Содержание к диссертации
Введение
I Проблемы нормирования электропотребления на АГНКС
1.1 Характеристика потребления электроэнергии на АГНКС 11
1.2 Оценка эффективности потребления электроэнергии в условиях эксплуатации
1.3 Инструментальная проверка режима электропотребления на АГНКС
1.4 Основные положения методики проведения работ по инструментальному контролю электропотребления
1.5 Итоги исследования и выводы 30
II Исследование влияния технологической загрузки станций на выбор схемы расчёта за электроэнергию
2.1 Общие принципы формирования затрат за потребление электроэнергии
2.2 Применение альтернативных тарифов при расчёте за электроэнергию
2.3 Определение экономической целесообразности применения на АГНКС дифференцированных по времени тарифов на электроэнергию
2.4 Технические предпосылки и организация перехода на альтернативные системы оплаты за электроэнергию
2.5 Итоги исследования и выводы 55
III Исследование энергетических показателей электропривода поршневых компрессоров
3.1 Технические средства и методы снижения активных потерь в электроприводе поршневых компрессоров
3.2 Определение энергетической эффективности выбора электропривода компрессоров
3.3 Определение технико-экономического эффекта при з
использовании на ЛГНКС регулируемого электропривода компрессоров
3.4 Исследование режима совместной работы электропривода поршневых компрессоров и тиристорного пускового устройства
3.5 Определение потерь активной мощности и потребления реактивной мощности электродвигателей компрессоров АГНКС при использовании тиристорных пусковых устройств
3.6 Характеристика АВО газа как объекта электропотребления 92
3.7 Определение мощности и потребляемой электроэнергии для частотно-регулируемого электропривода АВО газа
3.8 Основные положения методики технико-экономического обоснования применения частотно-регулируемого электропривода АВО газа
3.9 Итоги исследования и выводы 116
IV Исследование аварийных режимов двухскоростных электродвигателей компрессоров и методы их защиты
4.1 Общая характеристика аварийных режимов двухскоростных электродвигателей компрессоров
4.2 Экспериментальные исследования несимметричных режимов двухскоростных электродвигателей компрессоров
4.3 Результаты разработки комбинированной токовой защиты двухскоростных электродвигателей компрессоров
4.4 Определение технико-экономической эффективности применения комбинированной токовой защиты двухскоростных электродвигателей компрессоров
4.5 Итоги исследования и выводы 134
Заключение 136
Литература
- Оценка эффективности потребления электроэнергии в условиях эксплуатации
- Определение экономической целесообразности применения на АГНКС дифференцированных по времени тарифов на электроэнергию
- Определение энергетической эффективности выбора электропривода компрессоров
- Экспериментальные исследования несимметричных режимов двухскоростных электродвигателей компрессоров
Введение к работе
Актуальность темы
В последнее время в России, как и в экономически развитых странах, принципиально важным оказался факт постепенного отказа от традиционных нефтяных моторных топлив и переход на экологически чистое моторное топливо - компримированный природный газ. Производство компримированного природного газа для заправки автомобилей осуществляется на автомобильных газонаполнительных компрессорных станциях (АГНКС), где из сырьевого природного газа, поступающего по газопроводу низкого или среднего давления, производится товарная продукция — компримированный природный газ.
Интенсивное развитие сети АГНКС выявило ряд проблем, таких как необходимость совершенствования оборудования и обеспечения его надёжной эксплуатации, которые в первую очередь связаны с необходимостью эффективного использования технологических установок, сокращения потребления электроэнергии и улучшения экономических показателей станций.
В связи с этим проблема разработки методов снижения затрат электроэнергии при производстве компримированного природного газа на автомобильных газонаполнительных компрессорных станциях является актуальной.
. Целью работы является научно-методическое обоснование технических решений, обеспечивающих эффективное использование электроэнергии на АГНКС и повышение надежности работы основного электропотребляющего оборудования.
Основные задачи исследования
1. Оценка эффективности потребления электроэнергии на основании инструментально подтвержденных норм электропотребления.
-
Разработка и внедрение программы и методики инструментальной проверки режима электропотребления на АГНКС.
