Motorer (pumpar) Stödprocess Motordrifter Ca 65 % av industrins elbehov inom EU används av elektriska motorer Situation idag: Mindre än en tiondel av alla installerade växelströmsmotorer är varvtalsreglerade Inom EU (EU-25) skulle 50 TWh (*) energi kunna sparas per år genom övergång till varvtalsregleriade drivsystem. * Source: Energy Efficient Motor Driven Systems Alf Hofman Vacon AB Effektiva motorer 1. Välj energieffektiva motorer med hjälp av: Energimyndighetens lista EUsIE-klassning (tidigare Eff-klassning) Fria, enkla beräkningsprogram för LCC, återbetalningstid m.m. 2. Överdimensionera inte Bra motorer har bra överlastkapacitet ändå Ny standard Ny standard Enligt en ny standard (EN 60034-30:2008) har energieffektiviseringsklasserna nu beteckningarna IE1, IE2 och IE3, där IE3 har högst verkningsgrad. Energieffektiviseringsklasserna beskrivs också i förordningstexten. Den av Energimyndigheten tidigare framtagna listan över högeffektiva elmotorer som omfattade EFF1-motorer (gamla klassningen) som saluförs i Sverige kommer efter hand att ersättas av listor som baseras på den nya klassificeringen av motorer och där verkningsgraderna beräknats enligt den ovannämnda nya standarden på området. 1
Välj Eff1-motorer vid mer än 4000 drifttimmar/år Effektivare motor Verkningsgrad % HP-processmotorer 95 Processmotorer 90 Eff1 Investering Underhåll Energi LCC-kostn. 90 kw eff2-motor η= 93,0 % 75 kkr 90 kkr 2200 kkr 2365 kkr vs. 90 kw eff1-motor η= 94,7 % Investering 83 kkr Underhåll 90 kkr Energi 2160 kkr LCC-kostn. 2333 kkr 85 Standardmotorer 1,7% 80 Eff2 75 Eff3 1.1 2.2 4 7.5 15 22 37 55 90 kw ABB:s processmotorer uppfyller och överträffar framtida krav på verkningsgrad och större förväntningar på motorns tillförlitlighet. Motorerna uppfyller kraven enligt verkningsgradklass IE2 och IE3. Diff 32 000 kr 2
Driftsanalys Motormätning Tork 2, fläkt 2, nervarvad, besparing 13 kw x 8 000 h x 45 öre/kwh = 46 800 kr Det lönar sig att gå på pumpen! Optimal anpassing till processens behov Besparingspotential Besparingspotential per drifttyp pumpar 40 % fläktar 30 % kompressorer 10 % övriga 20 % * Source: Energy Efficient Motor Driven Systems Alf Hofman Vacon AB 3
Strypreglering Förluster växer uppströms i kabeln Installation med frekvensomriktare M η=0.4 η=0.9 η=0.4 η=0.75 Q= 500 m 3 /h P 1 = 926 kw P förlust = 556 kw + 37 kw + 200 kw + 33 kw = 826 kw Frekvensomriktardrift f 1 f2 M η=0.4 η=0.9 η=0.8 η=0.8 P 1 = 434 kw Q= 500 m 3 /h P förlust = 260 kw + 18 kw + 31 kw + 25 kw = 334 kw Mätning av flöde och temperatur VÅTLÖPARE Energimärkning av cirkulationspumpar Märkningen påminner mycket om dagens märkning för kylskåp och andra vitvaror. -pumpar ger minst 60% energibesparing jämfört med en genomsnittlig standardpump. Steg 1 1januari 2013 Alla A-klassade utom pumpar för industri, solvärme och värmepumpar. EEI 0,27 = 60% besparing Steg 2 1 januari 2015 Alla våtlöpare. EEI 0,23 = 70,4% besparing 4
Nya SimFlex Pumpanalys Eleffekt blandarpump MG83 (Blandarpump 2) IKP kw <1999-09-24 00:00:00 C 1999-09-24 00:00:27 C21999-09-25 22:39:27 > 999-09-25 22:40:00 400 Permanentmagnetmotor Mycket lägre pris A-klassad Varvar ner till 4W 350 300 250 200 150 100 50 0 00:00 12:00 1999-09-24 1999-09-24 Fi gur 31. Blanda rpu mp 2. 00:00 1999-09-25 12:00 1999-09-25 Blandningssträcka Pumpanalys Pumpmätning Mätsträcka Strålningsdetektorer Födesmätare Pumpanalys Motivation: feldimensionering, flödesreglering, förslitning, flödesmätning Objekt: två blandarpumpar på PM4 Resultat: Liten pump: Nytt pumphjul 17 %, högre konc 12 %, summa 20 %, återbetalningstid 1,7 år Stor pump: Nytt pumphjul 9 %, högre konc 5 %, summa 11 %, återbetalningstid 1,9 år Kan användas som flödesmätare, noggrannhet 2-3 % Datalogger Spårämnesinjicering 5
