Электрификация и автоматизация технологических процессов применительно к условиям ГП "Торезантрацит"

Экономия электроэнергии, получаемая за счет правильного выбора источников света, определяется следующими факторами:

а) световой отдачей источника света h;

б) потерями в ПРА для газоразрядных ламп, учитываемыми коэффициентом б;

в) нормативными требованиями к осветительной установке, зависящими от нормируемой освещенности Е_н и коэффициента запаса k_з.

Мощность, потребляемая осветительной установкой, равна:

 (7.12)

где k - коэффициент пропорциональности.

Эта формула была взята за основу при формировании табл. 8.4.

Для установок внутреннего освещения рекомендуется использовать установки смешанного света, т.е. натриевые лампы высокого давления в сочетании с другими лампами высокого давления, например, типов ДРИ и ДРЛ.

Так, например, для помещений малой высоты (примерно до 6 м) наиболее эффективными являются люминесцентные лампы типа ЛБ, как имеющие малую пульсацию светового потока и более высокую световую отдачу, чем лампы ДРЛ. Для помещений средней высоты (6-10 м) целесообразнее использовать металлогалогеновые лампы типа ДРИ, для помещений высотой 10-20 м - лампы ДРЛ, а для помещений выше 20 м лампы НЛВД.

Значительную экономию электроэнергии (до 12-13 %) можно получить при питании осветительных установок напряжением 380 В вместо 220 В.

Современная очистка ламп и светильников. Загрязнение ламп и светильников веществами, находящимися в воздухе производственных помещений, приводит к резкому снижению их к.п.д. и изменению формы кривой силы света.

При решении конкретной задачи производственного освещения обычно заданными являются: нормируемая освещенность и высота помещения. Поэтому в этих условиях искомыми величинами повышения экономичности осветительной установки являются ее минимальная установленная мощность и схема размещения светильников.

Эффективным считается пакетный способ размещения светильников (вместо линейного), при котором над приемником электроэнергии располагают по 3- 4 светильника: выигрыш - потребность светильников в 2 раза меньше.

На энергетическую эффективность осветительной установки сильно влияет светораспределение светильника. Наиболее выгодным оказывается применение ламп типа ДРИ, как имеющих наибольшую световую отдачу. Использование светильников концентрированного светораспределения К, характеризуемого средним значением удельной мощности 13,7 Вт/м² вместо глубокоизлучателей Г со средним значением удельной мощности 16 Вт/м² дает экономию электроэнергии около 15 %. Использование светильников с кривой К вместо диффузных светильников с косинусной кривой силы света Д (среднее значение удельной мощности 23,3 Вт/м²) позволяет сэкономить в среднем до 40 % электроэнергии.

Для экономного расхода электроэнергии в осветительных установках должна предусматриваться рациональная система управления освещением, т.е. включение или отключение освещения в зависимости от уровня естественной освещенности помещения. Для автоматизации управления включением и отключением осветительных установок применяются фотоавтоматы, фотореле, программные реле времени и т.п.

Регулирование освещенности отключением групп источников света имеет следующие недостатки:

- усложняются осветительные сети;

- сокращается срок службы некоторых типов ламп.

Так, например, срок службы ламп накаливания при числе включений около 2500 практически не снижается. Срок службы люминесцентных ламп уменьшается за год на 17 % при трехсменной работе, если считать, что каждое включение сокращает срок службы примерно на 2 ч.

Регулирование освещенности может быть осуществлено снижением питающего напряжения, однако технически этот способ экономии электроэнергии более сложен, чем указанный выше.

К перерасходу электроэнергии в осветительных сетях приводят отклонения напряжения. Напряжение на выводах ламп не должно быть выше 105% и ниже 85% номинального напряжения. В Таблицы 8.4 приведены данные, характеризующие увеличение потребления электроэнергии при изменении относительного отклонения напряжения

(7.13)

Как видно из табл.7.5 при относительном отклонении напряжения, равном 10%, потребление электроэнергии увеличивается для ламп накаливания на 16,4 %, для люминесцентных ламп - на 20%, для ртутных ламп - на 24%.

Таблица 7.5. Изменение потребления электроэнергии при изменении k_u

Тип ламп	Увеличение потребляемой электроэнергии %, при ku,%
	0	1	2	3	5	7	10
накаливания	0	1,6	3,2	4,7	8,1	11,5	16,4
люминесцентные	0	2,0	4,0	6,0	10,0	14,0	20,0
ртутные	0	2,2	5,0	7,0	12,0	18,0	24,0

В табл. 7.6 приведены данные, характеризующие снижение срока службы ламп при изменении относительного отклонения напряжения k_u.

