Burak ncekara ABB Elektrik A. Alçak Gerilim Sürücüler SÜRÜCÜLERLE ENERJ TASARRUFU

Transkript

1 Burak ncekara ABB Elektrik A. Alçak Gerilim Sürücüler SÜRÜCÜLERLE ENERJ TASARRUFU

2 Öncelikli Uygulama Alanlar Pompalar Fanlar Kompresörler Neden Öncelikli Tasarruf Alanlar Bunlard r? Kullan lan Motorlar n Güç Tüketimleri Yüksektir. lk Kurulu ta Maximum Kapasitenin Üzerinde Motorlar Seçilir. Enerji Maliyetleri Büyüktür.

3 Pompa& Fanlarda LCC Da m Grafi i Di er 5% Bak m Onar m 10% lk Yat m 10% Enerji 75% Enerji lk Yat m Bak m Onar m Di er

4 Kompresörlerde LCC Da m Grafi i Di er 6% Bak m Onar m 5% lk Yat m 9% Enerji 80% Enerji lk Yat m Bak m Onar m Di er

5 Pompa Uygulamalar

6 Pompa tipleri 2 ana kategori vard r: 1. Rotodinamik pompalar A. Santrifüj pompalar Sanayideki pompalar n % 80 i santrifüjdür. B. Aksiyel ak pompa C.. 2. Pozitif deplasmanl pompa (PD pompa) A. Bas nçl pompa Pistonlu pompa Diafram pompa. B. Rotary-tip pompa C. Santrifüj pompa Bas nçl pompa

7 Hangi pompalara h z kontrol uygulanabilir!!! FAZLA BOYUTLANDIRILMI POMPALAR Genellikle pompa sistemlerinin parametrelerini net olarak belirlemek güç oldu undan pompalar maksimum ihtiyac n üzerinde bir pay b rak larak boyutland rlar. DE KEN DEB HT YACI OLAN S STEMLER: Tüketim talebi herzaman pompan n nominal çal ma de erinde olmayabilir. De ken debi ihtiyac olan sistemler h z kontrol uygulamalar için ideal olabilir.

8 Debi Kontrol Yöntemleri

9 sma vanas ile debi kontrolü H H DYN H H DYN H Power Q H Pump H ST Q OP Q

10 z kontrol ile debi kontrolü H Power Savings H DYN H H Pump H ST Power Q H Q OP Q

11 Pompa Kanunlar Pompalarda h z (n), debi (Q), yükseklik (head) (H) ve güç (P) aras ndaki ba lant ekildeki gibidir. Pompalar n enerji tüketiminin en uygun ekle getirilmesinde, özellikle güç(p) ve H z (n) aras ndaki ba lant önemlidir. Güç (P) ihtiyac h z (n) veya debinin (Q) kübü ile do ru orant r.

12 z Kontrollü Pompalarda Tasarruf Miktar Hesab Güç ~ (H z)3 Güç Güç h n kübüyle orant r!!! Motor h nominal zdan dü ük oldu unda h n kübüyle orant enerji tasarrufu yap lmaktad r z, debi

13 Formül kullanarak tasarruf hesab Fazladan boyutland lm bir sistemde h z %20 dü ürülür ise güç tüketimimiz nas l etkilenir? P1= 132 KW N1= 1500 rpm P2=? KW N2= 1200 rpm P2= 132 / (1500/1200)^3 P2 = 67,58KW Enerji de %51 dü.

14 ABB Çözümleri : S ral Pompa

15 vana pozisyonu

16 stenen Çal ma Bas nc

17 Motor Kablosu

18 Faraday Kafesi ile EMC nin önlenmesi

19 Çözüm: Haz r pompa yaz ml sürücü ABB ACS550 sürücülerde bulunan Haz r pompa yaz E YA LANDIRMALI ÇOKLU POMPA (PFC) Aktif edilir. 1 Pompa sürücü ile di erleri kontaktörle direk sürülür Sensör koptu alarm aktif edilir. Gerçek zaman saati ile Gece & Gündüz farkl 2 bas nç seti girilir. EMC filtre ve ok bobini ile Harmonik ve EMC koruma sa lan r. AUX. PUMP 2 AUX. PUMP 1 ABB Group November 18, 2013 Slide 21

