УКРМ (SE) и активные фильтры гармоник в целлюлозно-бумажной промышленности

Анонс: Цеха и предприятия целлюлозно-бумажной промышленности, обеспечивающие полный цикл переработки древесины и отходов в готовые изделия. Особенности силовой нагрузки предприятий, УКРМ (SE) и активные фильтры гармоник в целлюлозно-бумажной промышленности.

Производственно-технологический цикл целлюлозно-бумажной промышленности обеспечивается предприятиями или технологическими цехами (в рамках одного комплекса):

• подготовки древесного сырья к переработке, использующими электрооборудование для приема и распиловки длинномерной древесины (слешеры, установки распиловки, пересыпа, транспортеры отходов), для приема коротья (тарельчатые, цепные питатели, стакеры, кучеукладчики), для окорки, рубки древесины, измельчения, сортирования щепы (корообдирочные барабаны, камнеловушки, рубительные машины, сепараторы, циклоны, пневмотранспорт щепы, вибрационные сортировки и пр.), для переработки коры (дренирующие конвейеры, роторные корорубки, молотковые мельницы, распределители, отжимные машины, прессы, рыхлители, водоотделительные барабаны, фильтры), для пневмотранспорта щепы (воздуходувные установки, насосные станции, питатели), а также складское оборудование (разгрузчики, питатели, складировщики, бурорыхлительные установки);
  
  
• производства целлюлозы и полуцеллюлозы, использующие электрокотлы варочные периодической и непрерывной варки, многотрубные установки, дозаторы, шнековые питатели, разгрузочные, выдувные устройства, мешалки для выдувных резервуаров, промывные прессы и установки, циклоны с сепарирующим устройством и т.д.;
• выработки древесной, макулатурной и термомеханической массы, использующие цепные дефибреры, вибрационные щеполовки, размалывающие устройства, установки для тепловой обработки макулатуры, пропиточные котлы с перемешивающим устройством, дисковые мельницы (имперссифайеры), шнек-пресс-питатели и т.д.;
• роспуска и размола полуфабрикатов, волокнистых материалов и отходов, использующими гидроразбиватели с насосными агрегатами, конические, дисковые, пульсационные мельницы, установки для сгущения, размола целлюлозы и т.д.;
• промывки, сгущения, перемешивания, транспортирования, сортирования, очистки, отбеливания массы, а также улавливания волокна, использующими барабанные сгустители, лопастные мешалки, насосы массы высокой концентрации, массные центробежные, напорные, вибрационные сортировки, сучкоуловители, узлоуловители, установки вихревых очистителей, отделители, аппараты магнитного сепарирования, отбельные башни и массные бассейны с мешалками, перегрузочными шаберами, отстойники с илососами и илоскребами, массные ловушки с транспортерами, сатураторами, насосами и т.д.;
• производства бумаги, картона, товарной целлюлозы и древесной массы, где используются обрезные, обезвоживающие, сушильные, бумагоделательные, картоноделательные машины, мешалки, суперкаландры для отделки бумаги, увлажнительные станки, установки нанесения покрытий на бумагу, картон, станки для резки бумаги, картона, целлюлозы, изготовления гильз, труб, перемотно-склеивающие и перемотно-сортировочные станки.

Для упаковки бумаги и картона в рулонах применяют подъемно-опускные устройства, гидравлические размалыватели с насосами, пневматические отсекатели, сталкиватели, станки для запрессовки, упаковки, покрытия клеем рулонов с приводными тележками рулонов, кип, гидравлические прессы, фальцовочные, кипоупаковочные, обвязочные станки, элеваторы, лифты, кантователи, пакетировщики и пр. Отдельный сегмент целлюлозно-бумажной промышленности формируют предприятия переработки санитарно-бытовых, санитарно-гигиенических бумаг в изделия, производства бумажных мешков, а также специализированные цеха и предприятия переработки щелоков и регенерации химикатов.

Особенности силовой нагрузки предприятий целлюлозно-бумажной промышленности.

Большая доля активной мощности предприятий целлюлозно-бумажной промышленности потребляется асинхронными двигателями, входящими в состав установок, агрегатов, машин, транспортных механизмов, насосных установок и компрессорных. На новых и модернизированных предприятиях асинхронные двигатели в основном интегрированы с частотным электроприводом на базе многоимпульсных полупроводниковых ШИМ преобразователей частоты с промежуточным звеном постоянного тока, что определяет не только повышение потребности нагрузки в реактивной энергии, но и высокий уровень искажений параметров сети на гармониках высших порядков вплоть до 25, а часто и выше (см. таблицу интенсивности гармонических искажений на разных гармониках при работе многоимпульсных преобразователей здесь).

Цеха и заводы производства целлюлозы и полуцеллюлозы используют электрокотлы, обычно индукционного нагрева, характеризующиеся значительными искажениями гармоник и высоким потреблением реактивной мощности. Кроме того, все технологические объекты целлюлозно-бумажной промышленности имеют инфраструктуру с инженерно-техническими системами обеспечения деятельности, где максимальный негативное влияние на баланс мощности и засорение сети гармониками оказывают системы вентиляции и освещения (см. о негативном влиянии энергосберегающего освещения на качество электроэнергии в этом материале).

Учитывая требования правительственных актов и федеральных программ к энергосбережению, повышению энергетической эффективности, а также изменения 13.08.2018 в «Правила недискриминационного доступа» (Постановлением Правительства РФ N 937), определяющие обязательное обеспечение абонентом сети качества электроэнергии на границе балансовой принадлежности (см. более подробно об ужесточении требований к обязанностям потребителей электроэнергии в этом материале), предельно актуальными для любого предприятия отрасли становятся вопросы эффективной компенсации реактивной мощности и подавления гармоник.

УКРМ (SE) и активные фильтры гармоник в целлюлозно-бумажной промышленности.

Установки повышения коэффициента мощности УКРМ (SE), а особенно активные фильтры гармоник на текущий момент остаются основным эффективным, хотя и не дешевым по стартовым вложениям средством решения проблем перетоков реактивной энергии в силовой сети объекта и повышения качества электроэнергии. Поэтому выбор установок, фильтров и способа компенсации нужно начинать с энергоаудита сети, который позволит получить и проанализировать данные о топологии сети, распределении и группировке нагрузки, режиме работы оборудования, характере нагрузки, ее потребности в реактивной энергии и влиянии на качество электроэнергии.

Для сегментов сети с монотонным потреблением реактивной мощности могут быть использованы релейные УКРМ (SE), а при наличии небольших гармонических искажений – дроссельные или УКРМФ (SE) со специально спроектированными для конкретной ситуации пассивными фильтрами гармоник. В сегментах сетей с резкопеременными нелинейными нагрузками оптимальными могут стать быстродействующие УКРМТ (SE) с тиристорным управлением коммутацией ступеней или УКРМТФ (SE) при большом уровне гармонических искажений. Для сетей или сегментов с управляемыми приводами на ШИМ преобразователях, а также с нагрузкой, запитанной от ШИМ выпрямителей, инверторов, нужно использовать активные фильтры гармоник, размещая их максимально возможно ближе к нагрузке, что даст возможность снизить мощность и, соответственно цену фильтра.