Таблица 7.6. Изменение срока службы ламп при изменении k_u

Тип ламп	Снижение срока службы ламп при изменении ku , %
	0	1	2	3	5	7	10
Накаливания	100	87,1	75,8	66,2	50,5	38,7	7,8
Газоразрядные	100	95	93	90	85	80	73

Анализ данных, приведенных в табл.8.6 показывает, что при k_u = 10% срок службы ламп накаливания снижается на 92,2%, а газоразрядных ламп - на 27%.

Одной из основных причин, вызывающих значительные отклонения напряжения в осветительных сетях промышленных предприятий, являются пусковые токи крупных электродвигателей. В этих случаях для питания осветительных сетей применяют отдельные силовые трансформаторы.

Для поддержания нормального напряжения на источниках света используются тиристорные ограничители напряжения типа ТОН и трехфазные стабилизаторы напряжения типа СТС.

Перспективным путем экономии электроэнергии в осветительных сетях считается разработка и внедрение высокоэкономичных источников света.

Расчет экономии электроэнергии на освещение, получаемой при замене старых источников света (индекс 2) на новые, высокоэкономичные (индекс 1):

(7.14)

где T_ос - число часов использования максимума осветительной нагрузки в год, ч;

б- коэффициент, учитывающий потери мощности в сетях и ПРА, равный для ламп: накаливания 1,03; люминесцентных 1,23; газоразрядных высокого давления (ртутных, натриевых и др.) 1,13;

p - мощность одной лампы, Вт;

n - число ламп в одном светильнике;

N - число светильников.

Для внутреннего освещения промышленных предприятий с естественным освещением Т_ос = 750 ч при одной смене; Т_ос = 2250 ч при двух сменах; Т_ос = 4150 ч при трех сменах. Более подробные сведения по освещению приведены в специальной литературе.

Рис.7.4. Осветительные установки. Мероприятия по экономии электроэнергии

7.6 Экономия электроэнергии при компенсации реактивной мощности

Реактивная мощность потребляется как электроприемниками, так и элементами сети. Реактивная мощность, потребляемая промышленным предприятием, распределяется между ее отдельными видами приемников электроэнергии следующим образом: 65% приходится на АД, 20 - 25 % на силовые трансформаторы и около 10% на воздушные электрические сети и другие электроприемники (люминесцентные лампы, реакторы и т.п.).

Снизить потребление реактивной мощности, а, следовательно, и потери активной мощности, можно двумя способами: без применения и с применением компенсирующих устройств (КУ).

К первому способу относятся следующие мероприятия:

1) упорядочение технологического процесса, ведущее к улучшению энергетического режима работы оборудования, к повышению коэффициента мощности cos ц;

2) переключение статорных обмоток АД напряжением до 1 кВ с треугольника на звезду, если их загрузка составляет менее 40%;

3) установка ограничителей холостого хода АД;

4) замена или отключение силовых трансформаторов, загруженных менее чем на 30% их номинальной мощности;

5) замена мало загруженных двигателей двигателями меньшей мощности;

6) замена АД на СД той же мощности и применение СД для всех новых установок и при реконструкции существующих, где это возможно по технико-экономическим соображениям;

7) регулирование напряжения, подводимого к двигателю при тиристорном управлении;

8) повышение качества ремонта двигателей с сохранением их номинальных данных;

9) правильный выбор электродвигателей по мощности и по типу. Мощность электродвигателей необходимо выбирать в соответствии с режимом производственного оборудования, без излишних запасов.

При равных условиях (одинаковой мощности, частоте вращения и типе исполнения) АД с короткозамкнутым ротором имеет лучшие энергетические характеристики, чем АД с фазным ротором.

Ко второму способу относятся следующие мероприятия:

1) применение в качестве КУ синхронных двигателей;

2) применение в качестве КУ батарей конденсаторов.

Наибольшее распространение на промышленных предприятиях в качестве КУ получили батареи конденсаторов. Их основные достоинства следующие:

- малые потери активной мощности (0,3ч45 кВт на 100 квар);

- отсутствие вращающихся частей и их малая масса, простая и дешевая эксплуатация по сравнению с другими КУ.

7.7 Мероприятия экономии электроэнергии в вентиляторных установках

Общешахтная вентиляция - один из наиболее энергоемких процессов: на проветривание шахт расходуется более 20 % потребляемой отраслью электроэнергии при подземном способе добычи .

