Керування насосами, компресорами й вентиляторами

Близько 60% витрат енергії в промисловості, як відомо, припадає на електродвигуни. При цьому більша частина цього енергоспоживання припадає на приводні системи вентиляторів, компресорів, насосів та інших установок із циклічним режимом навантаження

Вентилятори та насоси є механізмами з режимом тривалого навантаження з великим числом годин роботи на рік: навантаження на валу приводного двигуна постійне, перевантажень у робочому режимі зазвичай не виникає. Частота обертання валу електродвигуна для великих машин не перевищує 730 об/хв. Вентилятори та насоси — це механізми, що мають великий момент інерції, і це необхідно враховувати при розрахунку пускових характеристик електроприводів.

Пуск агрегату може виконуватися як при розвантаженій машині, так і за нормальної роботи на мережі. Максимальний момент на валу електродвигуна в момент пуску може змінюватись в діапазоні від половини номінального до п'яти-семикратного значення. При запуску потужних вентиляторів та насосів зазвичай потрібне обмеження пускових прискорень, щоб уникнути появи надмірних аеродинамічних та гідравлічних навантажень та різкого зростання пускового струму.

В даний час на більшості експлуатованих агрегатів застосовується нерегульований асинхронний електропривод із прямим пуском електродвигуна. Прямий пуск призводить до значних перевантажень через великі та тривалі пускові струми. Залежно від вимог технологічного процесу регулювання витрати повітря або рідини здійснюється зміною положення заслінок направляючого апарату в ручному режимі з центрального пульта керування.

Аналіз характеристик систем регулювання потоку за допомогою заслінки показує, що в даний час дутьові вентилятори, димососи та відцентрові насоси використовуються неефективно, тобто застосовуються в частині характеристик, що мають низький ККД з великим перевитратою потужності.

Зменшення потоку шляхом зміни положення заслувки не призводить до зниження споживаної потужності з мережі, а лише зменшує витрату. Таким чином, коефіцієнт корисної дії агрегату зменшується. Ефективне зниження споживаної потужності при зменшенні витрати можливе лише за зниження швидкості електродвигуна. Це означає, що для роботи вентилятора або насоса з максимальним ККД необхідно застосувати частотно-регульований привід. ККД при цьому зростає в середньому на 15-20%. Завдяки цьому забезпечується суттєва економія електроенергії.

Слід також відзначити інші переваги використання перетворювачів частоти, а саме:

• зниження зносу запірної арматури в системах водопостачання, оскільки більшу частину часу засувки повністю відкриті;
• зниження проривів труб та витоків у системі водопостачання при тривалій роботі насосів на знижених тисках;
• зменшення небезпеки аварій за рахунок виключення гідравлічних ударів;
• зниження зносу підшипників двигуна та насоса/вентилятора, а також крильчатки за рахунок плавної зміни числа обертів, відсутність великих пускових струмів тощо;
• продовження терміну служби трубопроводів та електромоторів, скорочення обсягу ремонтних робіт.

Сьогодні ми стали набагато далекогляднішими при вкладанні коштів. Раніше, купуючи щось, ми дивилися лише на цінник і часто вибирали те, що дешевше.

Зараз слід дивитися на багато речей набагато серйозніше та реалістичніше. Необхідно оцінювати вартість виробу або установки з урахуванням витрат на неї протягом усього строку служби, включаючи покупну вартість, витрати на експлуатацію та технічне обслуговування, а також на можливий демонтаж та вивезення. При розрахунку сукупних витрат стає очевидним, що покупна вартість складає невелику частину. Більшість складають витрати на експлуатацію та технічне обслуговування.

Застосовуючи перетворювачі частоти, наприклад, для керування системою вентиляції будівлі з регулюванням витрати та температури повітря відповідно до потреби, ми скорочуємо майбутні витрати на електроенергію. А вони становлять значну частину витрат на експлуатацію будівлі. Це призведе до економії електроенергії у будівлі та, отже, до скорочення загальних витрат. Більш дороге обладнання швидко окупається за рахунок зниження витрат на електроенергію.

Розрахувати приблизний термін окупності перетворювача частоти можна за допомогою програми Energy Saving Calculator, розробленої інженерами компанії Lenze. Програма дозволяє розрахувати зразкові середньодобові та річні витрати на електроенергію, що споживається установкою з регулюванням від перетворювача частоти, а також без нього. Для розрахунків знадобляться дані про вартість перетворювача, номінальну потужність навантаження, вартість 1 кВт х год електроенергії, тип вентилятора або насоса, кількість робочих днів на рік і т. д. Порівнюючи отримані результати , можна легко розрахувати період окупності та подальшу економію коштів.

Програму можна завантажити з сайту www.lenze.org.ua

Версія для друку