Энергосберегающий комплекс управления тягодутьевыми механизмами котельной

Несколько лет назад у специалистов, работающих в коммунальной энергетике, возникали обоснованные вопросы о целесообразности и экономической эффективности применения частотно-регулируемого электропривода на объектах тепло– и водоснабжения.

В настоящее время у большинства сложилось четкое представление о возможностях частотно-регулируемого электропривода и областях использования в жилищно-коммунальном хозяйстве. Это обусловлено интенсивным внедрением данного привода за прошедшие годы и накопленным опытом эффективного использования.

Первый опыт внедрения частотно-регулируемого электропривода в тепловых сетях в городе Балашихе был в 2001 году при модернизации тягодутьевого механизма котельной. На электроприводах вентиляторов и дымососа водогрейного котла в этой котельной был установлен энергосберегающий комплекс на основе преобразователей частоты производства "Веспер". Тягодутьевые механизмы для оснащения регулируемым приводом были выбраны не случайно, поскольку они потребляют более 30% электроэнергии собственных нужд котельной.

Важно отметить, что включение преобразователей в схему управления тягодутьевым механизмом было выполнено с минимальными затратами и без каких-либо изменений существующей системы автоматики.

В разрыв цепи питания привода дымососа был установлен преобразователь частоты (ПЧ) компании "Веспер" серии EI-P7002 мощностью 93 кВт, а в разрыв цепей питания приводов вентиляторов — два аналогичных преобразователя EI-P7002 мощностью 55 кВт. В контрольных точках были установлены датчик разрежения (ДР) и датчик давления (ДД). Сигналы обратной связи с датчиков были поданы на входы ПИД-регуляторов преобразователей частоты. Таким образом, были созданы замкнутые системы автоматического регулирования давления воздуха перед горелкой и разрежения газа в топке котла.

Цель регулирования — автоматическое поддержание разрежения в котле на уровне 3-8 кгс/м2 и давления подаваемого воздуха перед горелкой на уровне 80-250 кгс/м2 во всех режимах работы котла. Задание уровней разрежения и давления воздуха производится соответствующими регуляторами (переменными резисторами), которые расположены на главном щите в диспетчерской.

Установку уровней можно производить как до начала вращения двигателей, так и оперативно изменять во время вращения. Общее управление энергосберегающим комплексом, контроль за работой котла и ввод заданных значений параметров рабочего процесса котла осуществляется с дистанционного пульта. Пульт также расположен на главном щите в диспетчерской.

На протяжении 6 месяцев проводилась опытная эксплуатация водогрейного котла с энергосберегающим комплексом. Параметры его работы сравнивались с параметрами работы других котлов, оборудованных традиционными системами управления, чтобы увидеть изменения в работе котельной от включения преобразователей частоты в схему управления тягодутьевым механизмом. Согласно акту по результатам опытной эксплуатации за период работы комплекса отмечено следующее:

• средняя экономия электроэнергии в месяц за счет частотного регулирования производительностью приводов тягодутьевых механизмов по сравнению с режимом регулирования направляющими аппаратами составила 27%;
• наблюдается устойчивая работа комплекса по поддержанию заданных уровней разряжения и давления;
• розжиг котла производится автоматически, розжиг устойчив, исключен отрыв пламени. Время розжига меньше по сравнению с ручным розжигом;
• реализуемый в частотном преобразователе режим плавного пуска электродвигателя исключил ударные пусковые токи в сети при включении агрегатов.

Таким образом, введение преобразователей частоты внесло только улучшения в процесс работы котельного оборудования. В последующие годы аналогичными энергосберегающими комплексами с преобразователями частоты производства "Веспер" было оснащено еще несколько котельных. В настоящее время в городских котельных на тягодутьевых механизмах работает в общей сложности более 20 преобразователей частоты серии EI-P7002 с единичной мощностью от 55 до 93 кВт.

Использование преобразователей частоты для управления тягодутьевыми механизмами оказывается намного эффективнее применяемых ранее направляющих аппаратов. Причем выигрыш получается как с энергетической, так и с технологической точек зрения. В первую очередь, улучшаются энергетические показатели работы котельной. Уменьшается потребление электрической энергии. Зачастую экономическую эффективность сводят именно к этому фактору, но применение преобразователей частоты имеет и другие преимущества.

При автоматическом поддержании параметров наряду с экономией электроэнергии обеспечивается оптимальный режим работы котельной. Это минимизирует вредные выбросы в атмосферу и улучшает экологическую обстановку. Пуск двигателей приводов происходит плавно в соответствии с заданным временем разгона, ударные токи отсутствуют. За счет этого увеличиваются сроки службы электродвигателей, приводных механизмов, коммутационной аппаратуры. Как следствие, снижаются расходы на техническую эксплуатацию оборудования.