Optimalizácia spotreby elektriny modernizáciou pohonov technologických zariadení enef 08 21. 23. október 2008 Kaskády B. B.
Spotreba elektrickej energie Spotreba v priemysle 11% 40% 49% Ostatné Svetlo Motory Elektromotory Významný podiel celkovej spotreby elektrickej energie
Nárast spotreby energií Zvyšovanie produkcie slovenského priemyslu Zvyšovanie výroby Výroba náročná na el. energiu Energeticky náročné aj vedľajšie činnosti v priemysle Rozvod vzduchu kompresormi Rozvod vody a tepla čerpadlami
Možná úspora energie - otáčková regulácia pohonov Najpoužívanejší elektromotor v praxi Asynchrónny motor s kotvou nakrátko Dôvody otáčkovej regulácie motora Technologické Energetické - ekonomické
Typy pohonov a poháňaných sústav Kvadratická záťaž Odstredivé čerpadlá Ventilátory Konštantná záťaž Dopravník Piestové čerpadlá Dúchadlá Záťaž s veľkým momentom zotrvačnosti Zdvih, žeriavy, výťahy Píly Mlyny, drtiče a drviče
Kvadratická záťaž Moment motora v závislosti od frekvencie pri kvadratickej záťaži Zníženie výkonu pohonu pri kvadratickej záťaži a pri znížení otáčok
Konštantná záťaž Moment motora v závislosti od frekvencie pri konštantnej záťaži Zníženie výkonu pohonu pri konštantnej záťaži a pri znížení otáčok
Konštantná záťaž -momentová charakteristika nad 50 Hz
Možnosti regulácie pohonov čerpadiel a ventilátorov Žiadaný tlak - podtlak Žiadaná tlaková diferencia Žiadaná výška hladiny Regulácia nad nominálne otáčky Plynulá regulácia bez tlakových rázov Energetická optimalizácia Kaskádne riadenie až 4 motorov
Úspory energie pri pohonoch ventilátorov Príkon motora pri rôznych spôsoboch regulácie výkonu ventilátora P (%) 100 80 Q = Q. ( n / n ) P = P. ( n / n ) 3 Škrtením Natočením lopatiek ventilátora Zmenou otáčok 60 40 20 20 40 60 80 100 Q (%)
Ventilátor pôvodný stav bez otáčkovej regulácie Žalúzie Ventilátor Technológia Teplota Škrtenie M AOUT RS AIN YΔ
Ventilátor s otáčkovou reguláciou Ventilátor Technológia Teplota M VQFREM 400 045 Otáčky AOUT RS AIN PID Teplota
Ventilátor - výpočet návratnosti investícií do otáčkovej regulácie Návrh nového riešenia Analýza požiadaviek a obmedzení regulácie Dimenzovanie pohonu Časová analýza chodu ventilátora pri použití navrhovaného riešenia Výpočet spotreby energie pri používaní nového riešenia Náklady na nové riešenie Výpočet doby návratnosti nového riešenia vzhľadom na pôvodné riešenie
Ventilátor odhadovaná spotreba Spotreba v letnej prevádzke Doba [h] Otáčky [%] Prikon [W] Práca [Wh] 18 100% 39629 713328 4 40% 2536 10145 2 15% 134 267 Denná elektrická práca Letná elektrická práca [kwh] 723740 132083 Spotreba v zimnej prevádzke Doba [h] Otáčky [%] Prikon [W] Práca [Wh] 6 100% 39629 237776 2 40% 2536 5073 16 15% 134 2140 Denná elektrická práca 244988 Zimná elektrická práca [kwh] 44710
Ventilátor návratnosť Pôvodné riešenie Zimná elektrická práca [kwh] 126288 220 246 Sk Letná elektrická práca [kwh] 162450 283 312 Sk Ročná cena energie: 503 559 Sk Navrhnuté riešenie Zimná elektrická práca [kwh] 44710 77 975 Sk Letná elektrická práca [kwh] 132083 230 352 Sk Ročná cena energie: 308 327 Sk Úspory: 195 232 Sk Doba návratnosti je menšia ako 1 rok
Úspory energie pri pohonoch čerpadiel Otáčková regulácia prietoku Prietok pri otáčkach nižších ako nominálne Energetické úspory pri otáčkach nižších ako nominálne Spodná hranica regulácie Minimálne otáčky Automatické parkovanie meniča Automatické štartovanie meniča
Úspory energie pri pohonoch čerpadiel Q = Q. ( n / n ) P = P. ( n / n ) 3
Kaskádne riadenie čerpadiel Napájacia sieť Tlakový snímač PID Vstup meniča
Regulácia AM veľkých výkonov Regulácia pomocou VN meničov frekvencie Regulácia pomocou NN meniča frekvencie atransformáciou na VN stranu Regulácia pomocou NN meničov frekvencie výhodné do výkonu 2MW
Návratnosť investícií pri optimalizácii spotreby energie modernizáciou pohonov technologických zariadení Príklady z praxe
Napájacie čerpadlo výkon motora 1100 kw Regulácia napájacieho čerpadla kotla Rozsah dodávky Projekt Znižovací transformátor s dvomi sekundárnymi vinutiami Frekvenčný menič NN Motor Riadiaci systém Rozvádzač Kabeláž Montážne práce TI SR Realizácia 2006 Objem investície 8 mil. Sk Návratnosť 2 roky
Bloková schéma
Transformátor
Celková priemerná úspora elektrickej energie za celé sledované obdobie bola približne 28%.
