of 14 /14
1 Program stručnog usavršavanja ovlaštenih inženjera elektrotehnike ELEKTROTEHNIKA - XV tečaj Nove tehnologije električnih postrojenja Racionalizacija korištenja energije primjenom reguliranih pogona mr sc Milivoj Puzak dipl. ing. – viši predavač Tehničko veleučilište u Zagrebu Elektrotehnički odjel ZAGREB 15. 11. 2013. milivoj.puzak @ tvz.hr Potrošnja električne energije Racionalizacija korištenja energije udjeli potrošnje vrsta trošila kod krajnjih korisnika

Racionalizacija korištenja energije primjenom reguliranih pogona

Embed Size (px)

Text of Racionalizacija korištenja energije primjenom reguliranih pogona

Page 1: Racionalizacija korištenja energije primjenom reguliranih pogona

1

Program stručnog usavršavanja ovlaštenih inženjera elektrotehnike

ELEKTROTEHNIKA - XV tečaj

Nove tehnologije električnih postrojenja

Racionalizacija korištenja energije primjenom reguliranih pogona

mr sc Milivoj Puzak dipl. ing. – viši predavačTehničko veleučilište u Zagrebu

Elektrotehnički odjelZAGREB 15. 11. 2013.

milivoj.puzak @ tvz.hr

Potrošnja električne energije

Racionalizacija korištenja energije

udjeli potrošnje vrsta trošila kod krajnjih korisnika

Page 2: Racionalizacija korištenja energije primjenom reguliranih pogona

2

Pogoni u postrojenjimaRacionalizacija korištenja energije

64% električne energije troši se u elektromotornim pogonima

Prikaz udjela potrošnje po djelatnostima

Pogoni u postrojenjimaRacionalizacija korištenja energije

68% električne energije troše motori srednjih snaga

Prikaz udjela pojedinih vrsta pogona

Page 3: Racionalizacija korištenja energije primjenom reguliranih pogona

3

Pogoni u postrojenjimaRacionalizacija korištenja energije

Potrošnja električne energije u elektromotornim pogonima

Statistika pogona prema snazi motora, opterećenju i ukupnoj godišnjoj potrošnji

Pogoni u postrojenjimaRacionalizacija korištenja energije

potencijali racionalizacije energije

Page 4: Racionalizacija korištenja energije primjenom reguliranih pogona

4

Pogoni u postrojenjimaRacionalizacija korištenja energije

Kriteriji izbora rješenje pogonaPrimarni zahtjev• pretvorba električne energije u mehaničku prema potrebi

tehnološkog procesa• potreban moment / snaga• potrebna brzinaZadaci sustava upravljanja

– štednja energije, optimalna potrošnja energije, – ekonomičnost– ekološki kriteriji - smanjenje zagađenja okoline

Racionalizacija korištenja energije

ne trošiti nepotrebno = smanjiti gubitke- u motoru

• pogonu prilagođen motor - odgovarajuća snaga• motor bolje korisnosti• ispravan motor

Kako smanjiti potrošnju?

– u radnom mehanizmu• smanjiti gubitke izborom odgovarajuće metode upravljanja• odgovarajući kapacitet• ispravan stroj

> Zadatak - utjecaj projektanta

Page 5: Racionalizacija korištenja energije primjenom reguliranih pogona

5

Racionalizacija korištenja energije

Kako smanjiti potrošnju?Motori visoke korisnosti

• IEC 6034-30 (2008.) standardi korisnosti

Racionalizacija korištenja energije

Kako smanjiti potrošnju?motori povećane korisnosti (HE – high efficiency)

- projektom i izborom materijala povećana korisnost- motor teži i skuplji 10-30 %- isplativo za pogone u trajnom radu s konstantnim teretom

Page 6: Racionalizacija korištenja energije primjenom reguliranih pogona

6

Racionalizacija korištenja energije

Pogoni s najvećim potencijalom optimiranja potrošnje

• Pumpe i ventilatori – transport fluida– prevelik kapacitet

• projektirano s rezervom za budućnost• povećana potreba u iznimnim situacijama • velike oscilacije potreba

