Досвід впровадження регульованого електроприводу в ЖКГ великого міста

Етап одиничного впровадження в комунальному господарстві частотно-регульованого електроприводу насосів центральних теплових пунктів (ЦТП), початок якого можна віднести до 1994 р з’явився основою для розробки технічних і організаційних рішень при масовому впровадженні енергозберігаючих технологій. Цей етап був вимушеним і необхідним в умовах освоєння нового обладнання. Щоб уникнути помилок при масовому впровадженні слід врахувати минулі помилки як принципові, так і проектно-технічні, організаційні та вартісні. До важливих помилок, в першу чергу, відноситься впровадження так званого параметричного регулювання асинхронних електроприводів, здійснюване деякий час паралельно з частотно-регульованим.

Незважаючи на наявність авторитетних опонентів [1, 2] і досить широке обговорення у пресі з явним переважанням думки про непридатність способу регулювання напругою при незмінній частоті в тривалих режимах, ініціатори впровадження зуміли переконати деяких керівників виробництв в перспективності цього способу і навіть переваги перед частотно-регульованим . В результаті перемоги внедренческой напористості над теоретично обґрунтованої недоцільністю безліч насосних агрегатів переведено практично відразу після впровадження в категорію «ремонт» (неробочий стан), а в даний час після закінчення декількох років масово демонтуються аж ніяк не через фізичного зносу. Першим, в значній мірі демонстраційним, впровадженням імпортних перетворювачів частоти заважала технічно некомпетентна реалізація систем регулювання всіма учасниками процесу від проектування до налагодження. Як приклад можна назвати однотипне впровадження більш двадцяти перетворювачів частоти фірми Allen-Bredlay в районі тепломереж «Відрадне», м.Київ.

Формальний проект, який замість необхідних схем містив докладний пристрій датчика тиску, перенесене з керівництва користувача на цей датчик, розміщення блоку інвертора в існуючому невентильованому шафі, де він просто перегрівався, тривалі (протягом двох хвилин) затухаючі коливання регульованого тиску після пуску насоса і ін . скоріше дискредитували новий напрямок, ніж переконували в необхідності його розвитку. Однак критичний аналіз виниклих труднощів показував можливість усунення помічених недоліків і підвищення технічного рівня рішень. Згодом зазначені системи регулювання, що знаходяться в експлуатації, модернізовані або замінені більш досконалими без особливих претензій до власне перетворювачів частоти, які пропрацювали понад 7 років. Більш переконливими були перші поодинокі, але професійно виконані впровадження на окремих об’єктах – адміністративний корпус Московського енергетичного інституту і теплові пункти Центрального округу Москви [3]. Ці впровадження із застосуванням вітчизняного перетворювача «ПЧМЕІ» носили науково-дослідний і демонстраційний характер і створили базу для всіх наступних впроваджень з обґрунтуванням як технічних, так і економічних аспектів майбутнього масового впровадження енергозберігаючого обладнання [4]. Подальше впровадження частотно-регульованого електроприводу в 1999-2003 рр. здійснювалося безліччю фірм-виконавців із застосуванням різних типів перетворювачів. Знадобилися роки, щоб зрозуміти, що імпортні перетворювачі незалежно від фірм-виробників мають приблизно однакову експлуатаційну надійність, а вартість залежить від функціонального наповнення. Це можна виправдати незвичністю російського споживача до широкій пропозиції продукції, агресивністю комерційної політики і відсутністю об’єктивної технічної інформації (спочатку не було навіть російськомовного керівництва користувача). Можна навести приклад спроби введення в оману потенційного споживача торговим представництвом фірми АВВ, яке своїм інформаційним листом робило пропозицію про покупку їх продукції значно меншої вартості, ніж в попередній період. У цьому пропозиції не акцентувалася увага на тому, що мова йде про перетворювачі ACS-300, практично знятому з виробництва, натомість вже широко впроваджується ACS-400.

Треба відзначити, що неправильно розуміється, а іноді і навмисно спотворює співвідношення ціна-якість грало аж ніяк не позитивну роль. Існував критерій ціни «долар за кіловат» швидше вводив в оману, ніж орієнтував споживача. Так, деякі впроваджують організації, оперіруяетім критерієм і застосовуючи найдешевший перетворювач частоти, «забували» довести до замовника відомості про неминуче б
ільшою додаткової комплектації і повної вартості обладнання і, таким чином, мали перевагу при отриманні замовлень. Це стримувало застосування більш досконалих технічних рішень. Наприклад, проведений ГУП «Мостеплоенерго» в 2003 р опитування свого експлуатує персоналу виявив, що комплектні вироби із застосуванням перетворювача частоти (ПЧ) фірми «General Electric» не мають функції автоматичного перезапуску через зупинку при порушенні електроживлення, і експлуатація противиться їх подальшому впровадженню . До помилок можна віднести сумнівні проектні рішення, істотно і невиправдано завищують вартість реалізації проектів. Наприклад, вимога ступеня захисту IP54 для власне ПЧ з його розміщенням в шафі зі ступенем захисту IP54 і організацією охолодження з втратою цього ступеня з обґрунтуванням, що на ЦТП струменя води ллють з усіх боків (насправді не відповідає), можна пояснити тільки некомпетентністю проектувальників. До теперішнього часу накопичений досвід застосування і експлуатації перетворювачів частоти вітчизняного виробництва. В Україні налічується до 40 фірм-виробників, що використовують повністю або частково імпортну комплектацію і ідеологію побудови перетворювача. Склалося враження, що цінова політика чинить серйозний вплив на вітчизняного виробника.