-
Обоснование эффективности использования различных тарифов за электроэнергию, определение условий применения тарифов и разработка технических и организационных предложений по минимизации оплаты за пользование электроэнергией.
-
Исследование резервов снижения потребления электроэнергии на компримирование газа за счет использования частотно регулируемого электропривода и тиристорных пусковых устройств для компрессорных установок.
-
Исследование и анализ энергосберегающего эффекта от применения частотно регулируемого электропривода аппаратов воздушного охлаждения (АВО).
-
Повышение надежности работы двухскоростных электродвигателей компрессоров за счет разработки и внедрения устройства защиты от несимметричных режимов.
Научная новизна
Впервые разработаны научно-обоснованные и экспериментально подтвержденные нормы, электропотребления как показателя эффективности использования электроэнергии и безаварийного функционирования технологического оборудования станций.
Разработана методика инструментальной проверки режима электропотребления, позволяющая получать экспериментально подтверждённые данные по фактическим энергетическим параметрам станций и эффективности работы технологического оборудования АГНКС.
Выполнена оценка эффективности применения частотно регулируемого электропривода компрессоров и АВО, обеспечивающая снижение потерь электроэнергии.
В зависимости от типа и технических характеристик электротехнического оборудования, установленного на АГНКС определена область эффективного использования тиристорных пусковых устройств и частотно-регулируемого электропривода компрессоров. На базе выполненных экспериментальных исследований несимметричных режимов двухскоростных электродвигателей компрессоров впервые выявлены причины их повреждаемости и разработаны мероприятия по повышению надежности работы оборудования АГНКС.
Защищаемые положения
1. Методы оценки эффективности работы АГНКС, базирующиеся на
подтвержденных нормах электропотребления, позволяющие разработать
новые технические требования на электротехническое оборудование
применяемое на АГНКС и разрабатывать комплекс технических решений
обеспечивающих снижение потребляемой электроэнергии станцией в
целом.
2. Обоснование энергосберегающих технических решений по
использованию на АГНКС частотно-регулируемых электроприводов
компрессоров и АВО и тиристорных пусковых устройств
обеспечивающих снижение потерь электроэнергии.
3. Научно-техническое обоснование способа защиты двускоростных
электродвигателей компрессоров от несимметричных режимов для
повышения их надёжной (безаварийной) работы, на базе полученных
экспериментальных исследований режимов электродвигателей в условиях
эксплуатации.
4. Экспериментально-теоретическое обоснование минимизации оплаты за
пользование электроэнергией и выбор эффективной системы расчётов и
тарифов в условиях изменяющейся загрузки станций.
Практическая ценность
Разработанная методика и комплекс технических решений по оценке эффективности использования электроэнергии на АГНКС позволил
обосновать и сформулировать требования к регулируемым электроприводам технологического оборудования станций как средств, обеспечивающих энергосберегающий эффект.
Значительно снижена аварийность двухскоростных
электродвигателей компрессоров за счет разработанной защиты от несимметричных режимов.
Внедрено 70 комплектов защиты от несимметричных режимов двухскоростных электродвигателей компрессоров на АГНКС 0 0 0 «Мострансгаз» ОАО «Газпром» и ГУЛ «Мосавтогаз».
Разработаны и внедрены мероприятия по изменению существующей системы оплаты за электроэнергию.
Апробация работы и публикации. Результаты работы обсуждались на научно-технических советах ОАО «Газпром» (секция «Использование газа в качестве моторного топлива»), в 0 0 0 «ВНИИГАЗ», на научно-практических всероссийских и отраслевых конференциях в г.г. Невинномыске, Екатеринбурге, Москве, Санкт-Петербурге в 1998- 2003 г.г.. По теме диссертации опубликовано 8 статей и обзоров.
Структура и объём работы.
Диссертация состоит из введения, четырёх разделов, заключения, списка литературы (60 наименований) и приложений. Работа содержит 165 страниц текста, 28 таблиц, 11 рисунков и приложений на 21 странице.
