статьи и публикации

Энергоэффективность. Мысли вслух.

Энергоэффективность является важным приоритетом работы преуспевающих европейских компаний в связи с быстро растущим спросом на энергию, значительными трудностями в области энергопоставок и последствиями глобального потепления в мире. Для непрерывного роста бизнеса большое значение имеет устойчивая конкурентоспособность предприятия.

Рис. 1 Мировые тренды энергоэффективности.

По состоянию на конец 2017 года тренд темпов развития зерновой отрасли Украины все еще находятся на своей восходящей, а вместе с ним не снижается спрос на новые мощности для хранения и перевалки зерна. Но также понятно и то, что в ближайшие годы этот спрос начнет снижаться, как только общие ресурсы этих мощностей приблизятся к максимальным значениям, потенциально возможного на данный момент, урожая зерновых. Не трудно представить, как к тому времени вырастет конкуренция между предприятиями отрасли.

Именно в этой связи меры по повышению энергоэффективности, приводящие к сокращению затрат на энергию в хозяйственной деятельности предприятия, могут в значительной степени повлиять на их жизнеспособность в долгосрочной перспективе.

В последнее время увеличилось количество спекуляций, использующих эту тему, под видом околонаучных статей и изобретений, поэтому хотелось бы сразу определиться. Эта статья ни что иное, как результат практического опыта внедрения современных технических решений в зерновой отрасли или просто мысли вслух. А теперь, обо всем по порядку.

Важным фактором значительного влияния на уровень прибыли предприятия является организация эффективного энергетического обеспечения как технологических процессов, так и общепроизводственных объектов, что, в конечном итоге, снижает энергетические затраты на оказываемые услуги.

Коллективом специалистов ООО «Интеллект Групп Компани» разработана и реализуется программа мероприятий по повышению энергоэффективности действующих или проектируемых предприятий зерноперерабатывающей отрасли. Эта программа предусматривает комплекс технических и информативно-организационных мер.

Информативно-организационные меры включают в себя целый ряд последовательно выстроенных аналитических мероприятий, проводимых разноплановыми специалистами, результатом которых является:
— Повышение осведомленности о преимуществах энергоэффективности;
— Выявление наиболее энергоемких процессов;
— Разработка и реализация плана действий по повышению энергоэффективности.

Собственно, технические меры и являются реализацией разработанного плана. Проанализировав главные процессы, которые являются основными потребителями энергии современного производства, становится очевидным, что их не так уж и много: транспортировка, очистка и сушка, хранение.

Рис. 2 Основные потребители энергоносителей зерноперерабатывающих предприятий.

Львиная доля общих затрат уходит на перемещение зерна, а это значит, что в первую очередь вам необходимо обратить внимание именно на обустройство ваших транспортных систем.

Какую их часть занимает гравитационный транспорт?

Ведь не секрет, что некоторые, прямо скажем, не очень профессиональные технологи просто забывают о необходимости максимального применения такого вида транспорта в тех случаях, когда это только возможно. А бывает и так, что проектировщики компаний, которые в последствии будут выступать в качестве поставщика оборудования, в погоне за дополнительной прибылью умышленно закладывают в транспортную систему излишнее количество транспортеров с электроприводом.

Какие электродвигатели установлены на вашем транспортном оборудовании?

Если перед вами стоит задача о выборе нового оборудования обращайте внимание на то, что в его комплектацию входили электродвигатели, отвечающие классу энергосбережения выше IE2. Если вы эксплуатируете оборудование на предприятии «со стажем», обязательно проведите ревизию на соответствие мощности двигателей, установленных на транспортерах, их паспортным показателям. Иногда удивляешься беспечности технического персонала, устанавливающего, в случае необходимости ремонта, тот электродвигатель, который был «под рукой», не задумываясь о последствиях.

Какое коммутационное оборудование установлено в цепях управления двигателей?

Как это может не показаться вам странным, но поверьте, уже несколько лет существуют контакторы, изготовленные по новым технологиям, позволяющие снизить потребление электроэнергии при переходных процессах в случае изношенности контактных площадок. Например, контакторы серии Sirius Innovation производства компании Siemens. Эффект от процента экономии при этом составит не более 0,05-1,0 %. Но, если мы будем говорить о комплексности мер, не стоит пренебрегать этой прибавкой!