Помилка потенційного покупця, так само як і виробника, що вітчизняне обладнання повинно бути дешевше, призводить до штучного здешевлення продукції за рахунок якості та експлуатаційної надійності. Однак сам факт, що силові транзистори не виробляються в країні, а отримати знижки на дрібносерійні закупівлі за кордоном нереально, каже про сумнівність такого підходу. Очевидно, прагнучи до здешевлення, деякі виробники в своїх виробах застосовували модуль інвертора на менший допустимий струм, ніж було потрібно за паспортними даними, сподіваючись на регульований режим з чисто вентиляторної навантаженням і ігноруючи залежність струмового навантаження від водорозбору, який визначається споживачем. Закладалися помилкові алгоритми управління, наприклад, пуск інвертора за фактом включення силового напруги електроживлення, що при поєднанні часу зарядки ємності ланки постійного струму і розгону електроприводу призводило до перевантаження як випрямляча, так і інвертора. На жаль, названі помилки і похибки збірки вітчизняних перетворювачів не могли бути виявлені споживачем заздалегідь і проявлялися вже при експлуатації у вигляді відмов після закінчення часу. Наявне деяке упередження проти вітчизняної техніки, що підкріплюється подібними явищами, не сприяло попиту і, відповідно, заохочення вітчизняного виробника. У той же час, ряд організацій, відповідально і професійно підійшли до справи з прицілом на довгострокову перспективу, на даний момент є конкурентоспроможними учасниками ринку. Найбільшого успіху домоглися фірми, які не повторювали ідеології побудови перетворювача частоти загальнопромислового застосування, а виходили з необхідності «… розвиненою об’єктної орієнтації обладнання – адаптації силового і особливо інформаційного (керуючого) каналів до специфічних вимог експлуатації» [5]. У міру впровадження енергозберігаючих технологій на ЦТП об’єктна орієнтація обладнання набувала все більшого значення.

Крім основної функції – регулювання тиску води, сформульовані вимоги, виконання яких істотно підвищує надійність водопостачання і частково спрощує обслуговування: багато обов’язки обхідника виконуються автоматично. Автоматичне управління вузлом насосів холодної води, як показав досвід, має реалізовувати такі функції:

– завдання та регулювання тиску води в зворотному трубопроводі гарячого водопостачання або напірному холодної води як зміною частоти обертання, так і включенням додаткового насоса;

– автоматичний перезапуск насоса через зупинку при короткочасному порушенні електроживлення;

– автоматичний перезапуск насоса з декількома спробами при визначенні аварії насоса або ПЧ з вибором справного в групі;

– здійснення статусу насосів в групі «основнойдополнітельний-резервний” з автоматичною зміною через 5-7 діб для рівномірної ресурсної напрацювання;

– автоматичне перемикання на мережеве електроживлення при неможливості роботи в регульованому режимі (несправність ПЧ), якщо перевищення тиску над необхідним некритично з точки зору стану внутрішньобудинкових трубопроводів;

– сигналізація про несправності з можливістю аналізу подій по банку помилок;

– можливість управління від зовнішніх
пристроїв автоматики, що існують на ЦТП;

– забезпечення інформаційного зв’язку з системами диспетчеризації.

