Энергосберегающие технологии
О чем речь?
Для Вашего производства нужен сжатый воздух. Бывает его потребление постоянным и равномерным? Никогда.
Кто-нибудь знает, сколько его производить в каждую конкретную минуту? Никто.
Может быть, Ваш компрессор знает что-то об этом? Вряд ли.
Как быть? Вариант для стандартных компрессоров только один - регулировка «нагрузка-холостой ход». Воздух нужен - работаем под нагрузкой, не нужен - переходим на холостой ход, долго не нужен - вообще останавливаемся.
Решили проблему? Не совсем.
Характер потребления сжатого воздуха на предприятии
Как правило, график суточной потребности любого предприятия в сжатом воздухе можно условно представить в виде диаграммы, показывающей сколько времени производство работает с определенной долей загрузки.
Из диаграммы легко заметить, что максимальная потребность в сжатом воздухе присутствует менее чем четверть обозреваемого периода. Основное время производство работает с загрузкой от 60 до 80%. Однако при выборе компрессора максимальную потребность нельза просто проигнорировать, иначе в эти моменты производству просто не хватит воздуха.
Получается, что выбранный по максимальной потребности производства компрессор будет основное время работать с загрузкой 70%.
Из диаграммы легко заметить, что максимальная потребность в сжатом воздухе присутствует менее чем четверть обозреваемого периода. Основное время производство работает с загрузкой от 60 до 80%. Однако при выборе компрессора максимальную потребность нельза просто проигнорировать, иначе в эти моменты производству просто не хватит воздуха.
Получается, что выбранный по максимальной потребности производства компрессор будет основное время работать с загрузкой 70%.
Из-за этого выбранное оборудование большую часть времени работает в режиме "нагрузка-холостой ход-остановка", в то время, как компрессор с чпстотным регулированием позволил бы просто снизить скорость вращения электродвигателя, уменьшив тем самым производство сжатого воздуха, и добиться снижения потребления электроэнергии за счет отказа от ненужного холостого хода и остановок.
Что же делать?
Неплохо было бы создать компрессор, который сам знает, сколько воздуха нужно в каждый конкретный момент и производит его ровно в таком количестве. Благодаря этому ему был бы не нужен холостой ход и значит он не выбрасывал бы Ваши деньги на ветер.
Такой компрессор создан и такой компрессор есть в продаже - это компрессор с частотным преобразователем. Компрессор серии ALLEGRO, SOLO, ALTAIR и APOLLO. Частотный преобразователь позволяет плавно менять скорость вращения электродвигателя, за счет чего меняется производительность компрессора. Электронный блок управления компрессором и автоматика отслеживают потребление воздуха и оперативно меняют его производство.
На чем можно экономить?
Что такое «холостой ход» применительно к воздушному винтовому компрессору? Это когда компрессор работает, потребляет электроэнергию, но сжатый воздух не производит. За электроэнергию надо платить. Это как в автомобиле - Вы заправились на бензоколонке, заплатили свои деньги для того, чтобы ехать на машине, но при этом стоите в пробке и никуда не двигаетесь. Мотор работает на холостом ходу, сжигает бензин, но Вы даже не отъехали от бензоколонки. И вот через некоторое время бак снова пуст, и снова надо заезжать на эту же бензоколонку и снова лезть за кошельком. На что Вы потратили деньги, если никуда не доехали? Лучше бы Вы сидели в кафе на этой же самой бензоколонке, пили кофе и ждали, пока пробка исчезнет.
То же самое и с холостым ходом на компрессоре - деньги на ветер. Компрессор также как и Вы не знает, когда можно будет поехать/включиться под нагрузку. И поэтому не останавливается/не глушит мотор в течение определенного времени/пока не лопнет терпение.
Вы спросите, почему бы компрессору ни выключаться сразу, как только не нужно производить воздух? А Вы часто глушите мотор в пробках? Вдруг в следующую секунду нужно будет проехать вперед на полметра. А на светофоре? Может зеленый свет загорится через 0.00587 с. Так и любой винтовой компрессор имеет конструктивное ограничение на количество включений в час. Иначе он просто сгорит.
Неплохо было бы создать компрессор, который сам знает, сколько воздуха нужно в каждый конкретный момент и производит его ровно в таком количестве. Благодаря этому ему был бы не нужен холостой ход и значит он не выбрасывал бы Ваши деньги на ветер.