Применяете ли вы устройства плавного пуска для оборудования мощностью выше 15 кВт?

Известно ли вам, что применение устройств плавного пуска позволяют снизить пусковые токи электродвигателей до 3-4-х кратного значения от их номинального тока потребления, в отличии от 7-10-ти кратного увеличения при прямом пуске? Попробуйте подсчитать какое количество электроэнергии вы можете сэкономить, применив такие устройства. Это не сложно!

Кроме того, такое техническое решение снижает токовую нагрузку на всю энергоснабжающую систему предприятия, появляется возможность снизить сечение шин, кабелей и типоразмер автоматических выключателей вводных фидеров. Вы навсегда забудете о таком понятии как «залповый пуск», которое имеет место при кратковременном исчезновении напряжения питания. Устройства плавного пуска исключают ударные нагрузки на редукторы, тем самым продлевая их ресурс.

Не стоит забывать, что применение устройств плавного пуска снижает также реактивную мощность, которую приходится в последствии компенсировать.

Рис. 3 Устройства плавного пуска.

Используете ли вы частотное управление двигателями?

Если говорить о применении частотных преобразователей в схемах управления электродвигателями, то тут конечно они чемпионы! Абсолютное отсутствие такого явления как «пусковые токи», абсолютное отсутствие реактивной составляющей мощности, самые благоприятные условия для работы механических агрегатов оборудования.

Все достоинства, которые применимы к устройствам плавного пуска, только умноженные в несколько раз – это о частотных преобразователях. Кроме одного… Это их стоимость. Частотные преобразователи на порядок дороже своих младших братьев. Но если вы готовы инвестировать в свое производство и понимаете, что эти инвестиции вернутся к вам не в ближайшие месяцы, а в ближайшие годы, не игнорируйте это решение.

Чтобы завершить мысль об использовании устройств плавного пуска и частотных преобразователей, вот еще что следует отметить.

Если вы принимаете решение о применении частотного преобразователя в схемах управления приводами транспортного оборудования, вы должны знать, что эффект от их применения будет заметен только на оборудовании транспортных систем с переменной скоростью работы. На конвейерах постоянной скорости эффект от их использования минимален.

Иногда применение частотных преобразователей обосновывают тем, что с их помощью можно увеличить производительность оборудования. Это не всегда справедливо. Скорее всего, вы сможете повысить производительность всего на 5-7%. При дальнейшем увеличении высокая вероятность получить обратный эффект.

Помните, как в веселых эстафетах на скорость, когда набирают воду в ладони, и при непреодолимом желании прийти к финишу первым, прибегают с практически пустыми ладонями, расплескавши содержимое по дороге? Так же и в нашем случае.

Если превысить паспортную скорость транспортировки продукта на ленточном конвейере, либо будет неправильно сформирована насыпь, что приведет к неполной загрузке ленты, либо часть продукта, подбрасываемая на роликах при движении, будет растеряна, либо продукт будет образовывать затор в точке выгрузки.

Если превысить паспортную скорость транспортировки продукта в нории, либо часть продукта будет выброшена из ковшей в рабочую ветвь, либо, при прохождении приводного барабана под воздействием центробежных сил, продукт будет возвращаться в холостую ветвь.

А если это так, и частотные преобразователи наиболее эффективны только на период разгона транспортной ленты, почему в таком случае не ограничиться применением устройств плавного пуска, тем более, что они на порядок дешевле?

Если вы продолжаете настаивать на том, что бывают случаи, когда необходимо осуществить пуск оборудования под нагрузкой, и только частотный преобразователь может справиться с такой задачей, обратите внимание на то, что уже давно многими ведущими производителями такого оборудования предлагаются устройства плавного пуска с функцией регулирования вращающего момента. Это как раз то, что вам нужно. В любом случае, выбор за вами!

Рис. 4 Частотные преобразователи с векторным управлением.

Насколько рационально у вас устроена сеть электроснабжения?

