Технико-экономическое обоснование применения частотно-регулированных преобразователей для двигателей насосных агрегатов

Предлагается технико-коммерческое предложение по установке частотно-регулируемых преобразователей (ЧРП) для двигателей насосных агрегатов системы вторичного охлаждения (си-стема 9В5) насосной № .

Описание объекта

Насосная № состоит из следующих систем:

• группа охлаждения кристаллизаторов, фурм, «юбок» (система 1В5);
• группа охлаждения оборудования и вторичного контура теплообменников (система 2В5);
• группа вторичного охлаждения (система 9В5);
• группа перекачки воды из горизонтальных отстойников на градирни через кварце-вые фильтры (система 9В6).

Расчетный расход воды группы охлаждения (система 9В5) составит 1880 м3/ч и напором 39 м (работают 2 насоса +3 резерв), однако планируется увеличение расхода воды до 3564 м3/ч с тем же напором 39м (работают 3 насоса + 2 резерв).

Состояние объекта

Система вторичного охлаждения (система 9В5) включает 5 насосных агрегатов в составе: насосы 1Д1250-63 с электродвигателем 4АМ355М4У3.

Расчет экономической эффективности

Технические характеристики насоса 1Д1250-63:

Подача 1250 м3./ч

Напор 63 м

Мощность 290 кВт

Расчетный расход воды вторичного охлаждения составляет 1884 м3/ч

Можно посчитать мощность потребляемую двигателями при такой загруженности насосов:

$$P_{\mathrm{эл.дв.}}=\frac{\mathrm{<mrow><mi>h</mi><mo>\cdot </mo><mi>Q</mi><mo>\cdot </mo><mi>g</mi><mo>\cdot </mo><mi>\rho </mi></mrow>}}{\mathrm{<mrow>\; 3600<mo>\cdot </mo>\; <msub><mi>КПД</mi><mi>насоса</mi></msub><mo>\cdot </mo>\; <msub><mi>КПД</mi><mi>двиг.</mi></msub>\; </mrow>}};$$

$$P_{\mathrm{эл.дв.}}=\frac{\mathrm{<mrow><mi>63</mi><mo>\cdot </mo><mi>1250</mi><mo>\cdot </mo><mi>9.8</mi><mo>\cdot </mo><mi>1000</mi></mrow>}}{\mathrm{<mrow>\; 3600<mo>\cdot </mo>\; 0.9<mo>\cdot </mo>\; 0.86\; </mrow>}}=\mathrm{276970\; Вт}\approx \mathrm{277\; кВт}$$

Так как постоянно работают два двигателя, то потребляемая мощность равна:

277*2 = 554 кВт.

Мощность двигателей, требуемая для обеспечения существующей производительности и напора, будет равна:

$$P_{\mathrm{эл.дв.}}=\frac{\mathrm{<mrow><mi>39</mi><mo>\cdot </mo><mi>990</mi><mo>\cdot </mo><mi>9.8</mi><mo>\cdot </mo><mi>1000</mi></mrow>}}{\mathrm{<mrow>\; 3600<mo>\cdot </mo>\; 0.9<mo>\cdot </mo>\; 0.86\; </mrow>}}=\mathrm{135795\; Вт}\approx \mathrm{136\; кВт}$$

Постоянно потребляемая мощность двух двигателей равна: 136*2 = 272 кВт.

Следовательно, мощность 554-272=282 кВт гасится на задвижках.

В денежном эквиваленте: 282 кВт*8760 (рабочих часов в год)* 8 (рублей за кВт/ч) = 19 762560 рублей.

Применение ЧРП также позволит:

1. Использовать автоматическое регулирование частотой вращения электродвигателя по обратной связи от датчика практически любого технологического параметра или по заданию оператора.
2. Стабилизировать и регулировать производительность насосов в ручном режиме.
3. Выключать электродвигатель в случае: его длительной перегрузки по времени, ко-роткого замыкания, обрыва фазы, утечки тока или перенапряжения.
4. Обеспечить бесконтактный и плавный пуск электродвигателя насоса.
5. Увеличить межремонтный ресурс установки (износ подшипников, обмоток двига-теля, автоматических выключателей, лопаток, сальников) за счет снижения числа оборотов, про-грева обмоток, плавного запуска и останова.
6. Выбрать экономичный режим работы электродвигателя насоса.

При использовании ЧРП экономится не только электроэнергия, но и ресурсы.

Экономический эффект по ресурсосбережению при использовании ЧРП на насосной станции. В соответствии с методическими материалами, выпущенными по АО «ВНИИЭ» и принятых РАО «ЕЭС России» и АО-энерго, коэффициент ресурсосбережения при использовании частотно-регулируемых приводов принят равным половине коэффициента энергосбережения, т.е.:

19 762560 руб. *0,5=9 881280 руб. в год.

Итого в сумме по энерго- и ресурсосбережению:

19 762560 руб. +9 881280 руб.=29 643840 руб. в год.

Для избегания такой не экономичной эксплуатации и повышения надежности работы насосных агрегатов предлагается использование ЧРП на насосах группы вторичного охлаждения (система 9В5). В группе насосов системы 9В5 работают 3 электродвигателя с ЧРП 315 кВт ( 2 с 1 ЧРП 315кВт в резерве) см. приложение 1.

ЧРП были выбраны исходя из режима работы насосных агрегатов и их мощности.

Наименование товара	Тип по каталогу	Кол-во	Цена за ед. без НДС руб.	Общая ст-ть без НДС руб.
Шкаф управление насосами, В х Ш х Г 2300х3600х600 в составе: ЧРП 315 кВт, 380+/- 10% В, IНОМ.=525А, перегрузка в течении 60 сек. 150хIНОМ Выключатель автоматический 630А- 4шт. Контактор силовые 550А- 6шт. Датчик давления- 1шт.	ШУН 315.400	1	1000 000 25000х4=100000 300000х6=1800000 15000	4300000
Шкаф управление насосами, В х Ш х Г 2300х2400х600 в составе: ЧРП 315 кВт, 380+/- 10% В, IНОМ.=525А, пере-грузка в течении 60 сек. 150хIНОМ. Выключатель автоматический 630А- 3 шт. Контактор силовые 550А- 4шт. Датчик давления — 1шт.	ШУН 315.400	1	1000 000 25000х3=75000 300000х4=1200000 15000	3500000
Итого без НДС: 7 800 000 руб.

1. Проектные СМР и ПНР работы составят 30 % от стоимости оборудования = 2 340 000 руб
2. Форма оплаты:
3. Порядок оплаты, срок отгрузки продукции:
4. Транспортные условия и транспортные расходы:
5. Дополнительные условия: срок гарантии на оборудование

ВЫВОД: Затраты на внедрение 7 800 000 руб. +2 340 000 руб. = 10 140 000 руб. в год.

Эффект от внедрения по сэкономленному электричеству и ресурсу сбережения 29 643840 руб. в год. Соотношение затрат к эффективности 10 140 000 руб. / 29 643840 руб. равно 0,34. Это 4 месяца. Данное предложение требует внедрения. Если взять кредит на реализацию за год и при учёте, что готов проект и предложение будет реализовано за 6 месяцев, данный проект “отбивает-ся” за год без потерь перед банком.

Приложение 1