– regulacija s gubicima• prigušenje • povratni tok fluida

Rješenje– asinkroni motor + pretvarač napona i frekvencije -

regulirani pogoni opće namjene– preko 2/3 novoinstaliranih reguliranih pogona su

frekvencijom regulirani asinkroni motori

Racionalizacija korištenja energije

Svojstva reguliranog asinkronog pogona s pretvaračem frekvencije

• + rješenje prevarača prilagođeno standardnim motorima• + korisnost pretvarača >98 %• + velik raspon regulacija brzina (od nula do višestruke

nazivne) i reverziranje• + faktor snage pogona > 0.95

• - opterećenje pojne mreže viših harmanicima struje• - opterećenje izolacije namota motora impulsnim

naponima• - povećana buka motora• - generiranje smetnji

Page 7: Racionalizacija korištenja energije primjenom reguliranih pogona

7

Racionalizacija korištenja energije

Pogoni s najvećim potencijalom optimiranja potrošnje

Tipični energetski odnosi korisnosti transporta tekućina

Racionalizacija korištenja energije

Sniženje potrošnje zahvatima na procesnoj opremi pumpe

Pogoni s najvećim potencijalom optimiranja potrošnje

Page 8: Racionalizacija korištenja energije primjenom reguliranih pogona

8

Racionalizacija korištenja energije

optimiranje potrošnje – analiza troškova

• availability – raspoloživost• capital cost – cijena opreme• maintance cost – cijena održavanja• operating cost – pogonski trošak• life time profit – profit tijekom radnog

vijeka• Life time cost – ukupni troškovi

• primjer pogona pumpe:• Cijena opreme 5 -10 %• cijena održavanja 5 %• cijena energije 85 – 90 %

Racionalizacija korištenja energije

Pogoni s najvećim potencijalom optimiranja potrošnje

• P = Q×H – potrebna snaga pogona• A = 1×1 = 1• B = 0.7×1.25 =0.875

Page 9: Racionalizacija korištenja energije primjenom reguliranih pogona

9

Racionalizacija korištenja energije

Pogoni s najvećim potencijalom optimiranja potrošnje

• P= Q×H – potrebna snaga• A = 1× 1 = 1• B = 0.7×0.6= 0.42

Racionalizacija korištenja energije

Optimiranje potrošnje

promjene načina upravljanja• trottling - prigušenje u odvodu• starting /stoping – regulacija

ciklusima pogona• hydraulic coupling – hidraulična

regulacijska spojka (voight spojka)

Page 10: Racionalizacija korištenja energije primjenom reguliranih pogona

10

Racionalizacija korištenja energije

optimiranje potrošnje

Upravljanje postrojenjem • Promjena radnog stanja

pogona prema potrebi –prilagođenje kapaciteta potrebi

• Regulacija tlaka otpreme regulacijom brzine pogona

Crpna stanica industrijske vode Pliva - Savski marof

Racionalizacija korištenja energije

utjecaj poboljšanja u procesu na potrošnju primarne energije

Usporedba potrebe primarne energije reguliranog pogona pumpe i regulacije prigušenjem

Page 11: Racionalizacija korištenja energije primjenom reguliranih pogona

11

Racionalizacija korištenja energije

Primjer 1: Postrojenje pumpi daljinskog grijanja TETO Osijek

• Početno stanje

Racionalizacija korištenja energije

Primjer 1: Postrojenje pumpi daljinskog grijanja TETO Osijek

• Novo stanje: jedan regulirani pogon

Page 12: Racionalizacija korištenja energije primjenom reguliranih pogona

12

Racionalizacija korištenja energije

Primjer 1: Postrojenje pumpi daljinskog grijanja TETO Osijek

• Postignute uštede - više načina prikazaUŠTEDE ENERGIJE SMANJENJE EMISIJE

EUR CO2 tona , benefit EUR

UKUPNI PROFIT

1.Električna energijauzeta iz mreže 46291

46 291

2. Kogeneracija-gorivo mazut 69 075 1234 12 340 81 415

3. Kogeneracija -gorivo plin 63 120 802 8 020 71 140

Racionalizacija korištenja energije

Primjer 1: Postrojenje pumpi daljinskog grijanja TETO Osijek

Zašto ima malo frekvencijski reguliranih pogona u termoobjektima?:

