Статья опубликована в рамках: XLI Международной научно-практической конференции «Естественные и математические науки в современном мире» (Россия, г. Новосибирск, 06 апреля 2016 г.)
Наука: Информационные технологии
Секция: Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами
Скачать книгу(-и): Сборник статей конференции
дипломов
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕГУЛИРУЕМОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА В НАСОСНЫХ УСТАНОВКАХ ТЕПЛОВОГО ПУНКТА
ADJUSTABLE ELEKTROPRIVOD'S USE IN PUMP INSTALLATIONS OF THERMAL POINT
Nail Sultanov
professor, doctor of technical sciences, Orenburg State University, head of the department of industrial automation systems,
Russia, Orenburg
Alexander Guzenko
master of training 2 course direction “Automation of technological processes and production” Orenburg State University,
Russia, Orenburg
АННОТАЦИЯ
В статье содержится практические аспекты использования частотно-регулируемого электропривода в различных отраслях промышленности, в том числе в работе насосной установки теплового пункта. Проанализированы основные преимущества его внедрения с целью повышения надежности работы и энергосбережения и сформулированы основные положения, обеспечивающие эффективное использование регулируемого электропривода в насосных установках теплового пункта.
ABSTRACT
In article contains practical aspects of use of the frequency and adjustable electric drive in various industries, including in work of pump installation of thermal point. The main advantages of his introduction for the purpose of increase of reliability of work and energy saving are analysed and the basic provisions providing effective use of the adjustable electric drive in pump installations of thermal point are formulated.
Ключевые слова: тепловой пункт, насосная установка, автоматизация, частотно-регулируемый электропривод.
Keywords: heater, pump installation, automation, VFD.
В настоящее время весьма остро встала задача разработки оптимально управляемых, надежных систем в теплоснабжении и водоснабжении городов, которые позволяют более рационально использовать ресурсы, экономить электрическую и тепловую энергию. Тепловые сети представляют собой сложный технологический объект со своими особенностями и характеристиками. Одним из составляющих тепловой сети являются местные тепловые пункты.
Автоматизация технологических процессов теплоснабжения развивается по трем основным направлениям – повышение надежности, энергоэффективности и экономичности. Основным исполнительным механизмом насосных станций является асинхронный электропривод, являющимся одним из основных потребителей (до 25 %) всей потребляемой электроэнергии предприятием. Он управляет центробежным насосом, применяющимся для транспортировки жидкостей в системе водоснабжения, водоотведения и магистральных трубопроводах [1].
Частотно-регулируемый электропривод используется в системах автоматизированного управления (САУ) насосных установок, чтобы с его помощью привести в соответствие режим работы насосов с режимом работы обслуживаемой системы подачи жидкости, например, водопроводной или канализационной сети города или промышленного предприятия.
Применение частотного регулирования электроприводов (ЧРП) обеспечивает:
- повышение работоспособности оборудования и систем;
- улучшение качества продукции и предоставляемых услуг;
- увеличение коэффициента автоматизированности.
Следует отметить, что метод частотного регулирования широко применяется в различных отраслях. В таблице 1 приведены примеры использования данного метода в промышленности.
Таблица 1.
Применение метода частного регулирования в промышленности
|
Область применения |
Особенности |
Достоинства |
Недостатки |
|
Водоснабжение коммунальное и промышленное |
надёжное горячее и холодное водоснабжение с возможностью управления от одного преобразователя до шести электронасосов; значительная экономия газа в системах теплоснабжения жилых и производственных зданий в зависимости от погодных условий |
повышение надёжности работы оборудования и систем; улучшение качества производимой продукции и предоставляе- мых услуг; автоматизация производства; экономия ресурсов и энергии. |
дороговизна оборудования. |
|
Энергетика |
регулирование подачи воздуха в камеру сжигания топлива в зависимости от требуемой нагрузки станции с одновременной минимизацией вредных выбросов в атмосферу и снижением экологической нагрузки на окружающую среду. Точная автоматическая химическая подготовка воды для отвода тепла от энергогенерирующих агрегатов с увеличением ресурса работы магистралей охлаждения и сроков между их регламентным обслуживанием. |
||
|
Сахарное производство |
энергосберегающий плавный частотный пуск и торможение центрифуг, повышение ресурса работы электродвигателей
|
||
|
Установки промышленного и бытового холода |
значительная экономия потребляемой компрессорами электроэнергии с одновременным повышением качества работы установок.
|
||
|
Машиностроительные, станкостроительные предприятия |
модернизация продукции с целью улучшения эксплуатационных характеристик. |
||
|
Деревообрабатывающая промышленность, камнеобработка
|
регулировка и оптимизация скорости привода станков, повышение их производительности и качества продукции. |
На основании проведенного анализа можно сделать вывод, что существует интерес к внедрению ЧРП в различных отраслях промышленности. Это позволяет увеличить ресурсы оборудования, обеспечить оптимальные условия эксплуатации и энергосбережение.
