Меню

Частотно регулируемый электропривод вентиляторов



Частотный преобразователь для систем вентиляции

Вентиляция – одна из основных инженерных систем любого объекта. Функции вентиляционных систем – поддержание оптимального состава воздуха во всех помещениях объекта, удаление углекислого газа, а также вредных веществ, образующихся в процессе производства или жизнедеятельности.

Регулирование подачи воздуха в таких системах осуществляется шиберными заслонками или изменением угла лопастей вентиляторов. Такой способ имеет ряд недостатков, самым значительным из которых является высокое потребление электроэнергии. При изменении подачи воздуха, потребляемая системой электрическая мощность практически не меняется. Корме того, при проектировании мощность электродвигателей выбирают с большим запасом с учетом возрастающего пневмосопротивления при засоре воздушных фильтров. В результате система работает в режиме недозагрузки, при неизменном потреблении электричества.

Задачи, решаемые установкой частотных преобразователей.

Главные задачи при проектировании этих систем – обеспечение эффективного воздухообмена при наименьших затратах, согласование работы с режимами эксплуатации других инженерных систем здания. Использование частотно-регулируемого привода позволяет:

  • Обеспечить защиту электродвигателей вентиляторов от перегрузок, несимметричной нагрузки, повышения или понижения напряжения питания, других ненормальных и аварийных режимов работы без использования дополнительных схем защиты.
  • Контролировать характеристики системы с удаленного пункта, согласовывать работу с противодымными противопожарными системами. Специализированные частотные преобразователи Danfoss VLT поддерживают распространенные протоколы связи, а также совместимы с веб-сервисом Cloud-Control.
  • Регулировать производительность системы в соответствии с нагрузкой. Преобразователи частоты позволяют регулировать подачу воздуха без использования заслонок и дорогих вентиляторов с переменным углом наклона лопастей. Потребление электроэнергии при этом пропорционально фактической нагрузке.
  • Оперативно реагировать на аварии и устранять неполадки в работе. ПЧ Danfoss для систем вентиляции имеют функции контроля обрыва приводного ремня, наличия воздушного потока, температуры, влажности и других параметров воздуха. Эти устройства также вносят запись об аварии во встроенную память.
  • Увеличивать межремонтный период вентиляционного оборудования. Плавный запуск, ограничение пусковых токов, регулирование частоты вращения приводного двигателя снижают нагрузку на электросеть, кинематическую схему.

Примеры применения ПЧ в вентиляции различных типов

Преобразователи частоты можно использовать во всех типах вентиляционных систем

  • Общеобменные вытяжные системы. Такая вентиляция обеспечивает воздухообмен во всех помещениях объекта. Частотные преобразователи обеспечивают согласование работы вытяжки и приточки. Для этого применяется схема на базе 2-х частотных преобразователей (“ведущий-ведомый” со связью по аналоговым входам) или один многофункциональный ПЧ.
  • Система дымоудаления. Противодымная вентиляция служит для удаления ядовитых продуктов горения и нагнетания чистого воздуха в места скопления людей. Частотные преобразователи осуществляют регулировку разряжения и избыточного давления в контрольных зонах при пожаре. Для таких ПЧ обязательна функция пожарной блокировки, устройство должно функционировать до полного разрушения.
  • Приточные системы с постоянным расходом воздуха. Вентиляторы в таких установках работают с постоянной скоростью. Частотный преобразователь выполняет при этом функции защиты электродвигателя и связи с системой автоматизации и диспетчеризации сооружения.
  • Приточная вентиляция с переменным расходом воздуха. Установка частотных преобразователей позволяет отказаться от регулировки потока заслонками. ПЧ в многозональных системах задает индивидуальные алгоритмы работы вентиляторов во всех помещениях.
  • Местная вытяжка. Частотный регулятор в таких системах служит для изменения производительности оборудования.
  • Системы с рециркуляцией воздуха. В таких воздухообменных установках удаляемый воздух смешивается с приточным и при необходимости подогревается. ПЧ используется для изменения отношения объема поступающего и удаляемого воздуха путем изменения частоты вращения соответствующих вентиляторов.
  • Системы с рекуперацией. В этих установках тепло удаляемого воздуха используется для нагрева воздуха в помещении. В системах с роторным рекуператором частотный преобразователь автоматически увеличивает скорость его вращения при снижении температуры воздуха и наоборот.

