График работы Пн-Пт с 8:00 до 17:00

Новости ОАО

ПРИМЕНЕНИЯ ВЫСОКОЭФФЕКТИВНЫХ СИНХРОННЫХ СИСТЕМ ПРОИЗВОДСТВА КОМПАНИИ FRANKLIN ELECTRIC В ВОСТОЧНОЙ ЕВРОПЕ

20.01.2022 11:28

По мере того как природные и людские ресурсы истощаются, потребность в эффективном оборудовании становится как никогда важным элементом. Это заверение особенно верно в насосных системах, где управление водными ресурсами играет важную роль в различных промышленных, коммерческих, муниципальных или сельскохозяйственных назначениях.

Энергопотребление муниципальных органов власти, по данным Агентства по охране окружающей среды (EPA), от 30 до 40% идет на питание водоснабжения и водоотведения. Более высокая эффективность насосного оборудования может привести к долгосрочным выгодам и значительной экономии средств не только для муниципалитетов, но и для любой отрасли.

Являясь первым в мире производителем надежного погружного электродвигателя для систем водоснабжения, новая модель синхронного электродвигателя на постоянных магнитах является еще одним примером того, как Franklin Electric продолжает выделять ресурсы на проектирование и создание инновационных решений для удовлетворения потребностей отрасли.

Решение для повышения эффективности с доказанной надежностью – это система, построенная на двигателе с постоянным магнитом (PM). Эти двигатели, используя редкоземельные магниты, которые работают без скольжения, более эффективны. Это приводит к снижению входной мощности при той же выходной мощности, что позволяет экономить эксплуатационные расходы при каждом запуске двигателя. Кроме того, более низкий ток означает, что определенные компоненты системы, включая приводы с переменной частотой (VFD), кабели двигателя и фильтры, могут привести к снижению требований к размеру и, следовательно, стать менее дорогостоящими.

Система высокой эффективности High Efficiency Motor System (HES) компании Franklin Electric включает скважинный насос, синхронный двигатель на постоянных магнитах (PM) в паре с частотным преобразователем (VFD). Высокоэффективные системы HES разработаны для обеспечения высокой производительности, простого запуска и невероятной долгосрочной экономии средств. Высокоэффективные системы HES способны охватывать мощности насосов от 1,1 до 150 кВт, и доступны в трех размерах линейки продуктов:

  • 4” – (1,1 – 2,2), (2,2 – 3), (3 – 4) кВт;
  • 6” – (4 – 7,5), (9,3 – 18,5), (22 – 37) кВт;
  • 8” – (40 – 75), (75 – 100), (100 – 150) кВт.

Благодаря технологии постоянных магнитов эти высокоэффективные системы обеспечивают экономию электроэнергии и повышение эффективности по сравнению с предыдущими конструкциями асинхронных погружных двигателей. Основные характеристики продукта включают:

  • – новаторскую эффективность: показатель эффективности синхронного двигателя HES с КПД 90% на 10–12% превышает стандартную конструкцию асинхронного двигателя. Основываясь на данных полевых испытаний, собственники получают выгоду от экономии затрат на электроэнергию с длительным или непрерывным режимом эксплуатации с окупаемостью инвестиций менее двух лет;
  • – упрощенное управление запасами: три размера двигателя в трех диаметрах в сравнении с несколькими десятками асинхронных охватывают весь диапазон насосов. Меньшее количество типоразмеров сокращает ваш инвентарь оборудования;
  • – сократить потребления электроэнергии: поскольку двигатель оснащен редкоземельными магнитами, потери электроэнергии уменьшаются, что приводит к увеличению выходной мощности на доллар, потраченный на потребляемую мощность. Это экономит эксплуатационные расходы при каждом запуске двигателя; чем больше он используется, тем больше можно сэкономить;
  • – форсировать мощности: повышение мощности на 13,6% достигается за счет увеличения частоты вращения вала двигателя до истинных 60 Гц, 3600 об/мин. Это позволяет увеличить производительность насоса с точки зрения объема воды и общего динамического напора без необходимости подъема системы из скважины;
  • – меньший след: легче и легче в обращении, чем со стандартными асинхронными двигателями, и, как и все системы погружных двигателей, обеспечивает меньший след на поверхности по сравнению с турбинами с линейным валом;
  • – комплектное предложение: при заказе двигатель поставляется с индивидуальной панелью частотно-регулируемого привода, которая предварительно запрограммирована для использования с насосной системой, управляемой датчиком. Это обеспечивает простой запуск, совместимость с различными типами приложений и гарантированно оптимизирует производительность и увеличивает срок службы системы. Панель управления приводом также оснащена системой мониторинга, защиты в режиме реального времени и настраиваемым программным обеспечением для конкретных приложений, необходимым для удовлетворения всех требований заказчика. Каждая система управляется электрическим частотно-регулируемым приводом Franklin с встроенным программным обеспечением для конкретных приложений, которое предварительно программирует настройки для быстрого, легкого запуска и надежной защиты для любого проекта;
  • – полная техническая поддержка: поставляется при полной поддержке ведущих специалистов технической поддержки отрасли и инженеров по обслуживанию на местах.