3 ks obehové čerpadlo výkon motora 800 kw Rozsah dodávky Projekt Riadiaci systém 3x FM 800 kw 3x Transformátor 3x NN motor 3x Čerpadlá Technológia Rozvádzače Kabeláž Montážne práce TI SR Realizácia 2003 Objem investície 35 mil. Sk Návratnosť 1,5 roka
Obehové čerpadlo výkon motora 500 kw Rozsah dodávky Projekt Znižovací transformátor NN Motor Frekvenčný menič Rozvádzač, kabeláž Montážne práce TI SR Realizácia v roku 2002 Objem investície 3,5 mil Návratnosť Jedna vykurovacia sezóna
Regulácia pohonov kotla Regulácia vzduchového 132 kw a dymového 75 kw ventilátora kotla Regulácia obehových čerpadiel 37 kw a 55 kw Rozsah dodávky Projekt NN Motor Frekvenčné meniče Trap filter Rozvádzač, kabeláž Montážne práce PID regulácia Realizácia v roku 2002-2003 Objem investície 1,9 mil. Sk Návratnosť Dve vykurovacie sezóny
Pohony plynového kotla Regulácia vzduchového ventilátora (75 kw) a napájacích čerpadiel (2x22 kw) kotla K7 Rozsah dodávky Projekt Frekvenčné meniče Riadiaci systém s vlastným SW Rozvádzač, kabeláž Montážne práce Realizácia v roku 2006 Objem investície 1 mil. Sk Návratnosť Do 1 roka!!!
Vyhrňovacie vozíky Rozsah dodávky Projekt Prevodovka s elektromotorom Výmena zhrňovačky Rozvádzač Kabeláž Frekvenčný menič Ovládacie skrinky Montážne práce Realizácia 2006 Objem investície 1 mil. Sk Návratnosť 2 roky
DEMI a DEOI voda Rozsah dodávky Projekt FM 7 ks Montážne práce Realizácia v roku 2006 Objem investície 0,5 mil. Sk Návratnosť 2 roky
Regulácia čerpadla protipožiarnej vody FM 200 kw Rozsah dodávky Projekt Frekvenčný menič Rozvádzač, kabeláž Montážne práce Realizácia v roku 2003 Objem investície 2,2 mil. Sk Návratnosť 1 rok
Regulácia drviča u výrobcu stavebnej hmoty Rozsah dodávky Projekt FM 315 kw Rozvádzač Montáž Uvedenie do prevádzky Realizácia 2007 Návratnosť Úspory cca 20 % vyplývajúce z technologického zníženia otáčok
Čerpanie povodňovej vody Menič frekvencie 2 ks 315 kw, 1 ks 250 kw Rozsah dodávky Projekt Frekvenčné meniče Rozvádzače Špeciálny softvér Realizácia v roku 2007 Návratnosť neznáma
Regulácia čerpadla Menič frekvencie 250 kw Rozsah dodávky Projekt Frekvenčný menič Motorové tlmivky Rozvádzač Realizácia v roku 2007 Návratnosť predpoklad 2 roky
Čerpadlo kalu triediacej linky Diamantová baňa Výkon motora 200 kw Rozsah dodávky Projekt Frekvenčný menič Rozvádzač Špeciálny softvér Realizácia 2004-2005 Návratnosť investícií do triediacej linky 1 deň
Program EK - Motor Challenge Motor Challenge Programme je európsky program podporovaný Európskou Komisiou, ktorého cieľom je pomôcť spoločnostiam zlepšiť energetickú účinnosť elektrických pohonov. VONSCH - Podporovateľ Motor Challenge VONSCH je prvý slovenský podnik, ktorému bol Európskou komisiou priznaný štatút Podporovateľ Motor Challenge. Pridelením tohto štatútu spoločnosti VONSCH bola Európskou Komisiou ocenená dlhoročná odborná práca a skúsenosti VONSCHu v oblasti regulácie pohonov v energetike ako aj činnosť spoločnosti ako Konzultačné stredisko Slovenskej energetickej agentúry. Úlohou podporovateľa je poskytovať podnikom, ktoré využívajú regulované pohony, kvalifikované riešenia elektrických pohonov sefektom dosiahnutia úspor.