Установка регулируемого привода на сетевой насос котельной №1

Котельная №1работает на систему отопления и ГВС жилищного фонда поселка Березки, детского сада, школы и больницы. Сетевая вода в систему отопления подается насосами, типа ЦН-400/105 с производительностью 450 м³ /ч и напором 84 м. На насосе установлен электродвигатель мощностью N =160 кВт с числом оборотов n=1470 об/мин. Установлено 4 насоса. Работает 1 насос, остальные находятся в резерве.

Время работы насосов согласно журналу работы котельной за отопительный период составляет 4656 часов.

По данным журнала работы котельной нагрузка на насос изменяется: от 120 м³ /час до 420 м³ /час, особенно в переходные периоды. Регулировка производительности насоса не осуществляется., что приводит к перерасходу электроэнергии. Для устранения перерасхода электроэнергии при работе насоса с низкими нагрузками предлагается установить на электродвигатель насоса преобразователь частоты MICROMASTER 430(для насосов и вентиляторов), типа 6SЕ6430-2UD41-5GA0, мощностью 160 кВт фирмы «SIMENS». Стоимость преобразователя частоты вместе со станцией управления, датчиком давления, командоконтролером составляет 113382 тыс. руб. Стоимость монтажных работ – 10 % от стоимости оборудования или 11338.2 тыс. руб. Общая стоимость установки преобразователя: С₁ – 124720, 2 тыс.руб.

Для расчетов экономии электроэнергии при работе преобразователя используем известные в гидравлике соотношения:

Q/Q_ном =n/n_ном

N/N _ном = n³ /n_ном

где: Q, Qном -фактическая и номинальная производительность (подача)агрегата, м³ /час;

n, nном -обороты электродвигателя при снижении производительности и номинальные.

Nном, N– номинальная мощность на валу агрегата и мощность при снижении производительности, кВт.

Откуда:

n= Q/Q_ном *n_ном, об/мин

n =120/420∙ * 1470 = 420 об/мин;

N =N _ном *∙ n³ / n_{³ ном}, кВт.

N = 160∙ * 420 ³ /1470 ³ =160 * 74088000 / 3176523000 = 3, 84 кВт

Мощность электродвигателя с учетом КПД насоса, КПД электродвигателя и cosφ

N_р=Nв/η, кВт

N_р =3, 84 /0, 82=4, 68 кВт

Годовой расход электроэнергии при работе насоса с номинальной мощностью определяем по выражению:

Wном = Nном ∙ * Ku *∙ T, кВт∙ ч

где: Ku – коэффициент использования мощности;

T = 4656 ч - время работы насоса в год, согласно журналу работы котельной

W ном = 160∙ * 0, 6∙ * 4656 = 446976 кВтч

Годовой расход электроэнергии при работе насосов с регулируемым электроприводом определяем по выражению:

W_рег = N_рег · К_u · Т+N_р · К_u · Т_р, кВт·ч

W_рег = 160 * 0, 6 *·1397 + 4, 68·*-0, 7 *·3259 = 144788кВт·ч

Годовая экономия электроэнергии при работе насоса с регулируемым приводом по сравнению с обычным электроприводом:

∆ W= W ном - W рег, кВтч

∆ W = 446976 – 144788 = 302188 кВт∙ ч или 84, 6 т.у.т.

Стоимость сэкономленной электроэнергии при цене 1 кВт∙ ч, равной 1364, 6 руб. составит:

С₂ = 390 *∙ 302188 = 117853, 3 тыс.руб.

Срок окупаемости установки частотного преобразователя на сетевой насос составит:

Т = С₁ / С₂ , лет

Т = 124720, 2/ 117853, 3= 1, 1 года

Таким образом, можно сделать следующий вывод: для устранения перерасхода электроэнергии при работе насоса с низкими нагрузками экономически целесообразно установить на электродвигатель насоса преобразователь частоты MICROMASTER 430 (для насосов и вентиляторов), типа 6SЕ6430-2UD31-1CA0, мощностью 11 кВт фирмы «SIMENS».