Jedną z inwestycji była modernizacja układu sterowania 4 pomp zasilanych z silników średniego napięcia 6kV o mocy 800kW każdy. Zadaniem pomp jest zasilanie rurociągu tłocznego wody przemysłowej do sieci.
Do tej pory zmiana wydajności pompy, w celu jej dostosowania do bieżącego zapotrzebowania systemu, odbywała się w sposób mechaniczny, tj. poprzez dławienie zaworem.
Ze względu na optymalizację kosztów energii elektrycznej oraz systemu sterowania zdecydowano się na zmianę dotychczasowej metody na nową, polegającą na płynnej regulacji obrotów silnika jednej pompy za pomocą przetwornicy częstotliwości.
W trakcie projektu modernizacji sterowania pompy zdecydowano się także na wymianę starego silnika średniego napięcia 6kV na nowy silnik niskiego napięcia 690V.
|
Przetwornica częstotliwości VLT AQUA Drive z nowym silnikiem 690V zapewnia miesięczne oszczędności energii elektrycznej na poziomie 22 tys. zł w porównaniu ze starym układem średniego napięcia. |
Jedną z zalet takiego rozwiązania jest większa sprawność nowych silników, nawet o 10% w porównaniu do starszych konstrukcji. Przy dużej mocy zmniejsza to odczuwalnie zużycie energii elektrycznej. Decyzja o obniżeniu napięcia zasilającego z średniego poziomu (6kV) na niski (690V) była spowodowana m.in. przez:
- większą dostępność i prostszą eksploatację rozwiązań napędowych niskiego napięcia (w tym 690V) w porównaniu do rozwiązań na średnie napięcie,
- względy ekonomicznie,
- znacznie mniejszy przekrój kabli w porównaniu do zasilania 400V (ok. dwukrotnie mniejsze prądy), co przy kablach silnikowych o długości rzędu 150‒200 m.b. daje znaczną redukcje kosztów instalacji.
Zdecydowano się również na obniżenie mocy silnika z 800kW do 710kW mocy znamionowej. Docelowo zastosowano przetwornicę VLT AQUA Drive FC202 o mocy 710kW zasilaną napięciem 690V. Zastosowanie przetwornicy częstotliwości w tej aplikacji zapewniło możliwość dokładnego doboru wydajności pompy do aktualnego zapotrzebowania na wodę.
Pozwoliło to znacząco obniżyć zużycie energii elektrycznej oraz zapewniło pełną kompensację mocy biernej układu. Ograniczenie zużycia energii elektrycznej w aplikacjach z pompami wirowymi wynika z tego, że moc jest zależna w trzeciej potędze od prędkości: kW2/kW1=(N2/N1)^3.
Z zależności tej wynika, że zmniejszenie wydajności pompy o 20% powoduje redukcję poboru energii elektrycznej o prawie 48%. W przedmiotowej aplikacji zastosowanie przetwornicy częstotliwości wraz z nowym silnikiem 690V spowodowało spadek zużycia energii elektrycznej układu o około 80 MWh miesięcznie.
Uwzględniając koszt energii, oznacza to oszczędności na poziomie 22 tys. zł za jeden miesiąc! To z kolei zapewnia zwrot kosztów inwestycji po około 3 latach.
|
Korzyści z zastosowania napędów dużej mocy serii VLT AQUA Drive FC202 w aplikacjach pompowych:
|
Należy pamiętać, że inwestycja składała się nie tylko z zakupu przetwornicy częstotliwości, ale też z zakupu transformatora obniżającego napięcie z poziomu 6kV do 690V, nowego silnika 690V, 150 metrów kabla silnikowego w ekranie, filtra du/dt, wyłącznika mocy, pomniejszych komponentów elektrycznych i automatyki, elementów mechanicznych związanych z dopasowaniem nowego silnika w miejsce starego oraz oczywiście kosztów wykonania i uruchomienia aplikacji. Za wykonanie oraz rozruch opisywanej aplikacji odpowiedzialny był autoryzowany partner firmy Danfoss, Zakład Energoelektroniki „Wrzosel” z Torunia.
Grzegorz Pawlik
Zespół Napędów Elektrycznych Danfoss
www.danfoss.pl
