Авторизация
Наша группа Вконтакте
Наши партнеры
КРЫМ. СТРОЙИНДУСТРИЯ. ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ ВЕСНА — 2016
30 июл 00:28Технологии

Обследования электроустановок как средство оценки их энергоэффективности

Важной задачей энергосбережения является проведение энергетических обследований организаций с целью оценки эффективности использования энергетических ресурсов и снижения затрат потребителей на топливо- и энергообеспечение.

В соответствии с Федеральным законом Российской Федерации от 23 ноября 2009 года №261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации" обязательным энергетическим обследованиям подлежат организации, совокупные затраты которых на все виды топливно-энергетических ресурсов превышают 10 млн руб. за календарный год, а также организации с участием государства или муниципального образования.

Одним из важнейших составных частей энергетического обследования промышленного предприятия является проведение комплекса инструментальных обследований, которые позволяют получить недостающую информацию о характере энергопотребления по отдельным электроустановкам и подразделениям предприятия.

Данная статья является примером обследования энергоэффективности на базе ряда российских предприятий и приведена на сайте для помощи в определении необходимости проведения подобных исследований. В данной работе основное внимание уделено обобщению результатов инструментальных обследований систем электроснабжения и потребителей электроэнергии, которые проводились в последние годы на предприятиях различного профиля, таких, как ОАО «Саратоворгсинтез», ОАО «Саратовстройстекло», ОАО «Балашовский текстиль», предприятиях Приволжской железной дороги филиала ОАО «РЖД» и др.

При проведении обследований выполнялись следующие основные виды измерений: 1) измерения показателей качества электрической энергии (ПКЭ) на границе балансовой принадлежности (если имеется техническая возможность) и непосредственно у потребителей и 2) измерение электрических нагрузок (активной, реактивной, полной мощности, коэффициента мощности).

По результатам первого вида измерений устанавливается соответствие ПКЭ требованиям ГОСТ 13109-97. В случае отклонения ПКЭ от нормативных значений с помощью разработанной программы в системе MathCAD рассчитываются дополнительные потери в элементах системы электроснабжения (за счет высших гармоник и несимметрии токов и напряжений). На основе технико- экономического обоснования предлагаются мероприятия по ликвидации отклонения ПКЭ от допустимых значений за счет использования фильтро-компенсирующих устройств, симметрирования нагрузок и др.

Второй вид измерений (измерение электрических нагрузок) проводится по отдельным энергоемким установкам и на подстанциях при отсутствии штатных приборов учета электроэнергии с целью составления электрического баланса по электроустановкам, цехам и предприятию в целом.

Важной отличительной особенностью измерения нагрузок по отдельным электроустановкам является их проведение совместно с измерением параметров технологического процесса (расхода жидкости и воздуха для насосных и вентиляционных установок, температуры для электротермических установок и др.). Эти измерения дают ценную информацию для анализа электропотребления, оценки их энергоэффективности и выработки энергосберегающих мероприятий.

В качестве примера приведем некоторые мероприятия по экономии электроэнергии, разработанные на основе инструментального обследования одного из предприятий.

1. По результатам проведенных измерений с помощью электроанализатора "Ресурс-UF2M" установлено, что потребление реактивной мощности и коэффициент мощности электроустановок зрельников, сушильно - стабилизационных установок «Elitex», сновальных машинах существенно зависят от режима работы и изменяется в широких пределах. Так, например, коэффициент мощности этих электроустановок в течение суток колебался от 0,3 до 0,9.

Низкий коэффициент мощности приводит к дополнительным потерям электроэнергии в сети 0,4 кВ. Предложено для компенсации реактивной мощности и снижения потерь электроэнергии использовать имеющиеся на соответствующих цеховых подстанциях конденсаторные установки, но с дополнительной установкой автоматических регуляторов их мощности. Общий эффект за счет снижения потерь электроэнергии при автоматизации компенсации реактивной мощности составит 323 тыс. кВт*ч/год.

