Wentylatory dużej mocy (powyżej 500 kW) stosowane w elektrowniach i elektrociepłowniach wymagają coraz częściej regulacji punktów pracy. Wynika to z faktu, że produkcja energii cieplnej lub elektrycznej musi dopasowywać się do zmiennych zapotrzebowań ze strony odbiorców [1, 2, 3]. Technologia wytwarzania tych energii musi być elastyczna. Jednocześnie coraz ostrzejsze wymagania dotyczące równoczesnego ograniczania emitowania zanieczyszczeń zmuszają do stosowania odsiarczania, odazotowania, odpylania i podobnych działań. We wszystkich tych technologiach wentylatory są jednym z ważniejszych elementów. Regulacja ich parametrów (ciśnienia, natężenia przepływu) coraz częściej odbywa się przy pomocy ustawiania zadanej prędkości obrotowej wirnika. Wynika to z ekonomii (optymalne zużycie energii układu napędowego) oraz sposobu sterowania całą technologią. Czasami stosuje się jeszcze regulację ciśnienia i wydajności poprzez zmianę kąta ustawienia łopat wentylatora lub dławienie przy pomocy klap wejściowych.
W artykule zostały przedstawione wyniki badań i pomiarów efektywności energetycznej układu napędowego pompy obiegowej w pompowni sieci ciepłowniczej. Badany obiekt stanowi inteligentny układ napędowy z przemiennikiem częstotliwości średniego napięcia. Wyniki badań zostały porównane z badaniami podobnymi przeprowadzonymi na układzie napędowym stosowanym poprzednio do chwili modernizacji. Efekty tych badań porównano stosując ilościowy PIS efektywności energetycznej układu napędowego.
EN
The article presents results of research about circulating pump drive system in pumping station of Warsaw heat distribution network. This pumping station provides correct work of the heat distribution Network to 30% of the city. Energy efficiency was an aim of drive system researches. Mathematical description of the energy efficiency was made by basing on energy coefficients. Value of these coefficients was computed Rusing research results during pumping station exploitation. The drive system has been modernized two years ago but the pumping station was completely technically prepared In 2012/2013. The energy efficiency of modernized drive system was checked against energy efficiency of drive system applied until now. Results of both clearly showed that modernization was necessary.
Przekształtniki energoelektroniczne są coraz powszechniej stosowane jako urządzenia precyzyjne sterujące dostarczaniem energii elektrycznej do różnego rodzaju odbiorników. W chwili obecnej praktycznie nie ma ograniczeń w stosowaniu przekształtników, jeśli chodzi o wartość mocy odbiornika oraz jego napięcia znamionowego. Przekształtnik energoelektroniczny przekształca parametry energii elektrycznej (najczęściej sieci zasilającej) na takie wartości, które umożliwiają dokładne sterowanie wielkościami wyjściowymi odbiornika elektrycznego. Umożliwia to minimalizację strat energii w odbiorniku, lub w procesie technologicznym.
There are a few ways of the fan output parameters regulation. The most economical method for the fan rated power above 100kW is regulation of the angle of the blades and rotational speed. The application of intelligent frequency converter, that in various places of work and conditions of supply, allows you to minimize energy losses and then improves the energy parameters of the entire drive system. The paper presents fan drive system, which can be adjusted by two methods described above. As the energy efficiency parameters of the system, were taken values: watt-hour efficiency, power factor taken from the electrical source and the current strain which supplies frequency converter. An equipment taken for the analysis, consisted of: a drive system with induction motor of the medium voltage (6 kV) and power rating 850kW, a high voltage (6kV) frequency converter type current inverter (rectified current circuit DC, type current source) with the possibility of so-called synchronous transfer and fan, that works in one of the national thermoelectric power station. The calculations, which the results were presented in the article, make it possibile to compare the economic effects both methods of the fan output parameters regulation.
