Отраслевая конференция 
«Теплоснабжение-2019»
РосТепло.ru - Информационная система по теплоснабжению
РосТепло.ру - всё о теплоснабжении в России

О применении частотно-регулируемых преобразователей на теплоэнергетических объектах

 

А.А. Елистратов, руководитель направления
«Обработка воды и теплоснабжение»,
ЗАО «Шнейдер Электрик», г. Москва

 

Одной из причин, приводящей к крупным авариям в системах теплоснабжения, является гидравлический удар (ГУ). Как правило, ГУ, например, в тепловых сетях, возникает в результате пуска (останова) установленных насосов при регулировании параметров системы (расхода, давления теплоносителя).

 

Из работы [1] следует, что вероятность наступления ГУ в системе теплоснабжения - 1 раз за 2 отопительных периода! Согласитесь, что такие цифры действительно поражают, мало того, что на сегодняшний день большая часть аварий в системах теплоснабжения связана с высокой степенью износа теплоэнергетического оборудования, которое требует срочной замены (в частности, тепловые сети - более 70%), так еще все усугубляется достаточно крупными авариями, вызванными возникновением ГУ в системе. Примером этому может служить недавняя авария, произошедшая в середине января 2006 г. (как раз во время достаточно продолжительных морозов - прим. авт.) в пос. Томилино Московской области. Из-за возникновения ГУ в системе теплоснабжения, в результате аварии без тепла осталось более 40 многоэтажных жилых домов и одно административное здание, на ее ликвидацию в общей сложности потребовалось порядка 5 дней, причем при запуске системы произошел новый ГУ, повлекший за собой повторный выход системы из строя. Что же делать, как избежать возникновения ГУ в системах теплоснабжения?

 

Конечно, на сегодняшний день существуют различного рода сливные клапаны, стабилизаторы давления и расхода [2, 3], а также другие устройства, предназначенные для предотвращения аварий на теплоэнергетических объектах при возникновении ГУ. Кроме этого, существуют устройства, которые предотвращают само возникновение ГУ при регулировании рабочих гидравлических характеристик системы за счет плавных режимов регулирования насосов, т.е. в этом случае мы боремся не со следствием, а с причиной. Плавный пуск (останов) насосов происходит за счет регулирования скорости вращения асинхронных электродвигателей переменного тока. Среди таких способов регулирования можно выделить следующие [4]:

1. механический вариатор;

2. гидравлическая муфта;

3. дополнительно вводимые в статор или фазный ротор сопротивления и др.;

4. частотно-регулируемый преобразователь (ЧРП).

Первые три способа имеют ряд недостатков, среди которых: сложности в применении и обслуживании, низкие качество и диапазон регулирования; неэкономичность.

 

ЧРП лишен всех этих недостатков. Регулирование скорости вращения электродвигателей с ЧРП осуществляется за счет изменения частоты и величины напряжения питания двигателя. Также необходимо особо отметить, что использование ЧРП не только увеличивает надежность работы системы, но также обеспечивает оперативное управление рабочих характеристик системы и при этом существенно экономит затраты на электроэнергию, потребляемую электродвигателями, что позволяет в достаточно короткие сроки покрыть затраты, связанные с приобретением и установкой ЧРП на электродвигатель насоса (в других случаях - вентилятора или дымососа - прим. авт.). Несмотря на перечисленные преимущества ЧРП, по статистическим данным на сегодняшний день только 5% насосов оборудованы регуляторами частоты вращения электродвигателей.

 

Приведем несколько примеров по внедрению ЧРП нашей компанией на различных предприятиях России.

Так, в г. Новокуйбышевске в 2003 г была внедрена система управления на базе преобразователей частоты для обеспечения необходимого уровня автоматизации с учетом чередования и параллельности работы четырех насосных агрегатов, максимальная производительность одного насоса - 300 м3/ч, потребляемая мощность электропривода каждого насоса - 250 кВт. ЧРП имеет возможность при помощи коммутационного оборудования подключаться к любому из четырех насосных агрегатов. Для проведения технического обслуживания ЧРП и аварийного включения дополнительного насоса, в случае чрезмерного повышения рабочего объема, была предусмотрена возможность подключения электроприводов к сети в обход ЧРП. Защита от неправильных действий дежурного персонала при переключениях обеспечивалась специальной программой одного из контроллеров. Монтаж ЧРП и замена коммутационного оборудования проводились без останова насосов. Для размещения ЧРП и дополнительного оборудования было использовано помещение площадью 3 м2.

