Недопустимые потери

Двигатель как он есть

Как правило, вентиляторы и насосы, используемые в системе собственных нужд электростанции, подключаются напрямую к сети, что приводит к большому потреблению электроэнергии. Для регулирования этого процесса применяется частичное перекрывание потока вентилем на выходе насоса (гидравлическое дросселирование), а для вентиляторов – специальные шиберные задвижки. В обоих случаях сами двигатели работают практически в номинальном режиме, а регулируется только поток жидкости или воздуха. Среди современных технических средств, позволяющих регулировать вращающиеся механизмы, – преобразователи частоты и гидромуфты.

Оптимизация

Рабочие механизмы не так часто работают при полной нагрузке двигателя. Поэтому стоит изменить скорость вращения электродвигателя, установив преобразователь частоты. В свою очередь, отрегулировать частоту вращения рабочего колеса насоса можно с помощью гидродинамической передачи (регулируемой гидромуфты).

Оба устройства позволяют добиться значительной экономии электроэнергии по сравнению с традиционными способами управления электродвигателями. Так, работа гидромуфт по сравнению с вышеупомянутым дросселированием позволяет сэкономить 10–15% электроэнергии. Достаточно быстро окупаются и инвестиции в преобразователи частоты – например, при снижении рабочей частоты с 50 до 40 Гц энергопотребление уменьшается вдвое.

Личный опыт

Некоторые компании уже опробовали в деле эффект от установки преобразователей частоты. Так, в 2008 году НПФ «Привод-Сервис», компания-партнёр Danfoss, по заказу ОАО «ТГК-11» после обследования предоставила заказчику технико-экономическое обоснование на ПНС-1 и ПНС-11 компании. В 2009 году объекты были оснащены частотными преобразователями. Cергей ГОНЧАРОВ, заместитель директора филиала по производству, главный инженер ТГК-11, оценил итог работы установленного оборудования: «Результаты измерений показывают, что на ПНС-1 за девять месяцев (сезон) относительное энергосбережение составило 59,5%, на ПНС-11 – 47,2%. Помимо снижения потребления электроэнергии система регулирования помогла уменьшить избыточный напор насосов, снизить интенсивность износа уплотнений и арматуры». ОАО «Дальневосточная генерирующая компания» в 2011 году установило на объектах тепловых сетей и генерирующих предприятий преобразователи частоты (ПЧ) Danfoss на тягодутьевые механизмы. Александр ПОЛУШКО, начальник ПТС ОАО «ДГК», комментирует: «За первые четыре месяца отопительного сезона – 2011, когда началась эксплуатация ПЧ, сэкономлено более 25% энергии. Внедрение ПЧ позволило снизить нагрузку на двигатели и питающие сети».

Каждому свое

Частотно-регулируемые приводы имеют ряд преимуществ перед гидромуфтами. Во-первых, с помощью ПЧ можно управлять несколькими электродвигателями. У гидромуфт такой возможности нет, так что капитальные затраты значительно увеличиваются – на каждый агрегат необходимо отдельное устройство.

Во-вторых, у частотных преобразователей реализуется схема с байпасированием. То есть при выходе из строя ПЧ двигатель автоматически переключается на работу от сети, что повышает надёжность работы. А вот в случае выхода из строя гидромуфты двигатель останавливается.

В-третьих, в преобразователях частоты исключены поломки механического характера, они не требуют никакого технического обслуживания, кроме ухода за радиатором при работе в загрязнённой среде. Гидромуфты же более ограничены в регулировании, чем ПЧ.

Кроме того, КПД частотно-регулируемого привода выше, чем у гидромуфт, особенно при невысоких нагрузках и работе на низких оборотах двигателя.

На самом деле выбор устройства для оптимизации работы электродвигателя более всего связан с размером потребителя. Говоря об энергосбережении на электростанции, в первую очередь имеют в виду крупных потребителей энергии мощностью более 1 МВт – питательные насосы, тягодутьевые механизмы. Но объекты собственных нужд мощностью менее 300 кВт – дутьевые вентиляторы, конденсатные насосы и насосы химического цеха, пылепитатели котлов и питатели сырого угля, дымососы и другие механизмы – имеют не меньший потенциал экономии. Ведь на одной крупной электростанции (например ГРЭС) может быть более тысячи таких объектов. Оптимизация работы мелких потребителей в среднем экономит более 30% электроэнергии, растрачиваемой на объекты собственных нужд электростанции.

Для крупных потребителей (обычно имеющих напряжение питания 6 кВ) более обоснованно применение гидромуфт. Они стоят меньше высоковольтных преобразователей частоты и не требуют постоянного обслуживания. Для потребителей мощностью менее 300 кВт предпочтительнее низковольтные преобразователи частоты – они удобнее в эксплуатации, дешевле и эффективнее.