Lata dziewięćdziesiąte ubiegłego stulecia to czas gwałtownego rozwoju i zastosowań przemienników częstotliwości. Większość zastosowań tych urządzeń dotyczy układów napędowych z silnikami prądu przemiennego. Ten typ silnika jest najczęściej stosowany w praktyce.
6
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Krajowy system energetyczny w zdecydowanej większości opiera się o bloki energetyczne o mocach od 120 MW do 500 MW [1]. Liczbowo najwięcej (62 szt.) jest bloków energetycznych o mocy znamionowej 200 MW. Bloki te zainstalowane są w elektrowniach na węgiel kamienny lub brunatny. Sprawność energetyczna brutto tych bloków jest rzędu 37% i na początku XXI w. była o ok. 8% niższa niż w Unii Europejskiej [1]. Niska sprawność brutto wynika z zasady działania elektrowni cieplnych oraz ze zużycia wyprodukowanej energii elektrycznej na cele potrzeb własnych. Wśród potrzeb własnych najwięcej energii zużywają układy napędowe. Na rys. 1 została przedstawiona zależność zużycia mocy na potrzeby własne (PWA) bloku 200 MW oraz zużycie mocy przez napędy (PNA) największe (wentylatory i pompy) w funkcji mocy (PG) brutto bloku [2]. Z porównania tych przebiegów widać, że układy napędowe dużych mocy bloku 200 MW zużywają ok. 75% mocy potrzeb własnych. Z tych względów zmniejszenie zużycia mocy przez napędy potrzeb własnych polepsza efektywność energetyczną (sprawność energetyczną) bloku 200 MW.
EN
National energy system mainly based on power units with power from 120 MW to 500 MW [1]. The largest group (62 items) are power units with power rating 200 MW. These units are installed in power plants which are fed by coal or charcoal. Gross power efficiency is 37% and at the beginning of 2000 it was around 8% lower than in European Union [1]. Low gross efficiency is caused by rules of power plants’ work and by energy consumption which is produced for own needs. Between these needs, the most energy is consumed by drive systems. In the article were presented posibilites of power unit 200 MW energy efficiency enhancement by modernization high power drive systems. In national energy system most of power units 200 MW have to be, though, rebuilt their generation capacity because technic life of many of them is ending. In conclusion, this is a very good time to modernizate drive systems, though high power, in order to enhancement their energy efficiency and thanks to this energy consumption for own needs will be lower that it is now.
7
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Efektywność energetyczna układów napędowych należy do najważniejszych ich właściwości. Na podstawie jej oceny można przewidywać efekty techniczne i ekonomiczne zastosowania regulowanych układów napędowych w pompowniach wodociągowych. W artykule została przedstawiona ilościowa metoda oceny efektywności energetycznej. Zostały przedstawione parametry opisujące zjawiska energetyczne, mające główny wpływ na ocenę efektywności energetycznej.
EN
The energy efficiency of drive systems is their most important feature. Based on it’s evaluation it is possible to envisage technical effects and economical usage of the control drive systems in the water pumping stations. In the article was presented a quantitative evaluation of the energy efficiency. There were also presented parameters describing energetic phenomenons which have main impact on the energy efficiency evaluation.
Napędy elektryczne są odbiornikami zużywającymi najwięcej energii elektrycznej.Przedstawiono strukturę zużycia energii przez napędy elektyczne według kilku kryteriów.Opisano metody racjonalizacji zużycia energii elektrycznej przez napędy wraz z analizą pokazującą potencjalne możliwości oszczędności tej energii w Polsce poparte przykładem praktycznym.
EN
Electric drives use the majority of electrity in the country.Using several criteria the profile of energy consumption for driving is presented.
Often, the energy efficiency of the system is described using the power losses. It leaves out the phenomenon that causes power losses outside of the testing system. If these power losses are related to work the system in question, they have an impact on the overall energy efficiency. The article proposes to take account of these phenomena using mathematical description. For such an assessment has been taken drive system of large power rotodynamic pump.
