1 АСУ ТП «АЭРО-СМАРТ» комплекс энерго- и ресурсосберегающих решений для производства сжатого воздуха. - презентация

1 1 АСУ ТП «АЭРО-СМАРТ» комплекс энерго- и ресурсосберегающих решений для производства сжатого воздуха

2 ООО «РАБИКА-энергосбережение» - современное высокотехнологичное производство энергосберегающего оборудования на основе собственных научно-технических разработок.

3 3 Проблемы производства сжатого воздуха Компрессоры К-250, К-500, К-1500 являются надёжными и неприхотливыми машинами объёмного вытеснения. Основной проблемой таких компрессоров является отсутствие надёжной системы управления производительностью компрессора и охлаждением сжатого воздуха в соответствии с потребностями производства. Решение: Модернизация системы запуска компрессора, систем управления производительностью и охлаждения сжатого воздуха.

4 4 комплекс решений, позволяющих существенно снизить расходы на производство сжатого воздуха сохраняется существующая инфраструктура централизованной пневмосистемы. старое оборудование становится таким же эффективным и надёжным, как новые современные производства колоссальный экономический эффект: стоимость производства сжатого воздуха снижается до 25% АСУ ТП «АЭРО-СМАРТ»:

5 5 Компрессорная станция с АСУ ТП «АЭРО-СМАРТ» 1. Устройство плавного запуска 2. Регулятор давления и температуры 3. Многофункциональная смазочная композиция «Мегос» 4. Активатор охлаждающей воды 5. Генератор комбинированного излучения (блок управления активаторами) 6. Дополнительный теплообменник - утилизатор тепла 7. Дроссельная заслонка с электроприводом 8. Датчик температуры с преобразователем 9. Водяной затвор с электроприводом 10. Промежуточные холодильники

6 6 Устройство плавного запуска электродвигателей большой мощности 6

7 7 Порядок работы УПЗ: 1. Зацепление с помощью электромагнитной муфты 2. Плавный разгон 3. Отцепление муфты и запуск основного двигателя

8 8

9 9 УПЗ позволяет осуществить идеально-теоретический пуск (пуск в режиме номинального тока) электроустановок со скоростью вращения 1000 об/мин, а на установках со скоростью вращения 3000 об/мин существенно снизить пусковые токи

10 10 1.Появляется возможность отключать и включать электродвигатель в любое время 2.Время действия пусковых токов сокращается до 1-2 секунд; 3.Величина пусковых токов снижается; 4.Тепловое воздействие на обмотки статора электродвигателя в 4 раза меньше, чем при прямом пуске что позволяет запускать эл. двигатель даже из горячего состояния; 5.Первоначальная ударная нагрузка на муфту и вал компрессора, приблизительно в раз меньше, чем при прямом пуске; 6.Возможность работы УПЗ в режиме регулятора давления с возможностью вывода компрессора в режим глубокого дросселирования, после запуска компрессорной установки, что приравнивает устройство по функциональности к дорогим и сложным частотным преобразователям 7.Увеличивается срок эксплуатации высоковольтного электродвигателя; 8.Улучшаются условия эксплуатации коммутационного электрооборудования; 9.Возможность автоматизированного удаленного управления с компьютера диспетчерского пункта через интерфейсы RS-232 и RS-485. Преимущества УПЗ: Функции автоматики возможность автоматизированного удаленного управления с компьютера через интерфейсы RS- 232 и RS-485. возможность автоматического закрытия дроссельной заслонки при аварийном отключении компрессора возможность управления противопомпажным клапаном возможность вывода компрессора в режим глубокого дросселирования (РГД)

11 11 Устройство плавного запуска: устанавливается индивидуально на каждый эл. двигатель работает полностью в автоматическом режиме сохраняется существующая система прямого пуска

12 12 Основные причины выхода из строя компрессорной установки - ударные нагрузки на механические части и нагрев обмоток эл. двигателя. При пуске с УПЗ: 1.Отсутствие первоначальной ударной нагрузки на муфту и вал привода; 2.Плавное трогание и плавное нарастание числа оборотов; 3.Многократное снижение термического воздействия пусковых токов на обмотки синхронного электродвигателя.

