Для управления вентиляторами градирен наиболее подходящие частотные преобразователи из производственной гаммы компании «Данфосс» серии инверторов VLT HVAC Basic Drive FC 101 и серии VLT HVAC Drive FC 102

17.10.2013 г.

Название оборудования, предназначенного для охлаждения воды в больших объемах (максимальная производительность действующих устройств такого типа составляет 216000 метров кубических) направленным потоком воздуха, произошло от немецкого слова gradieren (градирня). Еще один термин, применяемый для такого типа сооружений, — охладительные башни.

Общее описание градирен

Градирни применяют на тех территориях, где невозможно использовать в качестве охладителей природные водоемы, озера, моря. Охлаждение воды, в таком оборудовании, осуществляется благодаря процессу испарения. Ускорение протекания данного процесса, осуществляется посредством вентиляторов. При расчете объема подаваемой воздушной массы, необходимой для максимально эффективного  охлаждения воды, обязательно учитывается температура и влажность воздуха окружающей среды, скорость и направление ветра, температура воды, поступающая на вход в градирню, и ее расход. Существует условное разделение данного оборудования. Если рассматривать относительно типа оросителя, то охладительные башни делят на капельные, брызговые, пленочные и сухие. По методу передачи воздуха данное оборудование бывает вентиляционным, башенным, инжекционное и открытое. В зависимости от направления движения охлаждаемого воздуха и воды, такие устройства выпускаются с противотоком, перекрестным и смешенным током. С технической точки зрения вентиляционные градирни более эффективны. Они способны обеспечить глубокое охлаждение воды, однако электродвигатель вентилятора отличается значительным потреблением электроэнергии. Эта проблема успешно решается, посредством применения частотного преобразователя.

Для управления вентиляторами градирен наиболее подходящие частотные преобразователи из производственной гаммы компании «Данфосс» серии инверторов VLT HVAC Basic Drive FC 101 и серии VLT HVAC Drive FC 102. Для мощностей двигателей до 90кВт подойдет частотный преобразователь HVAC Basic Drive имеющий функции контроля обрыва ремня приводного вентилятора, функцию обхода резонансных частот. Данная упрощенная серия инверторов подходит для простых применений, по управлению вентиляционным оборудованием. Для управления вентиляторами градирен во всем диапазоне мощностей от 0,37кВт до 1 МВт при питающем напряжении 380В выпускается серия частотных инверторов VLT HVAC Drive. Данная серия приводов, обладает полным набором специализированных функций для управления вентиляторами в любых применениях. Инвертор имеет 4-ре встроенных ПИД регулятора, позволяющих без применения внешних контроллеров, реализовать сложные системы управления с несколькими контурами регулирования. Так же есть стандартные функции контроля ремня вентилятора, функция обхода и пропуска резонансных частот, подхват вращающегося двигателя на лету и другие функции.

Традиционно градирни комплектовались тихоходными двусторонними электродвигателями. При применении этого типа приводов, регулирование скорости вращения вентиляторов осуществлялось двумя способами: подбором числа вентиляторов, участвующих в технологическом процессе, или понижением скорости привода. Данная конструкция привода вентиляторов градирен характеризуется невысоким коэффициентом мощности. Градирни в наши дни нашли применение на атомных и тепловых электростанциях и в различных областях промышленности (строительство, химическая отрасль и т.д).

Насосы конденсаторов

Вода, нагретая при прохождении конденсатора, поступает для охлаждения в градирне. После разбрызгивания и охлаждения струей воздуха с вентилятора, вода собирается в нижней части градирни и подается опять на конденсатор. Циркуляция воды через конденсатор обеспечивается водяным насосом. Управление этим насосом целесообразно реализовать на частотном приводе VLT AQUA Drive, предназначенным для управления механизмами с переменным моментом на валу электродвигателя. Частотные инверторы AQUA Drive FC 202 специализированный привод, ориентированный на управление насосным оборудованием, имеет функции облегчающие построение системы регулирования насосом. Так же привод позволяет достичь значительной экономии потребляемой электроэнергии, и обойтись без использования задвижки для регулирования потока воды через конденсатор.  

Эффективность управления градирнями посредством частотно регулируемых преобразователей

Вентиляторы, используемые в градирне, относятся к механизмам, у которых момент зависит от скорости вращения вала двигателя и находится в квадратичной зависимости. Благодаря действию данного закона, применение инвертора позволяет повысить эффективность управления вентиляторами, при этом сократить потери энергии. Частотное регулирование вентиляторами градирни осуществляется при помощи программируемого ПИД-регулятора инвертора, который позволяет организовать управление аналоговым сигналом, подаваемым от датчиков обратной связи. Регулируемыми величинами в данной системе может выступать температура воды в бассейне градирни или температура наружного воздуха. Встроенный программируемый релейный выход позволяет организовать работу вентиляторов в веерном режиме. Постоянный контроль за необходимым количеством подаваемого вентиляторами воздуха, снижает потребление электроэнергии и увеличивает рабочий ресурс оборудования.  Наличие в современных инверторах разнообразных модулей расширения позволяет реализовать локальные системы управления, а также интегрировать частотные преобразователи в действующих системах управления. В двигателе вентилятора градирен ток, как правило, превышает значение характерное для их номинальной мощности. Поэтому в таких системах частотный преобразователь должен соответствовать по мощности номинальному току асинхронного электродвигателя. В связи  с тем, что режим пуска вентилятора тяжелый, как правило, в градирнях применяют инверторы с векторным управлением.  

Применение современных преобразователей частоты Данфосс серии VLT HVAC Drive FC 102 для управления вентиляторами градирен, обеспечивает следующее: щадящий пуск, защиту обмоток электродвигателя от образования влаги, возможность реверса, коэффициент полезного действия, близкого к 98%, снижение затрат на электроэнергию.