    Особенности выбора частотных преобразователей для вентиляции

    Кроме общих критериев выбора частотных преобразователей для вентиляционных систем (электрические характеристики, степень защиты и других), требуется учесть наличие:

    • Функции поддержки протоколов обмена данными с диспетчерским пунктом и другими инженерными системами объекта. Для корректной работы всех систем здания протоколы связи ПЧ должны быть совместимы с другим оборудованием удаленного контроля и других систем сооружения.
    • Функции автоматической адаптации электродвигателя. При модернизации существующей вентиляции, фактические характеристики двигателя могут существенно отличаться от паспортных. В этих случаях необходим ПЧ с функциями автоматической адаптации.
    • Функции пропуска резонансных частот. При определенной скорости вращения ротора, вибрации вентилятора часто резонируют с собственной частотой колебаний вала. Это вызывает повышенный уровень шума и сильно увеличивает износ. Для вентиляционных систем необходим ПЧ с пропуском таких скоростей.
    • Функции пожарной блокировки и нагнетания воздуха в шахты лифта. Согласно правилам пожарной безопасности, все элементы системы дымоудаления должны работать до полного разрушения. Для систем противодымной вентиляции необходим ПЧ, не отключающий вентиляторы при перегрузке. Специализированные ПЧ и контроллеры также должны автоматически блокировать общедомовую вентиляцию при пожаре и обеспечить работу приточных систем на путях эвакуации, в шахтах лифтов, холлах.

    При помощи частотных преобразователей можно автоматизировать вентиляционные системы по разности давления, температуре, влажности, расходу воздуха. Для промышленной вентиляции предусмотрены также алгоритмы автоматического управления по содержанию СО2, других газов и составу воздуха.

    Основное преимущество ПЧ – снижение расходов на проектирование, монтаж, эксплуатацию вентиляции. Это достигается упрощением схемы управления, снижением энергопотребления, принципиальным изменением системы (отказом от элементов механического регулирования производительности). Кроме того, использование преобразователей частоты уменьшает износ оборудования и удлиняет промежутки между профилактическими и капитальными ремонтами.

    Источник

    Как частотные преобразователи улучшают работу вентиляции

    Заметно улучшить работу вентиляторов различного назначения, повысить их производительность и снизить издержки помогает автоматизация с помощью преобразователей частоты.

    Принцип работы

    Управление воздушным потоком без ПЧ в контуре осуществляется с помощью заслонок воздуховодов. Электровентиляторы работают с максимальной производительностью и постоянной скоростью, вне зависимости от того, какой объем воздуха требуется прокачать. Энергопотребление в такой системе будет одинаково высоким, а износ механизмов ускоренным.

    Частотники позволяют наладить воздухообмен с наименьшими затратами, уменьшают износ оборудования и удлиняют сервисные интервалы. Они меняют характеристики частоты и/или напряжения питающего тока и мягко регулируют производительность электровентиляторов.

    В схеме управления с ПЧ электродвигатель вентилятора нужно подключать через преобразователь. По сигналу датчиков давления и температуры прибор может изменять скорость вращения лопастей, плавно разгонять или останавливать вентилятор.

    Таким образом, электродвигатель функционирует в щадящем режиме, а это существенно увеличивает его ресурс и исключает ударные нагрузки на электросеть. Оборудованию реже нужен ремонт, время простоя сокращается. Экономия электроэнергии составляет 20–40%, в зависимости от режима и условий работы.

    Области применения

    Современные частотники — это высокотехнологичные интеллектуальные приборы с микропроцессорным управлением. Благодаря многофункциональности их можно использовать во всех типах вентиляционных систем:

    • Общеобменная вентиляция для всех помещений объекта. Один ПЧ может управлять согласованной работой двух контуров — вытяжки и приточки.
    • Система дымоудаления с нагнетанием чистого воздуха в контрольные зоны (в местах скопления людей). При пожаре ПЧ синхронно регулирует разряженное и избыточное давление.
    • Приточная вентиляция со стабильной производительностью. ПЧ контролирует заданные параметры, защищает электродвигатель и связывает оконечное оборудование с централизованным автоматическим контуром управления.
    • Приточная многозональная вентиляция с переменной производительностью. С ПЧ отпадает необходимость регулировать поток заслонками. Это упрощает и удешевляет систему. При этом прибор может задавать индивидуальные режимы работы вентиляторов в каждом помещении.
    • Местная вытяжка. ПЧ регулирует производительность оборудования в соответствии с настройками или по сигналам с датчиков.
    • Рециркуляционная вентиляция. ПЧ отвечает за соотношение поступающего и удаляемого воздуха, по мере необходимости изменяя скорость вращения соответствующих электровентиляторов.
    • Рекуперационная система. ПЧ управляет роторным рекуператором, автоматически регулирует его производительность при изменении температуры воздуха.
    Читайте также:  Как убавить скорость вращения вентилятора

