Отдел силовой
электроники
+7 (495) 792-57-57
Напишите нам

Дутьевые вентиляторы и дымососы

см. также:

Применение преобразователей частоты в тягодутьевых механизмах позволяет значительно экономить электроэнергию и топливо за счет работы вентиляторов в соответствии с текущей нагрузкой котла.

Для данного применения рекомендуется применять серию VLT Micro Drive FC 51 совместно с тормозными резисторами.

Преимущества применения частотно-регулируемого привода

Контроль и управление работой котла предусматривает следующие задачи:

1. обеспечение выработки в каждый момент времени необходимого количества теплоты (пара, горячей воды) при определенных его параметрах – давлении и температуре;
2. достижение экономичности сжигания топлива;
3. рациональное использование электроэнергии для собственных нужд установки и доведение потерь теплоты до минимума;
4. обеспечение надёжности и безопасности.

В зависимости от объема решаемых в проекте задач выделяют три степени автоматизации котельных:
a) полная – оборудование управляется полностью без участия человека;
б) комплексная – наличие постоянного обслуживающего персонала и автоматическое управление основным оборудованием;
в) частичная – автоматизация только некоторых видов оборудования.

Решение первых двух задач связано с автоматизацией процесса горения. При автоматическом регулировании процесса горения обеспечивается подача топлива в топку в зависимости от нагрузки котла, поддержание оптимального соотношения расходов топливо/воздух и устойчивого разряжения в топке. При частичной автоматизации решается задача интеграции нового оборудованияв уже существующую систему. Как правило автоматизация этого типа проводиться в ходе модернизации с целью энергосбережения и приведения оборудования в соответсвие с новыми требованиями по безопасности. В данном случае значительную роль играет гибкость и функционал используемого оборудования.

Автоматическая подача воздуха регулируется по косвенным показателям: количеству топлива, расходу пара, количеству тепла и др. Для поддержания устойчивого процесса горения необходимо удалять продукты сгорания. Продукты сгорания удаляются дымососами. Косвенным показателем соответствия между подачей в топку топлива и воздуха и удалением продуктов сгорания служит разряжение в топочной камере. Увеличение разряжения приводит к возрастанию присосов воздуха в топку и газоходы. При этом увеличивается расход электроэнергии на привод дымососа, и экономичность работы установки снижается. Нельзя допускать в топке избыточного давления, так как при этом дымовые газы будут попадать в помещение.

Топочная камера при работе должна находиться под разряжением. Расход воздуха и разряжение в топке регулируются изменением производительности дутьевых вентиляторов и дымососов. Подавляющее большинство дутьевых вентиляторов и дымососов комплектуются асинхронными электродвигателями с короткозамкнутым ротором. Наиболее выгодным с точки зрения потребления электроэнергии является плавный способ регулирования частоты вращения приводного двигателя средствами преобразователя частоты (ПЧ).

Наряду с этим автоматизированная система электропривода гармонично встраивается в АСУ ТП верхнего уровня при реализации проекта полной и комплексной автоматизации и является наиболее эффективным решением при частичной автоматизации. Основным режимом работы системы электропривода дымососа является стабилизация разряжения в топке котла. Наиболее характерным режимом работы системы электропривода дутьевого вентилятора является воспроизведение задающего воздействия, формируемого исходя из текущей подачи топлива.

Схема функциональная автоматизации котельной
Схемы подключения преобразователя частоты для регулирования производительности вентиляторов дымососа
Последовательность настройки преобразователя частоты для дутьевых вентиляторов и дымососов (Таблица 3.9) (для VLT Micro Drive)

Ввод в эксплуатацию

Преимущества применения преобразователей частоты

Применение частотно-регулируемого привода Преимущества
Поиск резонансных частот Снижение уровня шума вентиляторов
Регулирование скорости вращения, плавный пуск, уменьшение количества пусков Увеличение срока службы двигателей и другого электрооборудования
Точное поддержание необходимого расхода и разряжения воздуха (как правило, мощность тягодутьевого вентилятора и дымососа превышает требуемую при максимальной проиводительност котла мощность на 10%) Уменьшение расхода топлива, экономия энергопотребления более 30%
Особенности преобразователей частоты Преимущества
Широкая сеть сервисных партнеров в России Снижение времени простоя в случае аварий
Функция автоматической оптимизации энергопотребления Дополнительная экономия электроэнергии до 5%
Функция автоматической адаптации двигателя Экономия времени при настройке, дополнительная экономия электроэнергии до 5%
Встроенный логический контроллер Экономия на внешнем контроллере

Расчет экономической выгоды использования преобразователей частоты в дымососах и дутьевых вентиляторах

Рассмотрим дымосос и дутьевой вентилятор каждый мощностью 22 кВт. Установка работает 7000 часов в год.

60% времени механизмы работают с производительностью 80%, остальное время на номинальной скорости.
Учитывая, что потребляемая мощность электродвигателя прямо пропорциональна кубу производительности насоса и КПД установки приблизительно равно 0.8, получим:

Потребляемая мощность = 22 кВт x (0.83)/КПД установки (0.8) = 14,08 кВт = 64 % (номинальной).
Стоимость двух преобразователей частоты серии VLT Micro Drive FC51 мощностью 22 кВт ≈ 2 х 58 200 = 116 400 руб.

Стоимость 1 кВт/ч электроэнергии ≈ 3 руб.
Экономия за сутки = (22 кВт – 14,08 кВт) * 24 ч * 0,6 = 114,05 кВт/ч.
Экономия за сутки = 3 * 114,05 = 342,15 руб.
Экономия за год = 345,12 руб * 292 дней ≈ 99 907,8 руб.

Отдельно посчитаем экономию, которая достигается за счет энергосберегающих функций «Данфосс».

Напомним, что функция АЕО дает 5% экономии, автоматическая адаптация двигателя добавляет 5%.

Общая дополнительная экономия составит 10%.

Экономия за сутки = 3 * 0,1 * 22 * 24 * 0,6 = 95 руб.
Экономия за год = 292 * 95= 27 751,7 руб.

Общая экономия электроэнергии двумя преобразователями = 2 * (99 907,8+27 751) = 255 317,6 руб.
Экономия за счет встроенного логического контроллера составит 4000 руб (это стоимость внешнего контроллера).

Заметим, что приведенный расчет учитывает не все преимущества преобразователей частоты «Данфосс», итоговая экономия может оказаться более значительной.

Сведем в таблицу расчеты экономии с преобразователями частоты Данфосс

Применение частотно-регулируемого привода Преимущества
Изменения производительности вентилятора за счет частоты 199 815,6
Особенности преобразователей частоты Преимущества
Функции автоматической оптимизации энергопотребления 55 502
Функция автоматической адаптации двигателя
Встроенный логический контроллер 4000
Итого 259 317,6

Покупка преобразователей частоты в данном случае окупится менее, чем за полгода.