www.technologieenindustrie.com
25
'17
Written on Modified on
Control Techniques
Efficiëntere koeling en minder onderhoudskosten bij grote elektriciteitscentrale door gebruik van Unidrive M700 VSD
Een elektriciteitscentrale maakt sinds kort gebruik van Control Techniques Unidrive M700 frequentieregelaars van Emerson voor de regeling van 22 koeltorenventilatoren in twee torens. De frequentie- regeling biedt vele voordelen ten opzichte van het oude systeem, dat in 1975 werd geïnstalleerd. De snelheid van de ventilatoren kan nu worden gevarieerd om het energieverbruik bij minder benodigde koelcapaciteit te reduceren. Ook treedt er geen windmilling meer op dat het gevolg was van de afwezigheid van een remsysteem. Verder is de kans op bevriezen in de winter minimaal, kan het trillen van de ventilator worden verminderd zonder de ventilator buiten werking te stellen. Daarnaast hoeft de hellingshoek van de ventilatorbladen niet langer te worden aangepast om in de winter overbelasting van de motor en in de zomer te lage ventilatie te voorkomen. Alleen al het niet niet langer hoeven aan te passen van de hellingshoek van de rotorbladen leidde tot een aanzienlijke besparing in manuren, die door de energiecentrale op een waarde van $ 38.000 per jaar wordt geschat.
Lager energieverbruik en lagere kosten zonder gevolgen voor het rendement van de torens
• De enige manier om het energieverbruik en de koelcapaciteit te regelen was aanvankelijk door het aan- en uitzetten van de 200 pk ventilatoren, die immers alleen op volle snelheid konden draaien. Het vermogen om de ventilatorsnelheid te variëren en zo de koelcapaciteit af te stemmen op de verschillende warmtebelastingen maakt het nu mogelijk om ook bij een veel lagere energieproductie alle ventilatoren te laten lopen. Het systeem brengt precies genoeg lucht in beweging om de warmte af te voeren, wat resulteert in een veel lager energieverbruik.
• Om problemen met trillingen te verhelpen moesten aanvankelijk ventilatoren worden uitgeschakeld, ook in omstandigheden waar er veel warmte moest worden afgevoerd. Omdat nu alle ventilatoren ingeschakeld kunnen blijven, waarvan sommige met een lagere snelheid draaien om de trillingen te verhelpen, kan er altijd voor de gewenste koeling worden gezorgd.
• Een ander probleem was het seizoensgebonden handmatig aanpassen van de hellingshoek van de rotorbladen. Dit heeft te maken met verschillen in de dichtheid van lucht tussen de winter- en zomermaanden. Alleen al met deze handelingen zijn jaarlijks zo’n 480 manuren gemoeid. Dat gaat niet alleen ten koste van andere, meer dringende onderhoudstaken, maar brengt ook de huur van een kraan met zich mee en extra te nemen veiligheidsmaatregelen.
Asset management en bescherming
• De ventilatoren hebben een 16 voet lange glasvezel/metalen aandrijfas die de tandwielkast van de ventilator verbindt met de motor. In de oude situatie, zonder remsysteem, trad hierbij steeds het probleem van windmilling op door ventilatoren die op volle snelheid draaien. Dat kon leiden tot overbelasting van de motor, sterke torsiekrachten op de aandrijfas en soms tot problemen met de tandwielkast. Met het nieuwe systeem zorgt de Unidrive M700 voor soft start en prestart braking. Dit leidt tot minimale torsiekrachten op de aandrijfas bij het starten van de ventilator en vermijdt windmilling. De motoren zullen nooit meer last hebben van de hoge stroomsterktes die gepaard gaan met een DOL-starter, die direct het volledige vermogen aan de motor levert.
• Vriezen en dooien zijn bekende problemen bij koeltorens. Bij het bestaande systeem moesten ventilatoren in de tegengestelde richting draaien als er zich ijs aan de zijkanten van de torens vormde om het ijs te ontdooien, zodat er minder druk op de torens kwam te staan. Dat extra gewicht kan namelijk tot grote schade leiden, tot aan het instorten van de toren toe. Door aan de hand van de variabele snelheidsregeling bij koud weer de luchtstroom op de juiste wijze te regelen kan worden vermeden dat er onderkoeling optreedt, dat op zijn beurt weer ijsvorming in de hand werkt. Hierdoor is het niet meer nodig om de ventilatoren om te draaien, tenzij bij zeer extreme weersomstandigheden.
“Toen we hadden besloten om te gaan voor een oplossing op basis van frequentieregelaars, hebben we aanvankelijk naar drie fabrikanten gekeken”, vertelt Mark Leigh, technisch adviseur bij het energiebedrijf. “Echter, Control Techniques was de enige die kon voldoen aan de zeer korte levertermijnen die we binnen dit project eisten. Uit de geoptimaliseerde oplossing die ze voorstelden bleek tevens dat ze veel technische kennis in huis hebben.”
De Control Techniques Unidrive M700 frequentie- regelaars met realtime Ethernet werden geïnstalleerd in een machinekamer van de elektriciteitscentrale waar ze nu worden gebruikt om 22 koeltorenventilatoren te regelen. De aandrijvingen zorgen voor een hoogwaardige en flexibele regeling van inductie- en permanent magneet motoren. En –het meest belangrijk voor de operators– de nieuwe Unidrive M700 zorgt ook voor een betere besturing van het proces.
“Bij een standaard netgeschakelde starter van de ventilatormotor zijn de variabelen de hellingshoek van de rotorbladen in de ventilator en de dichtheid van de lucht. De ventilatoren werken met een constant vermogen en een constante snelheid, in dit geval 1750 rpm”, legt Mark Leigh uit. “In de nieuwe situatie, met een frequentiegeregelde ventilatormotor, zijn de variabelen snelheid en luchtdichtheid met een vast maximaal vermogen bij een vaste hellingshoek van het rotorblad. Er komt hierbij geen man meer aan te pas om de snelheid aan te passen omdat dit automatisch wordt gedaan door de frequentieregelaar. De kracht is begrensd tot 200 pk, het maximale vermogen van de motor en starter. Door deze mogelijkheden hebben we voor ongeveer drie weken vier man niet nodig, wat neerkomt op zo’n 480 manuren minder, oftewel een jaarlijkse besparing van $ 38.000.”
