Отчет об испытании системы регулирования вентилятора и дымососа котла КВГМ-30-150 на базе преобразователей частоты фирмы Mitsubishi Electric на 220 кВт и 75 кВт

Используемое оборудование: Mitsubishi Electric

Цель испытаний

Исследование экономичности и целесообразности применения устройств частотного регулирования в системе управления вентилятором и дымососом на водогрейных котлах типа КВГМ-30-150 (зарегистрировано в реестре Госгортехнадзора России 15.07.98 за №23220) по сравнению с системой регулирования шиберами.

Методика испытаний

Испытания проводились в два этапа:

• расчет затрат электроэнергии при работе с частотными регуляторами;
• расчет затрат электроэнергии при работе с системой регулирования шиберами

Расход электроэнергии фиксируется ваттметрами типа СА4У-И672М.
Продолжительность каждого этапа – 1 сутки.
Режим работы котла определяется расходом газа в м3/час.
Значения расхода газа:
Максимальный расход (90% загрузка) – 2800 м3/час
Минимальный расход (30% загрузка) – 900 м3/час
Средние значения – 2200 м3/час, 1450 м3/час
Работа котла в каждом режиме составляет 6 часов.
Вентилятор – двигатель тип 4A280S6, 75 кВт, Iном – 139А, n = 980 об/мин.
Счетчик вентилятора типа СА4У-И672М №318472, год выпуска 1997.
Трансформатор тока – 150/5, коэффициент трансформации – К=30.
Дымосос – двигатель тип АИ355S6, 160 кВт, Iном – 291А, n = 980 об/мин.
Счетчик вентилятора типа СА4У-И672М №318267, год выпуска 1997.
Трансформатор тока – 300/5, коэффициент трансформации – К=60.
Показания счетчика фиксируются в «Журнале учета электроэнергии».
Расчет расхода электроэнергии:

Дата: 9.12.1999 (Управление с помощью регулятора частоты)

Период	Результат
		Период работы	Разница в показаниях	Затраты эл. энергии кВт/час	Затраты за 6 часов
9:00-15:00 расход газа 2800 м3/час	Дымосос	3 часа	0,7	42	84
	Вентилятор	3 часа	1,01	30,3	60,6
15:00-21:00 расход газа 2200 м3/час	Дымосос	6 часов	0,79	47,4	47,4
	Вентилятор	6 часов	1,22	36,6	36,6
21:00-3:00 расход газа 900 м3/час	Дымосос	6 часов	0,02	1,2	1,2
	Вентилятор	6 часов	0,28	8,4	8,4
3:00-9:00 расход газа 1450 м3/час	Дымосос	6 часов	0,16	9,6	9,6
	Вентилятор	6 часов	0,34	10,2	10,2

Дата: 10.12.1999 – 11.12.1999 (Управление с помощью шиберов)

Период	Результат
		Период работы	Разница в показаниях	Затраты эл. энергии кВт/час	Затраты за 6 часов
9:00-15:00 расход газа 2800 м3/час	Дымосос	6 часов	4,94	296,4	296,4
	Вентилятор	3 часа	6,62	198,6	198,6
15:00-21:00 расход газа 2200 м3/час	Дымосос	6 часов	4,54	272,4	272,4
	Вентилятор	6 часов	5,9	177	177
21:00-3:00 расход газа 900 м3/час	Дымосос	6 часов	3,08	184,8	184,8
	Вентилятор	6 часов	4,4	132	132
3:00-9:00 расход газа 1450 м3/час	Дымосос	6 часов	3,56	213,6	213,6
	Вентилятор	6 часов	4,62	138,6	138,6

Потребляемая мощность в течение суток вентилятора и дымососа:

Обработка результатов

Период	Расход газа, м3/час	Расход эл. энергии при использовании шиберов	Расход эл. энергии при использовании ПЧ	Экономия эл. энергии
6 часов	2800	495	144,6	71%
6 часов	2200	449,4	84	81%
6 часов	900	316,8	9,6	97%
6 часов	1450	352,2	19,8	94%

Таким образом, экономия электроэнергии при среднесуточной нагрузке котла (максимальная нагрузка – 3200 м3/час) в 57% составила 84%.

Оценка погрешности результатов.

На оценку экономии электроэнергии влияют следующие факторы:

• погрешность показания приборов (расход газа, счетчик электроэнергии);
• разность давлений газа перед котлом;
• разность давлений газа за котлом;
• разность температур наружного воздуха.

Погрешность показаний приборов:

• Класс точности расходомера газа – 1,5
• Класс точности счетчика электроэнергии – 2
• Суммарная погрешность – не более 1, 76%

Максимальная разность давлений газа перед котлом при одинаковых расходах согласно суточной ведомости составляет 0,01 кгс/м2 при расходе 0,18 м3/час. Исходя из того, что объем поступающего газа прямо пропорционален давлению, вносимая погрешность измерений составит 5%.

Максимальная разность давлений газа за котлом при одинаковых расходах согласно суточной ведомости составляет 1мм.в.ст. Исходя из того, что объем уходящих газа прямо пропорционален давлению, вносимая погрешность измерений составит 0,01%.

Максимальная разность температур наружного воздуха при одинаковых расходах газа согласно суточным диаграммам составляет 9 грд C. Исходя из уравнения состояния газа изменение его объема при постоянном давлении составит 3,2%.

Таким образом. Суммарная погрешность от указанных факторов составит не более 5,05%, что не является значительной величиной относительно результатов, полученных в результате испытаний.

Прогнозируемый срок окупаемости преобразователя:

Условно, календарный год разбивается на два периода: зимний и весенне-летний. Средний ежедневный расход электроэнергии можно принять равным выявленному суточному расходу, подсчитанному в результате испытаний.

Расход за сутки 9-10.12.1999г. составил 1613,4 кВт.ч (с шиберами)
Итого расход электроэнергии в зимний период (октябрь-май) составит 387216 кВт.ч.
С учетом проведенных испытаний экономия электроэнергии составит 325261,44 кВт.ч.
Согласно статистическим данным, среднемесячный расход газа в 1999г составлял:
Июнь – 295 м3/час,
Август - 368 м3/час,
Сентябрь – 430 м3/час, что означает, что котел работал не полные сутки.

Если принять, что минимально целесообразный расход газа составляет 1450м3/час, то за летний период время работы котла составит 542 часа. Расход электроэнергии в этом режиме согласно испытаниям при регулировки шиберами составляет 352,2 кВт/час или 190892,4 кВт.ч за весь период.

Экономия электроэнергии в этом случае составит 179439 кВт.ч.

В результате проведенных испытаний было обнаружено:

• действительная экономия электроэнергии в период испытаний составила 84%;
• применение регуляторов частоты позволяет экономить электроэнергию не менее 70% по сравнению с управлением систем вентилятора и дымососа шиберами;
• максимальная экономия электроэнергии наблюдается при загрузке котла менее 2000 м3/час (70% от максимальной) и составляет свыше 90%;
• указанные режимы нагрузки действительны для весенне-летнего периода, когда потребление горячей воды минимально.