Racionalizacija korištenja energije primjenom reguliranih pogona
Post on 28-Jan-2017
234 Views
Preview:
Transcript
1
Program stručnog usavršavanja ovlaštenih inženjera elektrotehnike
ELEKTROTEHNIKA - XV tečaj
Nove tehnologije električnih postrojenja
Racionalizacija korištenja energije primjenom reguliranih pogona
mr sc Milivoj Puzak dipl. ing. – viši predavačTehničko veleučilište u Zagrebu
Elektrotehnički odjelZAGREB 15. 11. 2013.
milivoj.puzak @ tvz.hr
Potrošnja električne energije
Racionalizacija korištenja energije
udjeli potrošnje vrsta trošila kod krajnjih korisnika
2
Pogoni u postrojenjimaRacionalizacija korištenja energije
64% električne energije troši se u elektromotornim pogonima
Prikaz udjela potrošnje po djelatnostima
Pogoni u postrojenjimaRacionalizacija korištenja energije
68% električne energije troše motori srednjih snaga
Prikaz udjela pojedinih vrsta pogona
3
Pogoni u postrojenjimaRacionalizacija korištenja energije
Potrošnja električne energije u elektromotornim pogonima
Statistika pogona prema snazi motora, opterećenju i ukupnoj godišnjoj potrošnji
Pogoni u postrojenjimaRacionalizacija korištenja energije
potencijali racionalizacije energije
4
Pogoni u postrojenjimaRacionalizacija korištenja energije
Kriteriji izbora rješenje pogonaPrimarni zahtjev• pretvorba električne energije u mehaničku prema potrebi
tehnološkog procesa• potreban moment / snaga• potrebna brzinaZadaci sustava upravljanja
– štednja energije, optimalna potrošnja energije, – ekonomičnost– ekološki kriteriji - smanjenje zagađenja okoline
Racionalizacija korištenja energije
ne trošiti nepotrebno = smanjiti gubitke- u motoru
• pogonu prilagođen motor - odgovarajuća snaga• motor bolje korisnosti• ispravan motor
Kako smanjiti potrošnju?
– u radnom mehanizmu• smanjiti gubitke izborom odgovarajuće metode upravljanja• odgovarajući kapacitet• ispravan stroj
> Zadatak - utjecaj projektanta
5
Racionalizacija korištenja energije
Kako smanjiti potrošnju?Motori visoke korisnosti
• IEC 6034-30 (2008.) standardi korisnosti
Racionalizacija korištenja energije
Kako smanjiti potrošnju?motori povećane korisnosti (HE – high efficiency)
- projektom i izborom materijala povećana korisnost- motor teži i skuplji 10-30 %- isplativo za pogone u trajnom radu s konstantnim teretom
6
Racionalizacija korištenja energije
Pogoni s najvećim potencijalom optimiranja potrošnje
• Pumpe i ventilatori – transport fluida– prevelik kapacitet
• projektirano s rezervom za budućnost• povećana potreba u iznimnim situacijama • velike oscilacije potreba
– regulacija s gubicima• prigušenje • povratni tok fluida
Rješenje– asinkroni motor + pretvarač napona i frekvencije -
regulirani pogoni opće namjene– preko 2/3 novoinstaliranih reguliranih pogona su
frekvencijom regulirani asinkroni motori
Racionalizacija korištenja energije
Svojstva reguliranog asinkronog pogona s pretvaračem frekvencije
• + rješenje prevarača prilagođeno standardnim motorima• + korisnost pretvarača >98 %• + velik raspon regulacija brzina (od nula do višestruke
nazivne) i reverziranje• + faktor snage pogona > 0.95
• - opterećenje pojne mreže viših harmanicima struje• - opterećenje izolacije namota motora impulsnim
naponima• - povećana buka motora• - generiranje smetnji
7
Racionalizacija korištenja energije
Pogoni s najvećim potencijalom optimiranja potrošnje
Tipični energetski odnosi korisnosti transporta tekućina
Racionalizacija korištenja energije
Sniženje potrošnje zahvatima na procesnoj opremi pumpe
Pogoni s najvećim potencijalom optimiranja potrošnje
8
Racionalizacija korištenja energije
optimiranje potrošnje – analiza troškova
• availability – raspoloživost• capital cost – cijena opreme• maintance cost – cijena održavanja• operating cost – pogonski trošak• life time profit – profit tijekom radnog
vijeka• Life time cost – ukupni troškovi
• primjer pogona pumpe:• Cijena opreme 5 -10 %• cijena održavanja 5 %• cijena energije 85 – 90 %
Racionalizacija korištenja energije
Pogoni s najvećim potencijalom optimiranja potrošnje
• P = Q×H – potrebna snaga pogona• A = 1×1 = 1• B = 0.7×1.25 =0.875
9
Racionalizacija korištenja energije
Pogoni s najvećim potencijalom optimiranja potrošnje
