Опыт применения частотного регулирования и экономический эффект

Практический опыт. Экономический эффект от использования преобразователей частоты: пример расчета

Допустим, что имеются два агрегата (рабочий и резервный) мощностью по 10 кВт каждый. Они обеспечивают подачу воды для системы ГВС жилого дома. Насосы работают на номинальной мощности только в периоды с часа ночи до 7 утра и днем с 10 до 16 часов. В остальное время производительность оборудования составляет 50% от номинала (25 Гц).

Учитывая, что потребляемая мощность электродвигателя прямо пропорциональна кубу производительности насоса, а КПД насосной установки приблизительно равен 0,6, получим:

Потребляемая мощность = 10 кВт · (0,53)/КПД установки (0,6) = 2,1 кВт = 21% (от номинального значения).

Стоимость преобразователя частоты VLT HVAC Basic FC101 мощностью 11 кВт ≈ 43 200 руб.

Стоимость 1 кВт электроэнергии ≈ 3 руб.

Экономия за сутки = (10 кВт – 2,1 кВт) · 12 часов = 94,8 кВт.

Экономия за сутки = 3 · 94,8 = 284,4 руб.

Экономия за год = 284,4 руб. · 365 дней ≈ 103 500 руб.

Отдельно посчитаем экономию, которая достигается за счет энергосберегающих характеристик преобразователя частоты Danfoss.

Функция автоматической оптимизации энергопотребления дает 5% экономии, автоматическая адаптация двигателя добавляет 5%, а функция «Сон» дополнительно сберегает 5% энергии.

Общая дополнительная экономия составит 15%.

Экономия за сутки = 3 руб. · 0,15 · 10 кВт · 12 часов = 54 руб.

Экономия за год = 36554 = 19 710 руб.

Общая экономия электроэнергии = 103 500 + 19 710 ≈ 123 210 руб.

Экономия на дополнительном конвертере шлюзов достигает 6000 руб.

Экономия за счет встроенного дросселя на звене постоянного тока - около 6000 руб.

Экономия за счет встроенного логического контроллера — 4000 руб.

Экономия за счет бесплатного обучения в учебном центре «Данфосс» основам работы с преобразователями частоты - 24 000 руб. (стоимость обучения для двух человек).

Опыт применения

Перекачивающая насосная станция компании «Фортум»

В рамках реализации инвестиционного проекта по созданию кольцевой схемы теплоснабжения Челябинска Уральской теплосетевой компанией (УТСК)[1] была произведена реконструкция перекачивающей насосной станции №4 (ПНС №4). Данное решение было принято в связи с тем, что используемое оборудование устарело и не соответствовало современным требованиям безопасности и энергосбережения.

В результате реконструкции станция была оснащена насосами производительностью 1500 м3/ч каждый, частотными преобразователями Danfoss серии VLT Aqua Drive мощностью 355 кВт каждый, а также современными трансформаторами. Объект полностью автоматизирован и управляется с диспетчерского пункта Челябинских тепловых сетей. В итоге, по свидетельствам специалистов УТСК, электропотребление насосной станции сократилось на 30%.

Кроме того, внедрение преобразователей частоты на ПНС №4 позволило:

• Быстро реагировать на изменения давления в тепловой сети, в том числе при разрывах трубопроводов;
• Предотвратить токовые перегрузки двигателей и коммутационного электротехнического оборудования при пусках-остановах насосных агрегатов и обеспечить все виды защит электродвигателей в эксплуатационных режимах;
• Значительно снизить кавитационный износ рабочих органов насосов и предотвратить гидравлические удары в трубопроводной сети при пусках-остановах насосных агрегатов;
• Снизить уровень аварийности, сократить время простоев и затраты на ремонт гидромеханического и электротехнического оборудования;
• Значительно снизить потребление электроэнергии, воды и теплоносителя.

Насосная станция была введена в строй в работу вместе с новой теплотрассой. «С пуском этих объектов мы переходим на новый уровень качества и надежности теплоснабжения города. Завершение первого этапа кольцевой схемы – зримый результат прямых иностранных инвестиций на базе партнерства бизнеса и власти», – прокомментировал событие Александр Чуваев, генеральный директор ОАО «Фортум».

Дома Якутска

В рамках проекта реконструкции центрального теплового пункта (ЦТП) 43-го квартала Якутска был предусмотрен монтаж насосной станции, состоящей из трех агрегатов. Установку планировали оснастить частотно-регулируемым приводом с целью управления насосами в автоматическом режиме без постоянного присутствия обслуживающего персонала.

Службой эксплуатации ОАО «Нерюнгриэнрегоремонт»[2] предполагалось приобретение готовой насосной станции. Но специалисты обратили внимание, что в комплектных установках реализованы функции, которые не будут использоваться в процессе эксплуатации. Было принято решение рассмотреть вариант поставки насосной станции отечественного производства на основе импортных компонентов.

Сотрудники проектной группы ОАО «Нерюнгриэнрегоремонт» обратились с запросом к специалистам компании «ТЭТ-РС» и предложили сотрудничество по вопросу поставки насосной станции на базе преобразователей частоты.

Общими силами специалисты двух компаний разработали проект насосной станции для управления тремя насосами на базе преобразователей частоты Danfoss VLT® Micro Drive FC-51 мощностью 18,5 кВт. Стоит отметить, что данная серия преобразователей частоты имеет по умолчанию встроенные фильтры электромагнитной совместимости (ЭМС), что значительно упростило решение проблемы ЭМС-оборудования.

Как пояснили специалисты эксплуатирующей организации, помимо автоматизации работы насосной станции была достигнута значительная экономия электроэнергии, а также снижен износ двигателей и увеличен срок их службы.

Очевидно, что России необходима реформа отрасли теплоснабжения. При этом, чтобы привести отрасль в соответствие с современными стандартами энергоэффективности, необходимо пересмотреть подход к организации отпуска тепла абонентам. Осуществить это позволяет использование современного оборудования, такого, как преобразователи частоты.

[1] Является частью ОАО «Фортум» – одного из ведущих производителей и поставщиков тепловой и электрической энергии на Урале и в Западной Сибири.

[2] Образовано в ходе реализации программы реструктуризации ОАО АВ «Якутскэнерго» в рамках реформирования РАО «ЕЭС России».

ООО «Данфосс»