Перераховані функції є практично обов’язковими, але не вичерпують перелік корисних інших, що виробляються спільно з експлуатаційним персоналом. Наприклад, регулювання тиску води в залежності від часу доби або вже отримав назву режим «сплю», коли вночі тиск знижують з метою ресурсо- енергозбереження, сумнівно з точки зору рівня комфортності водопостачання. У той же час, реалізація способу регулювання тиску в залежності від водоспоживання, свідомо виключає перебої у водопостачанні всіх поверхів і також спрямована на отримання додаткового ефекту енергозбереження, безумовно доцільна. Реалізація функцій управління можлива тільки комплектним обладнанням, що включає перетворювач частоти, комутуючу апаратуру, станціюгруппового управління (СГУ) і розвинене програмне забезпечення. Перетворювач частоти може бути тільки силовим елементом системи автоматичного управління вузлом насосів або виконувати, крім того, програмне керування. У першому випадку необхідний додатковий програмований контролер, а в другому – розвинене програмне забезпечення власне котроллер ПЧ. Зі сказаного випливають перші критерії для вибору обладнання при масовому впровадженні енергозберігаючих засобів: рівень об’єктної орієнтації ПЧ і можливість поставки комплектного обладнання. Відсутність об’єктної орієнтації ПЧ примушує до розробки комплектного обладнання з застосуванням додаткового програмованого контролера, що в цілому здорожує комплект, а відсутність комплектної поставки тягне індивідуальне виготовлення, що є несумісним з умовами масового впровадження в стислі терміни. При виборі обладнання і його постачальника при масовому впровадженні слід керуватися і критерієм, що враховує здатність постачальника до масових поставок. Для багатьох фірм, в тому числі і зарубіжних, постачання великої кількості комплектів виявляється скрутній через обмеженість продуктивних потужностей, а їх розширення обмовляється гарантією ринку в майбутньому. Як критерій при виборі постачальників слід зазначити і наявність можливості у впроваджують організацій оперативного впливу на технічні рішення при виготовленні обладнання. Незважаючи на загальну схожість технологічних процесів, у об’єктів модернізації є відмінності в існуючих системах автоматизації та диспетчеризації, що зумовлює індивідуальний підхід для взаємозв’язку з ними. Гарантійні зобов’язання виробників враховуються у вартості обладнання і, як правило, не мають вирішального значення при його виборі. Експлуатаційні витрати на сервісне обслуговування безпосередньо пов’язані з експлуатаційної надійністю. Як показує світовий і вітчизняний досвід експлуатації ПЧ, його реальний термін служби складає 7-10 років з мінімальним обслуговуванням: очищення від пилу раз на півроку з профілактичною протяжкой кабельних з’єднань і заміна вентилятора охолодження в середньому через півтора року.

Зазначені терміни можуть служити орієнтовно критерієм надійності ПЧ. І нарешті, критерій вартості. Чіткого критерію не може бути з огляду на відмінності в потужності, комплектації і безлічі інших параметрів. Показник «долар за кіловат» доцільно використовувати для аналізу перспектив впровадження перетворювальної техніки і очікуваного ефекту енергозбереження, а при конкретному впровадженні слід оцінювати весь комплекс обладнання з супутніми витратами. Резюмуючи, можна рекомендувати наступні критерії оцінки обладнання фірм виробників і постачальників при масовому впровадженні частотнорегульованого електропривода на ЦТП: – об’єктна орієнтація ПЧ і комплектного електроприводу; – можливість поставки необхідної кількості комплектів обладнання; – можливість оперативного впливу на виробництво комплектного електроприводу з метою створення модифікацій з урахуванням конкретних особливостей об’єктів; – експлуатаційна надійність і витрати на сервісне обслуговування, підтверджені досвідом одиничних впроваджень; – вартість комплектного електроприводу. Можна навести приклад фірм-виробників і постачальників, орієнтованих на російський ринок, частково або повністю задовольняють названим критеріям. Із зарубіжних фірм слід назвати «Vacon», перетворювачі частоти якого значною мірою об’єктно орієнтовані і мають розвинене програмне забезпечення, але комплектний електропривод не поставляється. Фірма «Emotron» спільно з компанією АДЛ (м.Київ) поставляє комплектний елек
тропривод для управління чотирма насосами, а з релейного платою розширення – до семи. Фірма «Danfoss» здійснює комплексні поставки обладнання для ЦТП – як технологічного, так і перетворювачів частоти. З вітчизняних фірм, що позитивно зарекомендували себе на ринку і здатних на поставку великих партій комплектного електроприводу, можна відзначити ТОВ «Енергозбереження», м Пущино, «Електротекс», м Орел, ВАТ «Електровипрямітель», м Саранськ і ін. При рівних умовах вітчизняні виробники краще зарубіжних.

ВИСНОВКИ

1. При масовому впровадженні енергозберігаючих технологій в ЖКГ, щоб уникнути минулих помилок необхідно систематизувати і враховувати попередній досвід впровадження та експлуатації регульованих електроприводів.

2. При модернізації ЦТП доцільно застосовувати комплектний, об’єктно орієнтований регульований електропривод, розроблений з урахуванням специфічних умов експлуатації.

3. На ринку силової перетворювальної техніки в даний час є як імпортні, так і вітчизняні комплектні електроприводи. При виборі фірм-виробників або постачальників слід віддавати перевагу тим, які орієнтовані на російського споживача і здатні до поставок у великих обсягах.

Ссылка на основную публикацию