Для приведения в норму вентиляционного процесса и получения значительной экономии электроэнергии необходимо упорядочить все эксплуатационное хозяйство: упростить вентиляционную сеть шахты, и уменьшить, аэродинамическое сопротивление выработок и каналов вентиляторов уплотнить все вентиляционные сооружения, включая и поверхностные, привести в соответствие режимы работы вентиляторов и аэродинамические параметры шахтной вентиляционной сети и.т.п.

Повышение эксплуатационного к,п.д. вентиляторной установки. Допущенные при монтаже и наладке вентиляторной установки дефекты приводят к снижению эксплуатационного к.п.д.

Улучшение состояния вентиляционной сети шахты снижение общешахтной депрессии. С этой целью необходимо увеличивать площади поперечного сечения вентиляционных выработок (путем перекрепления), улучшать аэродинамические свойства выработок (применением затяжки, обшивки, штукатурки стен, скашивания углов на поворотах воздушной струи, установкой обтекателей на расстрелах и.т.д.), снижать местные сопротивления (уборкой завалов в выработках, не используемого оборудования, вагонеток), проводить дополнительные выработки.

Изменение угла установки лопаток направляющего аппарата. Для экономичного регулирования подачи центробежных вентиляторов следует изменять угол положения лопаток направляющего аппарата в пределах от 60 до 70°. При больших углах величина к.п.д. вентилятора становится меньше 0,6.

Модернизация вентиляторов и реконструкция вентиляторной установки, внедрение систем оперативного диспетчерского управления вентиляцией. При проведении модернизации вентиляторов следует предусматривать комплекс технических мероприятий, направленных на повышение экономичности работы вентиляторной установки (замену рабочего колеса, подрезку или удлинение лопаток, увеличение длины диффузок-и.т.д.).

8.8 Дополнительные рекомендации по экономии электроэнергии

Повышение напряжения в кабельных сетях, т.е. перевод сетей, например, с 6 на 10 кВ, с одной стороны, приводит к существенному снижению потерь электроэнергии, а с другой стороны, требует особого внимания к уровню и качеству изоляции.

В действующих цеховых сетях при их реконструкции при наличии значительной плотности нагрузки целесообразно применение напряжения 0,66 кВ вместо 0,38 кВ, так как оно имеет следующие преимущества:

1) снижаются в 3 раза потери электроэнергии, и уменьшается расход цветных металлов в сетях НН;

2) уменьшается число цеховых подстанций, увеличивается почти в 2 раза экономический радиус их действия и возрастает единичная мощность цеховых трансформаторов до 2500 кВ?А;

3) сокращается количество оборудования напряжением выше 1 кВ; так, например, имеется значительное число электродвигателей средней мощности (200 - 700 кВт), допускающих переход с напряжения 6 на 0,66 кВ с одновременной заменой сетевого напряжения 6 кВ на напряжение 10 кВ;

4) увеличивается в v3 раз пропускная способность сети;

5) снижаются и с увеличением единичной мощности цеховых трансформаторов.

Уменьшить потери электроэнергии в кабельных сетях можно также за счет уменьшения неравномерности нагрузки по фазам и, в первую очередь, - за счет правильного распределения по фазам однофазных и двухфазных приемников электроэнергии.

Важным мероприятием по экономии электроэнергии является также повышение уровня эксплуатации и технического обслуживания электрооборудования (про ведение плановых ремонтов и осмотров оборудования, замена или отключение незагруженного оборудования и т.д.).

Несоответствие показателей качества электроэнергии нормативным значениям вызывает дополнительные (по отношению к номинальному режиму) потери электроэнергии. Из всех показателей качества наибольшие потери электроэнергии вызывают отклонения напряжения от номинального. Так, при снижении напряжения потери возрастают, увеличение же напряжения сказывается на приемниках электроэнергии по-разному. Для АД потери электроэнергии зависят от k_з и при k_з= 0,85ч1,0 имеют минимальное значение при напряжении, немного большим номинального.

Дополнительные потери электроэнергии имеют место и при несимметричной нагрузке. При коэффициенте несимметрии в пределах его нормативного значения потери электроэнергии для АД составляют 2,4 %, для трансформаторов - 4%, для СД - 4,2 % номинальных значений. Примерно такой же уровень (2 - 4%) имеют потери электроэнергии при несинусоидальном напряжении в трансформаторах, двигателях, генераторах, кабельных линиях.

