Optymalizacja rezerw w układach wentylatorowych spełnia bardzo ważną rolę w praktycznym podejściu do zagadnienia efektywności energetycznej.

HTML
DOWNLOAD

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "Optymalizacja rezerw w układach wentylatorowych spełnia bardzo ważną rolę w praktycznym podejściu do zagadnienia efektywności energetycznej."

Juliusz Kucharski
6 lat temu
Przeglądów:

1 Autor Jacek Lepich ENERGOPOMIAR Sp. z o.o. Zakład Techniki Cieplnej Optymalizacja rezerw w układach wentylatorowych spełnia bardzo ważną rolę w praktycznym podejściu do zagadnienia efektywności energetycznej. Większość dużych obiektów przemysłowych była projektowana w ubiegłym stuleciu. Mniejszą wagę przywiązywano wtedy do efektywności energetycznej, a większość urządzeń dobierana była ze znaczną rezerwą parametrów technicznych. Układy wentylatorowe należą do grupy urządzeń zużywających najwięcej energii elektrycznej potrzeb własnych bloków energetycznych. Stanowią także nieodzowną część dużych zakładów przemysłowych, w których zyskały zastosowanie w układach wyciągania spalin oraz do przewietrzenia hal przemysłowych. Możliwości obniżenia energochłonności wentylatorów zawsze powinny być poparte dokładną analizą techniczno-ekonomiczną, określającą progi opłacalności możliwych do zrealizowania przedsięwzięć. Przy ocenie pracy wentylatora oraz działaniach mających na celu poprawę efektywności energetycznej wentylatorów należy brać pod uwagę następujące kryteria: - właściwy dobór wentylatora do potrzeb instalacji, w której pracuje, - pracę wentylatora w odpowiednim przedziale obciążenia, - wymianę obecnie użytkowanych wentylatorów na wentylatory energooszczędne, - wymianę obecnie użytkowanych silników na silniki wysokosprawne, - modernizację lub uzupełnienie o nowe elementy opomiarowania ruchowego wentylatorów 1 / 5

2 wraz z instalacjami, w których pracują. W dalszej części artykułu skoncentrowano się na omówieniu poszczególnych kryteriów w aspekcie wentylatorów powietrza i spalin. Właściwy dobór wentylatora do potrzeb instalacji Wyróżnia się następujące kryteria doboru wentylatora do potrzeb instalacji wynikające z warunków normalnej eksploatacji i koniecznych zapasów na pogorszone warunki eksploatacji instalacji, w której wentylator pracuje. Przyjmuje się, że wentylator został poprawnie dobrany do instalacji, jeżeli posiada 15-procentową rezerwę spiętrzenia oraz 10-procentową rezerwę wydajności i mocy w stosunku do znamionowego punktu pracy. Przy charakterystyce wentylatora wyższej lub niższej od charakterystyki projektowej należy liczyć się ze zwiększonym poborem mocy lub brakiem zapasów parametrów czynnika wymaganych przez instalację, w której wentylator pracuje. Optymalny dobór wentylatora skutkuje: - minimalizacją mocy pobieranej z sieci na napęd wentylatora, - maksymalizacją sprawności eksploatacyjnej zespołu wentylatorowego, - lepszą regulacyjnością wentylatora. Ocena poprawności doboru wentylatora do potrzeb instalacji jest również pomocna do właściwego zaplanowania działań i postępowania w ramach całej gospodarki remontowej zakładu. 2 / 5

3 Rezerwa głównych parametrów technicznych wentylatorów powinna zostać zoptymalizowana, w przeciwnym bowiem razie jej nadmierna wysokość powoduje: - straty mocy generowane w układzie współpracy równoległej wentylatorów, - pracę wentylatorów podczas normalnej eksploatacji z przeciętną (zaniżoną) sprawnością. Praca wentylatora w odpowiednim zakresie obciążenia Bardzo często dla zachowania odpowiedniej rezerwy całej instalacji prowadzi się równolegle kilka wentylatorów obciążonych częściowo pomimo tego, że praca jednego szczególnie przy niższych obciążeniach instalacji byłaby wystarczająca. Należy mieć na uwadze, że przejście z pracy dwóch wentylatorów na pracę jednym ogranicza wprawdzie rezerwy wydajności, ale powoduje znaczne korzyści zużycia energii na ich napędy. Obrazuje to niżej przedstawiony przykład wentylatorów na kotle fluidalnym CFB bloku 265 MW. Jak pokazano na rysunkach 1 i 2, w przypadku wentylatorów spalin przy obciążeniach bloku poniżej 140 MW, utrzymując w ruchu jeden wentylator zamiast dwóch można obniżyć pobór mocy elektrycznej o około 600 kw. W przypadku wentylatorów powietrza wtórnego przy mocy bloku poniżej 160 MW można zaoszczędzić 120 kw. Taki tryb pracy wentylatorów nie wprowadza zakłóceń pracy kotła, co zostało udokumentowane badaniami na obiekcie. Praca kotła z jedną nitką powietrze-spaliny nie spowodowała asymetrii rozkładu temperatur spalin w kotle, pomimo wyłączonego jednego z dwóch wentylatorów spalin, czy też jednego z dwóch wentylatorów powietrza wtórnego. Nie zaobserwowano również powstałych z tego tytułu asymetrii pracy przegrzewaczy pary. 3 / 5

