Sten-Ove Claesson, Fluidteknik AB

Transkript

1 SSG 2013 Sten-Ove Claesson, Fluidteknik AB

2 ENERGI MILJÖ I HYDRAULSYSTEM Fluidteknik AB

3 Hur kan det se ut idag? Dimensionering av energibehov: elmotoreffekt = max p x Q % för att vara säker. Centralhydrauliksystem med pumpar i standby. Stora hydraultankar för att medge avluftning av oljan, 3-5 x pumpflödet. Gasar och bromsar samtidigt: => Kylare för att avleda värmeförluster. Fluidteknik AB

4 FRAMTIDEN/UTVECKLING VAD KAN VI GÖRA? Fluidteknik AB

5 ELMOTORN Hur kan vi utnyttja den bättre? Fakta från Busck Fluidteknik AB

6 Energiförbrukning el-motorer Inom EU går ca. 30% av elförbrukningen till att mata el-motorer. Detta medför att detta är inom EU ett prioriterat område. Inom industrin går nästan 70% av totalförbrukningen till el-motorer.

7 Verkningsgrad Motorerna är konstruerade att ge bästa verkningsgrad från ca % av Märkeffekten. Vid 50% belastning är verkningsgraden AVSEVÄRT sämre. Även de mest energieffektiva motorerna har dålig verkningsgrad vid låg belastning. Överdimensionerade motorer påverkar hela installationen, kablage ställverk m.m.

8 Hur mycket går att spara? Bättre systemdesign: 5 60 % Analys av system och arbetscykel Varvtalsreglering istället för strypning: % Frekvensomriktare Rätt motorstorlek: 5 30 % Överdimensionering onödigt med bra motor Uppgradering av komponentverkningsgrad: 2 10% Välj produkter utifrån livscykelkostnaden Källa: Department Of Energy, USA

9 Isolationsklass och temperaturstegring Temperatur Varning!!! Livslängden halveras om motorn överbelastas så att högsta tillåtna temperatur överskrids med 10K A E B F H Isolationsklass Termisk marginal Tillåten temperaturstegring Hot spot Temp.stegr Omg.temp Max omgivnings temp

10 Driftsarter S1-S9 S1 Kontinuerlig drift S2 Korttidsdrift, då motorn under fastställd belastningstid uppnår tillåten temperaturstegring. Därpå följande driftspaus skall vara så lång att motorn åter antar omgivningstemperaturen. S3 Intermittent drift, en sekvens av lika arbetsperioder där varje period består av en del med konstant effekt och en med driftpaus. Arbetsperioden är så kort att termisk fortfarighet ej hinner inträda. S4 Arbetsperioder med jämnt växlande starter, belastningar och driftspauser S5 Arbetsperioder med jämnt växlande starter, belastningar, bromsningar eller och driftspauser reverseringar S6 Kontinuerlig drift med periodisk belastning dvs. belastningstid och tomgångstid är så korta, att fortfarighetstillståndet ej uppnås under en arbetsperiod S7 Arbetsperioder med jämnt växlande starter, belastningar och bromsningar eller reverseringar utan driftspauser. S8 Kontinuerlig drift med intermittent belastningsvartalsändring S9 Drift med icke-periodisk belastning och varvtalsvariation (typisk frekvensomriktaredrift)

11 HYDRAULSYSTEMET Hydraulsystemets arbetscykel. Avgörande för elmotorns driftsart. Hydraulpumpen. Effektuttag vid olika driftsfall. Exempel > Effekt Fluidteknik AB

12 Fast pump och tilloppsstrypning 1 2 Q 2 max Tryck Förlust effekt 1 Q 1 max 2 Avgiven effekt Flöde Q 2 Q 1 = Q max

13 Fast pump och shuntstrypning 2 2 Q 2 max Tryck 1 Q 1 max 1 = 2 Avgiven effekt Förlust effekt Flöde Q 2 Q 1 = Q max

14 Tryckkompenserad pump och tilloppsstrypning 3 2 Q 2 1 = max Tryck Förlust effekt 1 Q 1 2 max Avgiven effekt Q 1 = Q 2 Flöde Q max

15 Lastkännade pump med tryckavskärning och tilloppsstrypning 4 2 Q2 max Tryck 1 Q Förlust effekt Avgiven effekt grund grund max Flöde Q 1 = Q 2 Q max

16 Deplacementstyrd pump 5 2 Q 2 max Tryck 1 Q 1 max 1 = 2 Avgiven effekt Flöde Q 1 = Q 2 Q max

17 Varvtalsstyrd elmotor/pump 6 Tryck = max Variabelt effektområde Q max Avgiven effekt Flöde Q Q = Q max

18 OTIMERA HYDRAULSYSTEMET Bygg mindre enheter. Dela upp centralhydrauliken i mindre separata hydraulsystem för att anpassa mot tryck och flödesbehovet för funktionen. Exempel > Centralhydrauliksystem Fluidteknik AB

19

20 OTIMERA HYDRAULSYSTEMET Analys av systemets arbetscykel. Tryck x Flöde i tiden. Använd ackumulatorer där så är möjligt. Exempel > hydraulik för Haspel Fluidteknik AB

21 SSAB-00041a Graph 250,0 225,0 Systemtryck 0, ,0 bar umptryck 0, ,0 bar 200,0 Klippning av band Klippning av band 175,0 Laddning av ny rulle Klippning av hörn på band Ladning av ny rulle Klippning av hörn på band 150,0 umptryck [bar] 125,0 100,0 75,0 50,0 25,0 0,0 0,00 145,47 290,94 436,42 581,89 727,36 872, , , , ,72 Time [s] Time 0, ,72 s :41:07 C:\Documents and Settings\scn\My Documents\Energiprojekt Triple Steelix\Mätningar \SSAB-00041a.herf age 1

22

23

24 Utvärdering vecka Mätning under en utvald vecka före ombyggnad och mätning under en utvald vecka efter ombyggnad. Före: Vecka 49, roduktion denna vecka: 5924,66 ton. Efter: Vecka 7, roduktion denna vecka: 6058,24 ton.

25 Utvärdering vecka Total effektförbrukning hydraulikstation 100,00 80,00 60,00 40,00 Före Efter 20,00 kw 0,00-20,00 Dag 1-7

26 Utvärdering vecka Mätning 168h Energiförbrukning V49: kwh Medeleffekt V49: 33,45kW Energiförbrukning V7: kwh Medeleffekt V7: 16,43kW Förbrukning V7= 49,1% av förbrukning V49.

27

28 OTIMERA HYDRAULSYSTEMET Vakuumförpacka hydraulsystemet. OXiStop Hydraulaggregat. Optimal tankstorlek, dimensionering efter systemets diff-volym Inget syre = ingen oxidation av oljan Renare hydraulsystem Avvattnar systemet Bättre sugförhållande för pump OXiStop Exempel > system för hantering av kopparplåt Fluidteknik AB

29 Hydraulsystem med tankvolym på liter Volymdifferens i systemet är 42 liter. umpflöde = 900 l/min HYDAC FILTER SYSTEMS GMBH 23

30 Samma systemförusättningar som förra bilden. Med Oxistop Vakuumförpackat system blir Tankvolym 200 liter, med tillräcklig marginal för eventuella läckage HYDAC FILTER SYSTEMS GMBH 24

31

32 SSG 2013 Sten-Ove Claesson, Fluidteknik AB