3.3 Установка регулируемого привода на сетевой насос котельной №1

Котельная №1работает на систему отопления и ГВС жилищного фонда поселка Березки, детского сада, школы и больницы. Сетевая вода в систему отопления подается насосами, типа ЦН-400/105 с производительностью 450 м³ /ч и напором 84 м. На насосе установлен электродвигатель мощностью N =160 кВт с числом оборотов n=1470 об/мин. Установлено 4 насоса. Работает 1 насос, остальные находятся в резерве.

Время работы насосов согласно журналу работы котельной за отопительный период составляет 4656 часов.

По данным журнала работы котельной нагрузка на насос изменяется: от 120 м³/час до 420 м³/час, особенно в переходные периоды. Регулировка производительности насоса не осуществляется., что приводит к перерасходу электроэнергии. Для устранения перерасхода электроэнергии при работе насоса с низкими нагрузками предлагается установить на электродвигатель насоса преобразователь частоты MICROMASTER 430(для насосов и вентиляторов), типа 6SЕ6430-2UD41-5GA0, мощностью 160 кВт фирмы «SIMENS». Стоимость преобразователя частоты вместе со станцией управления, датчиком давления, командоконтролером составляет 113382 тыс. руб. Стоимость монтажных работ – 10 % от стоимости оборудования или 11338.2 тыс. руб. Общая стоимость установки преобразователя: С₁ – 124720,2 тыс.руб.

Для расчетов экономии электроэнергии при работе преобразователя используем известные в гидравлике соотношения:

Q/Q_ном =n/n_ном

N/N _ном = n³/n_ном

где: Q,Qном -фактическая и номинальная производительность (подача)агрегата, м³/час;

n,nном -обороты электродвигателя при снижении производительности и номинальные.

Nном, N– номинальная мощность на валу агрегата и мощность при снижении производительности, кВт.

Откуда:

n= Q/Q_ном *n_ном , об/мин

n =120/420∙* 1470 = 420 об/мин;

N =N _ном *∙n³/ n_{³ ном}, кВт.

N = 160∙* 420 ³/1470 ³ =160 * 74088000 / 3176523000 = 3,84 кВт

Мощность электродвигателя с учетом КПД насоса, КПД электродвигателя и cosφ

N_р=Nв/η ,кВт

N_р =3,84 /0,82=4,68 кВт

Годовой расход электроэнергии при работе насоса с номинальной мощностью определяем по выражению:

Wном = Nном ∙* Ku *∙T, кВт∙ч

где : Ku – коэффициент использования мощности;

T = 4656 ч - время работы насоса в год, согласно журналу работы котельной

W ном = 160∙* 0,6∙* 4656 = 446976 кВтч

Годовой расход электроэнергии при работе насосов с регулируемым электроприводом определяем по выражению:

W_рег = N_рег · К_u · Т+N_р · К_u · Т_р , кВт·ч

W_рег = 160 * 0,6 *·1397 + 4,68·*-0,7 *·3259 = 144788кВт·ч

Годовая экономия электроэнергии при работе насоса с регулируемым приводом по сравнению с обычным электроприводом:

∆W= W ном - W рег , кВтч

∆W = 446976 – 144788 = 302188 кВт∙ч или 84,6 т.у.т.

Стоимость сэкономленной электроэнергии при цене 1 кВт∙ч, равной 1364,6 руб. составит:

С₂ = 390 *∙302188 = 117853,3 тыс.руб.

Срок окупаемости установки частотного преобразователя на сетевой насос составит:

Т = С₁ / С₂ , лет

Т = 124720,2/ 117853,3= 1,1 года

Таким образом, можно сделать следующий вывод: для устранения перерасхода электроэнергии при работе насоса с низкими нагрузками экономически целесообразно установить на электродвигатель насоса преобразователь частоты MICROMASTER 430 (для насосов и вентиляторов), типа 6SЕ6430-2UD31-1CA0, мощностью 11 кВт фирмы «SIMENS».