Varvtalsreglering ger lägre energiförbrukning

av Robert Brantberg Forum 1979-19, sida 10-11, 05.12.1979

Taggar: Teman: energiförbrukning

En fjärdedel av vår energiförbrukning går åt till pumpning. Den vanligaste reglermetoden för pumpar är s k strypreglering. Metoden används i över 90 procent av alla tillämpningar.

Strypreglering slösar cirka hälften av den tillförda energin jämfört med s k varvtalsreglering. Detta vid flödestransporter t ex inom industrin, kommunala vatten- och avloppsverk samt fjärrvärme. y»” Enligt en rapport till den svenska Konsekvensutredningen (Ny Teknik 41/1979) kan ungefär 80 procent av dagens strypreglerade pumpar, fläktar mfl . varvtalsregleras. Varvtalsreglering kan ge en inbesparing på 40—50 procent jämfört med strypreglering.

Vätskan värms upp

I strypreglering använder man en pump som går på konstant varvtal. Pumpen är kopplad i serie med en reglerventil. Vid ventilen uppstå " vid strypning av flödet strömnings förluster. Energi går åt till att värma upp vätskan.

I varvtalsreglering reglerar man pumpens varvtal i stället för att strypa ventilen. Denna reglering är praktiskt taget förlustfri. Nackdel är större = anskaffningskostnader, «fördel alltså lägre energiförbrukhing.

Varvtalsreglering kan tillämpas mekaniskt, hydrauliskt eller elektriskt. I dag uppgår elmotordrifterna i Europa uppskattningsvis till 70 procent, och kommer under de närmaste åren att stiga till 80 procent, främst på grund av ny reglerteknologi. I det följande två exempel på elektrisk varvtalsreglering.

Frekvensstyrning i Jakobstad

Vid Wilb. Schaumans fabriker i Jakobstad har man provat åtta olika pumpar både med stryp- och varvtalsreglering. Pumparnas nominella effekt var 37—132 kW, provtiden 2—5 dygn per reglersätt. Inbesparingen i effekt till varvtalsregleringens fördel var 42—74 procent, störst vid en 75 kW pump.

Metoden som användes var frekvensstyrning av kortslutna asynkronmotorer. Detta betyder att man reglerar varvtalet i den kortslutna motorn, och därmed i pumpen, genom att reglera elströmmens frekvens. Motorerna fanns färdigt på plats, frekvensstyrningen «gjordes med frekvensomriktare, som levererades av Strömberg.

Vid Schauman-fabriken räkna ger lägr man med att vid övergång till varvtalsreglering kunna spara cirka fem procent av fabrikens hela elförbrukning, en inbesparing på 2,5 MW. Dessutom står på plussidan processtekniska fördelar och mindre slitage på ventilerna, som vid varvtalsreglering är fullt öppna. Återbetalningstiden för frekvensomriktarna rör sig i detta fall kring 1—1,5 år.

Tyristorstyrning i Umeå

Vid Obbola Linerboard i Umeå har man med energisparbidrag från svenska statens Industriverk genomfört ett projekt med varvtalsreglering under åren 1978—1979. Projektet kostade 9,6 miljoner kronor, totalt har 47 pumpar i fabriken fått varvtalsreglering.

Av den tidigare installerade pumpeffekten på 4,5 MW har fabriken sparat in 2,5 MW, dvs 55 procent. Obbola Linerboard räknar med e energiförbruknin årlig inbesparing på 21,5 GWh. Detta ger en återbetalningstid på 4 år.

Metoden i Umeå är tyristorstyrd likströmsmotordrift. Principen bygger på att motorns varvtal är proportionellt med ankarspänningen. Med andra ord: om man kan styra ankarspänningen, kan man styra varvtalet. De tyristorstyrda motorerna är levererade av Asea.

Likströmsdrift är tills vidare vanligare än frekvensstyrning. En tredje metod är sk strömriktarkaskad av släpringad asynkronmotor. Metoden används vid vissa tillämpningar på effekter över 500 EW.

Frekvensstyrning tållgast

En kortsluten asynkronmotor är mycket tålig och praktiskt taget underhållsfri. Tåligheten beror på den enkla konstruktionen, motorn saknar bla borstar. Detta betyder att motorn kan användas i omgivningar dä eldrift av pumpar inte tidigare varit möjlig. Motorn är även flexibel, vid motorfel kan man använda reservmotor, och då frekvensomriktaren felar kan man köra motorn på konstant varvtal.

Likströmsdriften är den konventionella och mer beprövade metoden. Motorn kan regleras noggrannt mellan 0 och 100 procent av det nominella varvtalet. Frekvensstyrning av kortsluten motor har ett mer begränsat reglerområde vid låga varvtal, men detta saknar betydelse vid pumpdrift genom att pumpar normalt regleras vid 50—100 procent av det nominella varvtalet.

Verkningsgraden för metoderna är praktiskt taget lika, den är 90 procent över ett mycket brett varvtal. Verkningsgraden minskar först vid 10—20 procent av det nominella varvtalet.

Robert Brantberg OC

FPINNASTON programme for nuclear power stations

Components and auxiliarle for reactor plant — reactor internal — control rod guide tube — tubular components for control rod drive — fuel handling machine — fuel pond gates, liners arf equipmen — reactor coolant pumps incl.

motors — steam generators — pressurizer — radioactive waste treatmen systems — boron control system — turbine condenser — heat exchanger — Cooling water pump — condensate clean up systems

Auxiliary system — steel containment — ice condenser .— main cranes, polar and traversin — mechanical and chemical water treatment system — ventilation systems for active room — diesel aggregate — auxiliary boiler — containment penetrations — pressure vessel head — forgings and casting — steel structures

Instrumentatlon and electrica equipmen — reactor in-core instrumentation system — process instrumentatio — computer system — alarm centre — radiation monitoring system — distribution station — switchyard equipmen — reactor water purification systems Components for auxiliarie — pumps — heat exchanger — pressure vessel — container — personnel and material air locks and hatches

Subsystems and component for turbine plant — HP and LP feed water heating plant — motors and controlled motor drive — transformer — alternators (not turbogenerators — exciting systems and voltage regulators for alternator — cables

MEMBER COMPANIES: A. Ahlström Osakeyhtiö Oy Nokia Ab Rauma-Repola Oy Oy Rosenlew Ab Oy Strömberg Ab Oy Tampella Ab Valmet Oy Oy Wärtsilä Ab

GRÄSVIKSGATAN 4, SF-00180 HELSINGFORS 18, PHONE 642 424, CABLE FINNATOM, TELEX 12-3137 ATOMI SF

Strömbergs frekvensomriktare SAMI, som används för varvtalsreglering av kortslutna asynkronmotorer — bla vid Schaumans fabriker i Jakobstad.

10 FORUM 19/79 FORUM 19/79 "