• P= Q×H – potrebna snaga• A = 1× 1 = 1• B = 0.7×0.6= 0.42
Racionalizacija korištenja energije
Optimiranje potrošnje
promjene načina upravljanja• trottling - prigušenje u odvodu• starting /stoping – regulacija
ciklusima pogona• hydraulic coupling – hidraulična
regulacijska spojka (voight spojka)
10
Racionalizacija korištenja energije
optimiranje potrošnje
Upravljanje postrojenjem • Promjena radnog stanja
pogona prema potrebi –prilagođenje kapaciteta potrebi
• Regulacija tlaka otpreme regulacijom brzine pogona
Crpna stanica industrijske vode Pliva - Savski marof
Racionalizacija korištenja energije
utjecaj poboljšanja u procesu na potrošnju primarne energije
Usporedba potrebe primarne energije reguliranog pogona pumpe i regulacije prigušenjem
11
Racionalizacija korištenja energije
Primjer 1: Postrojenje pumpi daljinskog grijanja TETO Osijek
• Početno stanje
Racionalizacija korištenja energije
Primjer 1: Postrojenje pumpi daljinskog grijanja TETO Osijek
• Novo stanje: jedan regulirani pogon
12
Racionalizacija korištenja energije
Primjer 1: Postrojenje pumpi daljinskog grijanja TETO Osijek
• Postignute uštede - više načina prikazaUŠTEDE ENERGIJE SMANJENJE EMISIJE
EUR CO2 tona , benefit EUR
UKUPNI PROFIT
1.Električna energijauzeta iz mreže 46291
46 291
2. Kogeneracija-gorivo mazut 69 075 1234 12 340 81 415
3. Kogeneracija -gorivo plin 63 120 802 8 020 71 140
Racionalizacija korištenja energije
Primjer 1: Postrojenje pumpi daljinskog grijanja TETO Osijek
Zašto ima malo frekvencijski reguliranih pogona u termoobjektima?:
• tradicionalna rješenja pogona vlastite potrošnje (pumpi, ventilatora, mlinova,...) smatraju se provjerenim, pouzdanim i lako dostupnim, što se uzima važnijim od mogućih ušteda energije primjenom frekvencijski reguliranih pogona,
• nedostatak iskustva i povjerenja tradicionalno obrazovanih operatera elektrana u nove tehnologije,
• želi se potpuno iskoristiti vijek trajanja postojeće opreme,• izbjegavanje investicija za nove tehnologije i revitalizacije korištene
opreme i• analiza dobiti i troškova postrojenja kao cjeline zamaskira prinose
pojednačnog zahvata • ?
13
Racionalizacija korištenja energije
Primjer 2Pogoni pumpi CPS 3 Naftaplin Molve
• Početno stanje pumpaone aMDA obrade prirodnog plina
P3201-C
1750 kW, 3198 r/min
HT 3201
1750 kW
P3203-B
410 kW, 3198 r/min
P3201-B
1750 kW, 3198 r/min
PLINSKI MOTORPD3201-B
2500 kW, 900 r/min
M 900/3198
P3203-A
410 kW, 3198 r/min
P3201-A
1750 kW, 3198 r/min
PLINSKI MOTORPD3201-A
2500 kW, 900 r/min
M 900/3198
Zgrada pumpaonice
- povećati kapacitet obrade plina, smanjti troškove održavanja plinskih motora, aktivirati rad turbine povratnog toka
- zadržati ili povećati raspoloživost > smanjti potrebu držanja CPS 2 u toplom stanju
Racionalizacija korištenja energije
Primjer 2Pogoni pumpi CPS 3 Naftaplin Molve
• Nakon modernizacije
P3203-B
410 kW, 3198 r/min
P3201-B
1800 kW, 3198 r/min
PLINSKI MOTORPD3201-B
2500 kW, 900 r/min
P3203-C
410 kW,
EL. MOTOR
450 kW, 2970 r/min
M 900/3198Zgrada pumpaone
P3201- C
1800 kW, 3198 r/min
EL. MOTOR 1800 kW,
3200 r/min
P3203-A
410 kW, 3190 r/min
EL. MOTOR 450 kW,3190 r/min
P3201- A
1800 kW, 3198 r/min
EL. MOTOR 1800 kW,
3200 r/min
HT 3201
0-1750 kW
14
Racionalizacija korištenja energije
Pogoni pumpi CPS 3 Naftaplin Molve
Usporedba potrošnje primarne energije za potrebni tehnološki učin
Literatura1. ** Variable speed pumping A guide to successful Aplications; Europump
and Hydraulic Institute, Elsivier, Oxford GB, 2004.
2. *** IEC 60034-25 Guide for the design and performance of cage induction motors for converter supply; 2004
3. ABB drives and motors 6-stage energy saving plan 33AUA0000033832 REV A EN 6.5.2008 ABB. 2008.
4 D. Ban , M. Puzak, D. Grubišić: MOGUĆNOSTI POBOLJŠANJA TEHNOLOŠKOG PROCESA I UŠTEDA ENERGIJE PRIMJENOM FREKVENCIJSKI REGULIRANOG POGONA, ISKUSTVA IZ TE-TO OSIJEK: 11. savjetovanje HRO CIGRÉ Cavtat, 10. – 13. studenoga 2013.
5 D. Ban , M. Puzak, et al: ZAMJENA PLINSKOG POGONSKOG AGREGATA REGULIRANIM ELEKTROMOTORNIM POGONIMA NA SUSTAVU ZA UKLANJANJE KISELIH PLINOVA - PROBLEMI I NJIHOVO RJEŠAVANJE; Plinarski simpozij Dubrovnik 2005
Racionalizacija korištenja energije
top related