Študija energijske učinkovitosti električnega pogona centrifugalne črpalkeKRAČUN, LUKA (Avtor) Fišer, Rastko (Mentor) upravljanje z energijoenergetska učinkovitostasinhronski motorčrpalkafrekvenčni pretvornikizkoristek.Naraščajoča poraba energije po svetu, ostrejše okoljevarstvene zahteve in povečanje stroškov so vzroki za vedno večji pritisk držav na podjetja, da postanejo energetsko učinkovitejša pri upravljanju virov. Posledično postaja učinkovito upravljanje z energijo vse bolj pomembna naloga znotraj podjetij, s ciljem zmanjšati stroške, zadovoljiti zakonske zahteve ter izboljšati podobo podjetja. Vse to je ustvarilo potrebo po svetovnem standardu za upravljanje z energijo. V magistrski nalogi sem predstavil mednarodni standard »ISO 50001: Sistem upravljanja z energijo«, ki ga je razvila Mednarodna organizacija za standardizacijo (ISO) z namenom, da delovnim organizacijam zagotovi smernice za upravljanje in izboljšanje energetske učinkovitosti. Standard temelji na ciklu nenehnega izboljševanja planiraj – izvajaj – preverjaj – ukrepaj in je povzet iz drugih že znanih sistemov upravljanja, kot so ravnanje z okoljem ISO 14001 ter vodenje kakovosti ISO 9001. Namen magistrske naloge je prikazati celovit pristop do učinkovite rabe energije, ki si ga lahko zada podjetje ali delovna organizacija vseh velikosti. Začne se z vpeljavo energetske politike znotraj podjetja ter nadaljuje z analiziranjem industrijskih procesov in iskanjem morebitnih izboljšav. Vse skupaj smo podprli s konkretnim primerom, kjer smo želeli prikazati razliko v energetski učinkovitosti starejše, rabljene opreme v primerjavi z novo, učinkovitejšo opremo. V nalogi smo predstavili podjetje Cinkarna Celje, ki mi je omogočilo uporabo preizkuševalnice črpalk, na kateri smo izvedli praktični del naloge. Pokazali smo, na kakšen način v podjetju upravljajo z energijo ter njihovo rabo energentov skozi leta. V naslednjih dveh poglavjih sem opisal zgradbo in princip delovanja centrifugalne črpalke, asinhronskega motorja ter frekvenčnega pretvornika. Te naprave sestavljajo črpalni postroj, ki sem ga uporabil pri preizkusu v preizkuševalnici črpalk. Za doseganje večje učinkovitosti obstoječega črpalnega sistema je v poglavju predstavljen tudi proces izboljšanja učinkovitosti, ki je sestavljen iz sedmih korakov. Ta proces, ki je napisan v obliki navodil, nam približa postopek, prepoznavanja morebitnih izboljšav, katerih cilj je povečati učinkovitost opreme oziroma sistema ter s tem zmanjšati obratovalne stroške. Praktični del naloge je potekal v preizkuševalnici črpalk, kjer smo izvedli preizkus na dveh različnih primerih. V prvem primeru smo preizkusili novo črpalko, ki jo je poganjal nov asinhronski motor z energetskim izkoristkom IE3 (Primer 1). Preizkusili smo tudi obstoječo starejšo črpalko, ki jo je poganjal starejši asinhronski motor z energetskim izkoristkom IE1 (Primer 2). Sledi opis uporabljene opreme ter predstavitev računalniške aplikacije, preko katere smo upravljali preizkuševalnico črpalk. Zajemanje meritev smo razdelili v tri različne sklope, ki se nanašajo na pridobivanje hidravličnih in električnih podatkov. Iz aplikacije preizkuševalnice črpalk smo pridobili obe vrsti podatkov. Za meritev električnih podatkov pa smo poleg podatkov, pridobljenih iz frekvenčnega pretvornika, uporabili dva analizatorja moči, ki sta merila električne veličine pred in za frekvenčnim pretvornikom. Na podlagi pridobljenih podatkov smo predstavili rezultate, jih primerjali med sabo ter opravili izračun ekonomske upravičenosti posodobitve postroja. Iz analize rezultatov je razvidno, kje se nahaja optimalna delovna točka črpalke. Dokazali smo, da postroj iz Primera 1 dosega višjo tlačno višino, večji pretok in višji izkoristek sklopa kot postroj iz Primera 2. V zaključku naloge smo opravili izračune, s katerimi smo ugotovili, koliko znašajo prihranki električne energije z obnovo zastarelega pogonskega črpalnega sistema, oziroma kdaj se nam investicija povrne. Ugotovitve so pokazale, kako pomembna je pravilno izbrana in dimenzionirana oprema, saj smo najvišje prihranke dosegli pri obratovanju v optimalni delovni točki črpalke ter z znižanjem frekvence napajalne napetosti na 40 Hz.20212021-01-13 11:00:01Magistrsko delo/naloga124257sl