15.5. Расчет экономической эффективности применения частотно-регулируемого электропривода

1. Регистрируем потребляемую двигателем привода мощность Р₀, кВт, при полностью закрытой задвижке на линии нагнетания, его cosφ, давление на линии нагнетания Н₀, мм. в. ст.

2. Регистрируем потребляемую двигателем привода мощность Р_м, кВт, при полностью открытой задвижке на линии нагнетания, его cos, давление на линии нагнетания Н_м, мм. в. ст., максимальную производительность насоса Q_м, м³/час, при средней величине противодавления.

3. По полученным данным строим зависимости P = P₀ + (P_м - P₀)   Q/Q_м – расход электроэнергии в зависимости от производительности в существующей системе (кривая 1 на рис. 15.10);

Рис. 15.10. Потребляемая турбомеханизмом мощность: 1 – регулирование задвижкой; 2 – регулирование скоростью

Р = Р_м × (Q / Q_м)³ – расход электроэнергии в зависимости от производительности при применении ЧРЭП (кривая 2 на рис. 15.10). Разница между кривыми 1 и 2 равна экономии мощности Р при частотном регулировании скорости.

4. Определяются суточные графики нагрузки электродвигателя рассматриваемого турбомеханизма по суткам, неделям, месяцам, периодам года.

5. В каждом рассматриваемом периоде определяется продолжительность работы с загрузкой Р_i, для которой исходя из графиков на рис. 15.6 определяется экономия мощности DР_i.

6. Определяется суммарная экономия электроэнергии за годовой цикл работы оборудования по формуле

где DР_i  – экономия мощности за i-й период, кВт; t_i – время, в течение которого привод работает с нагрузкой Р_i.

7. С учетом фактора экономии воды (воздуха) при снижении напоров магистрали (K = 1,15…1,2) стоимость сэкономленной энергии Ст_эл = (1,15…1,2)Т_эЭ, где Т_э – тариф на электроэнергию в энергосистеме, руб/кВтч.

8. Мощность ЧРЭП с учетом запаса 10 % равна Р_ЧРЭП = 1,1Р_м кВт. Удельная стоимость ЧРЭП в настоящий момент колеблется от 100 до 400 долл. США (у отечественных производителей ниже).

9. Окупаемость ЧРЭП: Т_ок = (d_у  K_d  Р_ЧРЭП) / Ст_эл, где d_у – удельная стоимость 1 кВт ЧРЭП, долл./кВт; K_d – курс доллара, руб.

Отечественные товаропроизводители выпускают ряд ЧРЭП, по своим характеристикам практически не отличающихся от зарубежных, но по стоимости более дешевых.

Компания «Триол» (Санкт-Петерберг), используя комплектующие ряда фирм, выпускает ЧРЭП серии АТ01–АТ05 от 5 до 315 кВт на 0,4 кв и от 160 до 1600 кВт на 6 (10) кв.

ОАО «Электровыпрямитель» (Саранск) на отечественных IQBT-транзисторах выпускает преобразователи частоты 16–63 А, 0,4 кВ; 400 А, 0,4 кВ.

«Allen Bradley», дочерняя компания корпорации «Rockwell Automatik», основана в 1903 году, действует в 57 странах, выпускает продукцию 350 000 наименований, в том числе:

• частотно-регулируемые ЭП на диапазон мощностей до 14 тыс. кВт и напряжение до 7200 В при наработке на отказ до 16 лет;

• программируемые контроллеры серии SLC (Small Logic Control­lers) – 24 наименования, в т.ч. модули дискретного и аналогового ввода/вывода, модули быстрого счета и позиционирования и др.;

• программируемые контроллеры серии PLC-5 (более развитая, но дороже), в которую входят только 14 моделей процессоров и огромное количество различных модулей;

• программируемые контроллеры серии CL (Control Logix), как многопроцессорная многозадачная система при SLC/PLC комплекте конструкций, позволяющая строить многоуровневые сетевые АСУ ТП с «прозрачностью» для системного и прикладного программного обеспечения. Последнее позволяет в процессе работы с управляющего компьютера не только менять уставки и параметры процессов, но и изменять алгоритмы управления практически в любом контроллере сети;

• набор датчиков: температуры, давления положения, фотоэлектрические сенсоры, устройства считывания штрихового кода, машинное зрение, датчики приближения, граничные переключатели и т.д.;

• набор панелей отображения, рабочих мест операторов.

Среди сдерживающих факторов внедрения регулируемых электроприводов:

• отсутствие экономической и моральной заинтересованности ИТР в энергоресурсосбережении;

• деление на технологов, электриков и киповцев не способствует эффективной поддержке частотно-регулируемых электроприводов (эффект на стыке этих служб);

• отсутствуют целевые программы и группы для ее реализации из представителей ряда групп.