13 13 Диаграмма пусковых токов различных видов запуска I п – Пусковой ток синхронного электродвигателя t зап – Время запуска синхронного электродвигателя I н – Номинальный ток нагрузки синхронного электродвигателя I хх – Ток холостого хода синхронного электродвигателя

14 14 Влияние нагрева обмоток на ресурс эл. двигателя Прямой пуск является основным фактором, приводящим к мгновенному нагреву обмоток электродвигателя и, как следствие, к уменьшению его ресурса в несколько раз. Для высоковольтных эл. двигателей риск пробоя изоляции возрастает пропорционально напряжению. Ведь толщина изоляции обмоток низковольтных эл. двигателей и высоковольтных эл. двигателей отличается незначительно, а разница напряжения отличается в 26 раз. Практические замеры температуры обмотки статора эл. двигателя СТД-3200 компрессора К-500 показали мгновенный нагрев обмотки во время прямого пуска до 107°C. А после двух запусков того же эл. двигателя с помощью УПЗ, температура обмотки составила всего 27,5 °C.

15 15 Даже единичный перегрев обмоток приводит к их катастрофическому старению и пробою во время очередного пуска. Влияние нагрева обмоток на ресурс эл. двигателя Правило Монцингера:

16 16 ОАО КАМАЗ ОАО Автодизель (ЯМЗ) ОАО Калужский турбинный завод ОАО Курганмашзавод ОАО Нижнекамскнефтехим ОАО Спасскцемент ОАМО ЗИЛ ООО Тобольск-Нефтехим (АК Сибур) ОАО Амурский судостроительный завод ОАО Алтайский моторостроительный завод (Агромашхолдинг) ОАО Холдинговая компания Коломенский завод ФГУП Воронежский механический завод ОАО Северский трубный завод ОАО Арзамасский машиностроительный завод ОАО Самарский подшипниковый завод ОАО УАЗ (Северсталь-Авто) ОАО Богословское рудоуправление ОАО Моторостроитель ОАО Павловский автобус ОАО Нижнекамскшина АО Казцинк (Казахстан) ОАО Владимирский моторно-тракторный завод ОАО Алтайский шинный комбинат ОАО Татнефть-бурение ОАО Тутаевский моторный завод ОАО Челябинский кузнечно-прессовый завод ОАО Челябинский тракторный завод ОАО "Гомсельмаш Завод Литья и Нормалей ОАО "Уралаз - Энерго ОАО «Златоустовский металлургический завод» ОАО «Вольскцемент» Предприятия, на которых уже установлены УПЗ: ОАО КАМАЗ ОАО Уфимский НПЗ ОАО Волгоградский тракторный завод ГМК Печенганикель ОАО Красноярский завод комбайнов ООО Илим Братск энерго- предприятие ОАО Евразруда ОАО Сургутнефтегаз ОАО Мотордеталь АО Соколовско-Сарбайское ГПО ОАО Авиакор ОАО КАМАЗавтотехника ОАО Нижегородские моторы Радужнинская нефтяная буровая компания ООО «КАМАЗавтотехника» ОАО Автодизель РУП Гомсельмаш ООО «БК Евразия» ОАО «Арзамасский машиностроительный завод» ОАО «Завод Элекон» МП г. Самары «Самараводоканал» ОАО «Водоканал» (г. Иваново) ООО «Башнефть-геострой» ООО «Газпром бурение» ЗАО «Ульяновскцемент»

17 17

18 ОАО «Калужский турбинный завод» На компрессорной станции эксплуатируются две установки УПЗ. На предприятии ежедневно производится пуск и останов электродвигателей. За 1,5 года эксплуатации достигнутая экономия составила кВтч ОАО «Челябинский кузнечно-прессовый завод» На компрессорной станции предприятия эксплуатируются 3 УПЗ с функцией регулирования давления и производительности и функцией автоматического вывода компрессора в режим глубокого дросселирования. Останов компрессора производится на время выходных и праздничных дней. По данным предприятия, с момента внедрения энергосберегающего оборудования производства «РАБИКА-энергосбережение» расход электроэнергии на производство сжатого воздуха снизился на 15%. Отзывы клиентов ОАО «Богословское рудоуправление» На компрессорной станции, обслуживающей горнодобывающую шахту, работают пять турбокомпрессоров. Из них два оснащены устройствами плавного запуска. Благодаря внедрению УПЗ, останов агрегатов производится три раза в день ежедневно на время трехчасовых межсменных перерывов. Экономия, достигнутая за 11 месяцев эксплуатации двух компрессоров, оснащенных плавным запуском, составила кВтч. ОАО «Арзамасский машиностроительный завод» По подсчетам специалистов отдела главного энергетика ОАО «Арзамасский машиностроительный завод» за 2,5 года эксплуатации УПЗ экономия электроэнергии составила кВтч. ЗАО «Авиастар» На предприятии ЗАО «Авиастар» четыре турбокомпрессора К-250 запускаются при помощи устройств плавного запуска УПЗ. В 2007 году экономия электроэнергии при производстве сжатого воздуха составила кВтч. 18