Stosowane w światowej technice od około piętnastu, a w krajowej już od dziesięciu lat przemienniki częstotliwości (PCz) średniego napięcia (SN) są coraz powszechniej wdrażane do różnych aplikacji. Te nowoczesne urządzenia mają wiele istotnych zalet, które sprawiają, że są stosowanie coraz częściej (w Polsce – kilkanaście egzemplarzy, na świecie – około dziesięciu tysięcy). Podczas opracowywania koncepcji ich wdrożeń należy jednak zwrócić uwagę na istotne zjawisko z punktu widzenia eksploatacji. Chodzi o oddziaływanie przewodzące PCzSN na sieć zasilającą i silnik. Jest ono szczególnie istotne w przypadku silnika, który jest już pewien czas eksploatowany i był projektowany do zasilania napięciem sinusoidalnym o stałej amplitudzie.
11
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Sieć wodociągowa składa się z kilku ważnych elementów oraz z wielu urządzeń, które dzięki współpracy umożliwiają transport wody od producenta (ujęcie wody, stacja uzdatniania wody) do konsumenta (użytkownika indywidualnego lub przemysłowego). Jednym z ważniejszych elementów tej sieci jest pompownia. Nowoczesna pompownia wymaga źródła energii elektrycznej dla wszystkich swoich odbiorników tego rodzaju energii. Praktycznie wszystkie napędy pomp (silniki napędowe), układy sterowania i monitorowania są odbiornikami energii elektrycznej. Zanik napięcia zasilającego pompownię lub nawet obniżenie jego wartości poniżej dopuszczalnej powoduje najczęściej wyłączenie większości odbiorników elektrycznych. Konsekwencją tego zjawiska jest wstrzymanie dostawy wody do odbiorców. W zależności od typu odbiorcy możliwe są różne dopuszczalne czasy przerw w pracy pompowni.
EN
Pumping stations needst to be fed by the electric energy. Quality of this energy is important factor of its correct work. In this article were presented factors that not allow its working correctly, because of this quality. The article also presents examples of changes this quality (voltage decay). Contemporary electrotechnics makes changing this quality possible. Application generator and UPS device makes pumping stations working correctly, although disruption of electricity supply may still exist.
W artykule zostały przedstawione obliczenia, na podstawie których można sprawdzić efekty oszczędności energii elektrycznej, jakie można uzyskać po zastosowaniu przemiennika częstotliwości średniego napięcia do silnika klatkowego, zamiast sprzegła hydraulicznego.
Technologia wybuchowego platerowania, mimo iż w kraju reprezentowana w przemysłowym wymiarze raczej skromnie, bo zaledwie przez jedną, małą firmę, w sferze rozwojowej zaczyna nabierać dość sporego znaczenia. Wynika to w znacznej mierze z faktu ponownego ‘odkrycia’ metalicznych materiałów wielowarstwowych jako tworzywa o unikalnych właściwościach – możliwościach stosowania, przydatnego w wielu dziedzinach techniki. W przypadku stosowania metody wybuchowego platerowania, dla niektórych przypadków, niezbędne jest stosowanie międzywarstwy technologicznej w celu uzyskania połączenia. Dotyczy to materiałów cechujących się znacznymi różnicami właściwości mechanicznych i technologicznych. Szczególnym przypadkiem może być tutaj spełnienie przez międzywarstwę roli bariery istotnie zmniejszającej gradient naprężeń. Zbyt duży ich poziom może prowadzić do wtórnego odspojenia się warstwy nakładanej. Dotyczy to szczególnie materiałów nakładanych o znacznej skłonności do umacniania się w wyniku dynamicznego odkształcania. Dalszym rozwinięciem układów trójwarstwowych i o większej ilości warstw jest aplikowanie ich w złożonych konstrukcjach z wykorzystaniem efektu synergii – pozyskania dodatkowych cech takiego metalicznego kompozytu, ponad właściwości zwykłe dla jego materiałów składowych. W określonych przypadkach, można też mówić o wielowarstwowych materiałach funkcjonalnych, w których określone warstwy spełniają istotne zadania np. z zakresu ochrony przed dyfuzją wodoru, czy reprezentując podwyższone właściwości trybologiczne. Zagadnienie międzywarstwy jest nie tylko istotnym technologicznie. Układy wielowarstwowe stanowią specyficzne wyzwanie dla konstruktorów oraz dla tych, którzy zajmują się zagadnieniami trwałości eksploatacyjnej konstrukcji, w tym materiałów.