Высокоэффективные системы имеют свои особенности и применение:

  • – идеально подходит для длительной эксплуатации;
  • – муниципальное и коммунальное водоснабжение;
  • – обезвоживание строительной площадки;
  • – крупномасштабные, промышленные и животноводческие предприятия;
  • – обезвоживание шахтной площадки и контроль уровня в резервуарах;
  • – скважинные геотермальные системы кондиционирования.

Двигатели на постоянных магнитах в погружных насосах могут привести к снижению общей стоимости владения, более эффективной работе, лучшей производительности и меньшему времени простоя. Двигатели на постоянных магнитах работают без проскальзывания и обеспечивают высокую производительность в диапазоне скоростей, увеличивая срок службы двигателя. Их скорость постоянна независимо от нагрузки, обеспечивает равномерную подачу воды.

В таблице представлены страны восточной Европ, где применяются высокоэффективные системы в разрезе диаметров и назначению. Из таблицы видно, что самое широкое применение систем в Германии, в том числе на водопонижении добычи угля открытым способом. На втором месте в Республике Беларусь, и меньше всего в России.

Таблица – Состояние наличия высокоэффективных систем компании Franklin Electric по странам восточной Европы по состоянию на 01.12.2021г.


В Чехии в муниципалитете Бржезове-над-Свитавой в скважине HVI была проведена оценка существующего насосного оборудования. Оригинальный насос имел асинхронный двигатель мощностью 45 кВт. Цель состояла в том, чтобы модернизировать существующие технологии и найти возможную экономию энергии. Рабочая точка насоса составляла 54 л/с при напоре 34 м. Регулировка до нужной рабочей точки осуществлялась механическим способом. Годовое потребление электроэнергии на мощность скважины составляла 320 244 кВт*ч, а удельное потребление составляло 0,2459 кВтч / м3

Весной 2016 года была смонтирована система Franklin Electric HES, которая включала 10-дюймовый погружной насос из нержавеющей стали, 6 “ синхронный двигатель с постоянными магнитами мощностью 22 – 30 кВт, управляемый плавно преобразователем частоты. Затем проводился мониторинг энергоэффективности насосной системы. Общее годовое потребление электроэнергии на скважину HVI снизился до 176 466 кВт*ч и удельное потребление составило 0,1355 кВт*ч/м3. Из измеренных значений следует, что общее потребление электричество для перекачки 1 м3 воды с новой системой это на 45% экономичнее по сравнению с первоначальной установкой. Общая доходность инвестиции была осуществлена за 1,5 года.

Самое широкое применение скважинных электронасосных агрегатов с синхронными двигателями производства компании Franklin Electric нашло на водозаборных скважинах КУПП «Минскводоканал». Первые высокоэффективные системы подачи воды применили в октябре 2017 года на водозаборе «Фелицианово». За время эксплуатации здесь получена экономия электроэнергии в размере 9,8 %. В первом квартале 2019 года введен в эксплуатацию второй водозабор «Боровляны» этого предприятия, где заложена проектная экономия в 15 %.

На КУПП «Минскводоканал» в первом квартале 2020 года начались работы по модернизации водозабора «Острово» и закончились во втором квартале. ОАО «Завод Промбурвод» на этот водозабор поставило 18 высокоэффективных систем. В августе завершена поставка 38 высокоэффективных систем подачи воды на водозабор «Цнянка». Модернизация пятого водозабора «Волма» реализована в 2021 году. На этих объектах постоянно провидит мониторинг энергоэффективности. В случае изменения характеристик скважинный насос с синхронным электродвигателем поднимается на поверхность, и проводятся профилактические мероприятия.

Пять водозаборов УП «Минскводоканал» полностью оснащены высокоэффективными системами. Ведутся проектные работы на 2022 год по модернизации трех водозаборов с общей численностью более 100 водозаборных скважин с использованием высокоэффективных систем подачи воды.

Анализируя эти поставки высокоэффективных систем подачи воды на КУПП «Минскводоканал», можно сделать вывод, что КПД высокоэффективной системы подачи воды достигает 70 %, и чем выше КПД, тем ниже удельное потребление электроэнергии. Снижение удельного потребления электроэнергии на подъем одного куба воды и на один метр (Вт/м3*м) составило от 10,2 до 19,6%. Синхронный привод позволяет вывести характеристики по производительности и напору скважинного насоса в требуемые параметры потребления объекта, и при этом запас по производительности и напору не влияет на потребляемые токи и мощности. Частота и обороты вращения ротора синхронного привода ниже номинальных значений, там присутствует запас насоса по производительности и напору. В данном случае срок службы высокоэффективных систем подачи воды увеличиваются и рассчитаны на длительный срок эксплуатации до 10 лет. Срок окупаемости такой системы составляет от одного года до двух лет, и чем выше мощности системы, тем ниже сроки окупаемости.

