Пять небольших изменений для повышения эффективности завода
Стоимость энергии для работы электродвигателя в течение десяти лет как минимум в 30 раз превышает первоначальную покупную цену. Поскольку на потребление энергии приходится большая часть затрат в течение всего срока службы, Марек Лукашчик, производитель двигателей и приводов WEG, объясняет пять способов повышения энергоэффективности двигателей. К счастью, чтобы получить экономию, изменения на заводе не обязательно должны быть масштабными. Многие из этих изменений будут работать с вашей существующей площадью и оборудованием.
Многие используемые электродвигатели либо имеют низкий КПД, либо не подходят для данного применения. Обе проблемы приводят к тому, что двигатели работают интенсивнее, чем нужно, потребляя при этом больше энергии. Аналогичным образом, старые двигатели могли перематываться несколько раз во время технического обслуживания, что снижало их эффективность.
Фактически, по оценкам, двигатель теряет от одного до двух процентов эффективности каждый раз, когда его перематывают. Поскольку потребление энергии составляет 96 процентов от общей стоимости жизненного цикла двигателя, доплата за двигатель премиум-класса приведет к окупаемости инвестиций в течение всего срока его службы.
Но если мотор рабочий, и работает десятилетиями, стоит ли заморачиваться с его модернизацией? При правильном поставщике двигателей процесс модернизации не будет разрушительным. Заранее определенный график гарантирует, что замена двигателя будет произведена быстро и с минимальным временем простоя. Выбор отраслевых стандартов помогает упростить этот процесс, поскольку не потребуется изменять планировку завода.
Очевидно, что если на вашем предприятии имеются сотни двигателей, заменить их за один раз невозможно. В первую очередь ориентируйтесь на двигатели, которые подверглись перемотке, и запланируйте график замен на два-три года, чтобы избежать значительных простоев.
Датчики производительности двигателя
Чтобы обеспечить оптимальную работу двигателей, руководители предприятий могут установить модернизированные датчики. Благодаря важным показателям, таким как вибрация и температура, которые отслеживаются в режиме реального времени, встроенная аналитика профилактического обслуживания позволит выявить будущие проблемы еще до выхода из строя. С помощью сенсорных приложений данные о двигателе извлекаются и отправляются на смартфон или планшет. В Бразилии один завод применил эту технологию на двигателях, приводящих в движение четыре одинаковых машины с рециркуляцией воздуха. Когда группа технического обслуживания получила предупреждение о том, что уровень вибрации превышает допустимый порог, их повышенная бдительность позволила им решить проблему.
Без этого понимания могла бы произойти неожиданная остановка завода. Но где экономия энергии в вышеупомянутом сценарии? Во-первых, повышенная вибрация — это повышенный расход энергии. Прочные встроенные ножки двигателя и хорошая механическая жесткость имеют решающее значение для обеспечения снижения вибрации. Благодаря быстрому устранению проблем с неоптимальной производительностью потери энергии были сведены к минимуму.
Во-вторых, предотвращая полную остановку завода, не требовалось более высоких энергетических затрат для перезапуска всех машин.
Установить устройства плавного пуска
Для машин и двигателей, которые не работают непрерывно, руководителям предприятий следует установить устройства плавного пуска. Эти устройства временно снижают нагрузку и крутящий момент силовой передачи, а также скачок электрического тока двигателя во время запуска.
Представьте себе, что вы находитесь на красном светофоре. Хотя вы можете нажать на педаль газа, когда загорится зеленый свет, вы знаете, что это неэффективный и механически напряженный способ вождения, а также опасный.
Аналогичным образом, для машинного оборудования более медленный пуск требует меньше энергии и приводит к меньшему механическому напряжению на двигателе и валу. В течение всего срока службы двигателя устройство плавного пуска обеспечивает экономию средств за счет снижения затрат на электроэнергию. Некоторые устройства плавного пуска также имеют встроенную автоматическую оптимизацию энергопотребления. Устройство плавного пуска, идеально подходящее для компрессоров, оценивает требования к нагрузке и соответствующим образом адаптируется, чтобы свести затраты энергии к минимуму.
Используйте привод с регулируемой скоростью (VSD)
Частотно-регулируемые приводы, иногда называемые преобразователями частоты (ЧРП) или инверторными приводами, регулируют скорость электродвигателя в зависимости от требований применения. Без этого контроля система просто тормозит, когда требуется меньшее усилие, выделяя потраченную впустую энергию в виде тепла. Например, в вентиляторах преобразователи частоты уменьшают воздушный поток в соответствии с требованиями, а не просто отключают воздушный поток, сохраняя при этом максимальную производительность.
Объедините преобразователь частоты с двигателем сверхвысокого КПД, и снижение затрат на электроэнергию скажет само за себя. Например, в градирнях использование двигателя премиум-класса W22 IE4 с преобразователем частоты CFW701 HVAC при правильном выборе обеспечивает снижение затрат на электроэнергию до 80 % и среднюю экономию воды на 22 %.
Хотя действующее законодательство гласит, что двигатели IE2 должны использоваться с преобразователем частоты, обеспечить соблюдение этого требования во всей отрасли сложно. Это объясняет, почему правила ужесточаются. С 1 июля 2021 года трехфазные двигатели должны будут соответствовать стандартам IE3, независимо от каких-либо дополнений к преобразователям частоты.
Изменения 2021 года также повышают стандарты преобразователей частоты, присваивая этой группе продуктов рейтинги IE. Ожидается, что они будут соответствовать стандарту IE2, хотя привод IE2 не обеспечивает эквивалентную эффективность двигателя IE2 — это отдельные рейтинговые системы.
В полной мере используйте VSD
Установка преобразователя частоты – это одно, а использование его полного потенциала – другое. Многие преобразователи частоты оснащены полезными функциями, о существовании которых руководители предприятий даже не подозревают. Хорошим примером являются насосы. Обращение с жидкостью может быть турбулентным: между утечками и низким уровнем жидкости, многое может пойти не так. Встроенный контроль позволяет более эффективно использовать двигатели в зависимости от производственных потребностей и наличия жидкости.
Автоматическое обнаружение разрыва трубы в преобразователе частоты позволяет определить зоны утечки жидкости и соответствующим образом отрегулировать производительность двигателя. Кроме того, обнаружение сухого насоса означает, что если жидкость заканчивается, двигатель автоматически отключается и выдается предупреждение о сухом насосе. В обоих случаях двигатель снижает потребление энергии, поскольку для обработки имеющихся ресурсов требуется меньше энергии.
При использовании нескольких двигателей в насосе управление жокей-насосом также может оптимизировать использование двигателей разного размера. Возможно, спрос требует использования только небольшого двигателя или комбинации малого и большого двигателя. Pump Genius обеспечивает повышенную гибкость использования двигателя оптимального размера для заданного расхода.
Преобразователи частоты могут даже выполнять автоматическую очистку крыльчатки двигателя, чтобы обеспечить постоянное удаление износа. Это поддерживает двигатель в оптимальном состоянии, что положительно влияет на энергоэффективность.
Если вы не готовы платить за электроэнергию, в 30 раз превышающую стоимость двигателя, в течение десяти лет, пришло время внести некоторые из этих изменений. Это не произойдет в одночасье, но стратегический план, нацеленный на наиболее неэффективные болевые точки, приведет к значительным преимуществам в области энергоэффективности.
Время публикации: 08 сентября 2023 г.