Вы должны помнить, что на предприятии вы можете понести вынужденные потери, связанные с падением напряжения и нагревом из-за большой длины кабеля, проложенного от распределительного устройства к потребителю. Что же необходимо помнить?

Алюминиевый кабель имеет повышенное удельное сопротивление, а значит, повышенное удельное сечение по сравнению с медным. А это значит, что и потери при его применении будут выше. Отдавайте преимущество кабелям с медным проводником взамен алюминиевого.

При расположении трансформаторных подстанций (ТП) и распределительных пунктов (РП) руководствуйтесь принципами минимальной удаленности от основных потребителей.

Требуйте от проектировщиков широкого применения технологий распределенной периферии, особенно для потребителей с низким коэффициентом использования. Эти меры позволят вам снизить потери от падения напряжения.

Следующая по энергозатратности часть — это очистка и сушка продукта. Как правило, и здесь находятся резервы для повышения энергоэффективности производственного процесса.

Все ли вы предусмотрели для сохранения и утилизации тепла на зерносушилке?

По объективным причинам, бОльшую часть современного парка оборудования для сушки зерна, все еще, занимают устаревшие отечественные сушилки. А вы знаете, что 40% энергии теплоносителя уходит на нагрев металлоконструкций воздуховодов и корпуса сушилки?

Современная индустрия предлагает новые прогрессивные материалы на минеральной и керамической основах для осуществления теплоизоляции. Если вы считаете, что вложение средств на обеспечение сохранности генерируемого тепла — это задача не первостепенная, вы глубоко ошибаетесь. Это как раз тот случай, когда затраченные средства вернутся к вам с лихвой в течении одного сезона. На одном из предприятий отрасли, где для теплоизоляции сушилки было использовано жидкое керамическое покрытие, нанесенное слоем в 2-3 мм, расход топлива упал в 1,2-1,5 раз.

Откуда дровишки?

Думается, что вот над этим вопросом сейчас вынуждены задуматься все руководители хозяйств. Если вы еще не оснастили свой зерносушильный комплекс современной горелкой или теплогенератором, почему вы удивляетесь тому, что ваши деньги улетают «как в трубу»? Устаревшие теплогенерирующие установки и есть та труба! А в качестве топлива вы в них используете, непосредственно, бумажные купюры.

Западноевропейские специалисты не перестают удивляться с каким упорством мы продолжаем использовать жидкотопливные и газовые установки, имея неограниченный потенциал альтернативного топлива в виде отходов сельскохозяйственного производства. Теплогенераторы работающие на соломе, древесных отходах, лузге, шелухе, стержнях кукурузы сейчас представлены на отечественном рынке в своем огромном разнообразии.

Рис. 5 Теплогенератор на пеллетах.

Рис. 6 Теплогенератор с теплообменником.

Единственная рекомендация. В связи с конструктивными особенностями такого типа теплогенерирующих установок, проследите за тем, чтобы регулирование количества теплоносителя осуществлялось при помощи изменения скорости тепловентиляторов частотными преобразователями. Тогда процесс теплообразования будет корректно управляемым и, безусловно, выгодным.

Помните пословицу «светит да не греет»? Вы думаете это про зимнее солнышко? Да нет, это про современные источники света! Сегодня даже энергосберегающие лампы стали терять свою актуальность. Светодиодные технологии давно вошли в наши квартиры и дома. В отличие от традиционных источников света, где 95% энергии уходит на нагрев, а оставшиеся 5% — на освещение, в источниках освещения, изготовленных на основе светодиодной технологии, картина обратная. Так почему же вы считаете, что можете себе позволить до сих пор применять устаревшие источники света на своем производстве? Не считайте себя продвинутым специалистом, если остановились только на замене источников света.

Для того, чтобы сделать системы освещения более эффективными требуются следующие мероприятия:
— использование системы освещения смешанного типа (искусственное и естественное освещение);
— группировка и секционирование модулей освещения;
— равномерное распределение групп освещения по фазам.

Рис. 7 Светодиодные промышленные светильники.

Системы пылеподавления предприятий зерновой отрасли традиционно считаются энергозатратными. Именно по этой причине, если вы решили кардинально изменить баланс в сторону снижения затрат статьи расходов на пылеподавление, обратитесь к специалистам в этой области.

