Электоэнергетические системы

   - коэффициент загрузки k_з , коэффициент использования k_исп  , а также коэффициент включения k_в. = τ_ф/τ_кал (соотношение фактически затраченного и календарного времени) На практике нередко коэффициент загрузки называют коэффициентом использования и наоборот. Соответственно и расчеты при подмене одного коэффициента другим неточны.

   Из  вышеприведенных формул следует, что коэффициент загрузки является показателем использования мощности {производительности) энергооборудования, отношением рабочей (фактически развиваемой) мощности энергетического оборудования к установленной, паспортной: 

                                       k_з, =∑  Р_р /∑N_у = Э_год/∑ N_у • τ_ф (5) 

Коэффициент использования  является интегрирующим показателем:

 
                                       k_исп=-k_з* k_в.                                                              (6) 

и показывает соотношение фактического подового энергопотребления к возможному: 

                                      k_исп = Э_год/∑ N_у • τ_кал                                          (7) 

где ∑ N_у • τ_кал — количество энергии, которое могло бы быть потреблено за год. если бы оборудование работало весь календарный фонд времени ( τ_кал) с максимальной загрузкой по установленной мощности (∑ N_у ).

   Потребление электроэнергии на цели освещения (W_осв , кВт.ч/год)рассчитывается по нормам освещенности f_осв , или кВт/м²), по размерам освещаемых производственных площадей (S_осв , м²) или по суммарной мощности светильников (Р_осв . кВт), умножаемой на время работы осветительных приборов (зависит от сезонности, продолжительности естественной освещённости —_Тосв , ч/год): 

                                  W_осв =∑ f_освS_освT_осв  (кВт· ч/год )                                 (8) 

                                  W_осв =∑ Р_освT_осв  (кВт· ч/год )                                       (9) 

   Аналогично  формуле (9) рассчитывается потребность в электроэнергии для привода оборудования в системах вытяжной и приточной вентиляции: 

                                  W_осв =∑ Р_вентT_вент  (кВт· ч/год )                                   (10) 

   Потребление тепловой энергии на санитарно-технические нужды(Q^год,  Гкал/год) на отопление (о), приточную вентиляцию (в), кондиционирование воздуха (к), санитарно-гигиеническое горячее водоснабжение (гв) — определяется исходя из среднегодовых устоявшихся нагрузок (Q_ср^час). известных за прошлые периоды, и времени работы этих систем (связанного с продолжительностью отопительного сезона — Т_ос): 

                                 Q_о^год = Q_ср-о^ч Т_ос (Гкал/год);                                    (11) 

                                 Q_в^год = Q_ср-в^ч Т_ос (Гкал/год).                             (12) 

   Кондиционирование воздуха осуществляется только летом, вне отопительного сезона (Т_кал –Т_{ос ,} где Т_кал — календарный фонд времени) 

                             Q_к^год = Q_ср-к^ч (Т_кал –Т_ос) (Гкал/год).                       (13) 

   Время работы систем санитарно-гигиенического горячего водоснабжения связано со сменностью работы предприятия или, для коммунальных нагрузок, с сезонностью потребления (Т_гв): 

                          Q_к^год = Q_ср-гв^ч Т_гв   (Гкал/год)                                   (14) 

   В проектной  работе, а также нередко и на действующих предприятиях годовое теплопотребление на сантехнужды рассчитывается по тепловым характеристикам отапливаемых помещений (q, ккал/[ч-м³· ̊ С|), объему этих помещений (V, м³ ),  температурам и соответствующему числу часов использования максимума нагрузки (h,ч/год): 

                          Q_о^год = q_oV_{o ̊}   ( t_вн  ̶ t^р_н-о )  _· h_o  (Гкал/год):                       (15) 

                       Q_в^год = q_вV_{в  ̊}   ( t_вн  ̶ t^р_н-в )  _· h_в   (Гкал/год).                        ( 16) 

   Потребление тепла на цели горячего водоснабжения определяется по нормам расхода на одного человека в год или и сутки и по количеству пользователей . При этом учитываются все расходы горячей воды на различные нужды — на душевые, в столовой н др., а для коммунально-бытового потребления также расходы воды во всех коммунальных предприятиях (банях, прачечных, торговых предприятиях, предприятиях общественного питания и т.п.). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

3. Организация работы по экономии энергоресурсов в промышленности  

   Наиболее  эффективно энергосбережение на предприятиях при комплексном решении технических, технико-экономических и организационных вопросов, относящихся ко всей энергетике предприятия — к системам энергоснабжения и энергоиспользования — и к управлению энергетическим хозяйством. Технико-экономические и организационные

проблемы заключены  в совершенствовании выполнения функций управления. 

   Основные  технические проблемы промышленной энергетики и пути их решения на предприятиях заключены в следующих направлениях:

   1. Замена оборудования (техническое перевооружение), видов энергии, энергоносителей, обрабатываемых материалов наиболее выгодными, имеющими лучшие технические, энергетические и технико-экономические показатели.

   2. Модернизация промышленного оборудования, особенно технологических аппаратов, с повышением полезного использования энергии в них и сокращением потерь, прежде всего энергетических.

   3. Интенсификация производственных процессов с повышением загрузки технологического оборудования и соответственно снижением удельных энергозатрат на единицу продукции, полупродукта, сырья, обрабатываемого материала, на работу или операцию.

   4. Введение дополнительных устройств — дооборудование технологических энергоиспользующих установок и процессов при улучшенном оснащении, установке дополнительного, в том числе вспомогательного оборудования, приборов и автоматики для оптимизации производства и сокращения удельных энергозатрат.

