Енергозбереження на виробництві: проблеми та шляхи їх вирішення

Размещено на http://www.allbest.ru/

Реферат з теми:

«Енергозбереження на виробництві: проблеми та шляхи їх вирішення»

Енергозбереження на виробництві: проблеми та шляхи їх вирішення

Електроенергія є одним з найважливіших продуктів у індустріальному суспільстві. Дослідження показали, що середній прибуток, тривалість життя та інші важливі фактори рівня життя пов'язані зі споживанням електроенергії на душу населення в окремому регіоні чи в країні в цілому. Як і всі природні ресурси, енергетичні ресурси можуть виснажитися, тому важливо заощаджувати якомога більшу кількість енергії.

Збереження електричної енергії є важливою частиною загальної тенденції щодо захисту навколишнього середовища.

Мета даної роботи - виявлення причин нераціонального використання електроенергії на підприємствах гірничо-металургійного комплексу та аналіз основних напрямків роботи в питаннях енергозбереження на ГЗК.

Можна виділити наступні напрямки економії електричної енергії на виробництві:

економія електроенергії зменшенням її втрат;

енергозбереження засобами електроприводу;

економія електроенергії методами компенсації реактивної потужності;

економія електроенергії при експлуатації електрообладнання.

Рис. 1 - Напрямки енергозбереження на виробництві

Основний спосіб зниження споживання електроенергії - її економія за рахунок зменшення втрат електроенергії в системах електропостачання (трансформаторах, лініях), а також за рахунок раціоналізації та вдосконалення технологічного процесу споживання електроенергії електродвигунами.

Зменшення втрат електроенергії в трансформаторах можна досягти шляхом правильного вибору числа потужності трансформаторів; раціонального режиму їх роботи; виключення холостого ходу при малих навантаженнях.

Для зменшення втрат в лініях живлення необхідно зменшити протікаючий через них струм. Це можливо при використанні резервних та паралельно працюючих ліній, а також при підвищенні напруги в мережі.

Особливе значення для економії електроенергії мають питання зниження електричного навантаження цеху в години максимуму енергосистеми.

Енергозбереження в електроприводі є частиною загального процесу ефективного використання електроенергії і визначається трьома процесами:

енергоспоживанням;

енерговикористанням споживаної енергії;

енергоуправління процесу енергоспоживання.

На рис. 2 ми бачимо основні шляхи реалізації енергозбереження засобами промислового електроприводу.

Рис. 2

На сучасних металургійних та гірничорудних підприємствах значну долю складають теплоенергетичні установки, насосні агрегати, а також технологічне та допоміжне устаткування, де в електричному приводі машин та механізмів застосовують асинхронні двигуни з короткозамкненим ротором потужністю від декількох до сотен і тисяч кіловат.

Суттєвою альтернативою при керуванні технологічними процесами в агрегатах з асинхронними приводами може бути регулювання швидкості їх двигунів. З позиції теорії електричних машин та електропривода основним і найбільш економічним способом регулювання швидкості асинхронного двигуна є частотне керування ним. Для реалізації частотного способу регулювання швидкості застосовують перетворювачі частоти

Рис. 3 - Структурна схема частотного перетворювача: 1 - фільтр вхідний; 2 - випрямляч; 3 - інвертор (АІН); 4 - фільтр вихідний; 5 - джерело живлення; 6 - мікропроцесорний контролер (МК); 7 - пульт керування

Основу перетворювачів складає трифазний інвертор напруги (АІН) з широтно-імпульсною модуляцією (ШІМ). Система керування перетворювача виконана на базі програмованого мікропроцесорного контролера (МК).

Зазначені частотні перетворювачі мають значну кількість вільно програмованих автоматично виконуваних функцій, з яких для енергетичних і технологічних агрегатів представляють інтерес і можуть використовуватися:

частотні пуск та зупинка двигуна з оптимальними за часом розгоном та гальмуванням;

регенеративне гальмування двигуна;

реверс двигуна;

забезпечення заданої діаграми швидкості з кількістю ступенів регулювання не менше 16;

автоматична ідентифікація параметрів двигуна;

повне керування моментом у всьому діапазоні частот;

дистанційне оперативне керування перетворювачем і двигуном;

самодіагностика та діагностика стану двигуна;

електричний захист перетворювача та двигуна.

На базі частотних перетворювачів можуть бути реалізовані системи регулювання швидкості наступних об'єктів:

насосних агрегатів води в системах водо- та теплопостачання, допоміжного обладнання котелен, ТЕС, ТЕЦ;

вентиляторів та димососів;

піскових та пульпових насосів в технологічних лініях збагачувальних фабрик;

конвеєри, транспортери;

ліфтове та кранове обладнання;

дробарки, млини, мішалки;

центрифуги різних типів;

приводи бурових верстатів;

екскаваторне обладнання.

