Управление оборотами двигателей вентиляторов
Постоянно растущие тарифы на электрическую энергию и ужесточающееся законодательство в сфере энергосбережения вынуждают искать пути снижения энергопотребления. В сельском хозяйстве значительная часть потребления электрической энергии приходиться на вентиляторные, насосные и вакуумные установки. Данные механизмы чаще всего приводятся в действие асинхронными двигателями переменного тока. Крупнейшие мировые производители электротехнического оборудования предлагают специализированные устройства для управления асинхронными двигателями, которые, по заверениям их производителей, помимо всего прочего обеспечивают экономию электрической энергии до 50% (для насосных установок) или даже до 70% (для вентиляторных установок)!!! Называются данные устройства преобразователями частоты, частотными преобразователями, инверторами или просто ПЧ.
На сушилке М-819 используются 4 вентилятора мощностью 18,5 кВт.
Для эффективной работы зерносушилки М-819 требуется, чтобы воздушный поток, пропускаемый через зерно, всегда был максимально возможный. Регулировка воздушного потока осуществляется механическими заслонками, которые открываются до тех пор, пока зерно не начинает выносить через выходные жалюзи вентиляторов. По мере высыхания зерна заслонки прикрываются, так как зерно становится легче. Для различных культур начальное положение заслонок различно, например, для пшеницы, ржи, ячменя заслонки изначально открываются примерно на 75 %, для рапса, проса только на 25 %. Во многих хозяйствах регулировочные заслонки либо вообще не работают, либо работают плохо, поэтому операторы не утруждают себя и не осуществляют постоянную регулировку воздушного потока. Как правило, заслонки стоят таким образом, чтобы зерно не выносило ни при каких условиях, т.е. примерно закрытыми больше чем наполовину, при этом неэффективно используется и электроэнергия и топливо, зерно в шахтах высыхает неодинаково.
Потребляемая мощность вентилятора даже при полностью закрытой заслонке уменьшается незначительно (3-5%). При установке частотных преобразователей появляется возможность регулировать воздушный поток путем регулировки оборотов двигателя при полностью открытой заслонке. Таким образом, при использовании частотных преобразователей:
- отпадает необходимость в регулировке механическими заслонками, которые в большинстве хозяйств требуют ремонта;
- появляется возможность плавной регулировки воздушного потока в каждой шахте, что обеспечивает равномерность сушки по шахтам;
- существенно экономится электроэнергия;
- существенно снижаются пусковые токи, что снижает вероятность выхода из строя пуско-регулирующей аппаратуры;
- уменьшаются механические нагрузки во время разгона (основная причина выхода из строя подшипников) и работы на постоянной скорости;
- двигатели лучше защищены, вероятность их отказа практически нулевая.
Экономическая и техническая эффективность частотно регулируемого привода. Несмотря на кажущуюся значительную стоимость современных преобразователей, окупаемость вложенных средств за счёт экономии энергоресурсов и других составляющих эффективности не превышает в среднем 1,5 – 2 года. Это вполне реальные сроки, а учитывая многолетний ресурс подобной техники, можно подсчитать ожидаемую экономию на длительный период и принять правильное решение.
Самая привлекательная особенность этого оборудования заключается в том, что оно представляет из себя один из наиболее выгодных объектов для инвестирования средств предприятия.
С одной стороны, инвестируя средства в преобразователи частоты для своего производства, предприятие гарантированно возвращает эти средства за период срока окупаемости, а в последующие годы предприятие просто получает чистую прибыль. С другой стороны, сделанные инвестиции ни на минуту не покидают пределов вашего предприятия.
Экономия денежных средств за счет применения частотного преобразователя чаще всего рассчитывается по формуле:
где Э - экономия денежных средств, руб.; Рдв - мощность двигателей, кВт; Ч - среднее количество часов работы привода, ч; К – коэффициент, показывающий ожидаемый процент уменьшения потребляемой двигателем мощности, %; Т - тариф на электроэнергию, руб/кВт*ч.
Суммарная мощность 4 вентиляторов по 18,5 кВт равна Рдв= 18,5х4=74 кВт;
В настоящее время, когда сушилки М-819 используются как для сушки рапса (конец июня – начало июля) так и для сушки кукурузы (вплоть до декабря) среднее время работы вентиляторов составляет примерно 1000-1200 часов, поэтому примем Ч=1100 часов.
Значение коэффициента уменьшения мощности зависит от зерновой культуры: на пшенице, ячмене, ржи он составляет 25%, на рапсе и просе - 70%, в среднем 40%.
В настоящее время тариф для сельскохозяйственных потребителей составляет 0,1 € за кВт.
Поставляя рассчитанные значения в формулу получим:
Э = 74 х 1100 х 40 х 1012,5/100%.
Таким образом, только за счет экономии электроэнергии получается годовая экономия почти 3256 € .
Из практики известно, один из четырех вентиляторов ежегодно необходимо ремонтировать, а это еще примерно 500 – 600 € , без учета стоимости снятия, установки, транспортировки двигателя к месту ремонта и обратно, а также простоя оборудования.
Суммарная годовая экономия может составлять примерно 4000 € (окупаемость примерно 2 года).