Napęd VLT dużej mocy na napięcie 690 V optymalizuje pracę układu chłodzenia wody przemysłowej zastępując układ średniego napięcia

 

Jedną z inwestycji była modernizacja układu sterowania czterech pomp zasilanych z silników średniego napięcia 6 kV o mocy 800 kW każdy. Zadaniem pomp jest zasilanie rurociągu tłocznego wody przemysłowej do sieci. Do tej pory zmiana wydajności pompy, dostosowująca ją do bieżącego zapotrzebowania systemu, odbywała się w sposób mechaniczny, tj. poprzez dławienie zaworem.

Ze względu na optymalizację kosztów energii elektrycznej oraz systemu sterowania zdecydowano się na zmianę dotychczasowej metody na nową, polegającą na płynnej regulacji obrotów silnika jednej pompy za pomocą przetwornicy częstotliwości. W trakcie projektu modernizacji sterowania pompy zdecydowano się także na wymianę starego silnika średniego napięcia 6 kV na nowy silnik niskiego napięcia 690 V. Jedną z zalet takiego rozwiązania jest większa sprawność nowych silników, nawet o 10 % w porównaniu ze starszymi konstrukcjami. Przy dużej mocy zmniejsza to odczuwalnie zużycie energii elektrycznej. Decyzja o obniżeniu napięcia zasilającego ze średniego poziomu (6 kV) na niski (690 V) była spowodowana m.in.:

• większą dostępnością i prostszą eksploatację rozwiązań napędowych niskiego napięcia (w tym 690 V) w porównaniu z rozwiązaniami na średnie napięcie
• względami ekonomicznymi
• znacznie mniejszym przekrojem kabli w porównaniu z zasilaniem 400 V (ok. dwukrotnie mniejsze prądy), co przy kablach silnikowych o długości rzędu 150–200 m.b. daje znaczną redukcję kosztów instalacji.

Przetwornica częstotliwości VLT®AQUA Drive z nowym silnikiem 690 V zapewnia miesięczne oszczędności energii elektrycznej na poziomie 22 tys. zł w porównaniu ze starym układem średniego napięcia.

Zdecydowano się również na obniżenie mocy silnika z 800 kW do 710 kW mocy znamionowej. Docelowo zastosowano przetwornicę  VLT^® AQUA Drive FC202 o mocy 710 kW zasilaną napięciem 690 V. Zastosowanie przetwornicy częstotliwości w tej aplikacji zapewniło możliwość dokładnego doboru wydajności pompy do aktualnego zapotrzebowania na wodę. Pozwoliło to znacząco obniżyć zużycie energii elektrycznej oraz zapewniło pełną kompensację mocy biernej układu. Ograniczenie zużycia energii elektrycznej w aplikacjach z pompami wirowymi wynika z tego, że moc jest zależna w trzeciej potędze od prędkości:

Z zależności tej wynika, że zmniejszenie wydajności pompy o 20% powoduje redukcję poboru energii elektrycznej o prawie 48 %.

W przedmiotowej aplikacji zastosowanie przetwornicy częstotliwości wraz z nowym silnikiem 690 V spowodowało spadek zużycia energii elektrycznej układu o ok. 80 MWh miesięcznie. Uwzględniając koszt energii oznacza to oszczędności na poziomie 22 tys. zł za miesiąc! To z  kolei zapewnia zwrot kosztów  inwestycji po około 3 latach.

Należy pamiętać, że inwestycja składała się nie tylko z zakupu przetwornicy częstotliwości, ale też z zakupu: transformatora obniżającego napięcie z poziomu 6 kV do 690 V, nowego silnika 690 V, 150 m kabla silnikowego w ekranie, filtra du/dt, wyłącznika mocy, pomniejszych komponentów elektrycznych i automatyki, elementów mechanicznych związanych z dopasowaniem nowego silnika w miejsce starego oraz oczywiście kosztów wykonania i uruchomienia aplikacji.

Za wykonanie oraz rozruch opisywanej aplikacji odpowiedzialny był autoryzowany partner firmy Danfoss, Zakład Energoelektroniki „Wrzosel” z Torunia.

Korzyści z zastosowania napędów dużej mocy serii VLT®AQUA Drive FC202 w aplikacjach pompowych: napęd zoptymalizowany pod kątem aplikacji pompowych pełne zabezpieczenie aplikacji (m.in. wykrywanie suchobiegu, pracy na skraju charakterystyki) kompensacja mocy biernej regulator procesu PID z autostrojeniem wbudowany sterownik zarządzający pracą pomp wyświetlacz graficzny z polskim menu pozwalający na jednoczesny monitoring pięciu wielkości z jednostkami fizycznymi prosta komunikacja z napędem poprzez port USB i oprogramowanie MCT10 serwis i wsparcie techniczne dostępne 24 godziny na dobę, 7 dni w tygodniu.

Danfoss Sp. z o.o.
ul. Chrzanowska 5, 05-825 Grodzisk Mazowiecki
tel. (48 22) 755 06 68, fax (48 22) 755 07 01
e-mail: info@danfoss.pl
www.danfoss.pl/napedy

source: Danfoss