КЖУП «Уником» г. Жлобин высокоэффективные системы подачи воды из скважин стал применять, начиная с июля 2018 года на водозаборе «Лебедевский» в скважинах № 39 и № 37 и c августа 2019 – еще в двух сельских агрогородках эксплуатируются высокоэффективные системы фирмы Franklin Electric мощностью 45, 37 и две системы по 7,5 кВт.

На 39 скважине с начала эксплуатации сэкономлено около 200 тыс. кВт*ч, на скважине № 37 – более 180 тыс. кВт*ч электроэнергии. Экономия на скважине № 39 составила более 18 %, на скважине № 37 – более 28 %. Модернизация двух этих объектов уже окупилась.

Тот потребитель, который сегодня ощутил экономию электроэнергии, самостоятельно начинает планировать закупку высокоэфективных систем подачи воды. К таким Потребителям можно отнести КУПП «Минскводоканал», КЖУП «Уником», КУП «Молодечноводоканал».

На КЖУП «Уником»  в конце 2020 года введены в эксплуатацию две высокоэффективные системы ОАО «Завод Промбурвод» - насосы скважинные СПА 6-25-90нро с синхронным двигателем ДС-6 (9,3-17) и частотными преобразователями 11 кВт. Третья высокоэффективная система - насос скважинный СПА 6-10-80нро мощностью 4-7,5 кВт Franklin HES KIT 6”СТ и частотным преобразователем 7,5 кВт.

Две первые системы в сравнении с асинхронными агрегатами (один и тот же насос) выдает 13,8 % снижения потребляемой мощности. Третья система в сравнении с асинхронным агрегатом выдает 12,5 % снижения потребляемой мощности. При эксплуатации высокоэффективных систем подачи воды снижение потребляемой мощности увеличится и достигнет более 15 %, в сравнении с эксплуатируемыми до замены электронасосными агрегатами, за счет повышенного КПД скважинного насоса и регулирования оборотов синхронного электропривода в зависимости от реального водопотребления. А это значит, каждые две первые синхронные системы подачи воды дадут экономию в сравнении с асинхронным агрегатом до 20 тыс. кВт*ч электроэнергии при непрерывном режиме работы в год, а третья система – до 10 тыс. кВт*ч.

При работе двигателя с постоянными магнитами в паре с частотным преобразователем пользователи могут улучшить и расширить характеристику насоса, добившись оптимизированной эффективности, увеличить срок службы системы, полагаясь на мониторинг в реальном времени, усовершенствовать защиту и настраиваемое программное обеспечение, необходимое для удовлетворения всех требований. Асинхронный двигатель будет работать со скоростью скольжения при номинальном напряжении. Если пользователь попытается увеличить скорость асинхронного двигателя выше 60 Гц, он будет работать в ослабленном поле, тем самым снижая надежность и эффективность. В отличие от этого, двигатели с постоянным магнитом не имеют скольжения и предназначены для работы с синхронной скоростью при номинальном напряжении. Это означает, что пользователи не снижают скорость для повышения эффективности. И последнее, но не менее важное: когда насосная система работает с двигателями на постоянных магнитах, пользователи могут получить более плавную кривую эффективности в большем диапазоне лошадиных сил (л. с.), что позволяет пользователям охватывать различные диапазоны без необходимости запасать десятки различных двигателей. Это может снизить запасы, накладные расходы и затраты.

Эти моторные системы работают с синхронной скоростью, обеспечивая улучшенные гидравлические характеристики. Эффективные решения приносят положительные финансовые выгоды, однако надежность системы, включая стабильную работу и последовательную производительность, по-прежнему не подлежит обсуждению.

Опыт использования высокоэффективных систем подачи воды на водозаборах Республики Беларусь подтверждает, что электронасосные агрегаты с синхронными электродвигателями в комплекте с преобразователями частоты характеризуются высокой энергоэффективностью. Их применение обеспечит сокращение удельных затрат и снижение себестоимости подачи качественной питьевой воды из водозаборных скважин.

А. Диль, инженер по техническому обслуживанию в Восточной Европе, Franklin Electric Europa GmbH, Wittlich Germany,
А. Козорез, заместитель директора по коммерческим вопросам, ОАО «Завод Промбурвод», г. Минск Республика Беларусь.


Смотровая площадка угольной шахты в Германии, где для водопонижения применяется более 2 тысяч скважинных агрегатов с синхронным приводом HES компании Franklin Electric

Водозабор угольной шахты

Послойный прокоп шахты

Прокоп слоя шахты

Лента транспортерная

Электростанция угольной шахты