    Общепромышленные частотные преобразователи «Веспер EI-7011» отлично подходят для любых вентиляторов 220, 380 В и различных типов вентиляций. Благодаря широкому диапазону мощностей и гибким настройкам, они могут управлять одновременно несколькими устройствами.

    Преимущества и недостатки использования

    Применение частотников для управления работой вентиляторов имеет много плюсов. Некоторые из них:

    • Снижается потребление электричества.
    • Плавный пуск, благодаря которому нет динамического удара.
    • Нет перегрузок при включении обратного хода.
    • Автоматизируются и упрощаются процессы управления.

    Из минусов — относительно высокая стоимость приобретения. Однако она быстро окупается за счет экономии электричества и снижения эксплуатационных расходов.

    Также прибор необходимо предварительно настроить. Базовая настройка частотного преобразователя уже выполнена на заводе, а для монтажа и программирования режимов работы есть подробная инструкция. Если нет желания во всем разбираться, то подключение частотного преобразователя могут сделать специалисты «Веспер». Они обладают большим практическим опытом и проведут пусконаладочные работы профессионально и быстро.

    Видео

    В этом видеоролике вы увидите, какие преимущества дают ПЧ при интеграции их в систему воздушного охлаждения жидких и газообразных продуктов на объектах нефтегазового комплекса.

    Источник

    Частотно-регулируемый электропривод

    Частотно-регулируемый, или частотно-управляемый привод (ЧРП, ЧУП) — система управления частотой вращения ротора асинхронного двигателя, которая включает в себя электродвигатель и преобразователь частоты.

    Так как асинхронные двигатели могут вращаться на одной частоте, задаваемой им питающей сетью переменного тока, для управления ими используют преобразователи частоты.

    Схема 1. Частотно-регулируемый привод.

    Частотный преобразователь (ЧП) — это устройство, объединяющее в себе выпрямитель и инвертор. Выпрямитель преобразует переменный ток промышленной частоты в постоянный, а инвертор наоборот. Выходные тиристоры (GTO) или транзисторы (IGBT), открываясь и закрываясь при помощи электронного управления, формируют необходимое напряжение, аналогичное трехфазному. Возможность менять частоту напряжения позволяет изменять отдаваемую в нагрузку мощность не дискретно (как при механической регулировке), а непрерывно. За счет такого принципа действия частотно регулируемый привод может плавно регулировать параметры вращения двигателя.

    Преимущества применения частотно регулируемых приводов для управления АД

    1. Облегчает пусковой режим привода.
    2. Позволяет двигателю долго работать, независимо от степени загрузки.
    3. Обеспечивает большую точность регулировочных операций.
    4. Позволяет контролировать состояние отдельных узлов в цепях промышленной электрической сети. За счет этого возможно вести постоянный учет количества времени, наработанного двигателями, чтобы потом оценивать их результативность.
    5. Наличие электронных узлов дает возможность диагностировать неисправности в работе двигателя дистанционно.
    6. К устройству можно подключать различные датчики обратной связи (давления, температуры). В результате скорость вращения будет стабильна при постоянно меняющихся нагрузках.
    7. При пропадании сетевого напряжения включается управляемое торможение и перезапуск.
      В результате:
    • повышается уровень КПД за счет чего можно сэкономить порядка 30-35 % электроэнергии;
    • количество и качество конечного продукта возрастает;
    • снижается износ комплектующих механизмов;
    • возрастает срок службы оборудования.

    Недостатки систем частотного регулируемого привода

    • Создают сильные помехи, которые мешают другой электронике функционировать. Справиться с этой проблемой поможет установка в цепи управления фильтров высокочастотных помех, которые будут снижать степень такого влияния.
    • Высокая стоимость ЧРП. Однако она окупится через 2-3 года.

    Отрасли применения ЧРП

    Список отраслей получается обширным, сложнее найти отрасль, где бы не применялись ЧП:

    Нефтедобыча и переработка: насосное оборудование, привод аппаратов воздушного охлаждения (АВО) и градирен, комплексная автоматизация различных технологических линий.