Хотя потери электроэнергии от снижения ее качества составляют 2 - 6% номинальных значений, они напрямую связаны с перегревом оборудования, а, следовательно, ведут к интенсивному старению изоляции и к преждевременному выходу ее из строя. Это относится и к несинусоидальности, и к несимметрии напряжения. Так, например, при несимметрии напряжения равной 4%, срок службы полностью загруженного АД сокращается в 2 раза; при несимметрии напряжения, равной 5%, располагаемая мощность двигателя уменьшается на 5-10%, при несимметрии, равной 10% - на 20-25 % в зависимости от исполнения двигателей. На силовые трансформаторы несимметрия оказывает такое же влияние, как и на АД, т.е. вызывает дополнительный нагрев обмоток и снижение срока службы трансформаторов.

В то же время на работу кабельных линий несимметрия не оказывает существенного влияния. При несинусоидальном напряжении сети происходит ускоренное старение изоляции силовых кабелей.

Если электродвигатели и другие электроприемники имеют продолжительность работы на холостом ходу 40-60% всего времени эксплуатации, то их целесообразно снабжать ограничителями холостого хода. Ограничитель включают в цепь катушки управления магнитным пускателем, и он отключает электроприемник при отсутствии нагрузки. Таким образом, снижается потребление электроэнергии.

Для выявления резервов экономии электроэнергии на промышленных предприятиях необходимо составлять и анализировать электробалансы для отдельных энергоемких агрегатов и установок, переходя затем к цехам и предприятию в целом. Электробалансы состоят из приходной и расходной частей, численно равных друг другу. В приходную часть электробаланса включают электроэнергию, полученную от энергосистемы и выработанную собственными источниками (например, ТЭЦ), расходная часть включает следующие основные статьи:

1) прямые затраты электроэнергии агрегатами и установками на основной технологический процесс с выделением постоянных и нагрузочных потерь в технологическом и электрическом оборудовании;

2) косвенные затраты электроэнергии на основной технологический процесс вследствие его несовершенства или плохого качества сырья (высокая влажность, загрязненность и т.д.);

3) затраты электроэнергии на вспомогательные нужды (освещение, вентиляция, цеховой электротранспорт и т.п.);

4) потери электроэнергии в элементах систем электроснабжения (линиях, трансформаторах, электродвигателях, преобразовательных установках);

5) отпуск электроэнергии посторонним потребителям в порядке ее перепродажи (поселкам, городскому транспорту и т.п.).

Расходная часть может не содержать статей 2 и 5.

Работа по рациональному использованию электроэнергии на действующих промышленных предприятиях только тогда является эффективной, когда налажен учет и контроль расхода электроэнергии, нормирование электропотребления с учетом специфических особенностей предприятия.

Значительную экономию электроэнергии можно получить от внедрения автоматизированных систем управления (АСУ) на базе компьютерной техники. Экономия достигается за счет точности и скорости отработки отклонений от рациональных режимов, расширения функциональных возможностей, динамического прогнозирования с определением направления и темпа изменения процессов. Начало АСУ закладывается в системах учета и контроля за электропотреблением. Кроме непосредственной информации об электропотреблении необходимо иметь данные о режимах работы электроприемников, определяющих в основном характер электропотребления.

7.9 Примеры расчетов экономии электроэнергии различных мероприятий

Пример № 1

Определить потери мощности электроэнергии, напряжения в силовом трансформаторе ТМ 320/6 при:

А также приведенные потери активной мощности.

Решение

1. Определим потери активной мощности в трансформаторе:

(7.15)

где - активные потери холостого хода при номинальном напряжении;

- активные нагрузочные потери;

- коэффициент загрузки;

(7.16)

2. Определим потери электроэнергии в трансформаторе:

(7.17)

где - годовое число часов работы трансформатора ;

- годовое число часов работы трансформатора с номинальной нагрузкой;

3. Опредим приведенные потери активной мощности:

(7.18)

где - приведенные потери холостого хода;

(7.19)

где - коэффициент изменения потерь; =0,07

 (7.20)

- приведенные потери короткого замыкания;

где

Потери активной мощности:

4. Определим приведенные потери электроэнергии:

(7.21)

Определим потери напряжения во вторичной обмотке трансформатора:

(7.22)

где:

Пример №2

Конвейерная установка оборудована тремя асинхронными двигателями мощностью по 100 кВт и работает со значением К_м=0,5 (T_м=T_х=10 часов в сутки) и средней загрузкой, равной =0,25).

