Внимание! Это ознакомительный вариант работы с системой, войдите или зарегистрируйтесь.
Размещение рекламы | Пользовательское соглашение | Тарифы
, Гость!
Режим : Trial 
Войти...
Регистрация...

Для организаций:
информационный буклет


Институт повышения квалификации специалистов релейной защиты и автоматики

  Союз образовательных сайтов
Онлайн Электрик > Электронная конференция «Электроэнергетика. Новые технологии»

Дата приоритета: 16.01.2016
Код ГРНТИ: 45.01.25
Сертификат участника: Скачать
Прислать статью

Аспекты энергоресурсосбережения с использованием регулируемых электроприводов

Н.М. Арипов, профессор,
А.Б. Мамаджанов, ассистент,
Д.Р. Юсупов, ст. преподаватель
Ташкентский институт инженеров железно-дорожного транспорта
Наманганский инженерно- педагогический институт
Узбекистан

Доля энергозатрат в себестоимости продукции и сфере услуг составляет до 20%, 30%, что значительно выше, чем в странах с развитой рыночной экономикой.

Одной из основных причин такого положения являются применяемые в народном хозяйстве энергорасточительные технологии, оборудование и приборы. По оценкам экспертов, внедрение энергосберегающих технологий и оборудования способствует снижению потребностей в энергоресурсах не менее чем на 30%-40%. Мировая и отечественная инженерная практика показала, что наибольший экономический эффект при реализации программ энергосбережения дает переоснащение энергетических сетей и коммуникаций устройствами частотно регулируемого электропривода .

В промышленно развитых странах около 2/3 всего объема потребляемой электроэнергии используется для механической работы, выполняемой электроприводом. Наиболее широко в отраслях промышленности и коммунального хозяйства используются электроприводы на базе асинхронных электродвигателей (55%-60% всей потребляемой энергии). (Рис. 1.)

1 - объем электроэнергии, потребляемой народным хозяйством:

2 - объем электроэнергии, потребляемой электроприводом:

3 - объем электроэнергии, потребляемой асинхронным электродвигателем (в составе электропривода

Рисунок 1 – Объем электроэнергии, потребляемой электроприводом



Как правило, во многих отраслях народного хозяйства, в т.ч. ЖКХ установлены электродвигатели с большим запасом по мощности в расчете на максимальную производительность оборудования, несмотря на то, что часы пиковой нагрузки составляют всего 15%-20% общего времени его работы. В результате электродвигатели с постоянной скоростью вращения потребляют среднесуточно значительно, иногда до 60%, больше электроэнергии, чем это необходимо.

Отсюда следует, что основные резервы сбережения электрической энергии заключены в широкомасштабном применении энергосберегающих электроприводов. Наиболее радикальным, дающим большую экономию электроэнергии способом (до 30%-50%) является оснащение электродвигателей частотными преобразователями, позволяющими регулировать частоту их вращения в зависимости от реальной нагрузки.

  Асинхронные электродвигатели имеют значительное преимущество перед электродвигателями постоянного тока за счет простоты конструкции и удобства обслуживания. Это обуславливает их однозначное преобладание и повсеместное применение практически во всех отраслях промышленности, энергетики и городской инфраструктуре.
  Преобразователь частоты (иначе частотно-регулируемый электропривод) представляет из себя статическое преобразовательное устройство, предназначенное для изменения скорости вращения асинхронных электродвигателей переменного тока.  Известно, что регулирование скорости вращения исполнительного механизма можно осуществлять с помощью различных устройств (способов), среди которых наиболее известны и распространены следующие:

  • механический вариатор
  • гидравлическая муфта
  • электромеханический преобразователь частоты (системы Генератор-Двигатель)
  • дополнительно вводимые в статор или фазный ротор сопротивления и др.
  • статический преобразователь частоты

Первые четыре способа отличются различными комбинациями из следующих недостатков:

  • сложности в применении, обслуживании, эксплуатации
  • низкое качество и диапазон регулирования
  • неэкономичность
  • Все указанные недостатки отсутствуют при использовании преобразователей частоты.

При этом не требуется замена стандартного электродвигателя, что особенно актуально при реконструкции объектов.

Области применения регулируемого электропривода весьма обширны.