    Металлургия: приводы рольгангов, конвейеров, прокатных станов, наматывающих устройств волочильных станов, насосов, вентиляторов.

    Машиностроение: привод обрабатывающих станков, насосы, конвейерные линии, полиграфические машины.

    Горнодобывающее и обогатительное производство: дробилки, мешалки, конвейеры, песковые и пульповые насосы.

    Химическая промышленность: насосы, мешалки, грануляторы, экструдеры, центрифуги, приводы дымососов и вентиляторов, АСУ.

    Пищевая промышленность: грануляторы, экструдеры, мельницы, дробилки, куттеры, жом-прессы, этикетировочные аппараты, конвейеры, технологические линии, насосы, вентиляторы.

    ЖКХ: различное насосное оборудование, АСУ.

    Стройкомплекс: краны, подъемные механизмы.

    Транспорт: судовой привод, электротранспорт.

    Как выбрать частотный преобразователь

    СОВЕТ: если какой-то из параметров должен отвечать особым требованиям, то лучше предпочесть не потенциально подходящий частотно регулируемый электропривод, а тот, который будет классом выше.

    Выполненные проекты

    НПО «Винт», г. Москва. Подруливающие устройства для судового привода. Суда, оборудованные ими, получают большую маневренность при швартовке, проходе узкостей, тралении. Значительно снижается риск столкновения судов. Сокращается время разгрузки и погрузки, что дает экономию времени и денег.

    ООО «Стройбезопасность», г. Тихорецк. Оснащение приводов башенных кранов. Это решение упрощает управление, дает возможность тонко регулировать скорость в большом диапазоне, приводит к отсутствию пусковых бросков тока.

    ОАО «Тагмет», г. Таганрог. Рольганги щелевой закалочной печи. Обеспечивают точный догон трубы в зоне загрузки и отрыв на выходе и безаварийную работу оборудования. Главный экономический эффект применения частотных преобразователей — это повышение качества продукции.

    ОАО «Ульяновский сахарный завод», р.п. Цильна, Ульяновская обл. Привод жом-пресса 500 кВт. Регулирует обороты по нагрузке: в результате стружка подается неравномерно и не происходит перебросов при этом поддерживается нужный уровень давления в шахте. Увеличивается срок службы оборудования, снижается количество аварийных остановок, упрощается обслуживание процесса.

    МУП «Водоканал», г. Новочебоксарск. Автоматизированная система оперативного диспетчерского управления (АСОДУ) водоснабжением г. Новочебоксарска. Кроме снижения прямых затрат на энергоресурсы, снизилась аварийность и улучшилось качество обслуживания.

    Источник

    Частотно-регулируемый привод экономит и повышает надежность производства энергии

    Отметим, что на сегодняшний момент основные усилия по экономии электроэнергии сосредоточены в области потребления энергии — на промышленных объектах и объектах инфраструктуры. Но стоит обратить внимание и на этап производства электроэнергии, а именно на объекты собственных нужд электростанций. На самом деле, в их работе кроется большой потенциал энергосбережения.

    Экономить можно и при производстве энергии!

    Сегодня проблеме энергосбережения по всему миру и в том числе в России уделяется много внимания. Отметим, что на сегодняшний момент основные усилия по экономии электроэнергии сосредоточены в области потребления энергии — на промышленных объектах и объектах инфраструктуры. Но стоит обратить внимание и на этап производства электроэнергии, а именно на объекты собственных нужд электростанций. На самом деле, в их работе кроется большой потенциал энергосбережения.

    Отметим, что объекты собственных нужд электростанций, такие как различные насосы и вентиляторы и другие, потребляют ощутимую часть общей вырабатываемой станцией электроэнергии – в определенных случаях до 7% от всей производимой энергии. Получается, что сама энергетика также является одним из крупнейших потребителей электроэнергии. Заметим, что большая часть данных механизмов управляется неэффективно и имеют обычно избыточное энергопотребление.

    В данной статье мы рассмотрим современные варианты управления электродвигателями механизмов собственных нужд электростанции и акцентируем внимание читателя на преимуществах применения частотно-регулируемого привода. Применение новых видов управления позволяет добиться экономии энергии и увеличения автоматизации и надежности работы оборудования.