Следует отметить, что в настоящее время область применения частотно-регулируемого привода расширяется. Частотно-регулируемый привод теперь используется не только для регулирования отдельных насосных агрегатов и насосных станций, но и для регулирования режимов работы систем подачи и распределения воды (СПРВ) с несколькими насосными станциями, подающими воду в общую сеть [2].
Теоретические разработки и опыт внедрения и эксплуатации энергосберегающих систем в насосных установках показали, что использование частотно-регулируемого электропривода является экономичным и надёжным средством управления режимами работы насосных установок различного назначения. Применение частотно-регулируемого электропривода обеспечивает: экономию 5–15 %, а в отдельных случаях до 30 % электроэнергии, расходуемой на перекачку чистых и сточных вод; снижение расхода чистой воды на 2–5 % вследствие стабилизации давления в водопроводной сети и соответственно уменьшения утечек и нерациональных расходов воды; сокращение сброса сточных вод в канализацию на 2–4 % вследствие снижения утечек и нерациональных расходов воды; уменьшение строительных объемов зданий насосных станций на 15–20 % в результате укрупнения единичной мощности насосных агрегатов и соответственно уменьшения их количества; уменьшение износа гидромеханического и электротехнического оборудования благодаря сокращению количества пусков и остановок насосных агрегатов; снижение вероятности возникновения аварий, вызванных гидравлическими ударами, благодаря плавному изменению режимов работы насосных установок.
Применение РЭП в энергосберегающих системах названных выше установок целесообразно, если сроки окупаемости укладываются в разумные пределы (3–4 года). Для конкретных установок решение о создании энергосберегающих САУ и об использовании в них регулируемого электропривода следует принимать по результатам технико-экономического обоснования.
Обобщение опыта разработки, внедрения и эксплуатации таких систем позволило сформулировать основные положения, обеспечивающие эффективное использование РЭП в насосных установках теплового пункта.
Во-первых, надлежащий технологический режим перекачки чистых или сточных вод создаётся специально для этого разработанной системой управления, в которой регулируемый привод является одним из элементов, хотя и очень важным.
Во-вторых, не существует идеального, пригодного для всех насосных и воздуходувных установок, единственного вида РЭП. Выбор привода для конкретных установок осуществляется на основании расчётов по сопоставимым техническим и экономическим показателям.
В-третьих, для создания надлежащего технологического режима работы насосной установки система управления должна обладать способностью осуществлять специальные функции, обеспечивающие работу установки в наиболее экономичном режиме, исключающем преждевременный износ и повреждения насосного агрегата.
В-четвертых, разработке САУ, оснащаемой РЭП, должно предшествовать изучение технологического режима работы объекта. На этой основе принимаются основные технические решения, которым даётся технико-экономическое обоснование, подтверждающее техническую возможность и экономическую целесообразность применения РЭП в САУ насосной или воздуходувной установки.
В-пятых, при разработке САУ необходимо соблюдать системный подход к её созданию. Такой подход характеризуется согласованным, взаимно увязанным решением проблем технологического, энергетического, экономического и эксплуатационного характера, а также задач автоматизации.
В-шестых, реализация технических решений осуществляется комплексно, затрагивая все составные части насосной установки: технологическую схему и схему энергоснабжения, состав насосного, гидромеханического и электроэнергетического оборудования. При необходимости вносятся изменения в компоновочные решения, поскольку применение регулируемого привода позволяет укрупнить единичную мощность насосных и воздуходувных агрегатов и уменьшить их количество. Благодаря этому упрощается технологическая схема установки, сокращается количество задвижек, затворов и клапанов.
В-седьмых, при разработке и проектировании собственно САУ особое внимание должно быть уделено выбору параметров регулирования и взаимодействию регулируемых и нерегулируемых агрегатов, входящих в состав одной установки, а также взаимодействию нескольких установок, подающих воду в общую сеть.
В заключении следует отметить, что важным условием эффективного использования РЭП в САУ насосных установок является участие предприятия – разработчика во всех этапах построения САУ, начиная с ТЭО, кончая вводом системы в эксплуатацию и участием в её опытно-промышленной эксплуатации. Реализация изложенных принципов экономичного управления режимами работы насосных установок эффективно решается с использованием современных частотно-регулируемых приводов, обладающих специальными функциями, повышающими надёжность и экономичность работы насосных установок.
Список литературы:
- Сиволов Г.Е., Кармалов А.И., Ивансон П.Б., Исхаков Ю.Б. Многоуровневая автоматизированная система управления технологическими процессами водоснабжения и водоотведения // Водоснабжение и санитарная техника. 2011. № 9-1.
- Лезнов Б. С.Л Частотно-регулируемый электропривод насосных установок. – М.: Машиностроение, 2013. – 176 с.
дипломов
Оставить комментарий