19 В сентябре 2009 года специалистами компании ООО РАБИКА- энергосбережение на Городских Очистных Канализационных Сооружениях (ГОКС) МП г. Самары Самараводоканал были внедрены регуляторы давления РДП (8 комплектов) и устройства плавного запуска УПЗ (2 комплекта). Несмотря на малый срок эксплуатации, можем сделать предварительный вывод о реальной эффективности данного энергосберегающего оборудования. Устройства плавного запуска обеспечивают безопасное включение двигателя и нагнетателя в работу, благодаря чему появилась возможность ежедневного отключения нагнетателя с УПЗ в часы снижения поступления сточных вод. Благодаря работе автоматизированного энергосберегающего комплекса производства ООО РАБИКА-энергосбережение за период работы с сентября по 01 ноября была достигнута экономия электроэнергии в размере 3,5% от общего потребления воздуходувной станции. Главный инженер М.П. Сопыряев Отзыв о работе регуляторов РДП и Устройств плавного запуска на Городских Очистных Канализационных Сооружениях МП г. Самары "Самараводоканал" 19

20 Осуществляется запуск одного компрессора с помощью УПЗ. После запуска компрессора УПЗ переводится в режим регулирования давления в диапазоне 5,6-5,8 кгс/см2. Ориентировочное число пусков компрессора с помощью УПЗ составляет более 2000 раз. Применение УПЗ позволило снизить лимиты потребляемой станцией электроэнергии. Межремонтный период компрессоров изменился в большую сторону (с 6-12 месяцев). И.О технического директора А.М. Валинуров Отзыв о работе УПЗ от «Mefro Wheels Russia» 20

21 После внедрения УПЗ появилась возможность ежедневно в щадящем режиме запускать компрессор. После запуска происходит регулировка давления в пневмосистеме на уровне 6 атм. В часы резкого снижения потребления воздуха компрессор автоматически переводится в режим глубокого дросселирования. Экономия потребляемой компрессором электроэнергии за счет применения УПЗ за период его эксплуатации по сравнению с прошлым годом составила 243 тыс. кВтч. Главный энергетик Р.Р. Искандаров Отзыв о работе УПЗ от ОАО «ОРМЕТО- ЮУМЗ» 21

22 В среднем компрессор с УПЗ включается дважды в сутки (до 380 раз в год). В целом применение УПЗ является эффективным и экономически целесообразным, позволяющее без ущерба для технического состояния агрегата снизить потребление электроэнергии на выработку сжатого воздуха. Годовая экономия электроэнергии в денежном выражении за счёт внедрения УПЗ на одном компрессоре в 2011 году составила 3,8 млн. руб. Зам. начальника теплосилового цеха В.А.Гульнов Отзыв о работе УПЗ от ОАО «Ульяновский автомобильный завод» 22

23 23 Регулятор давления и температуры Диплом I степени конкурса «Лучшие товары и услуги Республики Татарстан»

24 24 Использование регулятора давления позволяет получить компрессор с регулируемой производительностью и внести ощутимый вклад в экономию электроэнергии. С регулятором давления производительность компрессора точно соответствует реальной потребности в сжатом воздухе. Регулятор повышает качество работы пневмооборудования, качество продукции, уменьшает износ сопутствующего оборудования. Отпадает необходимость стравливания излишков сжатого воздуха в атмосферу. Максимальный экономический эффект регуляторы дают при 3-сменной непрерывной работе компрессоров В А Ж Н О Теоретически и практически доказано: - каждые 0,1 кгс/см 2 давления нагнетания увеличивают электро- потребление компрессора на 1%; - превышение минимально допустимого давления в пневмосистеме на 1 кгс/см 2 приводит к перерасходу эл. энергии на 10%

