ЭНЕРГО- И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ СРЕДСТВАМИ РЕГУЛИРУЕМОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА. ОПЫТ ВНЕДРЕНИЯ

1. ООО «ЭНЕРГОСЕТЬ» ЭНЕРГО- И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ СРЕДСТВАМИ РЕГУЛИРУЕМОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА. ОПЫТ ВНЕДРЕНИЯ Крылов Юрий Алексеевич, д.т.н., проф., руководитель дирекции внедрения энергосберегающих технологий г. Москва, 2011 г.

2. Этапы развития ЧРП • разработка теории частотно-регулируемого электропривода (середина прошлого века, МЭИ, Чиликин М.Г., Сандлер А.С.); • невозможность широкого использования ПЧ на тиристорах – прорыв инвертора; • появление быстрозапираемого тиристора: ЧРП стал реальностью; • силовой транзистор – революция в преобразовательной технике Регулирование самого массового асинхронного электродвигателя (80 %) стало реальностью; ЧРП – флаг современного этапа энергосбережения 2

3. Побудительные мотивы внедрения ЧРП • технологическая востребованность, совершенствование технологии; • повышение качества и увеличение количества выпускаемой продукции; • обновление оборудования, автоматизация производства; • экономия электрической и тепловой энергии и ресурсов; • улучшение экологии 3

4. Этап единичных внедрений (условно 1995-2004) • теоретические исследования и доказательства эффективности посредством демонстрационных моделей на действующих объектах (науч. группа проф. Ильинского Н.Ф., МЭИ); • практическая демонстрация положительных эффектов на фоне безотказной работы оборудования; • нескоординированное внедрение многочисленными подрядчиками различной квалификации ПЧ 4

5. Значимость этапа • практическое доказательство экономической и технологической эффективности в крупных районах тепло-водоснабжения; • преодоление настороженности эксплуатирующего персонала; • ориентация в качестве отечественного и зарубежного оборудования в условиях коммерчески агрессивного рынка; • понимание необходимости упорядочения процесса внедрения. Положительная роль • убедил в необходимости широкого внедрения регулируемого ЭП; • вооружил опытом, позволившим сформулировать технические требования; • выявил отрицательные последствия внедрения ЧРП; • поставил проблемы экономического характера. 5

6. Электропривод малой и средней мощности тепловых пунктов 1. Насосы хозяйственно-питьевого водоснабжения 2. Циркуляционные насосы горячего водоснабжения 3. Циркуляционные насосы отопления 4. Насосы смешения сетевой воды • Решаемые задачи • – экономия электрической и тепловой энергии; • – экономия воды; • – повышение срока службы основного оборудования; • – повышение качества тепло- и водоснабжения; • – автоматизация производства. 6

7. Сравнительные показатели энерго- и ресурсосбережения Среднегодовая экономия: электроэнергии – 30%,воды – 12%,тепловой энергии – 6% 7

8. Реализация нового алгоритма управления насосами водоснабжения с коррекцией по расходу Диаграмма напоров и расхода воды в различных точках системы Схема расположения объекта исследования • Результаты • Новый алгоритм позволил дополнительно получить до 10 % электроэнергии и до 5 % воды в сравнении с другими способами регулирования. • Простая техническая реализация алгоритма. 8

9. Регулируемый вентильно-индукторный электропривод в циркуляционном контуре горячего водоснабжения ЦТП • Результаты • Опытно-промышленная эксплуатация доказала перспективность применения ВИП в промышленных условиях. • Разработанный алгоритм управления насоса позволяет экономить: • 7-9% тепловой энергии от потребляемой на горячее водоснабжение; • 60% электрической энергии. 1 – СГУ; 2 – импульсный коммутатор; 3– пульт управления; 4– электронный блок теплосчетчика; 5 – основной насос с ВИД; 6 – резервный насос с асинхронным электродвигателем 9

10. Режим горения в котлоагрегатах Электроприводы дутьевого вентилятора ВИП 400 (на переднем плане) и дымососа ВИП 320 водогрейного котла Зависимость КПД и экологических показателей от коэффициента избытка воздуха α Оптимизация режима горения регулированием соотношения «воздух-газ» с коррекцией по О2 в дымовых газах. 10