Только досконально изучив динамическую и статическую модель элементов транспортной системы, произведя расчеты, учитывающие органолептические свойства продукта и механические факторы влияния на процесс пылеобразования, специалисты могут предоставить рекомендации по обустройству и оптимизации систем промышленной аспирации.

Рис. 8 Центробежный пылеотделитель

Рис. 9 Локальный фильтр для аспирации

Например, отказаться от не всегда оптимальных централизованных систем пылеудаления в пользу локальных систем с пневматической или механической регенерацией. Или заменить поршневые компрессоры систем сжатого воздуха, используемого для регенерации рукавов локальных фильтров, современными высокопроизводительными винтовыми компрессорами.

Рис. 10 Поршневой компрессор

Рис. 11 Винтовой компрессор.

Причем, вы будете приятно удивлены узнав, что некоторые проблемы можно будет решить способами, которые не потребуют ни одного дополнительного киловатта электроэнергии.

Отдельно надо остановиться на том, какой эффект по сокращению затрат на энергоносители можно получить, внедрив на своем предприятии систему автоматизированного управления технологическими процессами, программа которой в своем алгоритме имеет функции оптимизации работы товарно-транспортной системы.

Специалистами компании ООО «Интеллект Групп Компани» на ведущих предприятиях отрасли внедряется система управления «SR IGC» на базе самой распространенной в мире SCADA системе TIA Portal WinCC (Siemens). Эта современная система прошла многолетний цикл промышленных испытаний и доказала свою состоятельность.

SCADA «SR IGC» система включает в себя уникальные функции, которые позволяют безошибочно управлять технологическим оборудованием с минимальным расходом электроэнергии и максимальной эффективностью.

Рис. 12 Пример рабочего экрана SCADA «SR IGC»

Одним из самых больших преимуществ SCADA «SR IGC» является то, что она не требует предварительного описания всех возможных маршрутов транспортировки продукта.

Алгоритм программы создан таким образом, что оператору необходимо только указать начальную и конечную точку транспортировки продукта, а интеллектуальная функция «ISimpleLink» ® сама вычисляет все возможные на данный момент варианты транспортирования продукта.

В то же время, функция «IPrimeLine» ® выстраивает по ранжиру варианты маршрутов с учетом рабочего состояния оборудования, минимального расхода энергии, длины маршрута следования и предлагает на выбор оператору, сама, указывая самый оптимальный, на данный момент, маршрут транспортирования. При этом, на экране монитора система «прорисовывает» маршрут следования продукта по всему задействованному оборудованию. Отличительной чертой является то, что алгоритм управления режимом работы сопутствующих систем аспирации осуществляется в зависимости от вида транспортируемого продукта и степени его загрязнения.

Функция «ITopPower» ® ведет управление скоростью транспортировки продукта со станций разгрузки авто- и ЖД- транспорта на максимально возможной, на данный момент, производительности всей транспортной системы, обеспечив высокую энергоэффективность комплекса.

Диалоговая система «Оператор-АРМ», при помощи текстовых технологических и аварийных сообщений, позволяет оператору эффективно управлять технологическим процессом, при этом сохраняя их в архиве, позволяющем по прошествии времени проконтролировать весь ход процесса. Кроме технологических и аварийных сообщений ведутся архивы токовых нагрузок, режимов работы, работы маршрутов, моточасов и т.д.

Еще раз хочется отметить, что положительным эффектом от внедрения этой программы ООО «Интеллект Групп Компани» является снижение стоимости потребляемых энергоресурсов, экологические эффекты, и как следствие, повышение конкурентоспособности производства, без чего немыслимо существование вашего бизнеса в ближайшем будущем.

Аккерман Н.М. Технический директор ООО «Интеллект Групп Компани»

Для того, чтобы связаться с нами, вам необходимо оставить заявку, написать или позвонить
по одному из ниже перечисленных телефон. Мы с радостью ответим на все ваши вопросы!

oфис - 048 737 77 07; Максимова Мария - 0503379901
Гусейнова Мария – 0504379906; Бугазиянус Сергей - 0990274049
sales@igc-ua.com
Одесса, Николаевская дорога , 142