    Когда идет речь об энергосбережении на электростанции, тогда в первую очередь обращают внимание на крупных потребителей энергии, имеющих мощность более 1 МВт – питательные насосы, тягодутьевые механизмы. Действительно эти объекты имеют большой потенциал энергосбережения, но они не являются темой данной статьи. Хочется обратить внимание читателей на огромное количество потребителей собственных нужд электростанции мощностью менее 300 кВт, имеющих не менее значительный потенциал экономии.

    Читайте также:  Покрасочная камера схема вытяжки

    Наиболее типовыми такими объектами являются: дымососы, дутьевые вентиляторы, конденсатные насосы, насосы химического цеха, пылепитатели котлов, питатели сырого угля и др.

    Если оснастить двигатели насосов и вентиляторов, например, преобразователями частоты , тогда можно в среднем добиться экономии электроэнергии более чем в 30%. К примеру, на одной крупной электростанции, например ГРЭС, может быть таких объектов более тысячи, что выливается в огромный потенциал энергосбережения!

    Рассмотрим каким способом чаще всего сегодня управляются эти механизмы и как можно оптимизировать их работу при помощи современных способов регулирования.

    Основные способы управления электродвигателями

    Обычно вентиляторы и насосы, используемые в системе собственных нужд электростанции, подключаются напрямую к сети. В случае с насосами для регулирования их производительности используется гидравлическое дросселирование. Для вентиляторов применяют специальные шиберы, направляющие осевые аппараты, двухскоростные двигатели. В обоих случаях регулируется поток жидкости или воздуха за счет его ограничения, сами двигатели работают практически на номинальном режиме.

    Для питателей и других механизмов где требуется плавное регулирование скорости зачастую используются двигатели постоянного тока с тиристорным управлением. Недостатком этим механизмов является необходимость их постоянного обслуживания, а именно замена щеток двигателя.

    Наиболее распространенными на сегодня современными способами регулирования вращающихся механизмов в энергетике являются преобразователи частоты и гидромуфты. Рассмотрим более подробно каждый из способов регулирования.

    Преобразователи частоты

    Преобразователи частоты позволяют регулировать скорость вращения электродвигателя за счет изменения входной частоты. Рабочие механизмы не так часто работают при полной нагрузке двигателя, зачастую на выходе насоса или вентилятора устанавливаются заслонки или шиберы для уменьшения расхода воды или воздуха.

    Рис.1 Экономия с преобразователями частоты

    В случае с центробежными насосами и вентиляторами снижение рабочей скорости ведет к кубическому снижению электропотребления, что существенно больше по сравнению с классическими методами регулирования. За счет значительной экономии электроэнергии инвестиции в преобразователи частоты окупаются за разумный период.

    В общем случае применение преобразователей частоты для управления электродвигателями позволяет сэкономить как минимум 30% электроэнергии по сравнению с традиционными способами управления двигателями. Например, если снизить рабочую частоту всего лишь на 20% (с 50 до 40 Гц), тогда, как это видно на рис.1 , потребление электроэнергии уменьшится вдвое!

    Помимо энергосбережения преобразователи частоты увеличивают срок службы электродвигателя и трубопроводной арматуры, повышают надежность всей системы, не требуют технического обслуживания.

    Также преобразователи частоты позволяют осуществлять основные технологические задачи: регулирование давления, расхода, температуры, скорости, управление вентиляторами, насосами, компрессорами, конвейерами.

    Чаще всего двигатели, используемые на электростанциях, достаточно старые и эксплуатируются уже более 30 лет. Для их работы с преобразователями частоты необходимо устанавливать специальные фильтры на выходе частотного преобразователя. Это могут быть ферритовые кольца, фильтры du/dt или синусоидальные фильтры. Выбор фильтра зависит от длины кабеля от двигателя до преобразователя частоты. Данные фильтры позволяют избежать повреждения двигателей и увеличить их срок службы при работе с преобразователями частоты.

    Следует иметь в виду, что установка преобразователей частоты имеет и отрицательные последствия – передача гармонических искажений в сеть. Будучи экспертом в области преобразователей частоты, компания «Данфосс» предлагает эффективные решения для устранения гармонических искажений – пассивные и активные фильтры, 12-пульсные приводы и т.д. Данные решения позволяют улучшать важные параметры питающей сети и уменьшить негативное воздействие на другое оборудование, подключенное к общей сети.

    Гидромуфты

    Регулирование частоты вращения рабочего колеса насоса при постоянной частоте вращения ротора электродвигателя можно осуществить с помощью гидродинамической передачи (регулируемой гидромуфты).

