Kopalnia Ziemowit zmodernizowała pompownię. Będą duże oszczędności

Górnictwo węgla kamiennego zajmuje zaledwie 12,3 proc. ogółu powierzchni gruntów zajętych pod działalność górniczą.

Kluczowy obiekt w kopalni Ziemowit był w złym stanie

Pompownia hydroforowa zlokalizowana przy stacji SUW przy ulicy Oficerskiej w Lędzinach od lat pełni kluczową funkcję w strukturze Ruchu Ziemowit. Obiekt, mieszczący się w dwupomieszczeniowym budynku (pompownia oraz hala sześciu zbiorników ciśnieniowych o pojemności 10 m³ każdy), odpowiada za dostarczanie wody pitnej do sieci kopalnianej oraz do podmiotów zewnętrznych.

Jak tłumaczą w PGG dotychczasowy system opierał się na czterech zestawach pompowych o mocy 90 kW każdy, sterowanych tradycyjnymi wyłącznikami ciśnieniowymi (presostatami). Choć układ przez lata spełniał swoje zadanie, jego formuła technologiczna wyczerpała się. Zły stan techniczny, brak stabilności ciśnienia, częste awarie oraz przede wszystkim ogromne koszty energii zaczęły realnie zagrażać ciągłości dostaw wody.

Falowniki zamiast trybu zero-jedynkowego

Kluczowym założeniem projektu była całkowita zmiana sterowania procesem tłoczenia wody. W tradycyjnym układzie pompy pracowały w trybie zero-jedynkowym: włączały się przy spadku ciśnienia w zbiornikach i wyłączały po osiągnięciu wartości maksymalnej. Generowało to potężne uderzenia hydrauliczne oraz drastycznie skracało żywotność urządzeń przez ciągłe cykle start-stop.

Modernizacja, oparta na nowoczesnych zestawach hydroforowych sterowanych falownikami (przetwornicami częstotliwości), całkowicie eliminuje te wady. Po wdrożeniu nowego systemu z układu całkowicie znikają wielkie, 10-metrowe zbiorniki buforowe – ich rolę przejmuje zaawansowana automatyka. Nowe pompy o mocy zredukowanej do zaledwie 22 kW na bieżąco dostosowują swoją pracę do aktualnego zapotrzebowania na wodę, gwarantując idealnie stabilne ciśnienie wyjściowe w sieci.

Matematyka efektywności: gigantyczne oszczędności energii

Dzięki automatycznej regulacji i wymianie silników na energooszczędne, roczne zużycie energii elektrycznej pompowni hydroforowej spadnie z dotychczasowych 725 760 kWh/rok do zaledwie 54 400 kWh/rok. Oznacza to czystą oszczędność na poziomie 671 360 kWh rocznie, co powoduje, że poniesione nakłady inwestycyjne zwracają się po około 15 miesiącach.

Oszczędność energii finalnej została wyliczona na około 63 toe (tony oleju ekwiwalentnego). Pozwoliło to zakładowi na złożenie wniosku do Prezesa Urzędu Regulacji Energetyki (URE) o wydanie świadectw efektywności energetycznej, tzw. białych certyfikatów.

Biorąc pod uwagę aktualne giełdowe notowania (1 toe = ok. 2300 zł), Ruch Ziemowit może pozyskać z rynku prawa majątkowe o wartości aż 145 tys. zł, co jeszcze bardziej podnosi rentowność całego przedsięwzięcia. Prawidłowość tych wyliczeń potwierdził szczegółowy audyt energetyczny.

Pełna automatyzacja i monitoring

Modernizacja technologiczna pociągnęła za sobą rewolucję w zakresie zarządzania obiektem. Nowy zestaw hydroforowy sterowany jest w pełni automatycznie przez sterownik PLC Siemens S7-1200. Układ pracuje w funkcji ciśnienia mierzonego w kolektorze tłocznym – sygnał z analogowego przetwornika ciśnienia jest porównywany z sygnałem ciśnienia zadanego.

Gdy mierzone ciśnienie jest mniejsze od zadanego, a obroty pompy są niższe od nominalnych, falownik zwiększa prędkość obrotową pompy, podnosząc ciśnienie i wydajność. Jeżeli pompa osiągnie prędkość nominalną, a ciśnienie wciąż jest niższe od zadanego – uruchomiona zostaje kolejna pompa. Dla zabezpieczenia pompy przed pracą na sucho zastosowano czujnik obecności wody w kolektorze ssawnym, który w przypadku braku wody powoduje wyłączenie pomp.

Fotowoltaika w kopalni

Równolegle do modernizacji hydroforowni przystąpiono do zabudowy zestawu 98 paneli fotowoltaicznych o mocy 505 Wp każdy, skierowanych na południe, podłączonych do falownika Sofar typu 50KTLX-G3 3F. Moduły zostały zamontowane na gruncie w dwóch rzędach pionowo na trzech stołach w układzie: 42, 42, 14 paneli – takie rozlokowanie było najbardziej optymalne ze względu na miejsce oraz dla uzyskania maksymalnej sprawności układu.

Kluczem do opłacalności była autokonsumpcja, czyli wykorzystanie wyprodukowanej energii na bieżąco, bez oddawania jej do sieci. Praca instalacji już pozwala znacząco obniżyć koszty związane z pracą zmodernizowanej hydroforowni, gdzie roczne planowane zapotrzebowanie na energię wyniesie ok. 100 tys. kWh, natomiast zakładana produkcja energii z paneli fotowoltaicznych będzie na poziomie ok. 50 tys. kWh.