Такой компрессор создан и такой компрессор есть в продаже - это компрессор с частотным преобразователем. Компрессор серии ALLEGRO, SOLO, ALTAIR и APOLLO. Частотный преобразователь позволяет плавно менять скорость вращения электродвигателя, за счет чего меняется производительность компрессора. Электронный блок управления компрессором и автоматика отслеживают потребление воздуха и оперативно меняют его производство.
На чем можно экономить?
Что такое «холостой ход» применительно к воздушному винтовому компрессору? Это когда компрессор работает, потребляет электроэнергию, но сжатый воздух не производит. За электроэнергию надо платить. Это как в автомобиле - Вы заправились на бензоколонке, заплатили свои деньги для того, чтобы ехать на машине, но при этом стоите в пробке и никуда не двигаетесь. Мотор работает на холостом ходу, сжигает бензин, но Вы даже не отъехали от бензоколонки. И вот через некоторое время бак снова пуст, и снова надо заезжать на эту же бензоколонку и снова лезть за кошельком. На что Вы потратили деньги, если никуда не доехали? Лучше бы Вы сидели в кафе на этой же самой бензоколонке, пили кофе и ждали, пока пробка исчезнет.
То же самое и с холостым ходом на компрессоре - деньги на ветер. Компрессор также как и Вы не знает, когда можно будет поехать/включиться под нагрузку. И поэтому не останавливается/не глушит мотор в течение определенного времени/пока не лопнет терпение.
Вы спросите, почему бы компрессору ни выключаться сразу, как только не нужно производить воздух? А Вы часто глушите мотор в пробках? Вдруг в следующую секунду нужно будет проехать вперед на полметра. А на светофоре? Может зеленый свет загорится через 0.00587 с. Так и любой винтовой компрессор имеет конструктивное ограничение на количество включений в час. Иначе он просто сгорит.
Регулировка "нагрузка-холостой ход"
При потребности предприятия в сжатом воздухе, отличающейся от максимальной, компрессор без регулировки производительности вынужден периодически прекращать производство воздуха, для чего он переходит на холостой ход в ожидании момента, когда давление в воздушной магистрали упадет ниже определенного значения (что будет означать, что запас сжатого воздуха исчерпан). Таким образом, в воздушной магистрали возникают колебания давления от минимального до максимального, составляющие, как правило, 1 бар (реже 0.5 бар). Так, если потребителю нужно давление 7 бар компрессор настраивается на максималное давление не ниже 7.5 бар. На графике давления появляется так называемая "пила".
При этом нужно понимать, что каждый "дополнительный" бар это дополнительно потраченные 6-8% мощности компрессора.
При этом нужно понимать, что каждый "дополнительный" бар это дополнительно потраченные 6-8% мощности компрессора.
Аналогичный график - "пила" возникает при регулировке производительности в режиме "нагрузка-холостой ход" - единственно возможном для компрессоров без частотного регулирования. Чем меньше нужно предприятию воздуха, тем реже у этой "пилы" зубья. В конце концов, при превышении определенного времени холостого хода компрессор останавливается, для чего он должен стравить внутреннее давление в атмосферу.
Таким образом, вместо плавной кривой изменения производительности компрессора с частотным регулированием мы имеем "пилу" обычной регулировки. При этом возникают несколько типов потерь, которых можно было избежать.
При детальном рассмотрении графика изменения нагрузки при регулировке "нагрузка-холостой ход" мы видим, что время работы компрессора на холостом ходу (при котором потребляется приблизительно 30% от его мощности) - это в чистом виде деньги, выброшенные на ветер.
При остановке компрессора возникают такие потери, как электроэнергия, затраченная на работу во время разгрузки, а также электроэнергия, потраченная на сжатие того воздуха, который в последствии был бесполезно стравлен в атмосферу при разгрузке компрессора.
Таким образом, вместо плавной кривой изменения производительности компрессора с частотным регулированием мы имеем "пилу" обычной регулировки. При этом возникают несколько типов потерь, которых можно было избежать.
При детальном рассмотрении графика изменения нагрузки при регулировке "нагрузка-холостой ход" мы видим, что время работы компрессора на холостом ходу (при котором потребляется приблизительно 30% от его мощности) - это в чистом виде деньги, выброшенные на ветер.
При остановке компрессора возникают такие потери, как электроэнергия, затраченная на работу во время разгрузки, а также электроэнергия, потраченная на сжатие того воздуха, который в последствии был бесполезно стравлен в атмосферу при разгрузке компрессора.
Что это дает?
Ваша жизнь изменилась в лучшую сторону. Теперь Вы получаете столько воздуха, сколько Вам на самом деле нужно. Ни больше, ни меньше.
