Энергосберегающие возможности
При рассмотрении повышения энергоэффективности моторных систем объекта необходимо использовать системный подход, включающий насосы, компрессоры и вентиляторы, чтобы достичь оптимальной экономии и производительности.
8 Возможности повышения энергоэффективности в электромоторах (на фото: Мотор с насосной промышленностью на заводе, кредит: mawdsleysber.co.uk)
Ниже приводятся соображения, касающиеся возможностей использования энергии и энергосбережения для моторной системы, и в некоторых случаях иллюстрируются тематическими исследованиями. В дополнение к электродвигателям обсуждаются системы насосов, вентиляторов и сжатого воздуха.
Потенциальные улучшения энергоэффективности:
- План управления двигателем
- Программа технического обслуживания
- Использование энергосберегающих двигателей
- Перемотка моторов
- Правильный размер двигателя
- Использование регулируемых скоростных приводов (ASD)
- Корректировка коэффициента мощности
- Минимизация дисбалансов напряжения
1. План управления двигателем
План управления двигателем является неотъемлемой частью стратегии управления энергией завода. Наличие плана управления двигателем может помочь компаниям реализовать долгосрочную экономию энергии двигателя и обеспечит быстрое и экономичное управление отказами двигателя.
Кампания Motor Decisions MatterSM предлагает следующие ключевые элементы для плана рационального управления двигателем (CEE, 2007):
- Создание программы мотористов и слежения.
- Разработка руководящих принципов для упреждающего ремонта / замены решений.
- Подготовка к сбою двигателя путем создания инвентаря запасных частей.
- Разработка спецификации закупки.
- Разработка спецификации ремонта.
- Разработка и реализация программы прогнозирования и профилактического обслуживания.
Вернуться к индексу ↑
2. Техническое обслуживание
Целями технического обслуживания двигателя являются продление срока службы двигателя и предвидеть отказ двигателя. Поэтому меры по уходу за двигателем можно отнести к категории превентивных или прогнозирующих.
Предупредительные меры включают минимизацию дисбаланса напряжения, учет нагрузки, выравнивание двигателя, смазку и вентиляцию двигателя.
Некоторые из этих мер дополнительно обсуждаются ниже. Обратите внимание, что некоторые из них направлены на предотвращение повышенной температуры двигателя, что приводит к увеличению сопротивления обмотки, сокращению срока службы двигателя и увеличению потребления энергии.
Целью прогнозирования двигателя является наблюдение за текущей температурой двигателя, вибрацией и другими рабочими данными, чтобы определить, когда возникает необходимость в капитальном ремонте или замене двигателя до возникновения сбоя.
Экономия, связанная с текущей программой технического обслуживания двигателя, может составлять от 2% до 30% от общего потребления энергии двигателем.
Вернуться к индексу ↑
3. Энергоэффективные двигатели
Пример энергоэффективного двигателя
Энергоэффективные двигатели уменьшают потери энергии благодаря улучшенной конструкции, лучшим материалам, более жестким допускам и улучшенным технологиям производства. При правильной установке энергосберегающие двигатели также могут оставаться более холодными, могут снизить нагрузку на отопление, а также иметь более высокие эксплуатационные факторы, более длительный срок службы подшипников, более длительный срок службы изоляции и меньшую вибрацию.
Выбор установки двигателя повышенной эффективности сильно зависит от условий эксплуатации двигателя и затрат на жизненный цикл, связанных с инвестициями.
В целом, высокоэффективные двигатели наиболее экономичны при замене двигателей с годовой эксплуатацией, превышающей 2000 часов в год. Иногда даже замена рабочего двигателя на премиальную модель эффективности может иметь низкий срок окупаемости.
Согласно данным Ассоциации развития меди, модернизация до высокопроизводительных двигателей по сравнению с моторами, которые достигают минимальной эффективности, как указано в Законе об энергетической политике 1992 года, может иметь окупаемость менее 15 месяцев для двигателей мощностью 50 л.с.
Вернуться к индексу ↑
4. Перемотка моторов
Электродвигатель перематывается (фото: soco.co.nz)
В некоторых случаях может быть экономически выгодно перемотать существующий энергоэффективный двигатель вместо того, чтобы покупать новый двигатель. Как правило, когда затраты на перемотку превышают 60% затрат на новый двигатель, покупка нового двигателя может быть лучшим выбором (CEE, 2007).
При ремонте или перемотке двигателя важно выбрать автосервис, который следует за передовыми стандартами перемотки двигателя, чтобы минимизировать потенциальные потери эффективности. Такие стандарты были предложены Ассоциацией электроприборов (EASA).
Когда применяются лучшие методы перемотки, потери эффективности обычно составляют менее 1% (EASA, 2003). Программные средства, такие как MotorMaster +, могут помочь выявить привлекательные приложения двигателей с высокой эффективностью, основанные на конкретных условиях на данном предприятии.