В жилищно-коммунальном хозяйстве и коммерческом секторе это:

  • насосы холодной и горячей воды в центральных тепловых пунктах;
  • насосные установки водоканальных и тепловых сетей;
  • насосные установки очистных станций;
  • компрессоры, вентиляторы, кондиционеры, установленные в зданиях.

В топливно-энергетическом комплексе :

  • буровые установки, насосы нефтеперекачки и компрессоры газоперекачки;
  • экскаваторы, электротрансмиссии мощных карьерных самосвалов, карьерные дизель-троллейвозы, транспортеры и конвейеры, дробилки и мельницы, шахтные подъемные машины и шахтный электротранспорт.
  • насосные и вентиляторные установки ТЭС, ТЭЦ, РТС и котельных, насосные установки тепловых сетей и др.

В промышленности и сельском хозяйстве это:

  • перемешивающие устройства, центрифуги, насосы, компрессоры, вентиляторы;
  • электроприводы обрабатывающих станков, электротранспортеры и конвейеры, печи, мельницы и др.

Распределение асинхронных электродвигателей по мощностям и потреблению электроэнергии приведено на табл. ·1.


Таблица 1 – Распределение асинхронных двигателей по мощностям и потреблению электроэнергию

Мощность, кВт

Процент от общего количества

Процент к общему потреблению электроэнергии

до 1

10

5

от 1 до 5

60

40

от 5 до 20

20

30

от 20 до 100

9

20

свыше 100

1

5


В целом электродвигатели мощностью от 1,0 до 100 кВт составляют ~90% и потребляют 90% электроэнергии, преобразуемой в механическую.

Эффективность использования регулируемого электропривода в конкретных механизмах приведена в табл.·2.


Таблица 2 – Экономия электроэнергии при использовании регулируемого электропривода в различных механизмах

Насосы

на 25%-30%;

Компрессоры

на 40%;

Вентиляторы

на 30%;

Центрифуги

на 50%.

Дымососовы

от 30% до 80%


Учитывая, что эти типы механизмов составляют более 50% от общего количества используемых электроприводов данное направление является приоритетным для внедрения.

Другое важное достоинство регулируемого электропривода - это снижение эксплуатационных затрат, которое имеет несколько составляющих:

  • снижения величины пусковых токов электродвигателей до уровня номинальных и, соответственно, исключения вредного воздействия этих токов на питающую сеть;
  • практического исключения из работы дросселей, заслонок, различного рода клапанов;
  • исключения гидроударов в гидравлической сети, плавное изменение подачи воздуха в вентиляторах и др., т. е. исключение или существенное снижение динамических воздействий на технологическое оборудование и сети;
  • продления срока службы подшипников и др. вращающихся частей, поскольку механизмы, снабженные преобразователями частоты в течение длительного времени работают с частотами вращения меньшими номинальных. В результате значительно снижаются эксплуатационные расходы и уменьшаются возможности аварийности всего оборудования в целом.

По результате исследование считается, что экономический эффект от снижения эксплуатационных затрат по меньшей мере сопоставим с эффектом от прямого сбережения энергоносителей.

Третьим важным достоинством применения регулируемого электропривода является экономия воды и тепла при использовании его в насосных установках.

Так в жилищно-коммунальном хозяйстве применение преобразователей частоты в повысительных насосах горячей и холодной воды позволяет экономить до 10%-15% воды и до 8%-10% тепла.

Во всем мире уделяется большое внимание расширению производства регулируемых электроприводов переменного тока.

По различным источникам в промышленно-развитых странах от 50% до 70% выпускаемых и запускаемых в эксплуатацию электроприводов являются регулируемыми , а к 2005г. их доля возрастет до 80%-90%.

Столь высокие темпы роста производства и введения в регулируемых электроприводов обусловлены их высокой рентабельностью.

Как сказано выше, электропривод, являясь крупнейшим потребителем электроэнергии и потенциально огромным резервом энергосбережения, обеспечивает за счет экономии энергоресурсов большой экономический эффект.

На рис. ·2 показана эффективность применения регулируемого электропривода на объектах народного хозяйства.


