Руководство по проведению энергоресурсоаудита в ЖКХ - Применение электроприводов с частотными регуляторами (ЧРП)

Применение электроприводов с частотными регуляторами (ЧРП) для оптимизации режимов эксплуатации электропотребляющего оборудования.

Частотно-регулируемый электропривод эффективен и быстро окупается в насосных системах, большую часть времени работающих при пониженных подачах 50% и ниже от номинального значения, в которых регулирование осуществлялось с помощью регулирующих клапанов.

При снижении с помощью задвижки подачи насосов ниже 40-50% от номинального значения, резко начинают возрастать удельные затраты на перекачку жидкости. При этом гидравлическая мощность насоса частично теряется на задвижке (N T Q*DH_пот), а сам насос начинает работать в зоне рабочей характеристики с низким КПД. Необходимый напор при снижении расхода можно обеспечить снижением оборотов двигателя привода насоса, используя при выборе рабочих оборотов привода теорию подобия турбомашин. Как известно рабочие характеристики насосов пересчитываются с учетом того, что напор насоса пропорционален квадрату оборотов рабочего колеса, подача - оборотам, мощность - кубу оборотов. В сходственных точках КПД насоса одинаков. При этом устраняются потери энергии в регулирующем клапане (задвижке) и насос работает в зоне с более высоким КПД.

Обороты двигателя регулируются частотой питания сети, преобразуемой со стандартной частоты 50 Гц с помощью частотного преобразователя.

Частотно регулируемый электропривод (ЧРП) - это электродвигатель (асинхронный или синхронный), оснащенный регулируемым преобразователем частоты.

По результатам внедрения ЧРП на 16 центральных тепловых пунктах (ЦТП) и одной районной тепловой станции (РТС) г. Москвы получены следующие результаты:

-нормализовано давление в системе водоснабжения, которое по результатам анализа на 15-35% превышало оптимальное, требуемое по условиям водоснабжения.

-повысилась надежность работы оборудования и сокращены затраты на ремонт и обслуживание за счет исключения динамических воздействий и гидравлических ударов.

-электропотребление насосными установками водоснабжения по всем ЦТП и РТС снизилось в среднем более чем на 45%.

-на 14% снизилось водопотребление водопользователями..

-Суммарная ежегодная экономия прямых затрат в ценах января 1998 года составила 1.3 млрд.руб. (или более 220 тыс. долларов США).

-Расчетный срок окупаемости затрат- около 8,5 месяцев.( по различным ЦТП и РТС от 3,2 до 18,6 месяцев).

При использовании ЧРП вместо дроссельного регулятора для изменения режимов работы вентиляторов (вентиляторы, дымососы), потребляемая мощность ЧРП , при подаче равной 0,5 от номинального значения , потребляемая мощность с ЧРП равна 13% номинальной мощности насоса, при дросселировании - 75%, т.е. экономия составит ~ 60% номинальной мощности.

При анализе эффективности применения частотных регуляторов электроприводов насосов используется способ регулирования турбомашин изменением скорости вращения рабочих колес. Как известно из теории подобия турбомашин, сходственные точки рабочих характеристик рабочие характеристики при изменении оборотов рабочего колеса связаны следующими соотношениями: напор пропорционален квадрату оборотов рабочего колеса, расход- пропорционален оборотам, мощность - пропорциональна кубу оборотов, кпд для сходственных точек имеют одинаковые значения. Аналогичные соотношения имеют место если менять не обороты, а наружный диаметр рабочих колес. Но такой подход можно использовать в диапазоне изменений диаметров до 10-15% от номинального значения, так как в расчетах начинает сказываться влияние величины входного диаметра рабочего колеса насоса.

Необходимо отметить, что насосы и вентиляторы являются основным электропотребляющим оборудованием объектов коммунального хозяйства. От их правильного подбора, технически грамотной эксплуатации и применения экономичных способов регулирования зависит экономичность работы всей системы. Наибольшие потери возникают при неноминальных режимах эксплуатации этого оборудования!

Частотно регулируемый электропривод быстро окупает себя, если правильно подобранные и частично загруженные на номинальную производительность насосы большую часть времени работают при пониженных подачах ( 50 и менее процентов от номинальной производительности!).