Главная >  Инвестиции 

 

Экономические и технологические аспекты энергоресурсосбережения за счет широкомасштабного внедрения регулируемого электропривода. Центра энергоресурсосбережения

 

Минскер Ф.Е., директор

 

Это требует в качестве первоочередной – решение задачи снижение энергоемкости и производства и сферы услуг.

 

ОАО «Оптрон»
Одной из главных задач Правительства России является ориентирование на создание высоких и наукоемких технологий, обеспечивающих производство конкурентоспособной продукции народно-хозяйственного назначения.

 

Одной из основных причин такого положения являются применяемые в народном хозяйстве энергорасточительные технологии, оборудование и приборы. По оценкам экспертов, внедрение энергосберегающих технологий и оборудования способствует снижению потребностей в энергоресурсах не менее чем на 30%-40%. Мировая и отечественная инженерная практика показала, что наибольший экономический эффект при реализации программ энергосбережения дает переоснащение энергетических сетей и коммуникаций устройствами частотно-регулируемого электропривода.

 

Доля энергозатрат в себестоимости продукции и сфере услуг составляет до 20%, 30%, что значительно выше, чем в странах с развитой рыночной экономикой.

 

Объем электроэнергии, потребляемой электроприводом

 

В промышленно развитых странах (и в России тоже) около 2/3 всего объема потребляемой электроэнергии используется для механической работы, выполняемой электроприводом. Наиболее широко в отраслях промышленности и коммунального хозяйства используются электроприводы на базе асинхронных электродвигателей (55%-60% всей потребляемой энергии). (Рис. 1.)

 

2 - объем электроэнергии, потребляемой электроприводом:

 

1 - объем электроэнергии, потребляемой народным хозяйством:

 

Как правило, во многих отраслях народного хозяйства, в т.ч. ЖКХ установлены электродвигатели с большим запасом по мощности в расчете на максимальную производительность оборудования, несмотря на то, что часы пиковой нагрузки составляют всего 15%-20% общего времени его работы. В результате электродвигатели с постоянной скоростью вращения потребляют среднесуточно значительно, иногда до 60%, больше электроэнергии, чем это необходимо.

 

3 - объем электроэнергии, потребляемой асинхронным электродвигателем (в составе электропривода:

 

При этом не требуется замена стандартного электродвигателя, что особенно актуально при реконструкции объектов.

 

Отсюда следует, что основные резервы сбережения электрической энергии заключены в широкомасштабном применении энергосберегающих электроприводов. Наиболее радикальным, дающим большую экономию электроэнергии способом (до 30%-50%) является оснащение электродвигателей частотными преобразователями, позволяющими регулировать частоту их вращения в зависимости от реальной нагрузки.

 

В жилищно-коммунальном хозяйстве и коммерческом секторе это:

 

Области применения регулируемого электропривода весьма обширны.

 

насосные установки водоканальных и тепловых сетей;

 

насосы холодной и горячей воды в центральных тепловых пунктах;

 

компрессоры, вентиляторы, кондиционеры, установленные в зданиях.

 

насосные установки очистных станций;

 

буровые установки, насосы нефтеперекачки и компрессоры газоперекачки;

 

В топливно-энергетическом комплексе :

 

насосные и вентиляторные установки ТЭС, ТЭЦ, РТС и котельных, насосные установки тепловых сетей и др.

 

экскаваторы, электротрансмиссии мощных карьерных самосвалов, карьерные дизель-троллейвозы, транспортеры и конвейеры, дробилки и мельницы, шахтные подъемные машины и шахтный электротранспорт.

 

перемешивающие устройства, центрифуги, насосы, компрессоры, вентиляторы;

 

В промышленности и сельском хозяйстве это:

 

Распределение асинхронных электродвигателей по мощностям и потреблению электроэнергии приведено на табл. №1.

 

электроприводы обрабатывающих станков, электротранспортеры и конвейеры, печи, мельницы и др.

 

Мощность, кВт

 

Табл. Распределение асинхронных двигателей по мощностям и потреблению электроэнергию

 

Процент к общему потреблению электроэнергии

 

Процент от общего количества

 

10

 

до 1

 

от 1 до 5

 

5

 

40

 

60

 

20

 

от 5 до 20

 

от 20 до 100

 

30

 

20

 

9

 

1

 

свыше 100

 

В целом электродвигатели мощностью от 1,0 до 100 кВт составляют ~90% и потребляют 90% электроэнергии, преобразуемой в механическую.

