Экономия электроэнергии в промышленности

Затраты на мероприятия по экономии топлива и электроэнергии в 2-3 раза ниже затрат на расширение топливно-энергетической базы страны. Экономия электроэнергии может быть достигнута путем при­менения энергосберегающих технологий и более совершенного обору­дования, повышения уровня эксплуатации и технического обслуживания

оборудования, производительности рабочих машин и электролитиче­ских процессов, уменьшения потерь в системе электроснабжения и электроприемниках, снижения электрических нагрузок в часы мак­симума нагрузки энергосистемы.

Совершенствование существующих и применение новых технологий является в настоящее время главным резервом экономии электро­энергии в промышленности. Например, удельный расход электроэнергии на производство алюминия сокращается за счет замены электролизеров с самообжигающимися анодами автоматизированными электролизерами с обожженными анодами. При внедрении автогенной плавки медно-никелевого сырья в агрегате непрерывного действия расход электро­энергии снижается более чем в 2 раза. При производстве магния при­менение бездиафрагменных электролизеров позволяет уменьшить удельный расход электроэнергии на 8—10%.

В химической промышленности значительное снижение удельных расходов электроэнергии связано с применением менее электроемких технологических процессов при производстве метанола, синтетических смол, слабой азотной кислоты и т. д. Выработка метанола переводится на природный газ и синтез-газ, внедряются новые бесконверсивные схемы с агрегатами единичной производительностью 750 тыс. т продук­та в год. Это позволит уменьшить удельный расход энергии в 2,6 раза по сравнению с традиционной технологией.

Электроснабжение и электрооборудование, основные решения по которым принимаются на стадии проектирования предприятия, в зна­чительной степени определяют эффективность использования электро­энергии в производственном процессе. Эффективность работы системы электроснабжения зависит от правильного определения расчетных на­грузок на различных ее уровнях и выбора номинальных напряжений внешнего и внутреннего электроснабжения, числа трансформаций электроэнергии, количества и мощности силовых трансформаторов на подстанциях, способов передачи электроэнергии, построения схем электрических сетей, уровня компенсации реактивной мощности и степени автоматизации учета и контроля расхода электроэнергии.

Так, например, для завода азотных удобрений с максимумом на­грузки 29 МВт при проектировании рассматривалось два варианта но­минального напряжения распределительной электрической сети 6 и 10 кВ. Расчеты показали, что напряжение 10 кВ позволяет снизить годо­вые потери электроэнергии в распределительной сети на 1,13 ГВт • ч.

Снижение потерь электроэнергии в действующих системах электро­снабжения может быть достигнуто, например, путем управления режи­мами электропотребления, регулирования напряжения, ограничения холостого хода электроприемников и т. п.

Рассматривая процесс передачи электроэнергии от источников пита­ния к электроприемникам с дальнейшим использованием ее в техноло­гическом процессе производства, весь расход можно подразделить на

полезно используемый и потери. Потери электроэнергии можно пред­ставить в виде составляющих: 1) в элементах системы электроснабже­ния (генераторах, трансформаторах, распределительной сети, цеховой электрической сети); 2) в электроприемниках (электродвигателях, нагревателях и других преобразователях электроэнергии); 3) в техно­логических аппаратах и установках.

К потерям приводит также неэффективное использование электроприемников в технологическом процессе или в отдельных подразделениях предприятия. Это потребление электроэнергии малозагруженными электроприемниками, которые можно отключить без ущерба для технологического процесса, работа электроприемников на холостом ходу, трансформаторов с малой нагрузкой.

Составляющие потерь электроэнергии классифицируются следующим образом: 1) номинальные потери, зависящие только от паспортных данных и параметров самих элементов; 2) эксплуатационные потери, обусловленные режимами работы источника питания и электроприем­ников, качеством электроэнергии, схемой электроснабжения, а также отклонениями технологического процесса от оптимального режима (нарушение оптимального режима плавки, сушки, перекачки и т. п.).

Нормирование электропотребления является первичной технической базой планирования электропотребления. Электропотребление нормиру­ется в виде удельных расходов электроэнергии на единицу выполненной работы. Под нормой удельного расхода электроэнергии понимают расход электроэнергии, необходимый и достаточный для выработки единицы продукции или для выполнения единицы работы в планируемых усло­виях производства и эксплуатации. Экономия электроэнергии являет­ся реальной только в тех случаях, когда фактический удельный ее расход соизмерим с прогрессивными нормами, разработанными на основе внед­рения в производстве новой техники и технологии, рациональной эксплуатации технологического оборудования и электроустановок.

