Как сократить энергозатраты промышленного предприятия

Уровень эффективности украинской промышленности остается одним из самых низких в Европе. Об этом говорят промышленные эксперты — я могу только подтвердить, опираясь на свой многолетний опыт участия в различных проектах по модернизации промышленных предприятий Украины.

Большинство действующих заводов проектировалось в 50-60-х годах прошлого века, и только единицы из них с тех пор прошли комплексную модернизацию.

Технологии за это время совершили качественный скачок, энергоэффективность производства повысилась в разы, но наши промышленные гиганты остались "за бортом" прогресса и продолжают работать на износ с большими потерями и низким коэффициентом полезного действия (КПД).

Я вижу два пути повышения энергоэффективности и улучшения энергосбережения на украинских заводах. Первый — кардинальный: сровнять устаревшие предприятия с землей и построить заново. На новой площадке с использованием передовых технологий и систем управления. Сегодня с помощью программных продуктов можно создать полноценный цифровой двойник будущего завода cо всем оборудованием и технологическими линиями. Продумать эффективную организацию производства и смоделировать работу от маленького клапана или двигателя до цеха или завода в целом в виртуальной (!) реальности. А потом реализовать проект в реальных условиях. Но это требует очень серьезных инвестиций, доступа к которым у украинских предприятий нет.

Второй путь — постепенное снижение энергозатрат путем модернизации действующего оборудования. В первую очередь, речь о модернизации электродвигателей, на долю которых приходится до 80% потребляемой в промышленности электроэнергии. Поэтому необходимо определить наиболее энергозатратные механизмы наибольшей мощности и последовательно заменять их на современные приводы — с максимальным КПД и возможностью регулирования.

В ЕС этим вопросом занялись уже давно: еще в 2008 году были введены 3 класса энергоэффективности двигателей, а в 2014 года электродвигатели разделили уже на 4 класса энергосбережения — от самого эффективного IE4 до самого низкого IE1 — и запретили установку последних на новых предприятиях.

Надеюсь, что Украина в обозримом будущем тоже придет к такому решению. Но пока что можно предпринять менее радикальные шаги.

Также читайте: Як українським містам скоротити витрати енергії на 20%

На одной международной конференции мой немецкий коллега высказал искреннее удивление, что украинские предприятия до сих порт закупают высоковольтные электродвигатели для преимущественно прямого пуска от сети. Дело в том, что конструкция электродвигателя предполагает исключительно ступенчатое изменение скорости (3000 — 1500 — 1000 — 750 — 600… оборотов в минуту), и если для определенного процесса прописано требование "1825 оборотов в минуту", тогда необходимо использовать электродвигатель мощностью 3000 об/мин и "тормозить" его до установленного показателя, что сопряжено с большими потерями электроэнергии. Куда эффективнее и выгоднее использовать частотно-регулируемый электропривод, который позволяет регулировать скорость движения механизма и снижать потери энергии.

В Германии комплектация такого рода механизмов (большой мощности = ~ от 1 МВт) двигателями вместе с преобразователями частоты давно является аксиомой — даже если регулирование требуется всего в пределах 5%. Дело в том, что каждый процент — это экономия, причем серьезная. Даже 10-процентное регулирование оборотов высоковольтного двигателя с квадратичной нагрузочной характеристикой даст экономию электроэнергии примерно в 19%. А если устаревший двигатель заменить на электропривод с максимальным КПД, экономия будет очень существенной.

Такие приводы на 7-10% дороже, но при сроке службы в два десятилетия ценовая дельта окупается в течение первых двух лет эксплуатации, а последующие 18 механизм будет "зарабатывать".

Повышение эффективности одного электродвигателя всего на 2% в масштабе завода при мощности, скажем, в 1МВт, приведет к снижению затрат в размере около 10 тысяч евро в год (при цене 1кВт*ч в 2 грн.). А установленная мощность электродвигателей на каждом предприятии в нашей стране — десятки и сотни мегаватт.

Некоторые наши клиенты, например, Полтавский горно-обогатительный комбинат (около 50 высоковольтных и 1 тысячи низковольтных приводов), уже выступили с инициативой заменить весь парк на двигатели класса IE3 в течение нескольких лет.

Шахтоуправление "Покровское" уже установило вентиляторы главного проветривания с регулированием производительности посредством высоковольтного преобразователя частоты Siemens. Это позволит не только гибко менять количество подаваемого в шахту воздуха, но и существенно оптимизировать энергопотребление. Окупаемость установки преобразователей частоты составляет приблизительно 2 года.

Источник