11. Эффективность регулируемого электропривода дутьевых вентиляторов Экономия газа 1. За счет автоматического регулирования – 1,6% в сравнении с идеальной режимной картой, 4% – с учетом человеческого фактора. 2. За счет снижения тепловой мощности в летний период не менее 5%. Экологические показатели Отсутствие угарного газа, снижение выбросов окислов азота на 6 тонн в год на один котел. Экспериментальные показатели использования газа 11

12. Система автоматического регулирования разрежения в топке Энергосбережение до 90% за счет наличия естественной тяги и ликвидации падения напора на шибере 1 – дымовая труба; 2– шибер; 3 – дымосос; 4 – регулируемый электропривод; 5 – программируемый контроллер 12

13. Фрагмент АСУ ТП теплостанции Экономия газа 1,5 % - 4%, автоматическое регулирование главного показателя – температуры сетевой воды 13

14. Применение регулируемого электропривода. Комплексная АСУ ТП теплостанции • Функции АСУ ТП • Управление технологическим • процессом с минимальным • вмешательством оператора. • 2. Информационное обеспечение. • 3.Мониторинг и расчёт • потребления электроэнергии и газа. • 4. Экомониторинг с передачей • информации в контролирующие • организации • Роль электропривода в АСУ ТП • Локальная система регулировании технологического показателя • 2. Объект регулирования, • исполнительный механизм 14

15. Экран воздушного тракта. АСУ ТП котла 15

16. Состав оборудования высоковольтного электропривода Пример размещения оборудования в РУ 16

17. Энерго- и ресурсосбережение в г. Москве Массовое внедрение: – 6 тысяч тепловых пунктов оснащены комплектным объектно-ориентированнымэлектроприводом – более половины всех теплостанций оборудованы частотно-регулируемым электроприводомсетевых насосов, дутьевых вентиляторов, дымососов. 17

18. Комплект оборудования для автоматизации добычи раствора – ПЛК (программируемый контроллер) – ПЧ (преобразователь частоты) – Синусный фильтр – УЗИП (устройство защиты от импульсных перенапряжений) – ИБП (источник бесперебойного питания) – Пуско-регулирующая аппаратура – Климат-контроль Обеспечивает: 1. Автоматическое регулирование динамического уровня 2. Увеличение срока службы 3. Диагностика и контроль с использованием долговременного архива данных и банка ошибок 4. Увеличение добычи продукта Инструмент технолога для оптимальной эксплуатации скважин 18

19. ЧРП скважинных насосов. Структурная схема АСУ ТП 19

20. Высокая технологическая востребованность 1. Пылепитатели и подача сырого угля 2. Конвейеры 3. Грохоты, дробилки и др. 4. Канализационные станции 5. Вагоноопрокидыватели 6. Прокатные станы 7. Правильные машины 20

21. Мощный электропривод тепло- и электростанций Объекты модернизации 1. Дутьевые вентиляторы котлов (40 %) 2. Дымососы котлов (45 %) 3. Сетевые насосы (34 %) 4. Насосы подпитки теплосети (30 %) 5. Насосы водоподготовки (42 %) 6. Конденсатные насосы (36 %) 7. Пылепитатели Решаемые задачи средствами регулируемого электропривода – повышение качества сжигания топлива; – расширение диапазона регулирования тепловой мощности котлоагрегатов; – подготовка и доставка тепловой энергии и воды с требуемыми показателями; – регулирование тепловодяного баланса теплостанции с целью оптимизации работы основного оборудования; – повышение надежности и бесперебойности тепло- и водоснабжения. 21

22. Электропривод систем тепло- и водоснабжениякрупных предприятий • Объекты модернизации • Береговые насосные станции (33 %) • Насосы технической воды и хозяйственно-питьевого назначения (30%) • Канализационные станции (уменьшение ремонтов) • 4. Компрессные и кислородные станции • 5. Приточные вентиляторы воздушного отопления (42%) • Решаемые задачи средствами регулируемого электропривода • – экономия электроэнергии за счет исключения дроссельного регулирования; • –увеличение срока службы насосного оборудования и арматуры за счет исключения частых прямых пусков от сети; • – повышение надежности (бесперебойности) и как следствие уменьшение числа одновременно работающих агрегатов. 22