Przejdź do treści

Nowa generacja energooszczędnych silników dla przemysłu wydobywczego

Wę­giel to nie­wąt­pliwie su­ro­wiec stra­te­giczny, wie to każdy. Stra­te­giczny między in­nymi dla­tego, że jest źró­dłem około 30% energii na świecie, a w Polsce jeszcze cztery lata temu za­spo­kajał aż 60% za­po­trze­bo­wania ener­ge­tycz­nego. Nie każdy jednak wie, że samo jego wy­do­by­wanie po­chłania nie­praw­do­po­dobne wręcz ilości energii. Które ma za­miar zmniej­szyć pro­jekt re­ali­zo­wany przez Po­li­tech­niki Po­znańską i Wro­cławską oraz dwa war­szaw­skie in­sty­tuty: In­stytut Tele– i Ra­dio­tech­niczny, a także In­stytut Chemii Prze­my­słowej im. prof. I. Mościckiego.

Ko­palnie węgla, ale nie tylko, bo rów­nież te wy­do­by­wa­jące miedź, po­trze­bują ca­łego ar­se­nału po­tęż­nych urzą­dzeń – ma­szyn wy­do­byw­czych, wen­ty­la­torów, pomp i tak dalej, i tak dalej. Oczy­wi­ście zu­ży­wają one mnó­stwo energii, co zwiększa koszty wy­do­bycia, za­nie­czyszcza śro­do­wisko oraz zna­cząco uszczupla za­soby mocy. Poznańsko-​wrocławsko-​warszawski pro­jekt nie ofe­ruje pa­na­ceum, le­kar­stwa na wszystkie bo­lączki mę­czące prze­mysł wy­do­bywczy, ale na jedną z nich. Na­pędy z sil­ni­kami elek­trycz­nymi. Biorąc jednak pod uwagę, o jak wiel­kich oraz ilu sil­ni­kach mó­wimy, już naj­drob­niejsza nawet po­prawa w tym seg­mencie po­zwoli na ogromne oszczęd­ności energii w pracy kopalni.

Naj­czę­ściej uży­wają one sil­ników in­duk­cyj­nych, któ­rych wy­daj­ność po­zo­stawia wiele do ży­czenia. Dla­tego pro­jekt ten, któ­rego ko­or­dy­na­torem jest prof. dr hab. inż. An­drzej De­menko z Po­li­tech­niki Po­znań­skiej, kon­cen­truje się na opra­co­waniu układów na­pę­do­wych z sil­ni­kami elek­trycz­nymi nowej ge­ne­racji, do­sto­so­wa­nymi do­dat­kowo do pracy w wa­run­kach pod­wyż­szonej wil­got­ności oraz tem­pe­ra­tury. Czyli do­kładnie ta­kich, jakie pa­nują w ko­pal­niach. Ba­dania obejmą takie aspekty udo­sko­na­lenia na­pędów, jak nowe układy ste­ro­wania, nowe ma­te­riały ma­gne­tyczne oraz izo­la­cyjne, wy­ko­rzy­stanie ma­gnesów trwa­łych w na­pę­dach elek­trycz­nych oraz wiele innych.

Tak sze­roko za­kro­jony pro­jekt wy­maga spe­cja­li­stów z wielu dzie­dzin. I tacy wła­śnie przy nim pra­cują. Po­li­tech­nikę Po­znańską re­pre­zen­tują w nim na­ukowcy Ze­społu Badań nad Ob­wo­dami Ma­gne­tycz­nymi oraz Me­to­dami Ob­li­czeń Pro­jek­to­wych i Opty­ma­li­za­cyj­nych oraz Ze­społu Badań nad Ukła­dami Ste­ro­wania Sil­ni­kami Ma­gne­to­elek­trycz­nymi. Po­li­tech­nikę Wro­cławską – Ze­spół Badań nad ukła­dami Na­pę­do­wymi i Struk­tu­rami Ma­szyn Elek­trycz­nych dla Gór­nictwa, In­stytut Tele– i Ra­dio­tech­niczny w War­szawie – Ze­spół Badań nad Ma­te­ria­łami Ma­gne­tycz­nymi, a In­stytut Chemii Prze­my­słowej – Ze­spół Badań nad Two­rzy­wami Silikonowymi.

