Pramonės varikliai ir efektyvumo didinimas: pagrindiniai sprendimai įmonių vadovams

Pramonės įmonėse elektros varikliai yra vieni didžiausių energijos vartotojų – jie sudaro apie du trečdalius viso elektros suvartojimo. Kadangi varikliai dažnai yra esminė technologinių procesų dalis, jų veikimo sutrikimai gali sustabdyti gamybą ir sukelti reikšmingų nuostolių. Todėl patikima variklių priežiūra ir jų efektyvumo valdymas yra svarbūs įmonės veiklos stabilumui.

Pagrindinės variklių efektyvumo didinimo priemonės:

  1. Aukšto efektyvumo varikliai:
    • Naudojant naujos kartos variklius (pvz., IE3 ar aukštesnės klasės), energijos sąnaudos gali sumažėti iki 10% ir daugiau, nes jie pasižymi geresniu efektyvumu ir mažesniais nuostoliais.
  2. Variklio galios optimizavimas:
    • Per dideli varikliai sunaudoja daugiau elektros nei reikia, o per maži – veikia perkrovimo režimu ir greičiau dėvisi. Parinkus tinkamą galią pagal faktinius poreikius, galima optimaliai naudoti energiją ir sumažinti eksploatacines sąnaudas.
  3. Dažnio keitikliai:
    • Dažnio keitiklių diegimas leidžia reguliuoti variklio greitį pagal tikslų apkrovos poreikį, kas yra ypač aktualu siurbliuose ir ventiliatoriuose. Tai gali sumažinti energijos sąnaudas iki 30%.
  4. Reaktyvinės galios kompensavimas:
    • Reaktyvinė galia nėra naudinga įmonės procesams, tačiau sukelia papildomas išlaidas. Reaktyvinės galios kompensavimo įrenginiai mažina nuostolius, optimizuoja elektros tinklą ir padeda išvengti papildomų mokesčių.
  5. Techninės būklės priežiūra:
    • Reguliarus variklių patikrinimas (guolių, izoliacijos ir aušinimo sistemų) padeda užtikrinti jų efektyvų veikimą ir laiku aptikti galimus gedimus, mažinant neplanuotų prastovų riziką.
  6. Įtampos kontrolė:
    • Įtampos svyravimai gali paveikti variklių našumą ir sutrumpinti jų eksploatacijos laiką. Stabilios įtampos palaikymas užtikrina efektyvų įrenginių darbą.

Siurblių sistemų optimizavimas:

  • Tinkamo siurblių dydžio parinkimas: Įrengus optimalaus dydžio siurblius ir sumažinus vamzdynų pasipriešinimą, galima sumažinti elektros sąnaudas ir užtikrinti efektyvų siurblių darbą.
  • Nuolatinė stebėsena: Siurbimo sistemų darbo stebėjimas leidžia pastebėti našumo sumažėjimus ir efektyviau valdyti procesus.

Apibendrinimas: Įdiegus aukšto efektyvumo variklius, optimizavus siurblių sistemas ir taikant nuolatinį monitoringą, įmonės gali ne tik sumažinti energijos sąnaudas, bet ir padidinti gamybos stabilumą. Šie sprendimai užtikrina, kad pagrindiniai energijos vartotojai veiks patikimai ir ekonomiškai, prisidėdami prie bendro įmonės veiklos efektyvumo.

Var eksploatavimo kastai

.