Dwa zjawiska energetyczne ograniczają poprawną pracę układów napędowych pomp wirowych. Jedno dotyczy odkształconych przebiegów prądów i napięć. Drugie - wynika z nierównomiernej w czasie rzeczywistym prędkości obrotowej (będącej skutkiem zmian momentu napędowego silnika w funkcji czasu). Istotnie oddziaływają one na układ regulacji napędów do pomp wirowych. Czy zmiany konstrukcyjne i topologiczne silników i przekształtników mogą je ograniczyć?
17
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Układy regulacji prędkości obrotowej pomp wodociągowych są coraz częściej stosowane w pompowniach, gdzie wymagane są zmiany ciśnienia lub wydajności wyjściowych. Problemem, który pojawia się przy projektowaniu nowej pompowni lub przy modernizacji już eksploatowanej, jest właściwy dobór regulowanych układów napędowych. Wśród najważniejszych parametrów tych układów jest wartość napięcia znamionowego elektrycznych silników napędowych pomp. Dobór niskiego napięcia znamionowego silników pociąga za sobą zastosowanie przemienników częstotliwości niskiego napięcia (np. 400 V, 690 V). Podobnie zastosowanie silników o napięciu znamionowym średnim (najczęściej 6 kV, rzadziej 3,3 kV) wymaga eksploatacji przemienników częstotliwości o znamionowym napięciu średnim. Oczywiście powyższe rozważania dotyczą najczęściej silników indukcyjnych klatkowych, trójfazowych.
EN
Integrated speed control of water supply pumps are increasingly being used in pumping stations where changes are required pressure output or productivity. The problem that arises in the design of a new pumping station and the upgrade already in service is the right choice of regulated power system. Among the most important parameters of these systems is the nominal voltage electric motors pumps. Selection of low voltage motors rated entails the use of low-voltage frequency converters (for example, 400 V, 690 V). Similarly, the use of motors with a rated voltage of the medium (usually 6 kV, 3,3 kV less) requires the operation of frequency converters with a rated voltage of the medium. Of course, these considerations apply to the most common squirrel cage induction motors, three-phase.
Wyższe harmoniczne w napięciu zasilającym zakłady przemysłowe istniały zawsze. Przyczyną ich istnienia są zjawiska nieliniowe w urządzeniach wytwarzających energię elektryczną oraz odkształcony prąd pobierany przez odbiorniki o nieliniowych charakterystykach wejściowych typu U = f (I). Jednak dopiero w ostatnich dziesięcioleciach ubiegłego wieko, kiedy gwałtownie wzrosła liczba odbiorników elektrycznych z energoelektronicznymi obwodami wejściowymi, pobierającymi odkształcony prąd z sieci zasilającej, problem ten stał się wyraźnie odczuwalny w zakładach przemysłowych.
W niniejszym artykule przedstawione zostały podstawowe zasady doboru przekształtników energoelektronicznych średniego napięcia do sterowania prędkością obrotową silników indukcyjnych dużej mocy, stosując jako kryterium ocenę parametrów energetycznych.
20
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Dwa zjawiska energetyczne ograniczają poprawną pracę układów napędowych pomp wirowych. Jedno dotyczy odkształconych przebiegów prądów i napięć. Drugie - wynika z nierównomiernej w czasie rzeczywistym prędkości obrotowej (będącej skutkiem zmian momentu napędowego silnika w funkcji czasu). Istotnie oddziaływają one na układ regulacji napędów do pomp wirowych. Czy zmiany konstrukcyjne i topologiczne silników i przekształtników mogą je ograniczyć?
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.