20 ABB POMPA YAZILIMLI SÜRÜCÜLER

21 ACS310 Sürücü 3-faz 400V: 0.37 kw - 22 kw 1- faz 220 V : 0,37 2,2 kw Sürücü + Soft Starter pompa yaz (SPFC) Tek sürücü ile 5 pompay s ras yla yumu ak kald rma yaz. Kuru çal ma, kavitasyon, ç ta yüksek bas nç kapal valf, yük yok, sensör koptu alarmlar ya land rma Yük analizörü ile pompa yüklenmesini izleme Enerji tasarruf sayaçlar Enerji tasarruf yaz Gerçek zaman saati ile 4 farkl bas nç seti Standart MODBUS TÜRKÇE PANEL 50 C de çal ma. Uyku süresi uzatma Pompa temizleme fonksiyonu Yumu ak h zlanma ile boru doldurma

22 ACS550 Standart Sürücü 3-faz 400V: 0.75 kw kw ral pompa kontrolü ile E YA LANDIRMA (5 pompa) 1. çevre EMC filtre,dahili ok bobini ve Modbus STANDART kapal valf, yük yok ve sensör koptu alarmlar Yük analizörü ile pompa yüklenmesini izleme Enerji tasarruf sayaçlar Enerji tasarruf yaz TÜRKÇE PANEL Haz r pompa yaz Gerçek zaman saati ile 2 farkl bas nç seti IP21 - IP54 koruma AUX. PUMP 2 AUX. PUMP 1 ABB Group November 18, 2013 Slide 24

23 ACQ810 Endüstriyel Sürücü 3-faz 400V: 1.1 kw - 500kW Çok Sürücü ile s ral pompa kontrolü (8 pompa) Sürücüler aras haberle me ile yedekli çal ma En tasarruflu çal may garanti eden farkl çal ma tipleri. Kullan n iste ine göre pompa önceli i tan mlama. (Büyük pompa büyük yükü, küçük pompa küçük yükü üstlenir) TÜRKÇE PANEL Pompa koruma fonksiyonlar Pompa temizleme fonksiyonu Seviye kontrolü Sensörsüz debi hesab Uyku süresi uzatma Enerji tasarruf yaz 2 farkl bas nç seti

24 ACS 800 Endüstriyel Sürücü 3-faz 400V: 1.1 kw kW Çok Sürücü ile s ral pompa kontrolü (8 pompa) Sürücüler aras haberle me ile yedekli çal ma En tasarruflu çal may garanti eden farkl çal ma tipleri. Kullan n iste ine göre pompa önceli i tan mlama. (Büyük pompa büyük yükü, küçük pompa küçük yükü üstlenir) Pompa koruma fonksiyonlar Pompa temizleme fonksiyonu Seviye kontrolü Sensörsüz debi hesab Uyku süresi uzatma Enerji tasarruf yaz 2 farkl bas nç seti ABB Group November 18, 2013 Slide 26

25 Haz r pompa yaz mlar

26 Tek sürücü tek pompa (PID kontrol) Bu makro tek sürücünün tek bir pompay sürmesi için kullan r.sistemde sürücü pompay geribesleme sensöründen ( Ör: Bas nç sensörü ) gelen sinyale göre kendi kontrol eder.

27 Tek sürücü ile çok pompa kontrolü Bu makro ile bir pompa istasyonundaki (1-8) e kadar olan pompalar biri sürücü üzerinden de ken h z ile di erleri ebekeye direk ba lanarak kumanda edilir. ebekeye direk ba lanan pompalar n kalk -duru lar sürücü röle kart ndan yap r. YA LANDIRMA yap larak sistem devaml artt r. Paralel pompa uygulamalar için idealdir. AUX. PUMP 2 AUX. PUMP 1

28 Pompa say kadar sürücü Her motor için bir tane VSD kullan r. 1-8 pompa. Ba lang ç olarak pompalardan bir tanesi master olarak seçilir ve de ken h zda kontrol edilir. Di er pompalar follower olarak belirlenen sabit bir h zda veya bekleme modundad r. Master sürücü 100% h za geldi inde master sürücülü ü sonrakine devredip belirlenen sabit h zla follower olarak çal maya devam eder. Enerji tasarruflu, devreye alma ve bak kolay bir sistemdir. rp m PI min freq (par 20.07) pump 1 pump 2 pump 3