В результате устройства загрузочного, бункера, удалось исключить работу конвейера вхолостую, т.е. Tх~0 (k_М=1), а среднюю загрузку повысить до значения ₂=0,8. Определить ожидаемую годовую экономию электроэнергии при условии, что суточное потребление электроэнергии установкой до устройства бункера составляло Число дней работы установки в году равно 300.

Решение

При ₁=0,25 и k_М=0,5 по графику определяем К_W1=2,02.

При ₂=0,8и k_М=1 по графику определяем К_W2=1,04.

Определяем коэффициенты определяются К_W

К_W1= и К_W2=, (7.23)

следовательно, =(К_W2?)/К_W1, т.е.

=1,04?3000/2,02=1545 кВт?ч/сут.

Ожидаемая годовая экономия электроэнергии:

=(-)?300=(3000-1545)? 300=436500 кВт?ч (7.24)

Пример №3

В результате реконструкции цеха возможна замена 100 ламп накаливания мощностью 200 Вт каждая на 60 люминесцентных ламп мощностью 80 Вт при условии сохранения расчетной освещенности рабочих мест.

Определить ожидаемую экономию электроэнергии, если значения: К_С=0,95 и Т_ОС=4000 ч.

Решение

Определяем выражение значение :

=(n_С?P_C - n_у?Pу)=100?0,2 - 60?0,08 = 15,2 кВт (7.25)

Ожидаемая годовая экономия электроэнергии:

=?К_С?T_ОС = 15,2?0,95?4000 = 57760 кВт?ч (7.26)

Пример № 4

Для повышения к.п.д. вентиляторной установки сняты лопатки с одного колеса двухступенчатого вентилятора, а на другом увеличен угол установки лопаток от ₁=25° до ₂=35°, обеспечивающей необходимую подачу вентилятора Q = 110 м³/с и давление H =1200 Па. Значение к.п.д. вентилятора изменилось при этом от ₁=0,65 до ₂=0,725, _Д=0,9, _С=0,95. Определить ожидаемую годовую экономию электрической энергии по шахте.

Решение.

Рассчитанная ожидаемая годовая экономия электрической энергии составит:

==215240 кВт?ч. (7.27)

8. Энергоаудит и энергосбережение

8.1 Общие положения

Вопрос о проведении энергоаудита предприятия обычно решается непосредственно с руководством организации, заинтересованной в повышении своей экономической эффективности. Первый контакт рекомендуется устанавливать непосредственно с ее ответственным руководителем.

Проводится начальное ознакомление с системой генерирования, распределения и энергопотребления на предприятии, выявляются места нерационального энергопотребления, оценивается потенциал энергосбережения, намечается состав бригады энергоаудита и оценивается объем предполагаемой работы. Как правило, энергообслуживающий персонал предприятия хорошо знает различие проектной и исполнительной схем энергоснабжения, нарушение правил эксплуатации установленного энергетического оборудования, ведущие к дополнительным потерям энергии, имеет свое видение решения проблемы энергосбережения. Персонал предприятия лучше всех знает сложившуюся реальную картину на предприятии и должен понять, что выявление нерациональных энергопотерь не приведет к штрафным для него санкциям. Энергоаудитор - представитель не карающей, а помогающей организации.

Собирается информация по энергопотреблению за прошедшие периоды времени. Сбор, и накопление информации рекомендуется производить с использованием стандартных форм.

Общее энергопотребление организацией различных энергоносителей (как правило, отражаемое в финансовой отчетности предприятия в разделе оплаты энергоносителей) разбивается по отдельным цехам, группам технологических процессов, отдельным основным процессам и установкам, видам продукции (как составляющие себестоимости). Этот ознакомительный этап завершается формированием таблицы энергопотребления. При этом используются стационарные средства учета предприятия, проводятся дополнительные измерения в узловых точках предприятия с помощью переносных приборов, используются расчетные методы.

Опытный энергоаудитор, которым, как правило, является специалист энергоснабженец, может быстро выявить места возможной экономии энергии по:

завышенным температурам уходящих газов и разогретых поверхностей, свидетельствующих о наличии плохой теплоизоляции;

низкому значению cosц асинхронного электропривода, свидетельствующему о его недогрузке и неэкономичном режиме работы системы.

Все выявленные возможности экономии энергии должны быть внесены в перечень рекомендаций с указанием приоритета на реализацию. Определяемому технико-экономическим расчетом.