Прогрессивные нормы удельных расходов электроэнергии опреде­ляются расчетными и экспериментальными методами технического нор­мирования, которые базируются на глубоком знании технологии и организации производства и учете достижений научно-технического прогресса. Широкая номенклатура выпускаемой продукции, много­образие технологических процессов в промышленности, разнотипность оборудования, различие в организационных структурах управления электрическим хозяйством предприятий приводят к тому, что для нормирования электроэнергии применяются натуральные, условные и стоимостные показатели.

Для энергоемких предприятий с небольшой номенклатурой выпус­каемой продукции нормирование электропотребления осуществляется путем отнесения расхода электроэнергии к 1 т готовой продукции или к единице ее объема. Так делается при производстве алюминия, чугу­на, стали, химических удобрений, кормовых дрожжей и другой про-

дукции. Значительно труднее нормировать электропотребление на машиностроительных предприятиях, которые характеризуются очень широкой номенклатурой выпускаемых изделий, требующих в про­цессе производства большого числа операций на различном станочном оборудовании. Для механических цехов использовались самые раз­нообразные единицы, к которым относился расход электроэнергии: 1 кг снятой стружки, 1 станко-час, 1 нормо-час и др. В настоящее время для предприятий с широкой номенклатурой выпускаемой продукции удельные расходы электроэнергии нормируются на рубль продукции. Фактические удельные расходы-нормы на один и тот же вид про­дукции в рамках одной отрасли различны. Анализируя данные удельно­го расхода электроэнергии на производство, например, кордной тка­ни, можно отметить, что расход электроэнергии предприятиями раз­личается более чем в 3 раза (при близком объеме выпускаемой про­дукции).

Различие удельных расходов электроэнергии определяется многи­ми первичными параметрами технологического процесса и операций, отражая техноценологические свойства электрики. К числу показате­лей отдельной операции, влияющих на удельный расход, относятся физико-химические, геометрические и весовые характеристики сырья, материалов и полуфабрикатов, используемых в производстве, и аналогичные характеристики продукции, получаемой в результате этой операции. Удельный расход электроэнергии зависит также от выхода годной продукции, размеров брака, объема незавершенного производства, загрузки оборудования и режима его работы.

Нормирование электропотребления предполагает наличие на пред­приятиях систем учета и контроля расхода электроэнергии. Такой учет и контроль должен быть дифференцирован по технологическим агрегатам, линиям, участкам цеха, цеха в целом и т. д. Это требует оснащения достаточным количеством контрольно-измерительных приборов и рационального размещения их в системе электроснабжения.

Мероприятия по экономии электроэнергии разрабатываются на каждом предприятии и направлены на интенсификацию работы элект­рического хозяйства и совершенствование управления им. Работа по рациональному использованию электроэнергии на действующих пред­приятиях будет эффективной только в том случае, если она подчинена определенной системе: учет и контроль расхода электроэнергии; нор­мирование электропотребления; разработка и реализация конкретных мероприятий по рациональному использованию электроэнергии и ее экономии. Обязательными элементами такой системы являются про­ведение разъяснительной работы среди рабочих и ИТР об основных пу­тях экономии электроэнергии на данном предприятии, оценка дея­тельности отдельных подразделений предприятия в работе по эконо­мии, премирование передовиков.

Эффективность использования электроэнергии зависит от характе­ра технологического процесса, поэтому мероприятия по экономии электроэнергии на каждом предприятии имеют свою специфику. Од­нако можно указать общие этапы реализации требований энергосбере­гающей политики, присущие всем предприятиям. Начать эту работу нужно с целевых обследований участков и цехов, которые осущест­вляются комиссией содействия экономии электроэнергии, создаваемой в цехе или на предприятии. Контроль за рациональным использованием электроэнергии осуществляется отделом главного энергетика, руково­дителями участков, цехов, предприятия.

Вопросы для самопроверки

1. Каковы назначение, организация, виды учета и расхода электроэнергии?

2. Обоснуйте необходимость анализа статистики по измерению пара­метров электропотребления для реализации энергосбережения в промышленности.

3. Какие счетчики электроэнергии и информационно-измерительные
системы применяются в системах электроснабжения?

4. Сформулируйте задачу регулирования режимов электропотреб­ления по уровням системы электроснабжения.

5. Рассмотрите механизм уплотнения графиков нагрузки и систем­ную оценку результатов регулирования параметров электропотреб­ления.

6. Назовите критерии оптимизации напряжения в цеховых электри­ческих сетях.

7. Какие основные формы отчетности по расходам электроэнергии
применяются в промышленности?

8. Расскажите о принципах составления энергобаланса (электро­баланса) предприятия.

9. Почему экономия электроэнергии и энергосбережение становят­ся важнейшими направлениями, решающими энергообеспечение
страны?

10. Каковы потери электрической энергии в действующих системах
электроснабжения и как они определяются?

11. Назовите и интерпретируйте ценологические ограничения на нормирование и лимитирование электроэнергии.

ГЛАВА ЧЕТЫРНАДЦАТАЯ