Экономия электроэнергии с помощью частотного преобразователя
Г.А. ШУВАЛОВ Менеджер отдела автоматики ГК «Элком»
Эффективность работы предприятий водоснабжения, отопления, городов и сельских районов может быть существенно повышена за счет автоматизации и внедрения частотно регулируемых электроприводов (ЧРП).
Экономия электроэнергии будет рассмотрена на примере насосного агрегата с частотныс преобразователем (ЧП). При правильном выборе насосного агрегата его расходная характеристика и мощность электродвигателя рассчитаны на обеспечение необходимого давления в системе при максимальном потреблении воды, которое, как известно, приходится на утренние и вечерние часы.
Отсюда мы имеем на оставшуюся часть времени избыточное давление в системе. Регулировать уровень расхода воды можно при полной скорости двигателя, изменяя гидравлическое сопротивление тракта с помощью клапанов или заслонок, однако, дополнительное оборудование, необходимое в этом случае, часто оказывается ненадежным, трудно регулируемым и потребляющим много энергии.
Поэтому наиболее рациональным способом регулирования подачи воды в системы водопотребления является снижение частоты вращения приводного двигателя насоса при сохранении неизменной характеристики нагрузки. Динамическое изменение оборотов двигателя становится возможным при использовании датчика давления (датчика обратной связи) и частотного преобразователя (ЧП).
На представленном ниже графике изображены кривые зависимости расхода и энергопотребления. Но для лучшей наглядности можно рассмотреть график тока электродвигателя, на котором представлены кривые тока при использовании ЧРП и при регулировании заслонками (график1).
Они соответствуют кривым расхода воды потребителями в различные периоды времени (график2).
Понимая, что в разное время суток расход воды, и как следствие – энергопотребление, различаются, мы можем рассчитать экономический эффект от применения ЧРП (см. таблицы).
Таблица 1 Расчет эффективности от внедрения системы управления насосами на насосной станции Сосновская
Наименование
Значение
Размерность
Насосный агрегат
Тип насоса
К 80–50–200
Номинальный напор
50
М
Номинальная подача
50
М3/ч
Частота вращения
2840
Об./мин.
Потребляемая мощность
15
кВт
Мощность электродвигателя
15
кВт
Ном.ток эл/дв
30
А
Оценка экономии
Стоимость 1 кВт/час
2,28
руб.
Таблица 2 Расчет окупаемости
Наименование
Кол-во
Ед. измерения
Экономия расчетная по сравнению с дросселированием
42
%
Потребление при дросселирование
360
кВт/ч
Экономия при частотном регулировании
151
кВт/ч
Срок окупаемости
0,83
лет
Стоимость шкафа управления с ЧП
120 000
руб.
Взяв данные на момент расчета стоимости электрэнергии за 1 кВт/ч = 2, 28 руб. и замерив величины энергопотребления с использованием ЧРП и при использовании дроссельной заслонки, мы получим экономию электроэнергии в 42 % при применении преобразователя по сравнению с регулированием заслонкой.
Таким образом, при стоимости ЧП а 31700 руб. он окупается менее чем за 3 месяца, а система (шкаф управления) на основе частотного преобразователя ориентировочной стоимостью в 120 000 руб. окупается менее чем за год и далее работает только на экономию энергии и, как следствие – на экономию денежных средств предприятия.
Помимо прямой экономии денежных средств мы получим:
экономию электроэнергии до 60%;
снижение расхода воды до 60% за счет стабилизации давления магистрали;
уменьшение износа и увеличение срока службы технологического оборудования, исключение гидравлических ударов;
