ЭНЕРГЕТИКА
Войти на сайт | Регистрация
УДК 621.311(075)
Оценка ресурса энергосбережения в электроприводе дутьевого вентилятора с двухскоростным асинхронным электродвигателем
Радионов Андрей Александрович, д-р техн. наук, профессор, проректор по учебной работе, профессор кафедры «Информационно-измерительная техника», Южно-Уральский государственный университет, г. Челябинск, radionovaa@susu.ac.ru
Карандаев Александр Сергеевич, д-р техн. наук, профессор, главный научный сотрудник кафедры «Теоретические основы электротехники», Южно-Уральский государственный университет, г. Челябинск, askaran@mail.ru
Храмшин Рифхат Рамазанович, канд. техн. наук, доцент, доцент кафедры «Электротехника и электротехнические системы», Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова, г. Магнитогорск, hramshinrr@mail.ru
Губайдуллин Андрей Рифович, аспирант кафедры «Электротехника и электротехнические системы», Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова, г. Магнитогорск, AED174@mail.ru
Карандаева Ольга Ивановна, канд. техн. наук, доцент кафедры «Электротехника и электротехнические системы», Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова, г. Магнитогорск, oikaran@mail.ru
Храмшина Екатерина Александровна, лаборант-исследователь НИС кафедры «Электротехника и электротехнические системы», Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова, г. Магнитогорск, AED174@mail.ru
Аннотация
Определены резервы энергосбережения при частотном регулировании производительности дутьевого вентилятора с двухскоростным асинхронным двигателем водогрейного котла КВГМ-100. Предложен способ регулирования производительности тягодутьевых механизмов путем переключения преобразователя частоты с обмотки высокой скорости на обмотку низкой скорости и дроссельного регулирования в диапазонах скоростей, близких к номинальным значениям скоростей на этих обмотках. Представлена схема устройства, обеспечивающего реализацию способа. Построены естественные и искусственные характеристики дутьевого вентилятора и магистрали при работе двигателя на обмотке высокой скорости при дроссельном и частотном регулировании. Выполнен сравнительный анализ потерь мощности, установлено, что применение частотного регулирования обеспечивает ресурс энергосбережения до 42 % по сравнению с дроссельным регулированием. Выполнен сравнительный анализ энергопотребления при реализации предложенного способа при условии одинаковой продолжительности работы на обмотках высокой и низкой скоростей. В результате показано расчетное снижение энергопотребления от 22 до 35 % в зависимости от сочетания способов регулирования производительности. Доказано, что при частотном регулировании на обмотке низкой скорости не происходит снижения эквивалентного к.п.д. и соответственно увеличения потребляемой мощности дутьевого вентилятора. Отмечено, что технико-экономический эффект обеспечивается за счет ресурсосбережения и повышения надежности тягодутьевых механизмов при сохранении показателей энергопотребления. Даны рекомендации по применению выполненных разработок.
Ключевые слова
водогрейный котел, дутьевой вентилятор, двухскоростной электродвигатель, частотное регулирование, переключение обмоток, характеристики, энергосбережение
Литература
1. Karandaev, A.S. Single-channel system of automatic control of the mode of burning in the boiler furnace / A.S. Karandaev, A.A. Radionov, R.R. Khramshin et al. // Вестник ЮУрГУ. Серия «Энергетика». – 2013. – № 1. – С. 19–25.
2. Крылов, Ю.А. Энергосбережение и автоматизация производства в теплоэнергетическом хозяйстве города. Частотно-регулируемый электропривод / Ю.А. Крылов, А.С. Карандаев, В.Н. Медведев. – СПб.: Изд-во «Лань», 2013. – 176 с.
3. Карандаева, О.И. Повышение надежности электроприводов тепловой электростанции металлургического предприятия при внедрении преобразователей частоты: дис. … канд. техн. наук / О.И. Карандаева. – Магнитогорск: Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова. – 2011. – 172 с.
4. Технологическая востребованность и оценка эффективности внедрения частотно-регулируемых электроприводов на объектах тепловой электростанции / В.Н. Медведев, А.С. Карандаев, О.И. Карандаева и др. // Вестник ИГЭУ. – 2012. – Вып. 6. – С. 109–114.
5. Гоппе, Г.Г. Методы и технические средства энерго- и ресурсосберегающего управления турбомеханизмами: автореф. дис. … д-ра техн. наук / Г.Г. Гоппе. – Иркутск: ИрГТУ. – 2009. – 36 с.
6. Пат. 137437 Российская Федерация, МПК H02P25/18. Устройство управления двухскоростным электродвигателем дутьевого вентилятора котельного агрегата / Т.Р. Храмшин, А.С. Карандаев, Р.Р. Храмшин, А.Р. Губайдуллин, В.Р. Храмшин, Г.П. Корнилов. – 2013145746/07; заявл. 11.10.2013; опубл. 10.02.2 14, Бюл. № 4.
7. Храмшин, Р.Р. Повышение устойчивости двухскоростного частотно-регулируемого электропривода при нарушениях электроснабжения / Р.Р. Храмшин, Т.Р. Храмшин, А.Р. Губайдуллин // Электропривод, электротехнологии и электрооборудование предприятий: сб. науч. тр. I Междунар. (IV Всерос.) науч.-техн. конф. – Уфа: Изд-во УГНТУ, 2013. – С. 27–30.
8. Анализ интенсивности отказов частотно-регулируемых электроприводов районных тепловых станций при нарушениях электроснабжения / В.Р. Храмшин, К.Э. Одинцов, А.Р. Губайдуллин и др. // Вестник ЮУрГУ. Серия «Энергетика». – 2014. – Т. 14, № 2. – С. 68–79.
9. Способы повышения устойчивости частотно-регулируемых электроприводов при нарушениях электроснабжения / А.С. Карандаев, Р.Р. Храмшин, Т.Р. Храмшин и др. // Машиностроение: сетевой электрон. науч. журн. –2013. – № 1. – С. 62–69.
10. Проблемы внедрения частотно-регулируемых электроприводов на ответственных механизмах тепловой электростанции / Ю.А. Крылов, И.А. Селиванов, А.С. Карандаев и др. // Известия высших учебных заведений. Электромеханика. – 2011. – № 4. – С. 19–25.
11. Новые функциональные возможности и «интеллектуальные» свойства электроприводов серии ЭПВ / А.Б. Виноградов, А.Н. Сибирцев, В.Л. Чистосердов и др. // Силовая электроника. – 2008. – № 3. – С. 61–64.
12. Герасимов, Д.О. Энергосберегающее управление тягодутьевыми механизмами котлоагрегатов тепловых электрических станций с использованием ресурсов электропривода / Д.О. Герасимов, Г.Г. Гоппе //Автоматизированные системы и комплексы. – 2009. – № 1. – С. 136–145.
13. Вентилятор дутьевой ВД-18 ТУ24.08.844-92. – http://transmash.su/content/ventilyator-dutevoivd-18-tu2408844-92.
14. ГОСТ 9725–82. Вентиляторы центробежные дутьевые котельные общие технические условия. – http://www.derev-grad.ru/stroitelstvo/tehnicheskoe-regulirovanie-promyshlennosti/energetika/gost-9725-82--ventilyatory-centrobezhnye-dute.html.
Источник
Вестник ЮУрГУ. Серия «Энергетика». – 2014. – Т. 14, № 3. – C. 61-70.