Вернуться к индексу ↑
5. Правильный размер двигателя
Это постоянный миф о том, что негабаритные двигатели, особенно двигатели, работающие ниже 50% от номинальной нагрузки, неэффективны и должны быть немедленно заменены энергосберегающими устройствами соответствующего размера. На самом деле для получения точной оценки экономии энергии требуется несколько информации.
Это нагрузка на двигатель, эффективность работы двигателя в этой точке нагрузки, скорость полной нагрузки (в оборотах в минуту (об / мин)) заменяемого двигателя и скорость полной нагрузки сокращенной замены двигатель.
Эффективность как стандартных, так и энергоэффективных двигателей обычно достигает около 75% полной нагрузки и относительно плоская до 50% -ной нагрузки. Двигатели в диапазонах большего размера могут работать с достаточно высокой эффективностью при нагрузках до 25% от номинальной нагрузки.
Существуют две дополнительные тенденции: более крупные двигатели демонстрируют более высокие значения эффективности полной и частичной загрузки, а снижение эффективности ниже 50% -ной нагрузки происходит быстрее для двигателей меньшего размера.
Вернуться к индексу ↑
6. Использование регулируемых скоростных приводов (ASD)
AC Variable Speed Drive и IE2 Motor Kit - 1.5kW (2.0HP) 230V Single Phase (фото кредит: inverterdrive.com)
Приводы с регулируемой скоростью лучше соответствуют скорости нагрузки для требований к двигательным операциям и, следовательно, обеспечивают оптимальное использование энергии двигателя для данного приложения. Поскольку потребление энергии двигателями приблизительно пропорционально кубу расхода, относительно небольшие сокращения потока, которые пропорциональны скорости насоса, уже дают значительную экономию энергии.
Системы с регулируемой скоростью приводятся многими поставщиками и доступны по всему миру. Worrell et al. (1997) содержит обзор экономии, достигнутой с ASD в широком спектре приложений; Показано, что типичная экономия энергии варьируется от 7% до 60% с приблизительными простыми периодами окупаемости от 0, 8 до 2, 8 лет (Hackett et al., 2005).
Вернуться к индексу ↑
7. Коррекция коэффициента мощности
Коэффициент мощности - это отношение рабочей мощности к кажущейся мощности. Он измеряет, насколько эффективно используется электроэнергия. Высокий коэффициент мощности сигнализирует об эффективном использовании электроэнергии, а низкий коэффициент мощности указывает на плохое использование электроэнергии.
Индуктивные нагрузки, такие как трансформаторы, электродвигатели и HID-освещение, могут вызывать низкий коэффициент мощности.
Коэффициент мощности может быть скорректирован путем минимизации холостого хода электродвигателей (отключенный двигатель не потребляет энергии), заменяя двигатели с использованием высокоэффективных двигателей и устанавливая конденсаторы в цепи переменного тока, чтобы уменьшить величину реактивной мощности в системе.
Вернуться к индексу ↑
8. Минимизация дисбалансов напряжения
Дисбаланс напряжения снижает производительность и сокращает срок службы трехфазных двигателей.
Дисбаланс напряжения вызывает дисбаланс тока, который приведет к пульсации крутящего момента, увеличению вибрации и механическим нагрузкам, увеличению потерь и перегреву двигателя, что может сократить срок службы изоляции обмотки двигателя.
Пример эффектов дисбаланса напряжения на двигателе мощностью 5 л.с.:
| Характеристика | Представление | ||
| Среднее напряжение | 230 | 230 | 230 |
| Процентное несбалансированное напряжение | 0, 3 | 2, 3 | 5, 4 |
| Процент несбалансированного тока | 2, 4 | 17, 7 | 40 |
| Повышенная температура (ºC) | <1 | 11 | 60 |
Несбалансированность напряжения может быть вызвана неправильной работой оборудования коррекции коэффициента мощности, небалансного банка трансформатора или разомкнутой цепи. Эмпирическое правило состоит в том, что дисбаланс напряжения на клеммах двигателя не должен превышать 1%, хотя даже 1% -ный дисбаланс снижает эффективность двигателя при работе с частичной нагрузкой. Дифференциал на 2, 5% снижает эффективность двигателя при полной нагрузке.
Регулярно контролируя напряжения на моторном терминале и регулярно проверяя термодинамические характеристики двигателей, можно определить дисбаланс напряжения. Также рекомендуется проверять равномерное распределение однофазных нагрузок и устанавливать индикаторы замыкания на землю по мере необходимости.
Другим индикатором дисбаланса напряжения является вибрация 120 Гц, которая должна незамедлительно проверить баланс напряжения (US DOE-OIT, 2005b).
Типичный период окупаемости для установки контроллера напряжения на легкогрузовых двигателях в США составляет 2, 6 года (US DOE-IAC, 2006).
Вернуться к индексу ↑
Ссылка: Руководство по аудиту энергетической энергии: руководство по проведению энергетического аудита на промышленных объектах - Али Хасанбейги, Линн Цена