4 Wymiana obecnie używanych wentylatorów na wentylatory energooszczędne Kolejnym sposobem poprawy efektywności energetycznej jest wymiana użytkowanych wentylatorów na wentylatory energooszczędne, najlepiej z zastosowaniem regulacji wydajności za pomocą zmiany liczby obrotów. Na rysunku 3 pokazano zmiany mocy wentylatora w funkcji wydajności dla różnych sposobów regulacji [1]. Z ich porównania wynika, że najmniej korzystnym sposobem regulacji wydajności, generującym największe straty mocy, jest dławienie (krzywa 6), natomiast najkorzystniejszym jest regulacja za pomocą zmiany prędkości obrotowej (krzywa 1). Przy minimalnej wydajności stosunek zapotrzebowania mocy na wale wentylatora dla tych skrajnych sposobów regulacji wynosi jak 1:8. Regulacja wydajności przez zmianę liczby obrotów może odbywać się poprzez zastosowanie: - falowników, - układów tyrystorowych, - przekładni mechanicznych. Z praktyki badawczej na obiektach przedstawiono przykład warunków pracy wentylatora WP-80 o wydajności znamionowej m3/min, spiętrzeniu Pa i mocy wynoszącej 110 kw. Na rysunku 4 pokazano parametry punktu pracy tego wentylatora w zestawieniu z wentylatorem energooszczędnym WPz-60 sterowanym falownikiem. Zmierzony punkt normalnej pracy wentylatora przeniesiono na charakterystykę wentylatora WPz-60. Analizę wykonano dla prędkości obrotowej 2300 obr/min wentylatora WPz / 5

5 W tabeli 1 pokazano efekt ekonomiczny prostego okresu zwrotu zakupu wentylatora energooszczędnego WPz-60. Z rysunku 4 i tabeli 1 wynika, że użytkowany wentylator powinien zostać zastąpiony wentylatorem energooszczędnym sterowanym falownikiem. Zastosowanie energooszczędnych wentylatorów sterowanych falownikami powoduje płynną regulację wydajności i przyrostu ciśnienia oraz pracę wentylatorów z dobrą sprawnością. Porównując ze sobą powyższe dwa wentylatory można zauważyć, że wentylator WPz-60 pracowałby z optymalnymi wydajnością i ciśnieniem przy prędkościach obrotowych od do obr/min. Na rysunku 4 naniesiono również pierwotną charakterystykę fabryczną wentylatora WP-80, z której wynika, że dobrany w przeszłości wentylator był przewymiarowany. Ponadto dobrany był do znacznie większych wydajności i spiętrzeń, aniżeli te, przy których obecnie pracuje. Wymiana wentylatora WP-80 na wentylator WPz-60 skutkowałaby pracą w optymalnym punkcie pracy dla wymaganego spiętrzenia i wydajności, z możliwością płynnej regulacji. Z analizy porównawczej wynika, że nowy wysokosprawny wentylator uzyskiwałby sprawności o około 28,9 % wyższe od dotychczas eksploatowanego wentylatora. Przy założonym czasie pracy wentylatora h w ciągu roku oraz ceny za energię elektryczną 0,297 zł/kwh roczne obniżenie kosztów eksploatacji wyniosłoby zł. Dla przyjętej ceny wentylatora energooszczędnego zł prosty okres zwrotu jego zakupu wyniósłby 1,6 roku, co jest wartością, która uzasadnia wymianę obecnie używanego wentylatora. 5 / 5

Podobne dokumenty

Charakterystyki przepływowe pompy wiedza podstawowa o urządzeniu

Charakterystyki przepływowe pompy wiedza podstawowa o urządzeniu Autor Tomasz Słupik Andrzej Drajczyk ENERGOPOMIAR Sp. z o.o. Zakład Techniki Cieplnej Urządzenia pompowe stanowią największy udział w maszynach roboczych, w których następuje konwersja z energii mechanicznej