Возможности решения по экономии ТЭР, имеющие более высокий приоритет по условию экономической эффективности, прорабатываются более детально технически, организационно и экономически. Отчет по энергоаудиту передается руководству предприятия.

Предварительно целесообразно провести его обсуждение с сотрудниками предприятия, которые имеют отношение по характеру их служебной деятельности к энергосбережению и реализации энергосберегающих предложений, учесть их критические замечания и получить их поддержку. Важно своевременно, без проволочек передать отчет, так как при переносе сроков принятия решения теряется эффект новизны и увеличивается вероятность принятия руководством отрицательного решения по реализации энергосберегающих мероприятий.

В настоящее время уже издано большое количество методической литературы по энергоаудиту. Не смотря на то, что многие методики существенно отличаются, порядок проведения энергетического обследования предприятия можно представить следующим образом:

-Энергоаудит электротехнических и электромеханических систем;

анализ системы электроснабжения и электропотребления;

анализ режимов работы трансформаторных подстанций;

анализ системы КРМ;

обследование основного электропотребляющего оборудования;

обследование системы освещения;

электробаланс и оценка потерь в системе электроснабжения.

- Энергоаудит теплотехнических и технологических систем;

анализ тепловых схем;

аудит котельной;

обследование систем отопления;

тепловой баланс;

анализ режимов работы холодильного оборудования;

анализ режимов работы систем водоснабжения и канализации;

обследование компрессорного оборудования, системы разводки сжатых газов.

Результаты труда «Энергоаудитора» во многом зависят от профессиональных навыков его специалистов.

Профессиональные навыки подразумевают знание технических, экономических и управленческих аспектов, а также техники безопасности.

Проблемой, как правило, является отсутствие на предприятиях внутреннего учета. Поэтому аудиторская организация должна быть оснащена комплектом портативного измерительного оборудования, позволяющего фиксировать фактическое энергопотребление без врезки в обследуемые системы и без остановки работающего оборудования.

Определив и решив общие вопросы энергоаудита, необходимо разобрать подробнее этапы его проведения.

8.2 Первый этап энергоаудита - оценка энергопотребления и затрат

Первый, ознакомительный этап энергоаудита посвящен знакомству с предприятием и сбору и анализу имеющейся на предприятия, полезной для энергоаудита, информации.

Определение текущего потребления всех энергоресурсов и затрат на них является необходимой исходной информацией. Она необходима для анализа проблем энергоиспользования и правильной расстановки приоритетов для достижения наилучших результатов энергоаудита.

Какая же информация потребуется и может быть полезной для энергоаудита.

Прежде всего, это потребление всех энергоресурсов по месяцам на протяжении последних 12 или более месяцев. Обычно такая информация представляется в табличном виде.

Вопрос о ценах на энергоресурсы является очень важным при проведении энергоаудита, особенно в условиях рыночных взаимоотношений между поставщиками и потребителями энергоресурсов. Правильный выбор поставщика и условия договора на поставку может сказаться на итоговой стоимости используемых энергоресурсов.

Не последнюю роль играет и выбор типа используемого энергоресурса, особенно в условиях нестабильных, часто меняющихся цен. Например, в последнее время на российском рынке появился большой выбор радиационных отопителей с прямым сжиганием газа. Во многих случаях переход от традиционных систем парового и водяного отопления на такие отопители дает значительную экономию в стоимости энергоресурсов.

При рассмотрении структур тарифов на энергоресурсы нужно учесть все факторы, которые в конечном итоге определяют, сколько предприятие платит за энергоресурсы:

изменение цены в течение года;

структура тарифа;

дифференцированные тарифные ставки;

штрафные санкции;

другие выплаты;

Наиболее сложной обычно является структура тарифов на электроэнергию, которая зависит от вида размера потребителя, региона.

Поскольку цены на электроэнергию являются комплексными, для оценки потенциала экономии в потреблении электроэнергии необходимо получить следующую информацию:

полная установленная мощность электрооборудования;

суточные графики нагрузки;

годовые (сезонные) изменения нагрузки;

средняя величина коэффициента мощности;

возможность комплексации реактивной мощности;

структура энергопотребления (технологические процессы, освещение и др.).

Для оценки эффективности использования энергоресурсов и наглядности представляемой информации могут быть получены различные типы удельных затрат.