KAIP PASIRINKTI TINKAMĄ ELEKTROS VARIKLĮ

Parametrai varikliuiVertinimas
Variklio nominalus galingumasVariklio nominali galia turėtu būti pasirinkta atsižvelgiant į realų galios poreikį. Reikia įvertinti, kad:
– kuo galingesnis variklis, tuo didesni variklio savieji nuostoliai
– kuo mažiau apkrautas, tuo variklio darbo efektyvumas mažesnis
– jei variklis apkrautas mažiau nei 50% , tai ženkliai padidėja reaktyvinės galios suvartojimas, t.y sumažėja elektrinis galios koeficentas cos f.
Variklio IP
(Apsaugos klasė IP nusako elektros įrenginio atsparumą tam tikriems aplinkos veiksniams bei daiktams)
Variklis techninės IP charakteristikos turi atitikti jo ekspoatacines sąlygas. Priešingu atveju ženkliai padidinamas variklio pažeidžamumas nuo išorinių poveikių.
Variklio valdymas: paleidimas, greičio reguliavimas Reikia įvertinti variklio valdymą.
Reikia įvertinti , kad variklio paleidimo srovės ženkliai viršija nominalias variklio sroves.
Be papildomų paleidimo ir valdymo įrenginių, paleidimo metu variklis ne tik ima padidintą elektros energijos galią , bet ir mechaniškai įtakoja mechaniniams dalims, kurių metu gali būti sugadintos mechaninės pavaros ir kiti prijunginiai.
Variklio efektyvumo klasėEnergetiškai efektyvesvi varikliai yra brangesni. Todėl pasirenkant energetinio efektyvumo klasę būtina įvertinti variklio darbo režimus:
– varikliams kurie dirba pastoviu režimu arba didesnę paros dalį rekomenduojama kuo aukštesnės efektyvumo klasės varikliai. (pvz: vėdininimo sistemos ventiliatoriai, cirkuliaciniai siurbliai)
– trumpalaikio darbo režimo pavaros gali būti ir žemesnės (technologiniai įrenginiai kur variklius atlieka trumpalaikius technologinius procesus pvz: telferio pavara, kurios darbo laikas 3 val /parą).
Rekomenduojama prieš pasirenkant variklio efektyvumo klasę atlikti kontrolinius matavimus ar skaičiavimus – energijos sąnaudų skirtumo skaičiavimus prie skirtingu variklių efektyvumo klasių.

Kas įtakoja į siurblių efektyvumą

Variklio priežiūra

Variklio daviklisVariklio priežiūros tikslas – pailginti variklio tarnavimo laiką ir numatyti variklio gedimą. Variklio techninės priežiūros priemonės gali būti priskiriamos prevencinėms ar prognozuojančioms priemonėms. Prevencinės priemonės, kuriomis siekiama užkirsti kelią netikėtam variklių gedimui ir  apima eksplotavimo sąlygas:  įtampos svyravimų  sumažinimą, apkrovos valdymą,  variklio vėdinimą  ir tepimą.

Numatomo variklio techninės priežiūros tikslas – stebėti nuolatinį variklio darbą, vibracijas ir kitus eksploatacinius duomenis, kad būtų galima nustatyti, kad variklis būtų laiku remontuojamas ar laiku pakeistas.

Taupymas, susijęs su nuolatine variklio priežiūros programa, yra reikšmingas ir gali svyruoti nuo 2% iki 30% viso variklio sistemos energijos naudojimo . PVZ: JAV pieno gamyklos IAC atvejo tyrime nustatyta, kad variklio priežiūros plano įgyvendinimas lėmė  maždaug 4 mėnesių atsipirkimo laikotarpį.

 

Variklio sudėtis

Nuostoliai varikliuose

Elektros variklio efektyvumo rodiklis tiesiogiai priklauso nuo variklio. Santykinai elektros variklių energijos nuostoliai atrodo nedideli , bet vertinant variklių galią bei darbo režimą energijos nuostoliai gali sudaryti pakankamai dideles sąnaudas.

Nemaža dalis variklių yra naudojami įrenginiuose, kur jie dirba praktiškai nepertraukiamu režimu (cirkuliaciniai surbliai, slėgio pakėlimo siurvliai, vėdinimo sistemos….), tas 1 ar keli % nuo su variklio elektros energijos suvartojimo  tampa pakankamai juntamas

Pramonės objektuose, kurių elektros sąnaudos yra tokios, kaip šiame pavyzdyje (150 000 Eur per metus, iš kurių 100 000 Eur skiriama variklių eksploatavimui), elektros varikliai tampa ne tik didžiausiais energijos vartotojais, bet ir reikšmingomis energijos taupymo galimybėmis. Tinkamai įgyvendintos energijos efektyvumo priemonės varikliams gali leisti reikšmingai sumažinti išlaidas, pagerinti įmonės veiklos efektyvumą ir sumažinti CO₂ emisijas.

Kaip atlikti energijos efektyvumo auditą varikliams?

Atliekant variklių energijos vartojimo efektyvumo auditą, ekspertai įvertina šiuos aspektus:

  1. Variklių būklę ir naudojamas technologijas – įskaitant galimybę atnaujinti variklius į aukštesnės efektyvumo klasės (pvz., IE3 ar IE4).
  2. Darbo režimus ir laiką – atsižvelgiant į darbo intensyvumą, apkrovą bei pertraukas.
  3. Dažnio keitiklių įdiegimo galimybes – jie leidžia reguliuoti variklių greitį pagal apkrovos poreikį, kas ženkliai sumažina elektros sąnaudas.

Ką suteikia auditas?

Audito metu pateikiamos rekomendacijos apima:

  • Numatomas energijos ir pinigines santaupas, kurios gali būti pasiekiamos taikant siūlomus pakeitimus.
  • Kainą ir atsipirkimo laikotarpį, įskaitant variklio modernizavimo, keitiklio parinkimo, tiekimo ir diegimo išlaidas.

