Исследование схемно-режимных особенностей частотно-регулируемых электроприводов насосных и вентиляторных установок теплостанций

• Автор: Тарасов, Данил Викторович
• Шифр специальности: 05.14.02, 05.09.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 194 с. : ил.

Содержание
Введение 3.
Глава 1. Устройства и механизмы технологических процессов теплостанций, особенности режимов их работы. Обоснование необходимости регулирования частоты вращения приводных электродвигателей механизмов собственных нужд теплостанций
1.1. Анализ состава оборудования теплостанций
1.2. Обоснование целесообразности регулирования производительности механизмов собственных нужд РТС изменением частоты их вращения
1.3. Методика расчета эффективности применения частотнорегулируемых электроприводов насосных и вентиляторных установок

Выводы
Глава 2. Особенности применения высоковольтных ЧРП механизмов СН РТС
2.1. Требования к ЧРП механизмов СН теплостанций
2.2. Схемы высоковольтных преобразователей частоты, наиболее рациональные для применения на теплоснабжающих предприятиях
2.3. Принципы формирования систем электрического частотного регулирования электродвигателей механизмов СН РТС и рекомендации по
выбору оптимальных систем ЧРП
Выводы.
Глава 3. Исследования нестационарных режимов работы ЧРП на РТС и разработка рекомендаций по повышению надежности их работы
3.1. Самозапуск ЧРП при кратковременных нарушениях электропитания
3.2. Автоматическое включение резерва (АВР)
Выводы
Глава 4. Обеспечение требований электромагнитной совместимости преобразователей частоты, применяемых в составе регулируемых электроприводов, с оборудованием РТС
4.1. ЭМС мощных преобразователей частоты с сетями
электроснабжения РТС
4.2. Способы обеспечения электромагнитной совместимости
преобразователей частоты и приводных электродвигателей
Выводы
Заключение
Список литературы
Приложения
Введение
Крупные города по всему миру потребляют значительное количество энергии. Так, Москва с населением примерно 10 млн. человек (а это население таких стран, как Белоруссия или Португалия) потребляет энергоресурсов столько же, сколько Белоруссия, и в два раза больше, чем Татарстан [1].
Потребление энергоресурсов в столице постоянно растет, увеличиваясь примерно на 2,5-2,8% в год [2]. В то же время, по экспертным оценкам, потенциал энергосбережения Москвы составляет около 11 млн. т.у.т. в год, то есть порядка 1% всего потребления первичной энергии в России [3].
При таком огромном потенциале энергосбережения, очевидно, нерационально решать проблему надежного обеспечения города энергоресурсами только за счет увеличения производства энергии. Более перспективным представляется внедрение в городское хозяйство энергосберегающих технологий, позволяющих разумно использовать потенциал энергосбережения.
В масштабах страны на внедрение энергосберегающих технологий были направлены правительственная «Программа энергосбережения России на 1996-2000 годы», Постановление № 1087 от 2 ноября 1995 г. «О неотложных мерах по энергосбережению». В 2001 г. была принята Федеральная целевая программа «Энергоэффективная экономика» на 2002-2005 годы и на перспективу до 2010 г. В частности, для Москвы было разработано и вступило в силу постановление Правительства Москвы от 28 сентября 2004 г. N 672-1111 «О городской целевой программе по энергосбережению на 2004-2008 годы и на перспективу до 2010 года». Одним из основных пунктов программы по энергосбережению являлось внедрение энергосберегающих технологий в сферу теплоснабжения. В настоящее время на снижение энергоемкости экономики страны направлен Указ президента РФ от 4.06.2008г. №889 «О некоторых мерах по повышению энергетической и экологической эффективности российской экономики».

Как известно, сектор теплоснабжения страны является самым крупным потребителем энергоресурсов - более 400 млн. условного топлива в год или 45% от общего потребления. В России централизованно производится более 71% тепловой энергии, и только 29% приходится на децентрализованные источники. Значительный (почти 50%) отпуск тепла обеспечивается котельными [4].
Теплоснабжение в России характеризуется весьма низкой энергоэффективностью, причины которой обусловлены, помимо чрезмерной централизации систем теплоснабжения и большой степенью износа теплогенерирующего оборудования и тепловых сетей, применением насосных и вентиляторных установок с большим запасом по мощности. Как следствие, излишки давления гасятся дросселирующими устройствами, что ведет к непроизводительным потерям электроэнергии. За счет потери давления на этих задвижках перерасход потребляемой электроэнергии, например, мощными сетевыми насосами достигает 60%.
На диаграмме рис.1 показано стандартное распределение электрической мощности на районных станциях теплоснабжения (РТС) и центральных тепловых пунктах (ЦТП), из которой видно, насколько велики потери в насосах и дросселирующих устройствах (задвижках, регулирующих клапанах) [5],

120% і

1 - полезная мощность;
2 - потери в дросселирующих устройствах;
3 - потери в насосах.
Рис. 1. Диаграмма распределения электрической мощности на РТС и ЦТП.

Режим работы рециркуляционных насосов зависит от температуры обратной сетевой воды и количества работающих в очереди котлов. В зимние месяцы отопительного периода температура сетевой воды в обратном трубопроводе, как правило, выше 60°С, и необходимость в работе насосов может вообще отсутствовать. Весной, летом и осенью линии рециркуляции и перепуска могут быть перегружены, а доля рециркулируемой воды в общем расходе котла достигать 30%.
Задача прямой оценки годовой величины энергосбережения является весьма сложной. С заведомой погрешностью косвенным путем и, исходя из данных опросного листа, можно предположить некий «средний» режим линии рециркуляции. Следует также задаться временем работы насоса в году при этом усредненном режиме.
Общая величина гидросопротивления контура рециркуляции определяется в основном сопротивлением котла, составляющим 15-30 м в.ст., и регулирующего клапана. Из опросных листов по разнице давлений воды на входе и выходе котла можно определить примерную величину гидросопротивления котла. По паспортной характеристике насоса для среднего расхода находится его напор. Далее, как и для случая сетевого насоса, может быть определена мощность потерь на регулирующем клапане и соответствующая ей избыточная мощность, потребляемая из электросети.
Из опыта эксплуатации различных теплостанций можно считать, что рециркуляционный насос работает примерно 10 месяцев в году, а остальное время простаивает по причине ненадобности в сильные морозы или останова обоих котлов очереди. Средний годовой расход линий рециркуляции с насосами СЭ500 при отсутствии данных можно принять 300 м3/ч.
Так же, как и в случае с сетевыми насосами, при отсутствии в опросных листах необходимых данных по давлениям контуров РТС, а также для рециркуляционных насосов ряда КТС расчет экономии электроэнергии определяется путем введения коэффициента, для рециркуляционных насосов принятого равным 0,3 [5].