2. Проведенные измерения показателей качества электрической энергии на шинах РУ-10 кВ главной понизительной подстанции (ГПП) показали, что в целом по предприятию один из показателей качества электрической энергии (коэффициент 7-й гармонической составляющей фазных напряжений) выходит за пределы значений допустимых по ГОСТ 13109-97. Установлено также, что в точках подключения ряда электроустановок, например, зрельников, где имеются тиристорные преобразователи, коэффициент несинусоидальности фазных напряжений также превышает допустимую величину и достигает 11% (рисунок. 1).

Обследования электроустановок как средство оценки их энергоэффективности
Рисунок 1 – Коэффициенты несинусоидальности фазных напряжений

Несинусоидальность напряжения и тока оказывает отрицательное влияние на питающую электрическую сеть: появляются дополнительные потери в сети, электрических машинах и аппаратах, сокращается срок службы изоляции кабелей и электроустановок, ухудшается работа компьютеров, устройств автоматики, телемеханики и связи, затрудняется компенсация реактивной мощности с помощью батарей конденсаторов.

Для уменьшения этих потерь и снижения отрицательного влияния высших гармоник на работу электроустановок предложена установка силовых фильтров высших гармоник в сети 0,4 кВ, питающей нелинейную нагрузку (тиристорные преобразователи, используемые для регулирования напряжения, подаваемого на нагревательные элементы, частотные преобразователи приточной вентиляции).

3. В результате проведенных инструментальных обследований главного электропривода сновальных машин ткацкого производства установлено, что потребляемая активная мощность в трех фазах изменяется в интервале от 1 кВт до 3,5 кВт (рисунок. 2). Причем за один час наблюдается свыше 10-15 таких резких изменений нагрузки. Примерно 50% времени работы в смену основной электропривод машины работает с пониженной мощностью (на холостом ходу).

Обследования электроустановок как средство оценки их энергоэффективности
Рисунок 2 - Потребление активной и реактивной мощности электроприводом сновальной машины


Обследования электроустановок как средство оценки их энергоэффективности
Рисунок 3 - Потребляемая активная и реактивная мощность зрельником

Кроме того, при мощности основного приводного электродвигателя 7,5 кВт коэффициент его загрузки не превышает 47%. Таким образом, имеет место непроизводительный расход указанными электродвигателями, обусловленный их недогрузкой (около 129 тыс. кВт*ч/год).

Для снижения непроизводительного расходования электроэнергии, связанного с холостым ходом основного электропривода сновальных машины, предложено использовать ограничители холостого хода.

4. Энергоемкими потребителями электроэнергии в отделочном производстве являются зрельники – три установки мощностью по 244,9 кВт. К электроприемникам зрельника относятся главный электропривод с электродвигателем постоянного тока (8,4 кВт), вспомогательный привод с асинхронными электродвигателями (8,5 кВт), электронагреватели (228 кВт). Температура среды в рабочей камере в низкотемпературном режиме составляет 100-1060С, а в высокотемпературном режиме – 1800С за счет включения электронагревателей для получения перегретого пара.

Автоматическое регулирование температуры по секциям нагревателей осуществляется с помощью тиристорных преобразователей, изменяющих напряжение, подаваемое на нагреватели. С помощью специальных регуляторов выставляется минимальный (40-50 В) и максимальный уровень напряжения. Максимальный уровень зависит от требуемой по условиям технологии температуры.

Для определения эффективности работы электрического оборудования с помощью электроанализатора «Ресурс UF-2М» были проведены инструментальные обследования одного из зрельников. С помощью этого прибора были записаны нагрузочные характеристики машины и показатели качества электрической энергии в соответствии с ГОСТ 13109 – 97 за период с 8.40 до 11.40 ч . Результаты измерений представлены на рисунке. 3.