29 Pompa say kadar sürücü Her motor için bir tane VSD kullan r.1-8 pompa Bütün sürücüler Master sürücünün frekans referans alarak de ken h zla çal rlar. Start/stop ve referans h z kontrolü Master sürücü üzerinden yap r. Kolay uygulanabilir Minimum devir gereksinimi do ru belirlendi inde verimli bir sistemdir. rpm pump 1, 2 and 3

30 Pompa koruma fonksiyonlar

31 Kavitasyon / dü ük giri bas nc alarm Sürücü dü ük giri bas nc n yol açt kavitasyonu engellemek için ç bas nc dü ürür, Dü ük giri bas nc için 2 seviye alarm vard r; dü ük ve çok dü ük bas nç alarm

32 Kapal vana / yüksek ç bas nc alarm Sürücü kapal vana durumunda olu an yüksek bas nc engellemek için motor h dü ürür, Yüksek bas nç için 2 seviye alarm vard r; Yüksek ve çok yüksek bas nç alarm

33 yük / yük yok alarmlar Load [%] yük? Overload OVERLOAD FUNC UNDERLOAD FUNC LOAD INTEG TIME s Nominal operating range LOAD COOL TIME UNDERLOAD TIME s s Underload Yük yok? Frequency [Hz] Ayr ca,yük e risi tan mlanarak istenen seviyelerde a yük veya yük yok alarmlar da üretilebilir.

34 Sensör koptu ve kuru çal ma alarm Sensör Koptu: Geri besleme sensörü ar zaland nda pompa maksimum h zda çal mamas için sürücü pompay ; 1.Önceden set edilen sabit h zda 2.Sensör kopmadan önceki son h zda çal abilir, veya sürücü pompay durdurup alarm verir. Kuru çal ma: Pompa giri ine ba lanacak dijital sensör ile Kuru çal ma durumunda pompa durdurulur.

35 Pompa kontrol fonksiyonlar

36 Pompa temizleme Pompa temizleme at k su istasyonlar nda pompa t kanmas engeller. Pompaya s ras yla ileri- geri yapt larak çark temizlenir. er pompada geri dönü e izin verilmiyorsa, sert kalk la pompa temizlenir.

37 Seviye Kontrolü Ak kan n depolama tanklar na giri -ç miktar tank ta rmadan kontrol edilmeye çal r. Proses ihtiyac na göre birim zamanda tanka giren ve tanktan ç kan ak kan miktar ndaki de imlere göre seviyede anl k de imler gözlenebilir. Sistemden okunan seviye bilgisi de keni pompa devri de tirilerek kontrol edilir. Kullan m yerleri: Temiz veya at k su depolama tanklar vs...

38 Yedekli Çal ma

39 Zamanlay fonksiyonu

40 Zamanlay fonksiyonu Maksimum tasarruf için farkl gün ve saatlerde farkl bas nç setleri girilebilir. Örnek: Gündüz 7 bar, gece 2 bar.. Harici bir zaman rölesine gerek kalmadan sürücüye start- stop süreleri girilebilir. 21:30:00 20:00:00 TIMED FUNCTIONS EXT1 START IN EXT2 START IN EXT1/EXT2 SEL DIO2 OUT SRC CONST SPEED SEL SLEEP ENA TIMED FUNCTION 1 TF 3 16:00:00 17:00:00 TIMED FUNCTION 2 TF 4 07:00:00 Mon Tue Wed Thu Fri Sat Sun 05:00:00 00:00:00

41 Enerji Verimlili i Parametreleri

42 Enerji verimlilik sayaçlar ABB sürücülerde 3 adet enerji verimlilik sayac bulunmaktad r: 1. kwh ve MWh cinsinden enerji tasarruf miktar. 2. Yerel para birimi cinsinden tasarruf miktar 3. CO 2 emisyonu

43 Yük Analizörü Yük analizörü sürücü parametreleri içindedir. Amac uygulamay analiz etmektir. Sürücü yüklenmesini ölçer ( ak m, Güç...) Prosesin enerji verimlili ini ve çal ma artlar ölçer.