В результате ознакомительного этапа энергоаудиторы должны иметь:

представление о предприятии и основных технологических процессах;

общую стоимость затрат предприятия на энергоресурсы. Важно не забыть расходы на воду, стоки и канализацию;

структуру затрат по энергоносителям;

сезонные изменения в потреблении энергоресурсов и их стоимости;

структуру цен на каждый энергоресурс.

Основной результат первого этапа - определение наиболее значимого энергоресурса в стоимостном выражении.

Основное правило, которого следует придерживаться при проведении энергоаудита - чем более высокая доля энергоресурса в общей стоимости, тем больше времени должно быть запланировано для определения эффективности его использования на предприятии.

8.3 Второй этап энергоаудита - оценка энергетических потоков

По результатам первого этапа энергоаудита мы знаем стоимость и потребление каждого энергоресурса на предприятии. Следующим логическим шагом будет определить, куда же идут энергоресурсы, как они используются.

Цели второго этапа энергоаудита «Оценка энергетических потоков»:

- определение для каждого энергоресурса наиболее значимых потребителей по затратам и объемам потребления;

- распределение потребления каждого энергоресурса по основным потребителям.

Чтобы правильно понять, где и для чего расходуются энергоресурсы, необходимо разобраться в производственных технологических процессах. Обычно это достигается путем обсуждения с руководством производственных цехов, мастерами и технологами, обследованием технологических линий предприятия и составлением схем (диаграммы) технологических процессов. Для каждого элемента такой схемы следует определить потоки энергоресурсов, сырья, продукции, промышленных стоков и потерь. Основываясь на имеющейся информации и визуальном наблюдении, оценить величину энергопотоков и потерь, а также составить перечень основных потребителей энергоресурсов (как для основных процессов, так и для вспомогательных).

Если для оценки энергетических потоков имеющейся информации недостаточно, необходимо использовать локальные счетчики, там, где они имеются, или специальное переносное оборудование для энергоаудита.

Часто небольшая экономия у крупного потребителя бывает более значительной (и достижимой), чем большая экономия у небольшого потребителя. Это не означает, что следует игнорировать небольших потребителей, но начальные усилия следует концентрировать на областях, наиболее вероятных для получения значительной экономии энергоресурсов.

После того, как удалось разобраться в основных технологических процессах, необходимо составить список основных потребителей энергоресурсов предприятия, чтобы на следующем этапе сосредоточиться на их детальном обследовании. Выявить основных потребителей.Наиболее крупными потребителями энергии на горных предприятиях обычно являются:

энергоемкие агрегаты основного технологического процесса (экскаваторы, угольные и проходческие комбайны, драги, технологические насосы и др.);

вентиляторные установки (главного проветривания и др.);

компрессорные установки;

водоотливные установки;

транспорт (подъемные и конвейерные установки, автомобильный транспорт и др.);

система освещения;

система отопления (котлы паровые и водогрейные и др.).

Для того, чтобы из составленного списка основных потребителей энергоресурсов выделить наиболее значимые и расставить приоритеты для их подробного обследования, необходимо знать их долю в общем потреблении.. Для оценки величин потребления отдельных потребителей смогут помочь некоторые полезные способы:

- анализ сезонных изменений в потреблении;

- проведение измерений;

- расчетный способ.

Сезонные изменения в энергопотреблении могут помочь отделить энергопотребление технологического процесса от потребления на отопление.

Расчет потребления часто сочетается с измерениями, оценкой и вычислениями. Поскольку всегда желательно, чтобы это было точным, как только практически возможно, неизбежно будут появляться неувязки. На данном этапе важны не столько точные величины потребления, сколько общая картина.

Помочь в определении доли отдельных потребителей может сезонное изменение в потреблении тепла или топлива.

Там, где нагрузка процесса относительно постоянна, оценка ее величины может быть получена путем измерения потребления топлива или энергии предприятием вне отопительного сезона. Если нагрузка технологического процесса непостоянна и хорошо коррелирует с выпуском продукции, то разделить потребление можно путем статического корреляционного анализа энергопотребления от выпуска продукции и температуры окружающего воздуха.

Энергетическая характеристика является результатом регрессионного анализа потребления пара, расходуемого на выпуск продукции.

Она рассчитана по данным за летний период, когда система отопления была отключена. Энергетическая характеристика ищется в виде линейной зависимости:

Q = k + a ? P, (8.1)

где Q - недельное потребление пара;

k - постоянный коэффициент, представляющий потребление, не связанное с выпуском продукции (система ГВС, разогрев, потери и т.п.);

а - коэффициент;

Р - выпуск продукции за неделю.

