Енергийни проучвания

управление

Фиг. 1. Индустриални двигатели от ABB

Въвеждането на енергийно ефективно оборудване в промишлените предприятия повишава ефективността и конкурентоспособността на българското производство, както и намалява отрицателното въздействие върху околната среда. Високотехнологичните разработки на АББ, като високоефективни двигатели, плавни стартери и честотни преобразуватели, намаляват консумацията на енергия и увеличават живота на оборудването (фиг. 1). Около 70% от цялата електрическа енергия в индустрията се използва от милиони електродвигатели, 75% от които задвижват центробежни механизми. За ABB това означава огромен потенциал за намаляване на потреблението на енергия чрез замяна на оборудването с енергийно ефективно оборудване и оптимизиране на начина, по който се управляват двигателите.

Емисиите на въглероден диоксид са важен показател, на който малко хора обръщат внимание в момента в България. Все пак трябва да се отбележи, че именно този показател определя екологичността на производството или, с други думи, неговото въздействие върху околната среда. Колкото по-ниски са емисиите на CO2, толкова по-малко въглеводороди ще са необходими за генериране на електроенергия.

Намалени емисии на CO2 и по-ефективно използване на енергията

В момента 63% от енергията се генерира от топлоелектрически и газови централи. Това означава постоянно изгаряне на въглища или газ. В резултат на този процес значително количество въглероден диоксид и метан се отделят в атмосферата. Първата стъпка от енергията от „въглища“ и „газ“ към увеличаване на дела на „зелената“ енергия е да започнем да използваме и произвеждаме енергия по-ефективно.

Потенциалът за спестяване на енергия е значителен в индустрии катокато водоснабдяване и канализация, топлоенергетика, в различни области на хранително-вкусовата промишленост, в петролни рафинерии и в нефтодобив. Навсякъде огромна роля играят центробежните механизми - помпи, вентилатори, компресори, вентилатори. Принципът на действие на такива механизми позволява да се постигнат значителни икономии на енергия, когато скоростта на двигателя се променя в определен диапазон. Най-голям ефект може да се постигне чрез оптимизиране на работата на мощни центробежни механизми, които работят през по-голямата част от годината. Използването на честотно регулиране позволява да се намали консумацията на енергия с 30-50%. За центробежните механизми са приложими така наречените закони на подобието. В съответствие с тези закони има кубична връзка между скоростта и консумацията на енергия, т.е. ако номиналната скорост се намали с 50%, се изисква само 12,5% от енергията.

Възможно е да се оцени ефектът от използването на честотно регулиране на примера на един двигател с мощност 55 kW. При номинална мощност от 55 kW и непрекъсната работа за една година, двигателят консумира 403 200 kWh. Регулирането на честотата позволява да се намали тази цифра средно с 40%, което е 161 280 kWh. По този начин, при средна цена на електроенергия от 3 рубли/kWh, разходите за електроенергия годишно ще бъдат намалени с 483 840 рубли, а емисиите на CO2 ще бъдат намалени с 80 640 kg.

Освен това не трябва да забравяме за такава концепция като жизнения цикъл на продукта и именно по цената на този цикъл се оценява осъществимостта на придобиването на оборудване. Около 90% от разходите за жизнения цикъл на двигателя са разходи за енергия, а само 10% са покупката, инсталирането и поддръжката му. С други думи, ако една компания мисли за подмяна на двигател, който ще работи непрекъснато заНай-малко 20-25 години, ползата от спестяване на енергия от двигател с висок клас на енергийна ефективност или висока ефективност трябва да се оцени в сравнение с по-евтин, но по-малко енергийно ефективен двигател.

Индустриалните предприятия могат самостоятелно да оценят потенциала за спестяване на енергия с помощта на оптимизатора на двигателя и калкулатора за енергийни спестявания на АББ.

Намаляване на консумацията на енергия и оптимизиране на системата за управление на двигателя

Енергийното проучване е безплатна услуга и ви позволява да оцените потенциалните икономии на енергия в предприятието при подмяна на остарели двигатели и модернизиране на системата за управление.

Цели на енергийния одит:

  • възможността за минимизиране на енергопотреблението на предприятието;
  • идентифициране на оборудване, което се нуждае от модернизация;
  • оптимизиране на методите за управление на механизми с електродвигатели;
  • оптимизация на инсталираните честотни преобразуватели.

Основните обекти на енергийното обследване:

  • помпени системи, промишлени вентилационни и охладителни системи, тяга, системи за сгъстен въздух и вентилатори, ОВК системи;
  • електродвигатели, работещи с по-малко от 50% от номиналната мощност и/или имащи повече от 20% от работното време годишно.

След проучването се предоставя доклад с препоръки за необходимата подмяна на оборудването, срокове на изплащане, необходими първоначални инвестиции и потенциал за спестяване на енергия при оптимизиране на системата за управление както на всеки технологичен процес, така и на цялото предприятие. Важен показател при изчисляването на периода на изплащане на оборудването е такъв показател като нетонастояща стойност. Нетната настояща стойност се изчислява за период от повече от 10 години, като се взема предвид годишната инфлация. Изчисленията на АББ предполагат, че сметките за електроенергия се плащат в края на всяка година.

Трябва да се отбележи, че енергийните проучвания се извършват с прякото участие на инженерните и енергийните служби на предприятието.

Като пример, разгледайте подмяната на двускоростен двигател на вентилатор в цеха за производство на амоняк на нефтохимически завод в България.

Тип на монтирания електродвигател - двускоростен 5АМ250 М8 / 4 У3:

  • мощност - 37/55 kW;
  • напрежение на двигателя - 0,4 kV;
  • ток на статора на двигателя - 82.1 / 102 A;
  • скорост на двигателя - 1500 об / мин;
  • Ефективност - 91%.

Режим на инсталиране:

  • брой работни часове за година - 8760 часа;
  • типичен цикъл на работа - PID управление.

ABB предлага замяна на двускоростното управление с честотно управление, докато намотките на двигателя не се използват за управление на скоростта.

Номиналният дебит на вентилатора се изчислява въз основа на коефициента на свиваемост и мощността на двигателя. Плътността на газа зависи от стайната температура и влияе на необходимата мощност на двигателя.

където абсолютното статично налягане в смукателната секция pta = 101 300 Pa при 0 °C.

Така получаваме номиналния поток на вентилатора:

Следващата стъпка е да се изчисли мощността за даден типичен цикъл на работа, в този случай замествайки двускоростното управление с PID управление. Оборудването работи непрекъснато през цялата година. При PID управление е необходимо да се вземе предвид промяната в мощността, когато натоварването падне под 100%.

Мощност при използване на регулиране на честотата, номинален поток 100%:

Мощност при използване на двускоростен двигател, номинален поток 100%:

Мощност при използване на двускоростен двигател, 50% от номиналния поток, намалена скорост:

Изчислете енергията, консумирана от центробежния механизъм за годината.

С честотен контрол:

С двускоростен двигател:

Сега изчисляваме спестяването на енергия и периода на изплащане на оборудването.

Разходите за електроенергия на година при използване на регулиране на честотата:

където EP е цената на електроенергията (рубли).

Разходи за електроенергия на година при използване на 2-скоростно управление на двигателя:

Спестявания от цената на електроенергията:

DEC \u003d ECNOVSD - ECVSD \u003d 397 655 - 24 579 \u003d 373 076 рубли. (Маса 1).