    Рабочими элементами гидромуфты являются колесо центробежного насоса и колесо турбины, размещенные в общем корпусе и предельно сближенные. Рабочее колесо центробежного насоса насажено на ведущий вал (электродвигателя). Колесо турбины закреплено на ведомом валу (валу насоса), соосном с ведущим валом. При вращении ведущего вала рабочая жидкость, находящаяся в каналах колеса насоса, получает приращение механической энергии и передает ее лопаткам колеса турбины. При выходе из колеса турбины рабочая жидкость вновь попадает во всасывающие отверстия колеса насоса, и цикл повторяется. Основным способом регулирования частоты вращения ведомого вала является изменение наполнения рабочего пространства колес гидромуфты жидкостью.

    Потери энергии в гидромуфте увеличиваются с уменьшением передаточного числа, т. е. они увеличиваются при возрастании глубины регулирования. Это обстоятельство является недостатком гидравлических муфт. Кроме того, гидравлические муфты конструктивно более сложны, чем насосы, и имеют слишком большие размеры, почти одинаковые с размерами насосов.

    Однако, гидромуфты по сравнению с использованием дросселирования позволяют добиваться экономии электроэнергии (10-15% в среднем).

    Тягодутьевые механизмы – способы оптимизации работы

    Внедрение преобразователей частоты для тягодутьевых механизмов (дымососы, воздуходувки, дутьевые вентиляторы и др.) помимо экономии электроэнергии дает ряд существенных преимуществ по сравнению с управлением при помощи шибера.

    За счет применения частотно-регулируемых приводов достигается повышение надежности работы котлоагрегата в целом, за счет уменьшения вероятности выхода из строя и увеличения срока службы тягодутьевых механизмов. Тягодутьевые машины являются механизмами с большим моментом инерции, поэтому при их запуске возникают значительные механические и электрические перегрузки. Все это приводит к преждевременному выходу их из строя, и как следствие, остановке котла. Применение преобразователей частоты позволяет осуществлять запуск данных механизмов практически без перегрузок, что положительно влияет на их надежность и срок службы.

    Стоит отметить, что за счет частотно-регулируемых приводов (чрп) достигается уменьшение износа электрооборудования. Пуск мощных тягодутьевых машин характеризуется значительными и довольно длительными пусковыми токами и провалами напряжения. Это приводит к негативному влиянию на электрооборудование и электроприемники котельной. Применение преобразователей частоты позволяет свести пусковые токи к минимуму и практически ликвидировать провалы напряжения.

    Применение частотно-регулируемого привода позволяет получить значительную экономию электроэнергии за счет регулирования расхода (до 60%).С помощью преобразователей частоты можно регулировать производительность данного тягодутьевого механизма путём изменения уровня частоты вращения, при этом, поддерживая заданный уровень технологического параметра.

    Применение частотно-регулируемого привода уменьшает расход топлива (от 2 до 8%) за счет работы вентиляторов в соответствии с текущей нагрузкой котла.

    Так как преобразователи частоты не требует обслуживания достигается снижение трудозатрат на техническое обслуживание оборудования и увеличение срока службы агрегатов.

    Преобразователи имеют защиту обмоток электродвигателей от увлажнения с помощью которой осуществляется предварительный нагрев двигателя. Данная особенность позволяет избежать необходимости применения дополнительного обогревательного оборудования.

    Для защиты от обледенения необходимо периодически на некоторое время менять направление вращения вентилятора. Использование преобразователей частоты позволяет осуществить это без динамических перегрузок.

    Преобразователи частоты «Данфосс» имеют функцию «Подхват вращающегося электродвигателя». Данная функция позволяет при просадке или пропаже напряжения питания быстро включить двигатель избегая дорогостоящих простоев оборудования.

    Преобразователи частоты имеют широкий набор коммуникационных возможностей (протоколы и интерфейсы) для подключения к ПЛК или системе управления станции (АСУ ТП). Таким образом, можно повысить уровень автоматизации и оперативно получать данные с оборудования

    Опыт «Дальневосточной теплогенерирующей компании»

    В 2011 году на объектах тепловых сетей и генерирующих предприятий «Дальневосточной теплогенерирующей компании» были установлены преобразователи частоты на тягодутьевые механизмы.