Рисунок 2 – Эффективность применения регулируемого электропривода на объектах народного хозяйства


Системы водозабора

РТС, котельные

ЖКХ, объекты социальной сферы

Промышленные предприятия

Очистные сооружения, станции канализационного слива

Насосные агрегаты

Тягодутьевые комплексы, насосные агрегаты горячего и холодного водоснабжения, насосы отопительные, питательные, подпиточные, солевые, циркуляционные

Системы горячего водоснабжения, насосы отопительные, циркуляционные, лифтовые механизмы, вентсистемы

Конвейерная техника, компрессоры, системы вентиляции и кондиционирования, насосы тепло- и водоснабжения, грузоподъемные механизмы, станочное оборудование

Вентиляционные системы, насосы перекачки, технологические насосы


Разработка и внедрение регулируемого электропривода является одним из самых перспективных и экономически оправданных направлений из всех энергосберегающих технологий

Реализация комплекса работ по внедрению регулируемого электропривода обеспечит в народном хозяйстве:

  • экономию энергоносителей (от общего потребления): электроэнергии до 15%-20%, воды питьевого качества до 10%-12%, топлива - 8%-10%
  • экономию денежных средств за счет уменьшения потребления энергоносителей
  • значительное увеличение ресурса работы оборудования
  • создание индустрии отечественных импортозамещающих ЧРП
  • закрепление высококвалифицированного научного и производственного персонала
  • значительные поступления средств в бюджет от уплаты налогов предприятиями.

Сроки окупаемости при внедрении регулируемого электропривода составляют менее 1,0 года, причем источником капитальных вложений последующих энергосберегающих мероприятий может выступить экономия денежных средств, полученная в следствии реализации работ первых этапов. Эффект будет более значительным в связи с тенденцией повышения цен на энергоносители.


Литература

  1. Крылов Ю.А, Селиванов И.А, Ровнейко В,В. Технические требования электроприводам вспомогательных механизмов тепловой электростанции внедрении преобразователей частоты // Вестник МГТУ bм. Г.И. Носова. 2011 №3.стр 15-19
  2. Белов М.П, Новиков В.А, Рассудов Л.Н. Автоматизированный электропривод типовых производственных механизмов и технологических комплексов. М.: Academia, 2004
  3. Ремезов А.Н, Сорокин А.В, Крылов Ю.А. Технические требования к регулируемым электроприводам жилищно-коммунального хозяйства // Промышленная энергетика. 2007 №7
  4. Тарасов Д.В Требования к частотно-регулируемым электроприводам насосов и вентиляторов при аварийных режимах в системе электроснабжения котельных // Электрические станции. 2006. №1


Библиографическая ссылка на статью:
Н.М. Арипов, А.Б. Мамаджанов, Д.Р. Юсупов Аспекты энергоресурсосбережения с использованием регулируемых электроприводов // Онлайн Электрик: Электроэнергетика. Новые технологии, 2016.–URL: http://www.online-electric.ru/articles.php?id=155 (Дата обращения: 28.03.2017)

Библиографическая ссылка на ресурс "Онлайн Электрик":
Алюнов, А.Н. Онлайн Электрик: Интерактивные расчеты систем электроснабжения / А.Н. Алюнов. - Режим доступа: http://online-electric.ru.


____________
Комментарии:





Наши достижения:


Дистанционые курсы
Повышение квалификации по программе БС-6 "Безопасность строительства и качество устройства электрических сетей и линий связи" (удостоверение гос. образца)
www.online-electric.ru

Профессиональная переподготовка
Дистанционные курсы профессиональной переподготовки по программе «Проектирование, монтаж и эксплуатация систем электроснабжения»
www.online-electric.ru

SaaS, Облачные вычисления, программа расчета, пример расчета, Электроснабжение загородного дома, промышленных предприятий, электроснабжение дома, коттеджа, квартиры, электроснабжение зданий, цеха, города, микрорайона. Проект электроснабжения, электрификация, электрофикация, система электроснабжения, схемы электроснабжения, учебник по электроснабжению, договор электроснабжения, расчет электроснабжения, надежность электроснабжения, категории электроснабжения, промышленное электроснабжение, электрификация сельского хозяйства, проектирование электроснабжения онлайн!
Побелитель Конкурса Электросайт года                  
© ОНЛАЙН ЭЛЕКТРИК: Онлайн расчеты электрических систем Online-electric.ru, 2008-2017
© А.Н. Алюнов, 2008-2017 Свидетельство №16066 от 23.08.2010 года