Оценка эффективности потребления электроэнергии в условиях эксплуатации
Зависимости а = f(Q) и а = f(q) эквивалентны, но для характеристики норм затрат энергии необходимо пояьзоваться зависимостью а = f(Q), как наиболее информативной характеристикой, которая принята в энергетике для анализа объектов электропотребления.
Время наблюдений Т может составлять одни сутки, один месяц, квартал или год. Соответственно, значения составляющих EW относятся к принятой величине Т,
Расходы электроэнергии на вспомогательные нужды А зависят от типа АГНКС и системы обогрева станции - электрическое или газовое, но практически, не зависит от коммерческой производительности Q. Поэтому величина А за время наблюдений Т может быть представлена как А А + А! 1-4 где: AQ - постоянная составляющая потребления электроэнергии на вспомогательные нужды (освещение, вентиляцию, катодную защиту), зависящая только от особенностей проекта и типа АГНКС, [кВт ч]; А] - составляющая затрат электроэнергии, зависящая от системы отопления, [кВтч] (для газового отопления станций и при отсутствии отопления в летний сезон Ai = 0).
Удельный расход электроэнергии на технологические цели WT , не зависит от коммерческой производительности станции Q, но зависит от входного давления газа на станции, типа и характеристики компрессорной установки (за счет различной мощности электронагревателей блоков осушки, электропривода насосов, АБО, состояния компрессоров и т.д.).
Таким образом, в пределах каждого типа станции суммарное потребление электроэнергии за время наблюдений Т может быть охарактеризовано двумя независящими от коммерческой производительности параметрами: W-i-и А (для соответствующего входного давления газа и сезона года).
Удельные расходы электроэнергии (УРЭ) однотипных станций существенно отличаются, поскольку входные параметры газа не соответствуют проектным, изменились энергетические показатели компрессоров. На некоторых станциях имеет место подключение сторонних потребителей электроэнергии без использования средств коммерческого учета. Проектные схемы электроснабжения на многих станциях не соответствуют фактическим, что влияет на качество электроэнергии и уровень потерь электроэнергии в электрооборудовании и электроустановках станции. Установленные регламентами энергорасходы не соответствуют фактическим, что затрудняет проведение энергосберегающих мероприятий.
В результате выполненных аналитических расчетов энергетических показателей компрессоров различного типа, а также статистической обработки отчетных показателей производственных объединений за последние 5 лет установлена верхняя граница суммарных затрат электроэнергии на АГНКС в виде апроксимирующей функциональной зависимости от производительности (загрузки) станций а = + 350 [кВтч/ 1000м3] 1-5 где: Q [м3/ месяц] При низкой загрузке станций в (3-5%) в выражении 1-5 член (7600/Q) является доминирующим в суммарных удельных затратах электроэнергии и чрезвычайно подвержен изменению в зависимости от точности расчета. Нижняя граница суммарных удельных затрат электроэнергии может быть установлена только на основании инструментально подтвержденной её зависимости от загрузки.
Однако, в области средних и больших загрузок зависимость 1-5 является надежным энергетическим показателем. С этой целью были обработаны данные по ООО «Белтрансгаз» для станции АГНКС -500 (Борец), АГНКС -500 (ГДР), АГНКС -500 (Италия), АГНКС -250 (ГДР), АБКИ -250 (Сумы) при загрузках от 8,6% до 54,5% для станций с электро и газовым обогревом. Станции работали с близкими к проектным значениям входного давления. В результате статистической обработки получена апроксимирующая зависимость
Поскольку при получении зависимости 1-6 учитывались как станции с электро-, так и станции с газовым обогревом и учитывая высокую загрузку станций и хорошо налаженный учет электроэнергии и газа, то выражение 1-6 может служить в качестве ориентировочной нижней границы удельных затрат электроэнергии для станций при загрузках более 8%. Причем наибольшей дисперсией обладают данные по АГНКС -500 (Борец) в сторону увеличения а.
