Частотное регулирование на химическом производстве: автоматизация и энергоэффективность

Современное предприятие в любом сегменте химической промышленности – это не только сложные технологии, непрерывный цикл, но и большое количество электроприводов. Внедрение автоматизированного регулирования в технологических процессах гарантирует точное соблюдение химико-физических параметров и заданную цикличность. С этими задачами отлично справляются преобразователи частоты, среди преимуществ которых также высокий потенциал энергосбережения и полная защита электрооборудования.

Частотные преобразователи управляют насосами и вентиляторами, контролируют режимы работы в компрессорах, центрифугах, сушильных установках, являются составной частью различных емкостей и экструдеров. Чаще всего востребованы функции регулирования крутящего момента, перераспределения нагрузки и защиты от перегрузки. Приводная техника незаменима в таких применениях, как смешивание и измельчение, формирование массы и дозирование – повсеместно, где нужны точность, гибкость и высокая надежность.

Технология производства карбамида – одного из компонентов минеральных удобрений – построена на поэтапном изменении температуры и давления в контуре «углерода». За это отвечают аппараты воздушного охлаждения (АВО) и насосы с переменным расходом. Для автоматизации управления вентиляторами и насосными группами на заводе ГК «Акрон» в Великом Новгороде применили преобразователи частоты серии VLT HVAC Drive FC 102 и VLT AQUA Drive FC 202 мощностью от 22 до 315 кВт.

По словам Евгения Китайчика, руководившего установкой оборудования от внедренческой компании «Синто», частотные преобразователи обеспечили требуемую температуру на выходе АВО, что гарантирует качество продукта. Благодаря длинным кабелям оборудование установлено в одном электропомещении – это удобно при монтаже и обслуживании.

Преобразователи частоты Danfoss Drives оптимизировали работу АВО на установке первичной переработки нефти ЭЛОУ-АВТ-7 в ОАО «ТАИФ-НК». До модернизации регулирование выполняли в «ручном» режиме, что нередко приводило к сбоям и негативно влияло на эффективность производства. Все проблемы были решены после внедрения HVAC Drive FC 102. Всего было установлено 34 устройства мощностью 11-132 кВт с дистанционным управлением и интеграцией в общезаводскую АСУ. Согласно расчетам срок окупаемости проекта составил менее 3 лет.

В ООО «Томскнефтехим» также оценили преимущества приводной техники. В частности, устройство серии FC 302 мощностью 37 кВт и с опцией MCB 101 в паре с асинхронным электродвигателем заменили устаревшее аналоговое оборудование для гранулирования полиэтилена. Современное решение сняло проблему с простоями и привело к сокращению элементов рабочей схемы. Например, стал лишним вентилятор принудительного обдува мощностью 15 кВт, что позволяет экономить 130 тыс. кВт ч электроэнергии ежегодно.

«Из-за сбоев до модернизации установки предприятие недополучало порядка 60 т полиэтилена в год, которые на тот момент стоили порядка 3,3 млн руб., – рассказал Алексей Лёвкин, старший мастер участка по ремонту и обслуживанию электрооборудования и электроприводов. – При этом затраты на новое оборудование составили 412 тыс. рублей». По словам специалиста, преобразователи частоты «Данфосс» показали свою эффективность при обновлении линий первичной грануляции и концентрата технического углерода, при замене электроприводов весов-дозаторов. На этом же предприятии на смену электромеханическому счетчику метража рукавной пленки и старой схемы управления тянущего устройства пришел встроенный ПЛК частотно-регулируемого привода.

Для выявления потенциала энергоэффективности в ОАО «СИБУР Холдинг» было обследовано около 500 объектов. Среди наиболее энергоемких оказались насосы, вентиляторы и вакуумные вытяжки с аналоговыми системами управления. Для автоматизации регулирования и снижения энергопотребления специалисты ООО «Спутник - Комплектация» разработали проекты на основе функционала преобразователей частоты «Данфосс», в том числе с применением дополнительных опций, среди которых контроллеры, синусные фильтры, системы дистанционного мониторинга и управления.

По оценке Александра Худорожкова, генерального директора инжиниринговой компании, приоритет был отдан оборудованию с широким набором базовых и специальных функций, устойчивому к просадкам напряжения. Также для потребителя был важен удобный интерфейс, простота эксплуатации и гарантийный сервис от одного производителя. В целом по оценкам участников проектов, среди которых был и Олег Самаренко, руководитель Центра «Энергетика» ОАО «Сибур», их реализации позволила сократить энергопотребление не менее чем на 22 МВт ч. Среди статей экономии – сокращение ремонтов и простоев, оптимизация персонала, увеличение жизненного цикла оборудования. Эти и многие другие примеры дают положительную оценку работе конструкторов и инженеров Danfoss Drives. Современные разработки сочетают как универсальный функционал, так и специализированные решения для химической промышленности. Ассортимент модульной продукции позволяет комбинировать компоненты практически для любых применений в отрасли. Интегрированное пакетное решение может иметь в своем составе опции подавления гармонических помех и электромагнитной совместимости, модули NAMUR и dU/dt, синус-фильтры и термисторное реле. Особо можно отметить возможность работы с длиной кабелей до 300 метров. При этом изготовление устройства в соответствии с требованиями заказчика занимает менее 24 часов.

Приводная техника Danfoss Drives имеет широкий диапазон мощности и функционал управления, как для простого двигателя, так и для сложных систем с сервоприводами. Среди основных достоинств применения – автоматизация, высокая эффективность и ресурсосбережение. Автоматическая настройка PID-контроллера представляет собой систему адаптации для достижения оптимальных параметров для точного и стабильного выполнения поставленных задач. Электронное управление насосами и вентиляторами сокращает энергопотребление в 2 раза.

Все серии преобразователей частоты рассчитаны на максимально длительный срок эксплуатации и не требуют повседневного обслуживания. Уменьшение числа пусков и остановок защищает сопутствующее оборудование от износа. В большинстве решений КПД составляет 98%, что сокращает инвестиции в системы охлаждения. В схемных решениях – меньшее количество датчиков и контроллеров, минимизация программного обеспечения. В целом все это значительно снижает стоимость владения при достижении высоких производственных показателей.