- •Тема 2.
- •2.Энергосбережение и технологии Smart grid. Smart grid: электросети нового поколения
- •В российскую энергетику внедряют интеллектуальные технологии
- •Все слышали, но мало кто понимает
- •«Умные сети» - перспектива российской энергетики
- •3.Регулируемый технологический электропривод нхп, - основное напрявление энергосбережения.
- •1.Основные технологические энергосберегающие мероприятия во внутризаводских сетях нхп, - беззатратные, малозатратные, инвестиционные. Энергосберегающие решения по группам
- •Организационные и малозатратные энергосберегающие мероприятия.
- •Среднезатратные и высокозатратные энергосберегающие мероприятия.
- •2.Обучение электрического персонала и энергосбережение в электроустановках.
- •Гарант:
- •Энергосбережение при эксплуатации электродвигателей
- •3.Особенности реализации технических и технологических мероприятий в электроустановках нхп с высоковольтными синхронными электроприводами.
- •1.Повышение энергоэффективности путем внедрения инновационного энергосберегающего оборудования.
- •Экономика энергосбережения.
- •Пути повышения эффективности использования энергии. В промышленности.
- •2.Методика энергосбережения в нерегулируемых электроприводах нхп. Энергосбережение в нерегулируемом электроприводе
- •3.Изменение частоты вращения рабочего колеса, - энергоэффективный метод гармонизации насосного технологического комплекса.
2.Методика энергосбережения в нерегулируемых электроприводах нхп. Энергосбережение в нерегулируемом электроприводе
Огромная доля электроэнергии, перерабатываемой асинхронным электроприводом, ужесточает требования к эффективности работы самого асинхронного двигателя.
Благодаря применениию современных магнито- и электропроводящих материалов и исходя из опыта проектирования асинхронных двигателей, производится и поставляются электродвигатели с повышенным коэффициентом полезного действия, соответствующих классу EFF1 соглашения СЕМЕР, мощностью до 90 кВт включительно.
В наиболее широко применяемых двигателях малой мощности увеличение к.п.д. составляет 7-10% по сравнению с стандартными. Поскольку в реальных условиях длительная нагрузка двигателей редко составляет 100% номинальной, и чаще двигатели длительно эксплуатируются при меньших, до 75% от номинальной, нагрузках, двигатели класса EFF1 спроектированы таким образом, что в пределах от 75 до 100% номинальной мощности величина к.п.д. практически одинаковая.
Экономия электроэнергии, которая достигается применением данных электродвигателей, оценивается до 40% за срок службы двигателя. Максимальный срок окупаемости дополнительной стоимости – 1-3 года.
Высокий к.п.д. достигается снижением потерь, что означает меньший нагрев двигателя. Это в свою очередь приводит как к улучшению условий работы изоляции и подшипниковых узлов, снижая общие эксплуатационные расходы, так и к понижению уровня шума, благодаря применению менее мощных, следовательно, менее шумных вентиляторов.
3.Изменение частоты вращения рабочего колеса, - энергоэффективный метод гармонизации насосного технологического комплекса.
Изменение частоты вращения рабочего колеса
Изменение частоты вращения рабочего колеса. Этот способ регулирования в экономическом отношении значительно эффективнее остальных.
При изменении частоты вращения рабочего колеса насоса с n1 до n2 его характеристики Q-H, Q-N, и Q-η изменяются по закону подобия:
QA/QB=n1/n2, HA/HB = (n1/n2)2, NA/NB = (n1/n2)3,
где QA, НA, NA – подача, напор и мощность насоса, соответствующие частоте вращения рабочего колеса n1; QB, НB, NB – подача, напор и мощность насоса, соответствующие частоте вращения рабочего колеса n2.
При неизменной характеристике сети 4 (рис. 25) подача насоса уменьшится с QA до QB.
Рис. 25. Характеристики насоса и сети при регулировании изменением частоты вращения рабочего колеса
Так как во всех режимах работы напор насоса равен сопротивлению сети, сокращаются непроизводительные потери в системе «насос-сеть». Экономичность при регулировании насосов изменением частоты вращения n снижается только от того, что рабочая точка системы при изменении n отклоняется от режима максимального КПД. Это отклонение тем больше, чем больше статическая составляющая сопротивления сети.
Данный способ достаточно просто может быть реализован, если насосы имеют привод от двигателей с переменной частотой вращения: турбин, гидродвигателей и др.
В большинстве случаев насосы имеют привод от асинхронных короткозамкнутых электродвигателей, частота вращения которых не регулируется. Для регулирования частоты вращения насосов с приводом от асинхронного короткозамкнутого электродвигателя рекомендуются следующие системы:
с механическим редуктором (с регулируемым числом передачи);
с электромагнитной муфтой скольжения;
с электромагнитной муфтой с явно выраженными полюсами;
с индукторными муфтами;
с гидромуфтами (гидротрансформаторами).
Во всех этих случаях асинхронный двигатель работает в номинальном режиме, однако более чем в два раза увеличиваются габаритные размеры агрегата. Для электромагнитных муфт необходим источник постоянного тока. КПД систем не превышает 0,6.
Регулировать асинхронные короткозамкнутые двигатели можно за счет изменения частоты в сети, числа пар полюсов двигателя или скольжения.
КПД электродвигателя зависит от его нагрузки, т.е. отношения рабочей мощности насоса к номинальной мощности двигателя. При регулировании подачи насоса частотой вращения с помощью асинхронного двигателя с фазным ротором необходимо учитывать также потери в регулирующем реостате, определяемые из выражения:
ηдв = ηас.дв·n/nн,
где ηдв – полный КПД двигателя с реостатом; ηас.дв – КПД асинхронного двигателя, зависящий от нагрузки; n – рабочая частота вращения вала двигателя; nн – номинальная частота вращения вала двигателя.
При регулировании частоты вращения с помощью тиристорного преобразователя частоты его КПД определяют в зависимости от отношения выходного рабочего напряжения к номинальному:
u/uн = [(M·n)/(Mн·nн)]½,
где u, М, n – рабочие значения напряжения, момента и частоты вращения вала насоса; uн, Mн, nн – номинальные значения тех же величин.
Для регулирования подачи насоса предложен комбинированный способ, сочетающий изменение частоты вращения рабочего колеса насоса с дросселированием. На рис. 26 изображены характеристики насоса 1 и сети 3.
Рис. 26. Характеристики насоса и сети при регулировании изменением частоты вращения рабочего колеса и дросселированием
Подача насоса, определяемая их пересечением, равна Qa. Пусть требуется изменить подачу насоса до величины Qc и при этом напор должен быть минимально допустимым и в процессе регулирования не снижаться меньше Ндоп. Для этого сначала осуществляют дросселирование трубопровода до расхода, определяемого соотношением:
Q = Qc·[(H0 - Hг)/(Hдоп - Hг + k·Qс2)]½
(характеристика сети определяется кривой 4), а затем уменьшают частоту вращения рабочего колеса до значения
n = n0·[(Hдоп·k·Qс2)/H0],
где nо – исходная частота вращения насоса.
При этом рабочая точка переходит в точку С, а характеристика насоса определяется кривой 2