Зависимость удельных расходов электроэнергии от производительности [кВт ч/куб.м] Сравнительный анализ отчетных показателей за 1999-2003г.г. по всем станциям , находящимся в эксплуатации предприятиями ОАО «Газпром» показал, что: - имеется превышение УРЭ над предельными нормами (рис. 1 -1) иногда в несколько раз; - на многих станциях с завышенными УРЭ имеет место отклонение от проектных входного давления газа; - энергетически не сбалансированны алгоритмы работы технологического оборудования станций, с точки зрения энергозатрат (работа КУ на байпас более 30 мин.); - не эффективна работа установки для компенсации реактивной мощности; - требуется изменение режима работы электроприводов приточной вентиляции и насосов антифриза для снижения затрат тепла и электроэнергии; - требуется оптимизация цикла регенерации адсорбента в блоках осушки; - требуется замена светильников и ламп на более экономичные; - требуется повсеместное осуществление перевода АГНКС на газовое отопление. Кроме того, установлено, что: - предыдущие отчетные данные были представлены без учета всех составляющих в балансе потребляемой электроэнергии (т.е. без учета отпуска электроэнергии сторонним потребителям и др.); - при определении средних значений УРЭ по ЛПУ, а затем по объединению в целом, расчет ведется методом простого усреднения (а среднее УРЭ по ЛПУ - среднеарифметическое значение по АГНКС), что при низкой загрузке станций приводит к значительным погрешностям. Метод простого усреднения применим лишь при линейном характере зависимости УРЭ от загрузки станций.
Поскольку эта зависимость нелинейна, особенно резко нелинейна в области малых значений загрузки, то для исключения искажений результатов следует определить среднее значение УРЭ с учетом весовых коэффициентов по формуле:
Определение экономической целесообразности применения на АГНКС дифференцированных по времени тарифов на электроэнергию
Порядок расчётов за электрическую и тепловую энергию регламентируются Законом «О государственном регулировании тарифов на электрическую и тепловую энергию в Российской Федерации» №41-ФЗ от 14 апреля 1995 года и Постановлением Правительства Российской Федерации « О некоторых мерах стабилизации тарифов на электроэнергию № 760 от 27 июля 1995 года, а также Постановлением Правительства Российской Федерации № 121 от 4 февраля 1997 года « Об основах ценообразования и порядке государственного регулирования и применения тарифов на электрическую и тепловую энергию».
В соответствии с указанными документами потребители электроэнергии при расчёте за электроэнергию распределяются на 2 группы,
К первой группе относятся - промышленные и приравниваемые к ним потребители с присоединённой мощностью 750кВА и более, с которых взимается плата за установленную в договоре мощность, участвующую в максимуме нагрузки энергосистемы и за потребляемую электрическую энергию (двухставочный тариф);
Ко второй группе - остальные потребители с которых взимается плата только за потребляемую электрическую энергию. Однако по соглашению между потребителями и энергоснабжающей организацией может применяться и двухставочный тариф. Величина мощности в часы максимальных нагрузок энергосистемы заявляется предприятием один раз в начале текущего года и может корректироваться один раз в квартал. Оплата договорной мощности, участвующей в максимуме нагрузки энергосистемы ( максимальной мощности) производится по отдельному платёжному документу по схеме предоплаты в начале текущего расчетного периода. Если фактическая максимальная мощность потребителя будет ниже договорной, то оплачивается величина мощности, указанная в договоре.
В случае превышения потребителем в часы максимума энергосистемы договорной максимальной мощности оплата производится за фактически потребленную в расчётном периоде мощность, с учетом штрафных санкций. Как правило, штрафные санкции составляют пятикратное и даже десятикратное значение от действующего тарифа на заявленную максимальную мощность.
Практика применения данного тарифа на АГНКС показала его сложность, связанную как с необходимостью учета и фиксации совмещенного максимума, так и с необходимостью предварительной заявки нагрузки станции, участвующей в максимуме энергосистемы. Это обуславливает двойной риск потребителя: переплатить за перезаявленную нагрузку и платить штрафы при недозаявке максимальной нагрузки.
Заинтересованность энергосистемы в двухтарифной системе оплаты за электроэнергию обусловлено следующими обстоятельствами.