Как видно из графиков, потребление активной мощности происходит неравномерно. Наибольшая активная нагрузка составила около 92 кВт, что значительно меньше установленной мощности нагревательных элементов зрельника (228 кВт). Это объясняется тем, что некоторые элементы вышли из строя. Пониженная мощность нагревательных элементов приводит к увеличению времени нагрева до температуры, требуемой по условиям технологи и к снижению производительности установки.

Следует отметить, что установка необходимого уровня напряжения на нагревательных элементах производится вручную с помощью регулятора, это приводит к перерасходу электроэнергии за счет неточности установки. Так, например, из графика на рисунке 2 видно, что в течение примерно 30 мин из-за неправильной установки режима мощность нагревателей была завышенной (65 кВт вместо 42 кВт). В итоге только на одном зрельнике за смену непроизводительный расход электроэнергии по это причине составил W = (65 - 42) кВт*0,5 ч = 11,5 кВт*ч.

По минимальным оценкам годовой непроизводительный расход электроэнергии из-за неточности установки температуры на трех зрельниках с учетом трехсменной работы может составить 24,84 тыс. кВт*ч.

В этой связи для поддержания необходимых параметров технологического процесса по температуре нагрева и с целью снижения непроизводительного расхода электроэнергии целесообразно использовать автоматические температурные регуляторы, выполненные на современной элементной базе с непрерывным (плавным) регулированием напряжения, подаваемого на нагревательные элементы.

5. Комплексное инструментальное обследование насосных установок с помощью электроанализатора «Ресурс UF-2М» и ультразвукового расходомера «Взлет ПР» позволило разработать мероприятия по внедрению частотного регулируемого электропривода на насосных установках станции водозабора. Результаты расчета экономической эффективности при внедрении ЧРП на двух насосах приведены ниже.

Насос №1:
Потребляемая мощность при дросселировании - 185 кВт;
Потребляемая мощность при ЧРП - 64 кВт;
Экономия электроэнергии - 1062,1 тыс. кВт*ч/год;
Экономический эффект - 988,98 тыс. руб./год;
Инвестиции в установку - 627,0 тыс. руб;
Срок окупаемости инвестиций - 0,63 года.

Насос №2
Потребляемая мощность при дросселировании - 224 кВт;
Потребляемая мощность при ЧРП - 157 кВт;
Экономия электроэнергии - 588,8 кВт*ч/год;
Экономический эффект - 548,3 тыс. руб/год;
Инвестиции в установку - 627,0 тыс. руб;
Срок окупаемости инвестиций -1,14 года.

При общих инвестициях на установку частотных преобразователей в 1254 тыс. руб. экономия электроэнергии составит 1650,9 кВт*ч/год, а срок окупаемости – 0,81 года.

Таким образом, для оценки энергоэффективности электроустановок технологического назначения и разработки мероприятий по энергосбережению необходимо проведение комплексного инструментального обследования с измерением электрических нагрузок и параметров технологических процессов.

Рейтинг:
5
Добавить комментарий
Ваше Имя:
Ваш E-Mail:
  • bowtiesmilelaughingblushsmileyrelaxedsmirk
    heart_eyeskissing_heartkissing_closed_eyesflushedrelievedsatisfiedgrin
    winkstuck_out_tongue_winking_eyestuck_out_tongue_closed_eyesgrinningkissingstuck_out_tonguesleeping
    worriedfrowninganguishedopen_mouthgrimacingconfusedhushed
    expressionlessunamusedsweat_smilesweatdisappointed_relievedwearypensive
    disappointedconfoundedfearfulcold_sweatperseverecrysob
    joyastonishedscreamtired_faceangryragetriumph
    sleepyyummasksunglassesdizzy_faceimpsmiling_imp
    neutral_faceno_mouthinnocent
Вопрос:
От чего дают энергию солнечные батареи?
Ответ:*
Важно ваше мнение
Какая на Ваш взгляд самая перспективная технология в энергетике?