    «За время эксплуатации (с августа 2011г.) преобразователи частоты Danfoss показали себя как надежное оборудование, обладающее высоким КПД, соответствующее самым высоким требованиям. Внедрение преобразователей частоты позволили получить экономию энергии более 25%., снизить нагрузки на двигатели и питающие сети. Помимо этого удалось реализовать удобную систему мониторинга.», — говорит Полушко А.А., начальник ПТС, ОАО «Дальневосточная Генерирующая компания».

    Читайте также:  Максимальный воздушный поток вентилятора

    Насосы различного назначения – экономия электроэнергии и увеличение срока службы

    Чаще всего насосы на электростанциях управляются следующими способами: дроссельная заслонка, постоянный расход, циклическая система, двигатели постоянного тока, гидромуфты.

    Применение преобразователей частоты для управления электродвигателями насосов позволяет добиться экономии электроэнергии, увеличения срока службы оборудования и других положительных эффектов. Расмотрим их более подробно.

    Использование частотного привода позволяет экономить значительные объемы (более 30%) электроэнергии за счет регулирования скорости электродвигателя. Помимо экономии электроэнергии за счет снижения давления в системе уменьшаются утечки воды, а следовательно экономится перекачиваемая жидкость, до 10%.

    Преобразователи частоты позволяют избежать повреждения двигателей, так как за их счет осуществляется плавный пуск и отсутствуют прямые пуски с 6-7 кратными пусковыми токами.

    Гибкое управление за счет простоты перенастройки параметров технологического цикла (изменение скорости). Встроенные в преобразователи частоты функции позволяют реализовывать сложные задачи автоматического управления без дополнительных внешних устройств.

    Преобразователь частоты имеет ряд встроенных защитных функций для работы с насосами – обнаружение утечек, защита от сухого хода и др. Данные защитные функции увеличиват срок службы насосов и повышают надежность их работы, исключая возможные аварийные остановы.

    Частотный привод увеличивает срок службы труб и арматуры. Это достигается за счет плавного пуска и останова насосов,режима заполнения пустой трубы, эти функции позволяют избежать гидравлического удара в системе. Помимо этого, значительно увеличивается надежность работы всей системы в целом.

    Использование преобразователей частоты (ПЧ) позволяет добиться увеличения надежности работы всей системы. Снижение риска порыва трубопроводной сети достигается за счёт автоматического поддержания давления в заданных пределах.

    Преобразователи частоты не требуют технического обслуживания в отличие от механических задвижек и двигателей постоянного тока. Отсутствие износа механических часте й позволяет повысить надежность оборудования, позволяет избежать аварий и нежелательных простоев оборудования.

    Частотные преобразователи имеют широкий набор коммуникационных возможностей (протоколы и интерфейсы) для подключения к ПЛК или системе управления завода (АСУ ТП). Таким образом, можно повысить уровень автоматизации и оперативно получать данные с оборудования.

    Например, преобразователи частоты Данфосс были использованы в ТЭЦ Горнолыжного комплекса «Газпром», г. Сочи, Красная поляна. Преобразователи были использованы для управления насосами. Была произведена интеграция частотных преобразователей в САУ верхнего уровня, достигнуто значительное энергосбережение.

    Опыт ТГК-11

    В 2008 году компанией партнером компании «Данфосс» НПФ «Привод-Сервис» было проведено обследование на предмет внедрения преобразователей частоты и предоставлено заказчику ТЭО на ПНС-1 и ПНС-11 компании ТГК-11. В 2009 году объекты были оснащены частотными преобразователями.

    «Полученные результаты измерений показывают, что на ПНС-1 относительное энергосбережение составило 59,5%, на ПНС-11 – 47,2%. Эти цифры свидетельствуют о высокой эффективности выбранного решения. Помимо снижения потребления электроэнергии система регулирования привела к уменьшению избыточного напора насосов, снижению интенсивности износа уплотнений и арматуры», — говорит Гончаров С.В., заместитель директора филиала по производству – главный инженер, ТГК-11.

    Управление высоковольтными двигателями

    Стоит отдельно отметить насосы, вентиляторы и другие агрегаты оснащенные электродвигателями с напряжением 6 кВ. Использование преобразователей частоты для их управления позволит экономить электроэнергию в случае переменной нагрузки. Для их управления могут использоваться как высоковольтные преобразователи частоты так и низковольтные. Компания «Данфосс» для управления высоковольтными двигателями рекомендует использовать двухтрансформаторную схему. Данная схема предполагает применение двух трансформаторов (повышающего и понижающего), низковольтного преобразователя частоты и оддного или двух синусоидальных фильтров в зависимости от мощности преобразователя. Двухтрансформаторная схема ограничена максимальной мощностью низковольтного преобразователя частоты и экономической целесообразностью подобной схемы (до 1 МВт).