25 25 Регулятор поддерживает постоянное заданное рабочее давление в пневмо- и гидросистемах с точностью 0,01 кгс/см 2 и немедленно реагирует на изменение давления в сети

26 26 Принцип действия регулятора: Постоянно опрашивает датчик давления Воздействует на дроссельную заслонку всасывающей линии компрессорной Работа компрессора в оптимальном режиме без перерасхода электроэнергии привод дроссельной заслонки регулятор

27 27 Газодинамические характеристики нагнетателя

28 30 Зависимость энергопотребления нагнетателей от сезонных изменений температуры Данный график показывает зависимость энергопотребления четырех нагнетателей марки , приводимых электродвигателями мощностью 1250 кВт от сезонных изменений температуры С понижением температуры расход электроэнергии на производстве сжатого воздуха резко увеличивается, достигая своего максимума в январе. Самые небольшие показатели зафиксированы в июне. Внедрение регуляторов РДП позволит поддерживать среднемесячное потребление электроэнергии на одном уровне независимо от внешних факторов, что позволит сократить энергопотребление на 9-12%

29 29 Экономия электроэнергии: - на турбокомпрессорах7-15% Срок окупаемости: 1-12 месяцев Регулятор давления и производительности: Регуляторы внедрены: ОАО Нижнекамскнефтехим ОАО Казаньоргсинтез ОАО Балаковорезинотехника ЗАО Челныводоканал ОАО Салаватгидромаш ОАО Курскрезинотехника ОАО Северский трубный завод ОАО Высокогорский ГОК ОАО Богословское рудоуправление ОАО Нижнекамскшина АО Казцинк (Казахстан) Зеленодольский водоканал (ОАО Водоканал Сервис) ОАО Мотовилихинские заводы ГМК ПеченьгаНикель ОАО Зыряновский ГОК ОАО Усть-Каменогорский металлургический комбинат АО Соколовско-Сарбайское ГПО ОАО Мотордеталь ОАО Новокузнецкий металлургический комбинат ОАО Нижегородские моторы ООО Мефро Уил Руссия Завод Заинск ОАО Автодизель ГУП Гомсельмаш ОАО Авиастар СП ОАО Арзамасский машзавод ОАО Заволжский моторный завод МП Самараводоканал ООО Краснодарводоканал Енакиевский металлургический комбинат ЗАО Ульяновскцемент ОАО Невинномысский азот ОАО «ГАЗ» ОАО Златоустовский металлургический завод ВСМПО-АВИСМА Новокузнецкий водоканал Вольскцемент Кавказцемент Катавцемент Пикалёвцемент

30 За время испытаний выявлена экономия удельного расхода электроэнергии: ТКС 1 При автоматическом регулировании по сравнению с отключенным регулированием - 11, 8% Пр и автоматическом регулировании по сравнению с ручным регулированием – 10,2 % ТКС 2 При автоматическом регулировании по сравнению с отключенным регулированием - 9,7% При автоматическом регулировании по сравнению с ручным регулированием – 9,2 % Начальник ПСЦ С.Е. Мещанов Протокол испытаний АСУ ТП (Регулятор давления) от ОАО «Златоустовский металлургический завод» 30

31 Диплом международной выставки «Энергетика. Ресурсосбережение» 31 Диплом I степени конкурса «Лучшие товары и услуги Республики Татарстан»

32 32 Многофункциональная смазочная композиция «Мегос» - это металлоплакирующая добавка в промышленные и моторные масла Увеличивает ресурс узлов трения в несколько раз Увеличивает срок службы смазочного материала в 2 и более раз Снижает потребление электроэнергии на 4-5 процентов Исключает водородный износ поверхностей Позволяет осуществить безразборный ремонт механизмов Позволяет осуществить страгивание заклинивших узлов Многофункциональная смазочная композиция «Мегос»

33 33 Сферы применения: Любые узлы и механизмы, включая компрессорное, металлорежущее, кузнечное, силовое оборудование, а также автотранспорт.