Плата по основной ставке тарифа - за заявленную максимальную мощность, составляющая, как правило, больше половины от общей оплаты за электроэнергию, обеспечивает энергосистеме гарантированную оплату независимо от фактического электропотребления;
Неопределенность величины заявленной максимальной мощности, особенно при современной непредсказуемости потребности на сжатый природный газ, обуславливает абсолютно беспроигрышную позицию энергосистемы. Потребитель вынужден либо переплачивать за перезаявленный максимум, либо платить кратные штрафы при возможной недозаявке нагрузки;
Плата за заявленную максимальную мощность, т.е. большая часть платы должна производиться авансом, в начале расчетного квартала, это составляет 50 и более процентов. Чем больше потребление электроэнергии, тем выше прибыль энергосистемы, поэтому она не заинтересована в реализации общей стратегии энергосбережения.
Существующая двухтарифная схема, по своему замыслу, должна заинтересовывать потребителя в уменьшении своей максимальной нагрузки и смещении ее во времени суток, т.е. в снижении себестоимости выработки электрической энергии. Однако в этой схеме выделяется лишь пиковая и внепиковая зоны суток и потребителю безразлично в какую сторону сместить свой максимум, поскольку слабо стимулируется перенос нагрузки в ночную зону (ночной и дневной тариф одинаковы). Таким образом, существующая схема направлена на получение сиюминутной выгоды для энергосистемы и неэффективна для топливно-энергетического комплекса страны, поскольку не стимулирует проведение государственной энергосберегающей политики.
Действующие в настоящее время АГНКС как потребитель электроэнергии относятся к I группе, поскольку присоединённая мощность превышает 750 кВА. Присоединенная мощность потребителя - это установленная мощность потребителя при полной его загрузке за вычетом резервной мощности. Данное определение чрезвычайно важно по ряду причин.
Прежде всего, в некоторых документах, устанавливающих порядок расчёта за электроэнергию, наряду с термином «присоединённая мощность» фигурирует термин «установленная мощность», рассматриваемые ошибочно как синонимы.
Кроме того, при классификации потребителей с использованием критерия «присоединенная мощность» имеется возможность перехода с I на II группу потребителей за счет выведения части установленной мощности электрооборудования в резерв.
Применительно к действующим АГНКС присоединенная мощность определяется как суммарная установленная мощность трансформаторов, КТП 6-10/04 кВ независимо от степени загрузки АГНКС и количества работающих компрессорных агрегатов. Между тем, при низкой загрузке АГНКС, которое имеет место в настоящее время, на каждой компрессорной станции в работе находятся 1-2 агрегата, которые питаются (или могут питаться) от одного трансформатора КТП 6-10/0,4кВ. В этом случае, перевод одного из трансформаторов в резерв снижает в два раза присоединенную мощность АГНКС.
Определение энергетической эффективности выбора электропривода компрессоров
Применение на АГНКС частотно-регулируемого электропривода по сравнению с нерегулируемым вызывает множество проявлений технических и экономических эффектов, таких как: а) регулирование производительности компрессоров АГНКС (в сторону её уменьшения) без останова компрессоров. Это позволяет сократить количество циклов пуск-останов компрессорной установки повысить её ресурс и снизить соответствующие энергетические расходы; б) пуск электропривода осуществляется без бросков пускового тока и посадок напряжения в питающей сети, что позволяет существенно снизить требования к системе энергоснабжения (выбрать мощность трансформаторов КТП на ступень ниже, снизить сечение и количество питающих кабелей, осуществить питание АГНКС от существующих промышленных низковольтных сетей без их модернизации и др.). Кроме того, плавный без бросков тока пуск электропривода исключает кратковременный перегрев и старение изоляции обмоток электродвигателя компрессора, что приводит к увеличению его срока службы; в) установка преобразователя частоты в состав электропривода компрессора позволяет исключить применение контактора (или иного коммутационного аппарата) для осуществления коммутаций электродвигателя (т.