За время эксплуатации отказов оборудования не было. Фактическая среднесуточная загрузка одного насосного агрегата составляет порядка 90 кВт (по состоянию на август 2005 г - прим. авт.), что позволяет сэкономить порядка 30% электроэнергии только на одном насосе. Средняя прямая экономия электроэнергии за год составила около 304 МВт, что в денежном выражении - более 300 тыс. руб. (на действующий тариф 2005 г - прим. авт.). За счет установки ЧРП была также исключена трудоемкая операция по регулированию производительности насосной установки крупногабаритной задвижкой, как это достаточно часто выполнялось до реконструкции. В среднем срок окупаемости ЧРП составляет около 1,5 лет.

На насосной станции № 5 «Самарских тепловых сетей» в 2003 г была модернизирована существующая система управления насосами, смонтированная в 1979 г и имеющая низкий уровень надежности и КПД. Установка оборудования вместе с его наладкой заняли порядка 4-5 мес., причем все работы производились во время отопительного сезона. Благодаря внедрению нового оборудования были значительно сокращены издержки на перекачку горячей воды, используемой в отопительной системе города.

В 2005 г. ЧРП были оборудованы два питательных насоса на котельной «МАКОТ» «Челябкоммунэнерго» (г. Челябинск). До модернизации поддержание давления осуществлялось регулировкой задвижки трубопровода обратной воды (дросселированием), т.е. энергия просто терялась. Установка ЧРП позволила устранить инерционность работы системы, что положительно сказалось при работе в аварийном режиме. Так, при возникновении относительно большой утечки воды давление в системе падало ниже 75% от номинала, и инерционная система не успевала выравнивать давление до отключения котельной из-за срабатывания защиты от потери давления. Внедрение ЧРП электропривода сократило время выравнивания давления до номинального, что полностью исключило отключение котельной при возникновении описанного выше аварийного режима.

По предварительным данным экономия электроэнергии на данном узле составит около 30%, а также увеличится срок службы электродвигателей, применяемых в данных насосах за счет плавного протекания переходных процессов, исключающих появления ГУ, о чем говорилось выше, а также за счет имеющихся в ЧРП защит от перегрузки, режима короткого замыкания, асимметричных и неполнофазных режимов работы электрических машин.

 

Литература

1. Иванов С.А. Вероятность гидравлического удара в системе теплоснабжения, причины и последствия //Новости теплоснабжения, 2005. № 2. С. 44-46.

2. Пак Р. Т. Организация защиты от гидроударов в Тепловых сетях «Томскэнерго» // Новости теплоснабжения, 2005. № 6. С. 37-38.

3. Роскин А.Б. Устройства для стабилизации колебаний давления и расхода в тепловых сетях // Новости теплоснабжения, 2004. № 2. С. 41-46 (начало), № 3. С. 36-40 (продолжение), № 4. С. 46-49 (окончание)

Елистратов А.А., О применении частотно-регулируемых преобразователей на теплоэнергетических объектах

Источник: Журнал "Новости теплоснабжения" №2, 2006 г. , www.ntsn.ru

Оставить комментарий

Тематические закладки (теги)

Тематические закладки - служат для сортировки и поиска материалов сайта по темам, которые задают пользователи сайта.

Тематические закладки пользователей:

Tеги: гидравлический удар, частотно-регулируемый привод

Похожие статьи:

Подбор теплообменника!

Теплообменник ТТАИ для ГВС, отопления, промпроизводств. Эффективней пластинчатого!

+7(495)741-20-28, info@ntsn.ru

Программы Auditor

Отраслевая конференция «Теплоснабжение-2019»

Москва, 22-24 октября 2019 г.
Примите участие!

Подробнее