Każdy z ze­społów ma swoje, do­kładnie okre­ślone, za­danie. Po­zna­niacy za­jęli się opra­co­wa­niem bazy wiedzy o na­pę­dach wen­ty­la­torów i pomp ko­pal­nia­nych oraz po­lo­wych al­go­rytmów pro­jek­to­wania ener­go­osz­częd­nych sil­ników do na­pędu pomp i wen­ty­la­torów, jak rów­nież wy­ko­na­niem ob­li­czeń pro­jek­to­wych i opty­ma­li­za­cyj­nych serii mo­deli sil­ników (tymi za­da­niami kie­ruje pro­fesor Woj­ciech Szeląg). Pro­fesor Krzysztof Za­wirski wraz ze swoim „te­amem” jest z kolei od­po­wie­dzialny za pro­jekty układów ste­ru­ją­cych. Do warszw­skich tele– i ra­dio­tech­ników na­leży ba­danie ma­te­riałów ma­gne­tycz­nych prze­zna­czo­nych na ob­wody ma­gne­tyczne oraz opra­co­wanie metod wy­twa­rzania i ba­danie hy­bry­do­wych ele­mentów ob­wodów ma­gne­tycz­nych, zaś do sto­łecz­nych che­mików – ba­danie spoiw do ma­te­riałów ma­gne­tycz­nych oraz spe­cja­li­zo­wa­nych środków izo­la­cyj­nych i za­bez­pie­cza­ją­cych. Wro­cław wziął na siebie za­gad­nienia zwią­zane z pa­ra­me­trami funk­cjo­nal­nych mo­deli układów na­pę­do­wych, tech­no­logią wy­ko­nania sil­ników, no­wymi struk­tu­rami ma­szyn ma­gne­to­elek­trycz­nych oraz do­sto­so­wa­niem tego wszyst­kiego do wy­mogów, jakie stawia się na­pędom wen­ty­la­torów i pomp pra­cu­ją­cych w kopalniach.

Oczy­wi­ście taka skala badań wy­maga od­po­wied­nich środków. Te zaś zna­lazły się dzięki Pro­gra­mowi Ope­ra­cyj­nemu In­no­wa­cyjna Go­spo­darka, który w 2009 roku w kon­kursie na­gro­dził 42 pro­jekty ba­dawcze łączną kwotą ponad 950 mi­lionów zło­tych. Z tego ponad 14,3 mi­liona przy­padło na ba­dania nad no­wymi na­pę­dami w prze­myśle wy­do­byw­czym. Pro­gram roz­po­częto wraz z na­sta­niem 2010 roku, za­koń­czony zo­stanie do kwietnia roku 2013. Te 14 mi­lionów zwróci się jednak z na­wiązką, kiedy tylko wy­niki badań zo­staną wcie­lone w życie. Ko­or­dy­nu­jący pro­jekt pro­fesor De­menko sądzi, że uda się zwięk­szyć spraw­ność układów na­pę­do­wych średnio o trzy pro­cent. Jak to się prze­kłada na oszczęd­ności? Tak, że in­sta­lacja ta­kich no­wych na­pędów w ko­pal­niach KGHM Polska Miedź S.A. tylko do wen­ty­la­torów śred­niej mocy może przy­nieść roczne oszczęd­ności rzędu trzech mi­lionów zło­tych. Oczy­wi­ście nie oznacza to wcale, że re­ali­zacja pro­jektu to bajka, a wszystko prze­biega w nim w sposób idealny.

– Istotną trud­no­ścią jest długie ocze­ki­wanie na pod­pi­sanie przez Mi­ni­ster­stwo aneksów do umowy. Po­przez aneksy do umowy ko­ry­gu­jemy nie­które koszty, co jest ko­nieczne z uwagi na nie­prze­wi­dy­wane trzy lata temu (przy przy­go­to­wy­waniu umowy) zmiany wa­runków re­ali­zacji pro­jektu i zmiany cen świa­to­wych – mówi prof. Demenko.

Czy jednak fak­tycznie uda się wpro­wa­dzić te roz­wią­zania do prze­mysłu wy­do­byw­czego. Pro­fesor Za­wilak z Po­li­tech­niki Wro­cław­skiej po­zo­staje w ści­słym kon­takcie z KGHM i roz­po­czął dzia­łanie zwią­zane z takim wpro­wa­dze­niem. I miejmy na­dzieję, że wszystko się uda, a nam uda się ogra­ni­czyć, choćby i w nie­wielkim stopniu, wi­szące nad Polską od ja­kiegoś czasu widmo blackoutu.

Łu­kasz Miszewski

Powiązane materiały:

  • Brak powiązanych materiałów