Одно из наиболее энергоэффективных направлений работы ЗАО «УРАЛТЕХМАРКЕТ» является модернизация компрессорного оборудования. Особенно ярко это проявляется при производстве сжатого воздуха центробежными машинами, где капитальные затраты на автоматизацию окупаются менее чем за год.
Наше предприятия проводит модернизацию центробежных машин (турбокомпрессоров К-250, 350, 500, 1500, 3000, ЦК-135, 275 и нагнетателей Н-360, 670, 900 и т.д.), произведенных еще в СССР или в начале 90-х годов XX века. Данные машины имеют крепкую и надежную конструкцию, выполнены с существенным запасом прочности, из хорошей стали и на некоторых предприятиях работают с 50-х годов прошлого века. При своевременном обслуживании и ремонте они вполне способны проработать еще десятки лет. Слабым звеном в центробежных компрессорах является устаревшая система управления УКАС, которая выполнена на релейно-контактной схеме или с использованием логических элементов «Логика-Т», поэтому на многих компрессорных станциях от УКАСа отказываются. И управление, контроль и защиту от помпажа осуществляет оператор вручную со всеми вытекающими отсюда последствиями.
Ограниченное заводом изготовителем годовое количество пусков от 12 до 52, обоснованно вызванное износом подшипников и перегревом обмоток высоковольтных синхронных двигателей, не позволяет часто останавливать центробежные машины, что в условиях резко переменной потребности в сжатом воздухе, характерной для сегодняшнего дня, приводит к неоптимальному их использованию.
Одним из способов снижения энергопотребления турбокомпрессоров остается дросселирование воздуха на всасе компрессора. В этом случае управление дроссельной заслонкой позволяет изменять производительность и поддерживать заданное давление на нагнетании. Возможна также установка высоковольтных преобразователей частоты (ВПЧ), которые, регулируя обороты синхронного двигателя, снижают производительность компрессора или могут плавно останавливать и запускать компрессор в период отсутствия потребности предприятия в сжатом воздухе.
САУТК полностью заменяет систему УКАС и предназначена:
-
в случае дросселирования воздуха на всасе – для управления дроссельной заслонкой и антипомпажным клапаном (АПК), с предварительной диагностикой и предотвращением помпажного режима;
-
в случае установки ВПЧ на турбокомпрессор – для эффективной и быстрой защиты его от помпажа
В обоих случаях САУТК предназначена для:
- автоматизированного контроля и диагностики всех технологических параметров центробежных машин (около 130 параметров) в соответствии с правилами безопасности ПБ 03-581-03
- автоматизированного пуска/останова и автоматической работы компрессора по заложенным в системе алгоритмам;
- реализации всех возможных технологических защит;
- архивации параметров работы компрессора и действий эксплуатационного персонала.
САУТК реализована по принципу централизованного контроля и включает в себя следующие связанные между собой иерархические уровни:
- Шкаф управления компрессором (ШУТГ-КУ)
- Шкаф цифрового возбудителя (ШЦВ)
- Тиристорное устройство плавного пуска высоковольтных электродвигателей турбокомпрессоров (3; 6; 10 кВ)
- Микропроцессорная релейная защиты турбокомпрессора
- Комплект сертифицированных, поверенных датчиков, пульты, исполнительные механизмы
- Устройства определения производительности компрессора (РАСХОДОМЕРЫ)
Технико-экономический эффект от внедрения САУТК складывается из следующих составляющих:
- Возможность поддержания более низкого давления нагнетания. В настоящее время эксплуатационный персонал поддерживает вручную завышенное давление с целью уменьшения провалов, возможных в переходных режимах, которые угрожают основным технологическим процессам в цехах. Снижение давления нагнетания приводит к существенной экономии электроэнергии.
- Точное регулирование позволяет производить сброс воздуха на холостом ходу на минимальном расстоянии от границы помпажа, что дает возможность работать с углом открытия дроссельной заслонки 10-12%; при этом потребляемая мощность снижается до уровня 63% от номинальной мощности.
- Реализация режима «глубокое дросселирование» при котором компрессор работает на холостом ходу с потреблением электроэнергии двигателем 0,25 Inom. Благодаря этому режиму появляется возможность ежедневно запускать и останавливать компрессор без потери ресурса. Данный режим осуществляется полным перекрытием всасывающего патрубка дроссельной заслонки и пропуском небольшого количества воздуха через специальное калиброванное отверстие. При этом задвижка на нагнетании закрывается, открывается АПК для выпуска вентиляционного потока в атмосферу.
- Реализация режима группового управления компрессорами позволяет достичь экономии электроэнергии до значения 3% от всего расхода электроэнергии компрессорной станцией.
На начало 2020 года наши специалисты внедрили более 70 САУТК на многих промышленных предпритий России. На всех предприятиях порядок работы следующий:
ЗАО «УРАЛТЕХМАРКЕТ» начинает выполнение работ с обследования объекта и подготовки технико-экономического обоснования внедрения САУТК. После подписания договора разрабатывается проектная и рабочая документация, изготавливается и поставляется все оборудование на объект. Далее идут монтажные и пусконаладочные работы «под ключ» и обучение персонала. В период приёмо-сдаточных испытаний снимаются газодинамические характеристики компрессора, формируется технический отчет и выстраивается антипомпажная защита в зависимости от приближения рабочей точки к линии помпажа.
Нами замечено, что на большенстве предприятиях предварительный расчет технико-экономического эффекта, который проводился до внедрения, показал достаточно быструю окупаемость САУТК, а после внедрения САУТК на объекте, срок окупаемости оказывался существенно ниже, чем предварительный, в среднем на 10-15%.