34 34 Избирательный перенос МСК «Мегос» реализует в паре трения фундаментальное открытие в триботехнике – явление избирательного переноса, открытого советскими учеными Д.Н. Гаркуновым и И.В. Крагельским более полувека назад. Фактически избирательный перенос запускает в паре трения процесс самовосстановления поврежденных в процессе эксплуатации поверхностей за счет собственных ресурсов, выравнивая их до идеально ровного состояния, недоступного ни одному из методов механической обработки деталей.

35 35 Принцип действия МСК «Мегос» выравнивает поверхности трения до степени, недоступной ни одному из существующих сегодня видов механической обработки Независимо от качества обработки, все поверхности трения состоят из выступов и впадин. Выступы – точки высшего напряжения, что приводит к срывам частиц материала и выносу их маслом из зоны трения При использовании МСК «Мегос» происходит избирательный перенос : раскисление выступов и перенос их в ближайшие впадины в условиях сильного электромагнитного поля. Процесс продолжается до тех пор, пока все неровности не будут нивелированы. После обработки композицией «Мегос» площадь фактического контакта увеличивается на несколько порядков. В той же степени уменьшаются удельные нагрузки на пару трения.

36 36 Защитный молекулярный слой При использовании МСК «Мегос» образуется защитный слой, состоящий из сложных молекул на основе меди и жировых кислот. Благодаря этому слою у поверхности детали многократно усиливается магнитное поле, обеспечивающее перенос материала из выступов во впадины.

37 37 Результаты испытаний Добавление 2% МСК «Мегос» привело к снижению трения в 3 раза!

38 38 Результаты испытаний

39 39 Активатор охлаждающей воды

40 40 Активированная охлаждающая вода исключает образование накипи в теплообменнике. Поэтому её можно прогонять по теплообменнику с более низкой скоростью, что увеличивает теплообменную способность. При использовании активированной охлаждающей воды можно добиться более эффективного охлаждения сжатого воздуха меньшим количеством воды.

41 41 Принцип работы активатора заключается в предотвращении образования и выпадения карбонатных осадков из обрабатываемой воды за счет изменения внутренней структуры жидкости (ее коллоидно-химического состояния) под действием переменного электромагнитного поля низкой интенсивности. Эффекты: ускорение дегазации жидкости кристаллизация карбоната кальция в форме арагонита, имеющего кристаллографическое несоответствие к сидериту в 3,5 раза выше, чем у кальцита, что позволяет предотвратить образование твердой фазы солей жесткости практически полностью, либо существенно замедлить этот процесс, практически нейтрализовав его; повышение эффективности работы ионообменных фильтров

42 42 Дополнительный теплообменник – утилизатор тепла сжатия

43 43 Теплообменник выполняет одновременно 2 функции: Предварительное охлаждение сжатого воздуха перед подачей в концевой холодильник для более эффективного влагоотделения в масловлагоотделителе. Подогрев сжатого воздуха перед подачей потребителю. При этом за счёт утилизации тепла сжатия снижается массовый расход сжатого воздуха у потребителя. Меньшей массой воздуха создаётся больший объём, что снижает энергопотребление системы производства сжатого воздуха.

44 44 Формула снижения массового расхода сжатого воздуха G 1 /G 2 = Т 1 /Т 2 G 1 - массовый расход до подогрева G 2 – массовый расход после подогрева Т 1 - температура воздуха в трубопроводе до подогрева (К) Т 2 - температура воздуха после подогрева (К) Например, при подогреве воздуха с 293°К до 353°К (с 20°С до 80°С) расход на работу пневматических машин уменьшится на 17%

45 45 Благодаря этим техническим решениям стоимость производства сжатого воздуха снижается до 25%. Пропадает экономическая целесообразность инвестиций в локальные компрессора, электроприводы, замену оборудования.

46 46 Компрессорная станция с АСУ ТП «АЭРО-СМАРТ» 1. Устройство плавного запуска 2. Регулятор давления и температуры 3. Многофункциональная смазочная композиция «Мегос» 4. Активатор охлаждающей воды 5. Генератор комбинированного излучения (блок управления активаторами) 6. Дополнительный теплообменник - утилизатор тепла 7. Дроссельная заслонка с электроприводом 8. Датчик температуры с преобразователем 9. Водяной затвор с электроприводом 10. Промежуточные холодильники

47 47 Спасибо за внимание!