   5. Изменение рабочих параметров оборудования и энергии с целью улучшения технико-экономических показателей производственных процессов.

   6. Улучшение использования энергии внутри технологических энергоиспользующих установок, сокращение прямых потерь и соответственное повышение КПИ.

   7. Улучшение использования вторичных энергетических ресурсов.

   8. Повышение надежности энергоснабжения и работы энергооборудования с целью предотвращения аварийных остановов и простоев, связанных с материальными и энергетическими потерями. 

   Эти направления  относятся к конкретным элементам энергетики промышленного предприятия в системах энергоснабжения и энергоиспользования, где в энергетическое хозяйство предприятия входит все энергоснабжение и частично энергоиспользование -  энергоприемники технологических установок, обслуживаемые энергетиками. 

   С помощью таблиц может быть намечен достаточно полный перечень энергосберегающих мероприятий исходя из технического состояния и сегодняшних характеристик экономичности, по каждой единице энергооборудования, в каждом элементе промышленной энергетики на данном предприятии. 

   Технико-экономические  расчеты, которые могут проводиться по методическим положениям, позволят определить экономический эффект каждого мероприятия По величине этого эффекта, а также по различным экономико-технологическим соображениям (наличия средств, оборудования, возможности остановки производства и др.) следует ранжировать намеченные мероприятия по очередности и срокам их выполнения, т.е. составить перспективный план энергосбережения.

   Наиболее  эффективна замена старого оборудования на новое, прогрессивное и экономичное, т.е. техническое перевооружение, затрагивающее основное производство и энергетику предприятия и требующее солидных инвестиций. Другие направления энергосбережения, хотя в большинстве случаев менее эффективны, но и менее капиталоемки, и могут реализоваться собственными силами. 

   Экономическая сущность технического перевооружения — компенсация физического и морального износа оборудования. Замена изношенного оборудования не требует обоснования, поскольку оно снижает надежность работы, требует повышенных затрат на ремонтное обслуживание и имеет низкие эксплуатационные характеристики. Оценка морального износа значительно сложнее, и замена оборудования по этому показателю требует экономического обоснования. Замене могут подлежать также:

   виды  энергии при выборе наиболее рационального энергоносителя для производственных процессов;

   способ  передачи энергии из энергоприемника в технологический аппарат (например, замена редуктора, регулирующего число оборотов, на тиристорный электропривод);

   вид и  качество материала с целью снижения энергозатрат на его обработку (например, повышение концентрации растворов, дробление или агломерирование материалов, применение пластмасс вместо металлов и др.). 

   Модернизация  энергетического и технологического оборудования также компенсирует моральный износ, ее эффективность иногда выше, чем перевооружения, за счет существенно меньших капитальных затрат и при осуществлении сыт и ми силами. Ее эффективность может рассчитываться по величине экономии энергоресурсов, а также при снижении других эксплуатационных затрат. 

   Интенсификация  производственных процессов должна выражаться в увеличении производительности установок без существенных изменений конструкции за счет либо ускорения технологических и других производственных процессов, либо их лучшей организации, либо при использовании прогрессивных материалов. Как правило, интенсификация процессов должна вести к повышенному, ускоренному физическому износу оборудования. что оправдано, если уравниваются сроки физического и морального износа, но может привести к быстрому выходу оборудования из строя, если   интенсификация не сопровождается усиленной профилактикой и повышенным ремонтным обслуживанием. Экономическим выражением ее эффекта должно быть снижение себестоимости выпускаемой продукции за счет уменьшения условно-постоянных расходов. 

   Введение  дополнительных устройств для повышения производительности или улучшения режимов связано с совершенствованием производственных процессов при таких вариантах его реализации:

   1) установка дополнительного оборудования (основного или вспомогательного) для упорядочения производственного процесса, «расшивка узких место, лимитировавших общую производительности участка, цеха, предприятия;

   2) установка дополнительного энергетического оборудования и устройств для улучшения энергообеспечения потребителей, в том числе для повышения качества (надежности) энергоснабжения — местная, локальная реконструкция энергохозяйства;

   3) установка устройств, управляющих процессами основного и энергетического производства, в том числе при выработке, передаче и потреблении энергоресурсов, оптимизирующих их и сокращающих потери и затраты энергии — автоматизация процессов, улучшение приборного учета введение устройств местного или централизованного контроля и регулирования и т.п.

   В первом и втором вариантах энергоэкономическая  оценка может производиться так же, как при модернизации оборудования, в третьем случае — как для интенсификации производственных процессов. 

   Изменение параметров оборудования и энергии должно привести к интенсификации производства, и экономическая оценка приводится по тем же показателям. Для основного технологического оборудования это возможно как по интенсивности (увеличение загрузки, заполнение аппаратов, повышение скорости процессов), так и по экстенсивности — для периодических процессов увеличение времени работы, снижение простоев, в том числе под загрузкой и выгрузкой, сокращение холостых ходов и т.п.). Изменение параметров в энергетике предприятия связано либо с увеличением загрузки энергооборудования, например двигателей, либо с повышением параметром энергии, в частности, давно предлагаемый перевод внутризаводского электроснабжения на напряжение 660 В, либо с изменением схем преобразовании энергии — тиристорные преобразователи частоты тока взамен мотор-генераторов. В ряде случаев для производственных процессов выгодно изменять вид энергии, тогда оценка может проводиться как при модернизации оборудования или как при выборе наиболее рациональных энергоносителей.