е. исключаются капитальные расходы собственно на контактор и эксплуатационные расходы, связанные с их обслуживанием); г) преобразователь частоты оснащён многофункциональными микропроцессорными релейными защитами привода и системой его диагностики, что позволяет исключить капитальные расходы на установку специальных блоков защиты электродвигателей от токовых перегрузок и несимметричных режимов, повысить чувствительность токовых защит резко ограничивающие масштабы повреждений при коротких замыканиях; д) плавный пуск электропривода с помощью преобразователя частоты (ПЧ) не вызывает механические удары в трущихся поверхностях компрессора, не оказывает электродинамических воздействий на обмотки статоров и роторов электродвигателей, на шинопроводы, контактные соединения и элементы силовых трансформаторов КТП. Это приводит к увеличению срока службы трансформаторов КТП, компрессоров, к повышению надёжности электрооборудования АГНКС; е) питание электропривода от преобразователя частоты, осуществляющего принудительное поддержание высокого коэффициента мощности по питающей цепи (порядка 0,98) позволяет: - уменьшить активные потери в электродвигателе; - снизить потребление из сети реактивной мощности (примерно на 90%); - исключить капитальные и эксплуатационные расходы на компенсацию реактивной мощности (не требуется установка косинусных батарей и соответствующие коммутационные и регулирующие устройства) и дополнительно исключить расходы, связанные с ограниченным ресурсом косинусных батарей (средний срок службы косинусных батарей не превышает 10 лет); ж) плавный пуск электропривода с помощью преобразователя частоты снимает ограничения ГОСТ 11677-85 на силовые трансформаторы КТП по количеству суточных бросков тока определённой кратности; з) преобразователи частоты, снабжённые микропроцессорными блоками управления, позволяют существенно упростить его согласование по цепям управления с системой автоматики АГНКС; и) преобразователь частоты в составе частотно регулируемого электропривода позволяет использовать компрессорную установку в широком диапазоне изменений входного давления на АГНКС (если компрессор это позволяет).
Следует заметить, что часть приведенных выше признаков (б,в,г,д,ж,з) , в той или иной степени, присущи и тиристорным пусковым устройствам. Но преобразователи частоты более эффективно осуществляют режим плавного пуска электропривода (на всем протяжении режима пуска преобразователь частоты поддерживает, практически, номинальный ток и момент на валу электродвигателя, а при использовании тиристорного пускового устройства редко когда удается осуществить пуск электропривода с кратностью пускового тока меньше 3 и обладают свойствами (признаки а и е), которые резко повышают эффективность их применения на АГНКС.
Ниже приводится методика расчёта энергетических показателей по двум типам электроприводов АГНКС, являющиеся базовыми станциями (мощностью электропривода 320 кВт и 160/75 кВт). АГНКС - 500 (производства Германии). Паспортные данные электродвигателя компрессора приведены в приложении 2.
При питании электродвигателя непосредственно от сети и при номинальных условиях определение активных потерь, составляющих активных потерь и потребление из сети реактивной мощности производят по паспортным данным с использованием энергетической диаграммы асинхронного электродвигателя [Л - 7].
Экспериментальные исследования несимметричных режимов двухскоростных электродвигателей компрессоров
Технико-экономическое обоснование применения частотно регулируемого электропривода вентилятора АВО газа на АГНКС производится путем сравнения двух вариантов выполнения электропривода : - базовый вариант; - вариант частотно-регулируемого электропривода.
В качестве базового варианта рассматриваются существующие конструкции электропривода АВО с нерегулируемыми асинхронными короткозамкнутыми электродвигателями. Регулирование производительности вентилятора АВО для поддержания требуемой температуры газа осуществляется путем изменения положения заслонок и жалюзей воздухозаборников. В данном варианте мощность электродвигателя не зависит от производительности вентилятора и температуры окружающего воздуха. Пуск электропривода осуществляется прямой от питающей сети 380/220В.
Вариант частотно-регулируемого электропривода предусматривает питание асинхронного короткозамкнутого электродвигателя вентилятора от преобразователя частоты. Преобразователь частоты осуществляет все функции управления, регулирования и защиты электропривода, а именно : - управляемый плавный пуск, останов и инвертирование электропривода ; - регулирование частоты вращения (производительности вентилятора АВО) электропривода в функции температуры ; - защиты электропривода от всех видов аварийных и ненормальных режимов .