Зависимость потребления тепла, полученная на основе регрессионного анализа данных за весь рассматриваемый период, имеет два независимых параметра выпуска продукции и температуры окружающего воздуха.

Зависимость имеет вид:

Q = k + a ? P +b? (8-t), (8.2)

где Q, k, a, P- то же, что и в предыдущем случае,

b - коэффициент;

t - температура наружного воздуха.;

Использование сезонных изменений в потреблении возможно не только для тепла, но и для других ресурсов.

В производственном корпусе электроэнергия использовалась на технологические нужды (сварочные автоматы, краны и другое технологическое оборудование) и для питания электродвигателей вентиляторов, калориферов системы парового отопления корпуса.

Причем, вентиляторы включаются только в холодное время, когда в помещении недостаточно тепла от паровых радиаторов и естественной конвекции воздуха у калориферов. Поэтому долю электроэнергии, потребляемой калориферами, также можно определить по сезонному изменению потребления электроэнергии производственным цехом.

Пользуясь информацией, учитывающей сезонные изменения, можно определить доли электроэнергии, используемой производственным цехом в технологии и в системе отопления.

Очень часто на предприятии имеются технические счетчики энергоресурсов, которые не используются и показания которых не регистрируются. Особенно это касается счетчиков электроэнергии. Часто крупное оборудование имеет встроенные электросчетчики. Выявить их можно при первых обходах предприятия и при беседах с персоналом на производстве. Если организовать считывание этих счетчиков с необходимой периодичностью в течение суток или недели, то можно выяснить график нагрузки оборудования или участка, что является важной информацией для составления общего баланса энергопотребления предприятия и агрегатных балансов энергоемких потребителей.

Напомним, что целью второго этапа энергоаудита является определение наиболее значимого потребителя для каждого энергоресурса. С одной стороны, мы имеем значения годового и месячного потребления энергоресурсов, с другой стороны, список основных потребителей с необходимыми данными о них - мощности, режим использования и т.п.

Значение мощности (кВт) может быть получено из технической документации, считано с маркировки присоединенного электродвигателя, измерено или любым другим способом. Коэффициент загрузки можно оценить по показаниям установленных постоянных счетчиков или портативного прибора (токоизмерительные клещи, анализатор электропотребления). Часы работы в неделю и число недель в году можно получить из данных по производству или при обсуждении с персоналом.

Выявив основных наиболее энергоемких потребителей, необходимо оценить величину их энергопотребления более детально.

Необходимо составить агрегатные энергобалансы с учетом графика их работы, загрузки и т.п. Получит, по возможности, их энергетические характеристики, т.е. зависимости производительности агрегатов по основному технологическому процессу потребляемых энергоресурсов.

Энергетические характеристики основных наиболее энергоемких технологических механизмов могут быть получены на основе экспериментально - статистического метода в нормализованных условиях. Нормализованные условия предполагают комплектацию оборудования в соответствии с проектной документацией, техническую исправность механизмов и электрического оборудования, соответствие напряжения на зажимах электродвигателей требованиям ПУЭ. Энергетические характеристики определяются как статистические связи. Характер связи не противоречит условиям линейности, поэтому энергетические характеристики могут быть получены в виде линейных регрессионных уравнений:

W = a + b_п, (8.3)

Где W - значение потребленного энергоресурса;

П - производительность технологического механизма по основной продукции (для экскаватора, например, объем переработанной горной массы, м³ );

a , b - параметры уравнения регрессии.

В процессе обследования основных технологических агрегатов необходимо сформировать идеи о том, как можно улучшить эффективность их работы и снизить потери энергии.

Таким образом, в результате Второго этапа должны быть:

определены наиболее значимые потребители по затратам и объемам потребления для каждого энергоресурса;

определены их энергетические характеристики и составлены агрегатные балансы.

Заключение

В данном дипломном проекте были рассмотрены вопросы по электрификации и автоматизации технологических процессов применительно к условиям ГП «Торезантрацит».

В дипломном проекте были рассмотрены общая и специальная части. В общей части были рассмотрены: технология горного производства, охрана труда, механическое оборудование и технико-экономические показатели. В специальном вопросе были рассмотрены: автоматизированный электропривод, электроснабжение и электрооборудование, автоматизация, специальный вопрос, энергоаудит.

Были произведены различные расчеты и анализы, исходя, из которых были выбраны способы и мероприятия, обеспечивающие экономию электроэнергии на горном предприятии.