Обследование электрохозяйства промпредприятия является сложной комплексной задачей, направленной на выявление резервов экономии энергоресурсов и разработку рекомендаций и технических решений по их практической реализации.
Основными потребителями электроэнергии на промышленном предприятии являются:
- электропривод — до 70% от потребляемой электроэнергии;
- электротермические установки — до 30%;
- освещение — до 10%;
- электротранспорт — до 10%.
Методы обследования системы электроснабжения промпредприятия различны и зависят от глубины обследования, их продолжительности, использования диагностических приборов и пр. В связи с этим методы обследования можно условно разделить на 3 группы:
- Методы ускоренного обследования электрооборудования промышленного предприятия (цеха, участка);
- Методы углублённого обследования и анализа использования электроэнергии на пром.предприятии;
- Методика организации целевого энергетического мониторинга по реализации мероприятий и технических решений по экономии электрической энергии.
В данной статье рассматривается только методы углублённого обследования. К ним в первую очередь относятся:
- методы составления энергобалансов промпредприятия;
- методы установления нормативного расходования электрической энергии по видам оборудования.
Энергетический баланс является важной характеристикой состояния энергетического хозяйства предприятия и отражает полное количественное соответствие между суммарной подведенной энергией и суммарной полезной энергией и потерями.
Для составления и анализа энергобаланса в части электрохозяйства необходимо решение следующих основных задач:
- оценка фактического состояния электропотребления, выявление причин возникновения и определения величин потерь электроэнергии;
- выявление и оценка резервов экономии электроэнергии;
- разработка рекомендаций и технических решений по экономии электроэнергии;
- определение рациональных размеров электропотребления в производственных процессах и установках;
- определение требований к организации и совершенствованию учета и контроля расхода электроэнергии.
Главной целью углублённого обследования является выявление резервов экономии электроэнергии. При этом на первом этапе обследования можно сравнить фактические (текущие) удельные расходы электроэнергии с нормативными или наименьшими для анализируемого периода удельными (фактическими) расходами. Для такого анализа необходимо иметь:
- достоверный банк данных по нормам электропотребления, отвечающих условиям данного технологического производства;
- оперативную и достоверную текущую информацию о фактическом электропотреблении.
При решении задачи обследования электрохозяйства используется метод декомпозиции промышленного предприятия на отдельные элементы.
Принцип выбора того или иного элемента для обследования определяется уровнем электропотребления. Например, в первую очередь обследуется наиболее энергоемкий цех, пром.установка с максимальной электрической мощностью, наиболее энергоемкий с максимальными потерями узел промышленной установки. Существенную роль здесь могут играть экспертные оценки.
В качестве общих рекомендаций для специалистов, проводящих обследование, выделены следующие вопросы.
- Соблюдается ли регламент технологического оборудования, качества сырья, степень отладки системы регулирования?
Как показывают результаты обследования нерациональный расход из-за несоблюдения регламента работы технологического оборудования может достичь величины 4...20%.
- Рационально ли выбраны энергоносители?
Значительные резервы экономии для ряда энергоемких производст могут быть полезны при рациональном выборе энергоносителей.
Анализ использования энергоносителей заключается в сравнении фактических показателей энергоиспользования с нормативными или фактическими за прошедший год с аналогичными на других предприятиях.
Основными показателями эффективности энергоиспользования являются:
- КПД энергоустановки;
- КПД энергии;
- КПД энергии по отдельным видам и параметрам энергоносителя;
- удельный (фактический) расход энергоносителя.
В ходе анализа энергоиспользования на предприятии определяются и составляются сведения с аналогичными данными однородных предприятий. В результате формируются конкретные мероприятия по выбору или комбинированию энергоносителей. Это позволяет достигать минимума суммарных энергетических затрат при получении продукции с заданными характеристиками.
- Определены ли уровни нерационального расхода электроэнергии в зависимости от степени износа технологического и электрического оборудования?
Обследование показывает, что основной причиной нерационального расхода электроэнергии является физический и моральный износ электрического и технологического оборудования. В частности износ пружин клапанов компрессора дает годовой нерациональный расход dW электроэнергии, определяемый по выражению:
dW = ( 0,02 — 0,05 ) * P * T
где Р — номинальная мощность компрессора, кВт;
Т — годовой фонд работы компрессора, ч.
