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