業などのレガシー産業に導 ...

2

エンジニアとして働くなら専門分野に関する日々の勉強は必須です。 ただ、通常の業務が忙しく勉強の時間が ...

3

これからエネルギー管理士試験を受けるあなたのために、最短時間でエネルギー管理士に合格する方法を紹介し ...

4

あなたエネルギー管理士の資格を最短で取得したい。でも、熱力学や流体工学を学んだことがないので、独学だ ...

5

電験三種は毎年受験者が4万人以上いる資格で出題範囲が広く、合格率も10%以下と低いので色々な会社が通 ...

6

プラント業界で働いている自分が転職するとしたらどんな転職先があるのか気になることはないでしょうか。 ...

7

プラントエンジニアは機械、電気、建築、工事と仕事で扱う専門分野が広く日々の勉強が欠かせません。 この ...

-ポンプ

© 2022 エネ管.com Powered by AFFINGER5