Įgyvendinus audito rekomendacijas, įmonė gali efektyviau naudoti energiją, sumažinti prastovų ir įrangos gedimų riziką bei pasiekti ilgalaikį sąnaudų sumažinimą. Tai padeda užtikrinti, kad įmonės investicijos į energijos efektyvumą būtų pagrįstos ir greitai atsipirktų.

Rinkdami variklį reikia atkreipti dėmesį ir į variklių darbo režimus

Variklių darbo režimai

Variklio ef programaNormalu, kad energetiškai efektyvesni varikliai yra šiek tiek  brangesni, todėl jų panaudojimą/pirkimą reikia gerai įvertinti.

Elektros variklių energetinės sąnaudos tiesiogiai priklauso nuo eilės sąlygų:

  • variklio darbo laiko (val./metus)
  • bendro (vidutinio) apkrovimo
  • esamo (jei planuojama keisti) variklio techninės charakteristikos
  • vertinant atsipirkimą reikalinga įvertinti pareikalaujamos maksimalios galios (kW)

Įvertinus visus šiuos duomenis galima nesunkiai atlikti atsiperkamumo vertinimus pasinaudojant įmonių internetiniuose tinklalapiuose pateiktose automatinio skaičiavimo lentelėse.

MB „Pramonės auditas“ siūlomos paslaugos elektros variklių eksploatacijos efektyvumui didinti

MB „Pramonės auditas“ teikia elektros variklių energijos vartojimo ir efektyvumo analizės paslaugas, kurios padeda įmonėms optimizuoti variklių naudojimą, sumažinti elektros sąnaudas ir prailginti įrangos tarnavimo laiką. Įmonė gali atlikti ilgalaikius matavimus, vertindama variklių apkrovas bei energijos suvartojimą pagal pasirinktą laiko intervalą – minutėmis, valandomis, paromis ar mėnesiais.

Siūlomos matavimo paslaugos:

  • Variklių apkrovos matavimai: Nustatomas faktinis variklio darbo intensyvumas ir energijos poreikiai.
  • Variklių efektyvumo matavimai: Vertinama, kiek efektyviai varikliai naudoja energiją esant įvairioms apkrovoms.
  • Vibracijos matavimai: Padeda stebėti mechaninį variklių veikimą, kuris gali turėti įtakos eksploatacijos kokybei ir ilgaamžiškumui.

Tiesioginė prieiga prie duomenų: Matavimų laikotarpiu įmonė gali stebėti nuskaitomus duomenis „on-line“ režime, o tai suteikia galimybę laiku reaguoti į pastebėtas problemas.

Pereinamųjų procesų analizė paleidimo metu

Atliekant pereinamųjų procesų analizę variklio paleidimo momentu, galima nustatyti keletą kritiškai svarbių parametrų:

  1. Variklio galios poreikis paleidimo metu: Paleidžiant variklį sunaudojama žymiai didesnė srovė nei darbo metu, todėl įvertinus šį poreikį galima optimizuoti paleidimo procesą, kad būtų sumažinti pradiniai viršįtampiai.
  2. Srovės ir įtampos svyravimai: Šių parametrų vertinimas leidžia nustatyti galimus įtampos disbalansus, kurie gali lemti perkaitimą ir sutrumpinti variklio tarnavimo laiką.
  3. Paleidimo laikas: Ilgesnis paleidimo laikas rodo, kad varikliui gali trūkti reikalingos galios arba jis patiria per didelę apkrovą. Tokiu atveju gali būti rekomenduojama diegti dažnio keitiklius, kurie reguliuoja variklio greitį.
  4. Reaktyvinės galios poreikis: Paleidimo metu dažnai padidėja reaktyvinės galios poreikis, kuris didina elektros sąnaudas. Kompensavimo įrenginių įdiegimas padeda šiuos nuostolius sumažinti.
  5. Mechaninių komponentų apkrovos: Įvertinus mechaninius komponentus paleidimo metu, galima užtikrinti, kad apkrovos neviršytų leistinų ribų, taip mažinant komponentų nusidėvėjimą ir remonto kaštus.

Ataskaita ir rekomendacijos

Baigus matavimus, MB „Pramonės auditas“ pateikia išsamią ataskaitą su išvadomis ir rekomendacijomis, kaip optimizuoti variklių naudojimą. Šios rekomendacijos leidžia sumažinti elektros sąnaudas ir užtikrinti ilgalaikį įrangos patikimumą bei efektyvumą.