 

5

 

Табл. Распределение асинхронных электродвигателей по механизмам

 

Наиболее массовый асинхронный электропривод по количеству потребляемой электроэнергии находится в диапазоне мощностей 1-20 кВт., а среди исполнительных механизмов самыми распространенными являются вентиляторы, транспортеры и насосы, составляющие более половины общего количества механизмов (табл. .

 

% от общего количества

 

Механизмы

 

% от общего количества

 

Механизмы

 

37,7

 

Вентиляторы

 

5,5

 

Смесители

 

19,9

 

Транспортеры

 

4,0

 

Механизмы перемещения

 

17,0

 

Насосы

 

3,7

 

Затворы, задвижки

 

7,0

 

Станки обрабатывающие

 

2,8

 

компрессоры

 

Табл. Экономия электроэнергии при использовании регулируемого электропривода в различных механизмах

 

Эффективность использования регулируемого электропривода в конкретных механизмах приведена в табл.№3.

 

на 25%-30%;

 

Насосы

 

на 40%;

 

Компрессоры

 

на 30%;

 

Вентиляторы

 

на 50%.

 

Центрифуги

 

от 30% до 80%

 

Дымососовы

 

Другое важное достоинство регулируемого электропривода – это снижение эксплуатационных затрат, которое имеет несколько составляющих:

 

Учитывая, что эти типы механизмов составляют более 50% от общего количества используемых электроприводов данное направление является приоритетным для внедрения.

 

практического исключения из работы дросселей, заслонок, различного рода клапанов;

 

снижения величины пусковых токов электродвигателей до уровня номинальных и, соответственно, исключения вредного воздействия этих токов на питающую сеть:

 

продления срока службы подшипников и др. вращающихся частей, поскольку механизмы, снабженные преобразователями частоты в течение длительного времени работают с частотами вращения меньшими номинальных. В результате значительно снижаются эксплуатационные расходы и уменьшаются возможности аварийности всего оборудования в целом.

 

исключения гидроударов в гидравлической сети, плавное изменение подачи воздуха в вентиляторах и др., т. е. исключение или существенное снижение динамических воздействий на технологическое оборудование и сети;

 

Третьим важным достоинством применения регулируемого электропривода является экономия воды и тепла при использовании его в насосных установках.

 

По оценке американских экспертов считается, что экономический эффект от снижения эксплуатационных затрат по меньшей мере сопоставим с эффектом от прямого сбережения энергоносителей.

 

Во всем мире уделяется большое внимание расширению производства регулируемых электроприводов переменного тока.

 

Так в жилищно-коммунальном хозяйстве применение преобразователей частоты в повысительных насосах горячей и холодной воды позволяет экономить до 10%-15% воды и до 8%-10% тепла.

 

Столь высокие темпы роста производства и введения в эксплуатацию регулируемых электроприводов обусловлены их высокой рентабельностью.

 

По различным источникам в промышленно-развитых странах от 50% до 70% выпускаемых и запускаемых в эксплуатацию электроприводов являются регулируемыми, а к 2005г. их доля возрастет до 80%-90%.

 

На рис. №2 показана эффективность применения регулируемого электропривода на объектах народного хозяйства.

 

Как сказано выше, электропривод, являясь крупнейшим потребителем электроэнергии и потенциально огромным резервом энергосбережения, обеспечивает за счет экономии энергоресурсов большой экономический эффект.

 

Системы водозабора

 

Рис. Эффективность применения регулируемого электропривода на объектах народного хозяйства

 

ЖКХ, объекты социальной сферы

 

РТС, котельные

 

Очистные сооружения, станции канализационного слива

 

Промышленные предприятия

 

Тяго-дутьевые комплексы, насосные агрегаты горячего и холодного водоснабжения, насосы отопительные, питательные, подпиточные, солевые, циркуляционные

 

Насосные агрегаты

 

Конвейерная техника, компрессоры, системы вентиляции и кондиционирования, насосы тепло- и водоснабжения, грузоподъемные механизмы, станочное оборудование

 

Системы горячего водоснабжения, насосы отопительные, циркуляционные, лифтовые механизмы, вентсистемы

 

Разработка и внедрение регулируемого электропривода является одним из самых перспективных и экономически оправданных направлений из всех энергосберегающих технологий, емкость рынка преобразователей частоты для России составляет, по оценкам экспертов десятки млн. штук, в том числе несколько сот тысяч – для систем ЖКХ.