- Имеются ли резервы экономии электроэнергии за счет укрупнения и интенсификации работы оборудования?
В настоящее время в условиях снижения производства и снижения уровня электропотребления повсеместно наблюдается недогрузка оборудования.
Поэтому в качестве общего мероприятия может быть рекомендовано за счет внутреннего перераспределения электротехнического оборудования с Кз = 0,2...0,5 на оборудовании меньше номинальной мощностью и добиваться оптимальной величины Кз.
Оценка годового нерационального расхода электроэнергии, например, двигателя при его неполной загрузке производится по выражению:
dWэл = 0,1 * ( Pн — Рд ) * Т
где Т — время работы двигателя;
Рн — номинальная паспортная мощность двигателя, кВт;
Рд — реальная развиваемая двигателем мощность, кВт.
Для асинхронных двигателей эффективно применение автоматического частотно-регулируемого электропривода, дающего экономию электроэнергии не ниже 50...60%, что позволяет в среднем обеспечить срок окупаемости такой установки за 1...2 года. Особенно эффективны такие частотно-регулируемые приводы для вентиляторов и насосов.
В обобщенном виде оценка энергетического эффекта представлена в табл.
Еще большие резервы экономии энергии при совершенствовании общепромышленных систем, в частности, за счет реализации ряда конструктивных, режимных и схемных решений.
| NN п/п | Наименование предприятия | Оценка энергетического эффекта |
| 1. | Применение асинхронных приводов с частотным регулированием | 40...60% |
| 2. | Применение ограничителей холостого хода электроприводов | 10...14% |
| 3. | Замена электродвигателей приводов на меньшую мощность из-за явной недогрузки по мощности | 6...24% |
| 4. | Оптимизация установленной мощности электродвигателей с неравномерным графиком их нагрузки в течение производственного цикла | 8...12% |
| 5. | Реконструкция электроприводов допроектной производительности | 8...12% |
| 6. | Применение специальных систем рекуперации энергии для электроприводов с циклическим характером нагрузки при регулярных разгонах и замедлениях | 4...12% |
| 7. | Конденсаторная коррекция коэффициента мощности электродвигателя | 2...6% |
| 8. | Использование коммутируемых магнитных приводов с повышенными динамическими характеристиками | 4...6% |
Некачество электрической энергии — проблема для потребителей, решение которой имеет сегодня все большее значение наряду с некачеством тепла, воды, окружающей среды в целом.
Типичные проявления некачества электроэнергии — перегорание или тусклое свечение лампочек, перегорание предохранителей у электроприборов, перегрев и даже возгорание самих приборов, некачественная работа телевизоров, холодильников, компьютеров и другого электронного и электрооборудования, которыми все больше насыщается наш быт и работа.
Качество электроэнергии — это вопрос экономический и вместе с тем, сегодня это вопрос культуры производства и потребления — качества жизни общества.
Ухудшение качества электроэнергии принято связывать с отклонениями параметров электрической напряжения (здесь рассматриваются сети электропитания переменного тока 0,4 кВ) от номинальных значений.
В общем случае речь идет о:
- отклонениях от номинальных напряжений (220 В или 380 В),
- отклонениях от номинальной частоты переменного тока (50 Гц),
- изменении «номинальной» (синусоидальная) формы кривой напряжения;
- возникновении несимметрии фазных напряжений (для трехфазных сетей).
Детальное описание показателей качества (некачества) электрической энергии (ПКЭ) представлено в современной версии ГОСТ СНГ 13109-97 «Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения».
Ситуацию с показателями качества электрической энергии можно часто предвосхитить, если источник искажений собственно потребитель и только в том случае, если имеется точная схема электрохозяйства и описание нагрузок, а также в случае уверенности, что нет несанкционированных подключений к электрической сети. Эти условия практически редко выполняются, поэтому ПКЭ необходимо измерять.
Измерение ПКЭ — не самоцель. Собственно цель — найти и обосновать оптимальное решение по поддержанию качества электроэнергии на уровне, который оправдывал бы прогнозируемые издержки потребителя. Но это другая задача, в данном материале не рассматриваемая.
И в заключении хочется добавить, что все изложенные в статье мероприятия хороши каждый по своему, имеют положительную тенденцию при их внедрению. Но какие выбрать? Лучше это доверить специалистам.
Руководитель отдела энергоаудита Журавлёв Михаил