44 Yük Analizörü Genlik ölçümünün faydalar ; Kontrol sisteminin enerji verimlili ini gösterir. Sistem devaml hak nda fikir verir. Sistemin istenildi i gibi çal p çal mad gözlenir. Örnek 1 Dü ük seviyeli profil.( 0 40%), bu; Sisteme göre büyük pompa. Example of Load analyzer tool Amplitude (AL) logger Distribution [%] Logged signal (Iout) classes [% of drive's nominal current]

45 Yük Analizörü Örnek 2 Yüksek seviyeli profil: ( %), Sisteme göre limitte seçilmi pompa. Example of Load analyzer tool Amplitude (AL) logger Distribution [%] Logged signal (Iout) classes [% of drive's nominal current]

46 Fan Uygulamalar

47 Fan Kontrol Yöntemleri Damper le Hava Ak Kontrolü

48 Fan Kontrol Yöntemleri AC Motor Sürücü le Hava Ak Kontrolü

49 Fanlarda Tasarruf Miktar Hesab P~N^3 Fanlar da pompalar gibi : Güç h n kübüyle orant de ir

50 ABB Fan uygulamas MADEN LETMES 2*400 kw 1 ADET FAN 1 ADET DE RMEN ll k Tasarruf: Amortisman Süresi ~11 ay

51 Örnek_Egzos Fan

52 Çoklu Fan Uygulamas Ak Oran = 50% 1kW Motorlar Ak z Güç z 3 VSD Güç Tüketimi: Ak = 0.5 Böylece h z = 0.5 Güç = H z 3 Güç = x 6 kw = x 6 kw = 0.75 kw Ak Oran = 50% 1kW Motorlar 3 kw 0.75 kw

53 Fan Enerji Tasarruf Program

54 Kompresör Uygulamalar (Bas nçl Hava)

55 Kompresörde Enerji Tasarruf Prensibi Klasik kompresör kontrolü, i letmenin de en hava ihtiyac kompresörü bo ta ve yükte ( on-off) çal rarak kar lar. VSD kontrollü kompresör ise de en hava ihtiyac geri besleme sensörü ile sürekli takip eder ve kompresör bas nc her zaman sabit tutacak ekilde motor h de tirir. De ken h zl çal ma sayesinde yükte ve bo ta çal ma geçi lerindeki enerji kay plar önlenir. Bas nç seviyesindeki daha hassas kontrol sayesinde daha dü ük net bas nç kullan na olanak verir. ( 7 bar yerine 6.8 bar gibi..) Bak m Yat m Enerji Tüketimi VDS ile enerji tasarrufu

56 ON-OFF Çal ma Yerine De ken H zl Çal ma güçkw KW motor a göre load unload çal ma z kontrol cihaz ile çal ma load unload load unload load unload load unload load 15% - 35% aras enerji tasarrufu. z kontrol cihaz olmayan kompresörde çal ma profili yükte (load) %100 güç tüketimi, bo ta (unload) %40-50 güç tüketimi eklinde özetlenebilir. z kontrol cihaz tak olan kompresörde sistem ihtiyac na ba olarak sürekli güç de imi sa lan r.

57 VSD li Kompresörün Proses Sonuçlar na Faydalar Yükte Bo ta : 1 Bar Yükte-Bo ta 1 bar Modülasyon : 0,3 Bar Modulasyon 0,3 bar VSD : 0,1 Bar VSD 0,1 bar 1 bar Bo ta /yükte çal mada net bas nçta sürekli bir dalgalanma olu ur. Ör: alt bas nç 6 bar üst bas nç 7 bar; VSD ile stabil ve net bir bas nç de eri uygulanabilir. (0,1-0,2 Bar Farkla) Net bas nç seviyesinin dü ürülmesi ile dolayl olarak %10 enerji tasarrufu sa lan r. Net sistem bas nc 7 bar dan stabil 6 bar a dü ürmek kaçak miktar %13 oran nda azalt r. Kaçaklar kompresörlerde 20% ile 30% aras nda enerji tüketirler. Dü ük bas nçla ayn zamanda pek çok uygulama da genel enerji tasarrufu sa lan r. Sistemin hava talebi + ve yönlerde oransal olarak kar lanabilir.

58 Uygulamada Dikkat Edilmesi Gerekenler Çal ma profili z / tork e risi Min ve max h zlar Vida elemanlar nda ya lama Motor gücü Motor etiketinde yazan anma de erleri bazen gerçek de erin alt nda gösterilebilir. cakl k Motor ve di er elemanlar n s cakl na dikkat edilmelidir. Rezonanas EMC Kritik h zlar

59 Mevcut Kompresöre AC Sürücü (VSD) Uygulamas Mevcut sistem bozulmadan devreye al r. Böylece ar za durumlar nda geçici olarak eski sistem üzerinden çal ma imkan sa lar. Mekanik aksamda modifikasyon yap lmaz. z kontrol cihaz kompresör gövdesinin nda oldu u için daha kolay gözlem ve kontrol sa lan r. Kompresör çal lmas,mevcut kontrol kart ndaki digital ve analog sinyallerin h z kontrole de ta nmas ile yap r. Sistemde enerji tasarrufunun temeli olan PID çal man n yap labilmesi için, geribesleme sensörü olarak sistemdeki bas nç sensörü kullan r.