 

Вентиляционные системы, насосы перекачки, технологические насосы

 

На отечественном рынке этого нового оборудования представлена продукция всех ведущих фирм мира: ”Hitachi “, “Mitsubisi“, “ABB“, “Allen Bradley“, “Danfoss“ и др.

 

Рынок регулируемых электроприводов в Европе в 2000 году составил порядка 1 млрд.$, а к концу 2001 года может достигнуть 1,5 млрд.$.

 

Сравнение отечественных и импортных преобразователей частоты показывает, что несколько выигрывая в ценовой конкуренции, они пока незначительно проигрывают импортным по показателям надежности и долговечности. Основной причиной этого является невысокое качество поставляемых из стран СНГ и регионов РФ комплектующих изделий. Проводимая эксплуатационная доводка преобразователей частоты и работа с поставщиками комплектующих изделий позволяют надеяться на повышении качества. Однако для достижения мировых показателей необходим комплексный подход к разработкам и организации производства с объединением усилий предприятий, имеющих опыт в разработке и производстве аналогичных изделий, комплектующих приборов и элементной базы.

 

Мировое сообщество оценило неизбежность проблемы энергоресурсосбережений для России и провело оценки рынка энергосберегающих технологий, особенно регулируемых электроприводов с его самой высокой рентабельностью среди всех других отраслей. Его потенциальные объемы привели к реально наблюдаемым признакам товарной интервенции. Итогом неконтролируемого допуска зарубежных производителей на рынке энергоресурсосберегающего оборудования и технологий может оказаться попадание под жесткий стратегический контроль крупных корпораций.

 

силовая электроника – линии электропередач, железнодорожный транспорт, бытовая техника;

 

Поскольку регулируемый электропривод концентрирует в себе основные направления полупроводниковой электроники: микроэлектронику, силовую электронику, сенсорную и информативную электронику, то его интенсивное развитие даст дополнительный толчок к дальнейшему развитию и этой отрасли на промышленных предприятиях области, в т. ч.:

 

информационная электроника – микроэлектроника с использованием систем отображения информации на отечественных светоизлучающих диодах и индикаторах.

 

сенсорная электроника – новые возможности приборостроения за счет использования полупроводниковых микродатчиков;

 

Табл. 4

 

Основные направления развития и внедрения регулируемого электропривода в народном хозяйстве области целесообразно реализовать посредством шести агрегированных проектов, приведенных в табл. 4.

 

Освоение и организация серийного производства ЧРП средней и большой мощности (5,5–320 кВт) на отечественной элементной базе для использования в системах ЖКХ, объектах социальной сферы и отраслях промышленности и сельском хозяйстве

 

Освоение и организация серийного производства маломощных (0,55–3,7 кВт) ЧРП на отечественной элементной базе для использования в отраслях промышленности и сельском хозяйстве

 

Разработка и освоение автоматических станций и систем автоматического управления на базе ЧРП

 

Освоение и организация производства высоковольтных (до 10 кВ) ЧРП мощностью до 7 мВт на отечественной элементной базе для использования в системах водоканала и энергоснабжающих организациях

 

Разработка нормативно-правового обеспечения выпуска и применения отечественного ЧРП

 

Создание отечественной элементной базы для выпуска ЧРП (силовые полупроводниковые диоды, силовые IGBD GTO модули, микродатчики, контроллеры и др.)

 

экономию энергоносителей (от общего потребления): электроэнергии до 15%-20%, воды питьевого качества до 10%-12%, топлива – 8%-10%

 

Реализация комплекса работ по внедрению регулируемого электропривода обеспечит в народном хозяйстве:

 

значительное увеличение ресурса работы оборудования

 

экономию денежных средств за счет уменьшения потребления энергоносителей

 

закрепление высококвалифицированного научного и производственного персонала

 

создание индустрии отечественных импортозамещающих ЧРП

 

Сроки окупаемости при внедрении регулируемого электропривода составляют менее 1,0 года, причем источником капитальных вложений последующих энергосберегающих мероприятий может выступить экономия денежных средств, полученная в следствии реализации работ первых этапов. Эффект будет более значительным в связи с тенденцией повышения цен на энергоносители.

 

значительные поступления средств в бюджет от уплаты налогов предприятиями.

 



 

От реализации системы мониторинг. На переговорах премьер-министров. Квота России. Международные источники финансир. Теплофизические свойства оконных конструкций.

 

Главная >  Инвестиции 

0.01