Основний ефект від застосування частотних перетворювачів в системах регулювання - економія електроенергії.

Економія електроенергії при змінних графіках навантажень з використанням регульованого електропривода для насосів в середньому складає 50 - 75% від потужності, яку споживають насоси при дросельному регулюванні. Аналогічна картина має місце при регулюванні вентиляторів.

Застосування частотного пуску конвеєрів дасть можливість знизити на 20 - 30% потужність двигуна конвеєра.

Застосування частотних перетворювачів, окрім економії електроенергії, дає ряд додаткових переваг, наприклад:

плавний пуск і зупинка двигуна виключає шкідливу дію перехідних процесів (гідравлічний удар);

пуск двигуна здійснюється при струмах, обмежених на рівні номінального значення, що підвищує довговічність двигуна, знижує вимоги до потужності мережі живлення та потужності комутуючої апаратури;

реалізація систем регулювання параметрів регульованого технологічного обладнання;

можлива модернізація діючих технологічних агрегатів без заміни основного обладнання і практично без перерв в його роботі.

Ще один з напрямків економії електроенергії - це компенсація реактивної потужності, яка дає можливість отримати значну економію енергетичних ресурсів і є частиною вирішення загальної проблеми підвищення ККД роботи систем електропостачання та поліпшення якості електроенергії.

Найбільш дієвим і ефективним способом зниження споживаної з мережі реактивної потужності є застосування установок компенсації реактивної потужності (конденсаторних батарей, синхронних двигунів і синхронних компенсаторів).

Компенсуюча здатність синхронного двигуна (млина чи землесоса) визначається навантаженням на його валу, напругою, підведеною до його затискачів, та струмом збудження.

Так наприклад, на пульпонасосних станціях ІнГЗК регулюванням струму збудження синхронних двигунів насосів та землесосів підтримують струм статора на мінімальному рівні, що призводить до підвищення коефіцієнту потужності на 0,01. Економія електроенергії при цьому складає:

для насосного агрегату Рн = 1000 кВт

кВтгод

для насосного агрегату Рн = 1600 кВт

кВтгод

Всього за рік економія електроенергії за рахунок регулювання струму збудження складає:

кВтгод

При використанні для компенсації реактивної потужності конденсаторних установок, їх режим роботи повинен виключати можливість роботи підприємств із випереджальним коефіцієнтом потужності. У зв'язку із цим найдоцільнішим є застосування автоматичного регулювання потужності конденсаторних установок з використанням регулятора коефіцієнта потужності DCRK / DCRJ - це цифровий пристрій, який виконує функції контролю і регулювання реактивної потужності системи і здійснює зчитування показів коефіцієнта потужності з високою точністю, на яку не впливають зміни властивостей електронних компонентів.

Рис. 4 - Мікропроцесорні контролери

Коефіцієнт потужності системи регулюється групою перемикаючих конденсаторів виходячи з розрахованої реактивної потужності системи своєчасно і точно. Результатом є суттєве зменшення кількості перемикань і більш ефективне використання конденсаторних батарей.

Серед сучасних конденсаторів увагу привертають конденсатори для компенсації реактивної енергії фірми DUCATI energia, які виготовлені за технологією МКР-металоплівкові конденсатори і обладнані захистом від розриву корпусу.

Рис. 5 - Конденсатори

Крім природної та штучної компенсації реактивної потужності на підприємстві повинні передбачатися технологічні режимно-експлуатаційні заходи по зниженню втрат електричної та теплової енергії; виконання яких необхідно погоджувати з усіма виробничими службами. Найбільш досконалим є впровадження енергозберігаючої безвідходної технології, підсилення режиму економії.

Проблема енергозбереження в освітлювальних установках набула особливого значення. Проблема пов'язана з безперервним зростанням масштабів використання електроенергії на освітлення. На освітлення витрачається до 20% всієї електроенергії, що використовується.

Нераціональне використання електроенергії пов'язане перш за все з тим, що значна група світильників для промислового освітлення має низький ККД і малоефективний розподіл сили світла. Для вирішення енергетичних і економічних проблем, пов'язаних з електричним освітленням необхідно значно підвищити ефективність використання електроенергії в освітлювальних установках.

Вирішення цих проблем зводиться до рішення чотирьох основних задач:

вдосконалення засобів освітлення за рахунок використання прогресивних джерел світла;

вдосконалення способів освітлення за рахунок впровадження нових принципів проектування та нормування освітлення;

поліпшення експлуатації освітлювальних установок;

стимулювання споживачів електроенергії за використання енергозберігаючих джерел світла.