Frågor man bör ställa Referensfall från sågverk 2 stegmatare (stegvis matning av stockar i höjd- och sidled) Finns frekvensomriktare? Finns tryckstyrning på cirkulationspumpar? Installerad effekt? Är ventilation, pumpar tidstyrda (helger, kall o varm årstid)? Planerade byten av motorer, pumpar ( energikrav)? Tidigare: Hydrauliska drifter med en motor à 22 kw per stegmatare. Idag: Elektriskt drivsystem med en frekvensomriktare och en motor à 22 kw per stegmatare. -85 % el (mätt 36 tim, 9000 stockar) 300 250 200 150 100 286 kwh 50 0 Hydrauldrift 42 Eldrift Hur är livscykelkostnaden i en motordrift fördelad? LCC-fördelning elmotor Inköp 5% LCC Underhåll 5% 3. Hjälpmedel och exempel Hjälpmedel Råd från myndigheter och branschorganisationer T.ex. Energimyndighetens motorlista och programkrav för ventilation, pumpar m.m. Fria, enkla beräkningsprogram T.ex. programmen nedan på www.abb.se/motorer&drivsystem Effsave(jämföra motorer med olika verkningsgrad) Pumpsave(jämföra olika reglermetoder för pumpar) Fansave(jämföra olika reglermetoder för fläktar) Många andra på nätet El 90% 6
Laststyrning/Effektvakt Åskådliggörande av elfakturornas olika delar Tvätt D Ugn A ut B ut C ut A in B in C in Åskådliggörande av elfakturornas olika delar Högspänningskunder / Effektkunder Effektuttag veckor. Energiavgift Förhandlingsbart (Vattenfall, Eon, Fortum m.m) Nätavgifter Abonnemangsavgift Varierar beroende på storlek (3 MW 17 000 kr) 915 kw 1000 900 800 915 770 = 145 kw á 140 kr + 322 kr (462 kr) > 66.990 kr Överföringsavgift Dagtid (06:00-22:00) ex 5,0 öre/kwh Övrig tid (22:00-06:00 samt helger) ex 3,8 öre/kwh 770 kw Effekt [kw] 700 600 500 400 Årseffektavgift 1500 kw ex. 140 kr/kw (Vattenfall), 86 kr/kw (Tranås) 215 kw 300 Högbelastningsavgift Medelvärdet av högsta timvärdet per månad mellan 200 100 Reaktiv effekt Överuttag av reaktiv effekt nov mars, ex. 322 kr/kw, (Vattenfall), 142 kr/kw (Tranås) 50% av den aktiva ex. 130 kr/kvar 0 2000-01-19 00:00 2000-01-20 00:00 2000-01-21 00:00 2000-01-22 00:00 2000-01-23 00:00 2000-01-24 00:00 2000-01-25 00:00 2000-01-26 00:00 2000-01-27 00:00 2000-01-28 00:00 2000-01-29 00:00 2000-01-30 00:00 2000-01-31 00:00 2000-02-01 00:00 2000-02-02 00:00 2000-02-03 00:00 2000-02-04 00:00 2000-02-05 00:00 2000-02-06 00:00 2000-02-07 00:00 2000-02-08 00:00 2000-02-09 00:00 2000-02-10 00:00 2000-02-11 00:00 2000-02-12 00:00 7
Elanvändning: Laststyrning / Effektvakt Elanvändning: Laststyrning / Effektvakt Objekt Driftstid / år Avstängningsmöjlighet Besparing Lösare 2 Lösare 3 130 kw 178 kw 7000 h/år 7000 h/år 1400 h/år 20% 81 900 SEK/år 3500 h/år 50% 280 350 SEK/år Totalt 362 250 SEK/år Energipris 45 öre / kwh Styrbara laster: Ugnar, VVb, Ventaggregat Frågor man bör ställa Tomgångsanalys Dygn Vilken är årseffektavgiften? Vad är effektavgiften under vinterperioden (nov-mars)? Vilka styrbara laster finns (ugnar, tvättmaskiner, varmvattenberedare)? 8
Driftsanalys Tomgångsdrift Mätning en vecka Energiberäkning 1120 W 3 + 3 tim/dag 200 W Energiberäkning S 9