Продажа компрессора Вас не привела к дополнителным необоснованным расходам.
Вы не тратите деньги в холостую, т.е. на холостой ход компрессора.
Вы не стравливаете сжатый компрессором за Ваши деньги воздух обратно в атмосферу при каждой остановке компрессора, потому что ему не надо останавливаться.
Вам больше не нужно выставлять на компрессоре большее давление чем требуют Ваши потребители, потому что у Вас в сети теперь не среднее арифметическое между давлением включения и давлением выключения компрессора, а именно то значение, которое Вам необходимо. Между прочим, повышение давления на 1 бар это на 6-8 % большее потребление электроэнергии.
У Вас теперь сократились неизбежные утечки в трубопроводах, потому что давление в них не превышает необходимого. Уменьшение давления на 1 бар сокращает норму утечки примерно на 10%.
Каждое утро Ваш компрессор запускается без пиковых потреблений тока, в 3 - 4 раз превышающих номинал электродвигателя, потому что частотный преобразователь позволяет ему плавно набирать обороты и увеличивать мощность. У Вас нет экстремальных нагрузок на электросеть, у Вас в диспетчерской не плавятся компьютеры и в столовой не взрываются микроволновки.
Постоянный ремонт компрессора не является больше Вашей головной болью.
Себестоимость Вашей продукции падает, а ее конкурентоспособность повышается. Ваш бизнес процветает.
Ваша жизнь изменилась в лучшую сторону. Теперь Вы получаете столько воздуха, сколько Вам на самом деле нужно. Ни больше, ни меньше.
Продажа компрессора Вас не привела к дополнителным необоснованным расходам.
Вы не тратите деньги в холостую, т.е. на холостой ход компрессора.
Вы не стравливаете сжатый компрессором за Ваши деньги воздух обратно в атмосферу при каждой остановке компрессора, потому что ему не надо останавливаться.
Вам больше не нужно выставлять на компрессоре большее давление чем требуют Ваши потребители, потому что у Вас в сети теперь не среднее арифметическое между давлением включения и давлением выключения компрессора, а именно то значение, которое Вам необходимо. Между прочим, повышение давления на 1 бар это на 6-8 % большее потребление электроэнергии.
У Вас теперь сократились неизбежные утечки в трубопроводах, потому что давление в них не превышает необходимого. Уменьшение давления на 1 бар сокращает норму утечки примерно на 10%.
Каждое утро Ваш компрессор запускается без пиковых потреблений тока, в 3 - 4 раз превышающих номинал электродвигателя, потому что частотный преобразователь позволяет ему плавно набирать обороты и увеличивать мощность. У Вас нет экстремальных нагрузок на электросеть, у Вас в диспетчерской не плавятся компьютеры и в столовой не взрываются микроволновки.
Постоянный ремонт компрессора не является больше Вашей головной болью.
Себестоимость Вашей продукции падает, а ее конкурентоспособность повышается. Ваш бизнес процветает.
Пусковые токи при запуске компрессора
В настоящее время промышленностью используются несколько раличных схем включения электрических машин в сеть. Все они в той или иной степени подвержены одному недостатку - они не позволяют полностью исключить значительные превышения тока при пуске его номинального значения.
Даже при использовании так называемых "плавных пускателей" всё равно присутствуют превышения номинального тока до 3-х номиналов.
Даже при использовании так называемых "плавных пускателей" всё равно присутствуют превышения номинального тока до 3-х номиналов.
Большинство электродвигателей современных компрессоров, не оборудованных частотным регулированием, включаются в электрическую сеть по схеме "звезда-треугольник". Данная схема включения не позволяет избежать пусковых бросков тока при переключении обмоток со звезды на треугольник менее 4-х номиналов. Конечно это нельзя сравнивать с 8-ми кратным превышением номинального тока при использовавшейся ранее схеме пуска "на прямую", однако на мощностях 75 кВт и выше пусковые токи безболезненно выдерживает далеко не каждая сеть.
Единственное решение, обеспечивающее абсолютно плавную характеристику пусковых токов - применение частотного преобразователя.
Помимо очевидных преимуществ в энергобезопасности всего предприятия данное решение позволяет экономить на более оптимальном подборе электроаппаратуры, сечения питающих кабелей.
Единственное решение, обеспечивающее абсолютно плавную характеристику пусковых токов - применение частотного преобразователя.
Помимо очевидных преимуществ в энергобезопасности всего предприятия данное решение позволяет экономить на более оптимальном подборе электроаппаратуры, сечения питающих кабелей.