Реализация функции коммутации электропривода с помощью преобразователя частоты позволяет исключить коммутационные аппараты в силовой цепи магнитный пускатель и автоматический выключатель, имеющий соответствующую токовую защиту (защита от коротких замыканиях выполненная на электромагнитных расцепителях автомата и защиту от перегрузки, выполненную на тепловых расцепителях автомата).
Поскольку сам преобразователь частоты содержит входной автоматический выключатель, (а некоторые типы преобразователей содержат и входной контактор), снабженный тепловыми и электромагнитными расцепителями, осуществляющими функции резервной защиты привода , то его подключение к силовому щиту может быть осуществлено без применения дополнительного защитного и коммутационного аппарата по упрощенной схеме.
При использовании частотно-регулируемого электропривода АВО на проектируемых и разрабатываемых АГНКС (например АГНКС МБКИ 125/250 , АГНС МБКИ 60/125 завод «Кировэнергомаш» и др.) появляется возможность совмещения функции АВО газа с функциями отопления и вентиляции технологического модуля. Отопление и вентиляция технологического модуля осуществляются путем сезонного инвертирования воздушного потока через АВО - летом воздух из технологического модуля через АВО выбрасывается в атмосферу, а зимой - наоборот. Режим вентиляции технологического модуля обеспечивается вентилятором АВО, а аварийная вытяжная вентиляция осуществляется путем перевода этого же вентилятора в режиме максимальной производительности с помощью преобразователя частоты. Отопление технологического модуля осуществляется технологическим теплым воздухом из АВО газа. Для вентиляции технологического модуля применение данного технического решения позволяет заменить 2 электровентилятора с взрывозащищенными электродвигателями мощностью 1,1 кВт каждый.
Такая замена вполне оправдана, т.к. при питании электродвигателя вентилятора АВО осуществляется мягкий пуск и регулирование его потребляемой из сети мощности в сторону уменьшения. Это приводит к резкому увеличению ресурса и надежности электродвигателя. Поэтому замена 1 частотно-регулируемого электродвигателя на 2 нерегулируемых с точки зрения обеспечения требуемой надежности вентиляции технологического модуля вполне правомерна.
Современные образцы преобразователей частоты осуществляют принудительное поддержание коэффициента мощности на уровне 0,98 по питающей сети и регулирование выходного напряжения в функции нагрузки. Это позволяет снизить активные потери электропривода до 10% и практически исключить потребление из сети реактивной мощности. Следовательно, работа асинхронного электродвигателя от преобразователя частоты осуществляется с наилучшим к.п.д. и коэффициентом мощности независимо от его нагрузочного режима.
Коммутация электродвигателя с помощью преобразователя частоты осуществляется без бросков пускового тока и соответствующего перегрева изоляции обмоток пусковыми токами .
Количественно определено [Л-7], что срок службы асинхронного короткозамкнутого электродвигателя сокращается на 20-30 %, если число суточных прямых пусков превышает 10. Рассматриваемый электропривод работает именно в таком режиме, когда загрузка АГНКС меньше 100%.
Кроме того, поскольку коммутация электропривода осуществляется бесконтактно с плавным нарастанием тока, коммутационные аппараты не подвергаются эрозионному и механическому износу. В этом случае сокращаются эксплуатационные расходы по техническому обслуживанию и ремонту электрооборудования.
Регулирование производительности вентилятора АВО газа с помощью преобразователя частоты в функции температуры окружающего воздуха позволяет сократить расход электроэнергии на охлаждении газа от 30% до 55% в зависимости от климатической зоны в которой эксплуатируется данная АГНКС.
Таким образом, можно выделить следующие формы проявления технико-экономического эффекта применения частотно-регулируемого электропривода вентилятора АВО газа : - сокращение потребления электроэнергии от частотного регулирования производительности вентилятора в функции температуры окружающей среды; - снижение капитальных затрат на коммутационные аппараты; - снижение затрат, связанных с сокращением срока службы электродвигателя вентилятора от прямых пусков; - сокращение затрат на сооружение системы вентиляции (2 электродвигателя взрывозащищенного исполнения и 2 комплекта коммутационных аппаратов). - сокращение расхода электроэнергии на вентиляцию технологического модуля.