    Рис.2 Двухтрансформаторная схема

    Преимуществами данной схемы по сравнению с высоковольтными преобразователями частоты являются:

    • двухтрансформаторная схема дешевле в среднем на 30% в диапазоне до 1 МВт
    • достигается гальваническая развязка за счет применения трансформаторов
    • проще обслуживание преобразователя частоты, более простой запуск в эксплуатацию, выше надежность.

    Также в случае модернизации старых агрегатов, если это возможно, рекомендуется производить замену высоковольтного двигателя на низковольтный.

    Гидромуфта или преобразователь частоты, что выбрать?

    Попробуем разобраться в преимуществах двух наиболее современных способов управления электродвигателями – преобразователей частоты и гидромуфт.

    Для потребителей электростанции с потреблением более 1 МВт и имеющих обычно напряжение питания 6 кВ, наиболее обосновано применение гидромуфт так как по сравнению с высоковольтными преобразователями частоты они существенно дешевле и требуют меньше обслуживания.

    Но для низковольтных потребителей мощностью менее 300 кВт наблюдается обратная картина. В данном случае более предпочтительно использовать низковольтные преобразователи частоты, так как они удобнее в эксплутации, дешевле и эффективнее.

    Помимо этого есть еще ряд особенностей, связанных с применением преобразователей частоты и гидромуфт.

    Одним из преимуществ использования частотно-регулируемого привода является то, что с помощью преобразователя частоты можно управлять несколькими электродвигателями. Например, в случае с насосами за счет встроенной в преобразователи частоты серии VLT AQUA Drive FC200 функции «каскадного контроллера» можно управлять от 3 до 8 насосов одновременно при помощи одного привода. У гидромуфт такой возможности нет. В случае использования гидромуфт на каждый агрегат необходима отдельная гидромуфта, что значительно увеличивает капитальные затраты.

    В случае выхода из строя гидромуфты, двигатель останавливается. У частотных преобразователей применяется и реализуется схема с байпасированием. Т.е. при выходе из строя частотного преобразователя двигатель будет переключен на работу от сети автоматически, что значительно повышает надежность работы и не позволит выйти из строя котлу и другому оборудованию, а также позволит избежать простоев.

    В отличие от гидромуфт, где со временем происходит механический износ оборудования, в преобразователях частоты исключены поломки механического характера, а значит и выше надежность работы. Преобразователь частоты не требует никакого технического обслуживания, кроме ухода за радиатором в случае работы в загрязненной среде. Гидромуфты же предполагают ряд мероприятий по их техническому обслуживанию, плюс для их работы необходимо подключать воду для охлаждения масла.

    В случае использования преобразователя частоты значительно снижаются пусковые токи двигателя, что уменьшает нагрузку на общую сеть и позволяет более стабильно работать другому оборудованию электростанции или котельной. В случае тягодутьевых машин , мощности агрегатов могут достичь больших значений, более 600 кВт, и большие пусковые токи, возникающие при пуске от гидромуфт могут стать причиной отключения других потребителей от сети. При прямом пуске и управлению через гидромуфты пусковые токи достигают пятикратных значений от номинального тока.

    Применение частотно-регулируемого привода за счет большого диапазона регулирования (0% — более 100%) позволяет добиться большой плавности и гибкости в регулировании технологического оборудования. Гидромуфты более ограничены в регулировании и позволяют осуществлять только дискретное регулирование.

    Стоить отметить, что КПД частотно-регулируемого привода (ЧРП) выше чем у гидромуфт, особенно при низких нагрузках и работе на низких оборотах двигателя. У приводов компании «Данфосс» максимальный КПД может достигать значений до 98%.

    Отдельно отметим, что использование преобразователей частоты совместно с асинхронными двигателями переменного тока вместо пары «двигатель постоянного тока и тиристорное управление» является более выгодным так как в данном случае не требуется никакого обслуживания и можно добиться дополнительного энергосбережения.

    Таким образом, преобразователи частоты являются более подходящим решением для оптимизации работы потребителей станции, имеющих мощность менее 300 кВт – они удобнее, дешевле и эффективнее!

    Источник