60 ABB Kompresör uygulama HALI FABR KASI 1*250 kw +1*132 kw 1500 rpm, 13 bar Atlas Copco GA 250 / GA132 Altbas nç:9,5 bar üstbas nç:10,5 bar. Ayl k Tüketim: kwh Ayl k Tüketim: ACS800 H z kontrol cihaz uygulamas 1*132kW Bas nç set de eri 10,2 bar Motor devri rpm aras Yeni Ayl k Tüketim: kwh Yeni Ayl k Tüketim: Amortisman Süresi ~5 Ay ll k Toplam Kazanç:

61 Tasarruf Miktar n Hesab Güç ~ H z E risi Güç (%HP) (%kw) P~N z ile güç do ru orant r... AC Sürücülü uygulamada Motor dü tü ü oranda enerji tasarrufu yap lmaktad r Speed (%RPM)

62 Kompresör Enerji Tasarruf Program

63 MADEN UYGULAMALARINDA ENERJI TASARRUFU

64 DÜ EY KONVEYÖR UYGULAMASI

65 Standart çözüm: Master/ Slave çal an 2 ayr sürücü Standart 6 puls do rultuculu 2 adet sürücü kullan r Sürücüler kendi aralar nda haberle erek yük payla yaparlar Her bir sürücüye ayr ayr FREN D RENÇ leri ba lanarak olu an regen enerji dirençler ile ya çevrilir.

66 Rejeneratif Sürücü 2 ayr rejen sürücü kullan r Dü ey konveyörde olu an rejen enerji ebekeye sürekli geri gönderilir. Sürücüler kendi aras nda haberle erek yük payla yaparlar

67 Ortak DC Baral Multi Drive ( çoklu sürücü) Tüm sürücüler tek bir panoda toplan r. Sürücülerin kendi aralar nda enerji payla için DC baralar ortaklan r. Dü ey konveyörde ortaya ç kan rejen enerji yatay konveyörde kullan r.

68 Ortak DC Baral Multi Drive ( çoklu sürücü)

69 Ortak DC Baral Multi Drive ( çoklu sürücü) Ana kontaktör Sigortal yük ay LCL filtre Rejen güç kayna Kontrol kart 1 inverter Kontrol kart 2

70 DE RMEN ABB ACS100 ORTA GERILIM SURUCU DE RMENDEK 2 ADET B LEZ KL MOTORUN ABB ORTA GER M SÜRÜCÜ- MOTOR PAKET LE DE

71 SONUÇ

72 Üretmek mi? Verimli kullanmak m? Toplam elektrik enerjisi 100% 63% elektrik motorlar nda tüketiliyor 63% 60% pompa veya fan tahrik ediyor 38% 50% proses gere i sürücü kullan labilir 19% 50% enerji tasarrufu sa lanabilir 9.5% Sürücüler kullan lan toplam elektrik enerjisinden %9.5 tasarruf sa layabilir

73 Mekanik Faydalar Pompalarda Mekanik darbeleri azalt r Bo luk olu umu ( kavitasyon ) riskini azalt r. LCC Ömür Boyu Maliyet içinde bak m giderlerini dü ürür. Fanlarda Mekanik darbeleri azalt r Kalk ta tork s çramalar olu mad için mekanik aksamlar da y pratmazlar. LCC Ömür Boyu Maliyet içinde bak m giderlerini dü ürür. Kompresörlerde Kalk ta tork s çramalar olu mad için mekanik aksamlar da y pratmazlar. Böylece, bak m maliyetlerini dü ürüp, servis sürelerini uzatarak; LCC Ömür Boyu Maliyet içinde bak m giderlerini dü ürür.

74 Elektriksel Faydalar **VSD uygulamalarda motorlar her zaman yumu ak kalk ve duru yapt klar için direkt yolverme, y ld z üçgen gibi alt ekipmanlar y pratan ani ak m çramalar olu maz.

75