|
5.3.
ЭФФЕКТИВНОСТЬ
ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
ЧАСТОТНО-РЕГУЛИРУЕМЫХ
ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ В УСТРОЙСТВАХ НА ПРОМЫШЛЕННЫХ ОБЪЕКТАХ
5.3.1. Поршневые насосы и компрессоры
Объектом модернизации является компрессорная станция сжатого воздуха,
предназначенная для подачи сжатого очищенного воздуха давлением 7...8 атм на разные
объекты. Компрессорная станция состоит из шести компрессоров производительностью 24
м
3
/мин с двухскоростными асинхронными приводными двигателями типа А2К85/24-8,16 со
следующими
номинальными
данными:
Р
ном
= 160/75 кВт,
Одновременно
работают,
как
правило,
два
компрессора, а четыре находятся в резерве. Регулирование давления осуществляется по
показаниям манометров вручную путем изменения числа работающих компрессоров.
На компрессорной станции были выполнены замеры напряжений, токов, активной и
реактивной мощностей, коэффициента мощности одного из двигателей с использованием
анализатора электропотребления AR5. Как результат проведенных замеров на рис. 5.14
показаны характеристики изменения тока, активной и реактивной мощности и
коэффициента мощности двигателя компрессора. На диаграммах представлены процессы
пуска двигателя на основной скорости, перехода на пониженную скорость, повторного
разгона до основной скорости и останова двигателя.
Анализ диаграмм на рис. 5.14 показывает, что работа, компрессора на пониженной
скорости эффективна с точки зрения снижения потребления активной мощности, но при
этом резко возрастает потребление реактивной мощности и падает КПД двигателя,
поэтому работу на пониженной скорости следует признать нецелесообразной и исключить
ее из дальнейшего рассмотрения, отдав предпочтение частотному регулированию. При
191
износе двигателей экономически оправдана замена их на более дешевые односкоростные
асинхронные двигатели.
Существующая схема электрооборудования компрессорной станции не позволяет с
достаточной точностью поддерживать давление на необходимом уровне, применяемое
регулирование давления изменением числа работающих агрегатов относится к энер-
гетически неэффективным способам, прямой пуск двигателей компрессоров связан со
значительными пусковыми токами и усилиями в механической части, что приводит к
ускоренному износу механических узлов и их поломке.
Целью модернизации является перевод электрической части на современную
элементную базу с плавным и энергетически эффективным регулированием скорости
компрессоров, регулированием давления воздуха в необходимых пределах и с высокой
точностью, создание развитой и гибкой системы автоматизации, контроля, защиты,
сигнализации и диагностики.
Для модернизации электрооборудования компрессорной станции предлагаются
следующие основные решения:
• установка преобразователя частоты для плавного пуска и регулирования частоты
вращения двигателей компрессоров;
• установка устройства мягкого пуска для безударного запуска нерегулируемых
электроприводов компрессоров;
• установка программируемого контроллера для регулирования давления,
управления электрооборудованием компрессорной станции, автоматизации ее работы и
диагностики электрооборудования;
• замена пульта управления и сигнализации.
192
При этом сохраняется возможность работы компрессорной станции по
существующей схеме с питанием двигателей непосредственно от электрической сети.
Переход на частотное управление электроприводами компрессорной станции
обеспечивает:
• плавное бесступенчатое регулирование скорости двигателей компрессоров во всем
диапазоне, что позволяет поддерживать давление на минимально необходимом уровне;
• контролируемый плавный разгон двигателей, что существенно повышает
надежность механического и электрического оборудования, увеличивает срок его службы;
• повышение коэффициента мощности, так как преобразователь частоты
практически не потребляет реактивной энергии;
• экономию электроэнергии, связанную с переходом на энергетически эффективное
управление;
• широкие возможности программной настройки параметров электропривода,
контроля работы и диагностики неисправностей.
Установка устройства мягкого пуска обеспечивает:
• исключение ударов в механической части компрессоров и отсутствие
значительных
пусковых
токов
за
счет
плавного
контролируемого
пуска
электродвигателей, что повышает надежность механического и электрического
оборудования, увеличивает срок его службы;
• контроль и диагностику электрического режима двигателя компрессора при его
работе от устройства мягкого пуска.
Установка программируемого контроллера обеспечивает:
• возможность отказа от релейно-контакторной схемы управления и,
следовательно, повышение надежности схемы;
• расширение функций и гибкость управления, т.е. возможность программной
перенастройки алгоритма работы, осуществления сложных законов управления,
программного изменения давления в течение суток, автоматического переключение
компрессоров и т.д.;
• широкие возможности контроля и диагностики неисправностей;
• возможность управления преобразователем частоты и устройством мягкого пуска
по
последовательному
интерфейсу
и
полный
контроль
работы
силового
электрооборудования.
На рис. 5.15 приведена упрощенная однолинейная схема электрооборудования
компрессорной станции.
193
Экономический эффект от предлагаемой модернизации складывается из трех
составляющих:
• экономии электроэнергии за счет более эффективного регулирования;
• технологического эффекта от автоматизации управления компрессорной станцией
и снижения расхода воздуха;
• повышения надежности и снижения аварийности оборудования.
Количественный расчет экономического эффекта от модернизации на этапе
проектирования сложен, но отечественный и зарубежный опыт модернизации
компрессорных установок показывает, что срок окупаемости может составлять от двух до
пяти лет за счет экономии электроэнергии и снижения непроизводительного расхода
сжатого воздуха.
Do'stlaringiz bilan baham: |