• tradicionalna rješenja pogona vlastite potrošnje (pumpi, ventilatora, mlinova,...) smatraju se provjerenim, pouzdanim i lako dostupnim, što se uzima važnijim od mogućih ušteda energije primjenom frekvencijski reguliranih pogona,

• nedostatak iskustva i povjerenja tradicionalno obrazovanih operatera elektrana u nove tehnologije,

• želi se potpuno iskoristiti vijek trajanja postojeće opreme,• izbjegavanje investicija za nove tehnologije i revitalizacije korištene

opreme i• analiza dobiti i troškova postrojenja kao cjeline zamaskira prinose

pojednačnog zahvata • ?

Page 13: Racionalizacija korištenja energije primjenom reguliranih pogona

13

Racionalizacija korištenja energije

Primjer 2Pogoni pumpi CPS 3 Naftaplin Molve

• Početno stanje pumpaone aMDA obrade prirodnog plina

P3201-C

1750 kW, 3198 r/min

HT 3201

1750 kW

P3203-B

410 kW, 3198 r/min

P3201-B

1750 kW, 3198 r/min

PLINSKI MOTORPD3201-B

2500 kW, 900 r/min

M 900/3198

P3203-A

410 kW, 3198 r/min

P3201-A

1750 kW, 3198 r/min

PLINSKI MOTORPD3201-A

2500 kW, 900 r/min

M 900/3198

Zgrada pumpaonice

- povećati kapacitet obrade plina, smanjti troškove održavanja plinskih motora, aktivirati rad turbine povratnog toka

- zadržati ili povećati raspoloživost > smanjti potrebu držanja CPS 2 u toplom stanju

Racionalizacija korištenja energije

Primjer 2Pogoni pumpi CPS 3 Naftaplin Molve

• Nakon modernizacije

P3203-B

410 kW, 3198 r/min

P3201-B

1800 kW, 3198 r/min

PLINSKI MOTORPD3201-B

2500 kW, 900 r/min

P3203-C

410 kW,

EL. MOTOR

450 kW, 2970 r/min

M 900/3198Zgrada pumpaone

P3201- C

1800 kW, 3198 r/min

EL. MOTOR 1800 kW,

3200 r/min

P3203-A

410 kW, 3190 r/min

EL. MOTOR 450 kW,3190 r/min

P3201- A

1800 kW, 3198 r/min

EL. MOTOR 1800 kW,

3200 r/min

HT 3201

0-1750 kW

Page 14: Racionalizacija korištenja energije primjenom reguliranih pogona

14

Racionalizacija korištenja energije

Pogoni pumpi CPS 3 Naftaplin Molve

Usporedba potrošnje primarne energije za potrebni tehnološki učin

Literatura1. ** Variable speed pumping A guide to successful Aplications; Europump

and Hydraulic Institute, Elsivier, Oxford GB, 2004.

2. *** IEC 60034-25 Guide for the design and performance of cage induction motors for converter supply; 2004

3. ABB drives and motors 6-stage energy saving plan 33AUA0000033832 REV A EN 6.5.2008 ABB. 2008.

4 D. Ban , M. Puzak, D. Grubišić: MOGUĆNOSTI POBOLJŠANJA TEHNOLOŠKOG PROCESA I UŠTEDA ENERGIJE PRIMJENOM FREKVENCIJSKI REGULIRANOG POGONA, ISKUSTVA IZ TE-TO OSIJEK: 11. savjetovanje HRO CIGRÉ Cavtat, 10. – 13. studenoga 2013.

5 D. Ban , M. Puzak, et al: ZAMJENA PLINSKOG POGONSKOG AGREGATA REGULIRANIM ELEKTROMOTORNIM POGONIMA NA SUSTAVU ZA UKLANJANJE KISELIH PLINOVA - PROBLEMI I NJIHOVO RJEŠAVANJE; Plinarski simpozij Dubrovnik 2005

Racionalizacija korištenja energije