Вдосконалення засобів освітлення проводять в два етапи.

Перший етап - заміна в освітлювальних установках світильників з лампами розжарювання на світильники з газорозрядними лампами (люмінесцентні ЛЛ, ДРЛ). Як бачимо, при використанні газорозрядних ламп економія електроенергії складає 45%-71%.

Рис. 6 - Економія електроенергії за рахунок переходу на ефективні джерела світла: ЛР - лампи розжарювання; ДРЛ - дугові ртутні лампи; ЛЛ - люмінесцентні лампи; МГЛ - металогалогенні лампи; НЛВД - натрієві лампи високого тиску

Другий етап - розробка, освоєння та застосування в освітлювальних установках (ОУ) нових джерел світла з високоінтенсивними енергоефективними лампами, ПРА зі зниженими втратами та з електронним ВЧ ПРА.

При використанні ефективних засобів освітлення, витрати електроенергії можна знизити майже вдвічі.

Широкого застосування набувають компактні люмінесцентні лампи КЛЛ - сучасні джерела світла, які об'єднують в собі довговічність, економічність та якість світла люмінесцентних ламп з невеликими розмірами та зручністю використання ламп розжарювання (завдяки цоколю Е27).

Лампи КЛЛ мають переваги:

7 років служби при 3-годинному використанні щоденно;

забезпечують економію понад 75% електроенергії порівняно зі звичайними лампами розжарювання;

дають більше світла і менше тепла, перетворюючи до 25% споживаної електроенергії в світло, в той час як лампи розжарювання 5% в світло, а 95% в тепло;

відсутній ефект миготіння при включенні та під час роботи, притаманний люмінесцентним лампам;

не сприймають перепадів напруги в мережі.

Одна лампа КЛЛ потужністю 18 Вт замінить звичайну лампу потужністю 90 Вт, забезпечуючи еквівалентну освітленість. За 8000 годин лампа КЛЛ використовує 144 кВтгод електроенергії, в той час як звичайна лампа 720 кВтгод.

Велике поширення прожекторного зовнішнього освітлення територій кар'єрів, пояснюється тим, що експлуатаційний догляд за прожекторами при їх зосередженому розміщенні на щоглах значно простіший догляду за світильниками, розміщеними по всій освітлюваній території. Вартість експлуатації установок прожекторного освітлення великих територій в 2 - 3 рази менше витрат на експлуатацію установок з більш досконалими світильниками. Широко застосовуються для зовнішнього освітлення прожектори ККУ01х20000 з ксеноновими лампами типу ДКсТ20000.

ВАТ «Ватра» пропонує освітлювальну установку, яка складається з прожекторів ЖО07-400 та ЖО07-1000 та значно підвищує якість освітлення. Крім того впровадження цих установок дає можливість:

скоротити загальну споживану потужність освітлювальної установки в 4 рази (з 48 кВтгод до 12 кВтгод - рис.7), що крім економії повністю виключить різкі перепади напруги в мережі, які присутні в періоди пуску-відключення ксенонових ламп великої потужності;

зменшити витрати на заміну ламп, що вийшли з ладу в 6 разів (рис. 8);

енергозбереження люмінесцентний лампа перетворювач

Рис. 7 - Споживана потужність ОУ (квтгод)

Рис. 8 - Витрати на заміну ламп

використання декількох освітлювальних приладів забезпечить стабільність та рівномірність освітлення;

використання в прожекторах двохгорілкових ламп забезпечить миттєве запалення резервної горілки лампи після збоїв електроенергії;

застосування в прожекторах двохгорілкової лампи продовжить термін служби прожектора до 55 000 год (ККУ01 - 800 год);

економити засоби підприємства на загальних експлуатаційних витрат ОУ - понад 20814 грн щорічно (рис. 9).

Рис. 9 - Економія засобів підприємства

При освітленні великих приміщень (площею понад 500 м2) та при освітленні прожекторами необхідно передбачати дистанційне автоматичне або ручне керування штучним освітленням, що дає можливість: своєчасно вмикати та вимикати (частково чи повністю) освітлювальні пристрої на початку та в кінці роботи з урахуванням графіка дії виробничого устаткування. Економія електроенергії при цьому близько 10ч15%.

Як бачимо існує цілий ряд напрямків збереження електроенергії. І який з них доцільно вибрати залежить від специфіки та можливостей підприємств. Оптимальним же варіантом є поєднання усіх напрямків роботи в питаннях енергозбереження на гірничо-збагачувальних підприємствах.

Размещено на Allbest.ru