Экономия и нормирование электроэнергии на промышленных предприятиях

     Экономия  электроэнергии при эксплуатации осветительных  установок 

     Важнейшее значение для экономии электроэнергии в осветительных установках имеют их правильная эксплуатация и ремонт. Службой главного энергетика должны составляться планы и графики осмотров, чисток, замен ламп и планово-предупредительного ремонта осветительных установок и осуществляться контроль за их выполнением.

     Обширная группа мероприятий по экономии электроэнергии связана с правильной эксплуатацией и ремонтом осветительных установок. Важнейшие из них — разработка и внедрение методов и устройств для своевременной очистки светильников и замены изношенных ламп, значение которых для рационального расхода электроэнергии на освещение чрезвычайно велико.

     Сокращение  продолжительности горения ламп дает прямую экономию электроэнергии, к этому направлены мероприятия  по максимальному использованию  естественного освещения, правильному устройству управления освещением, применению автоматического и программного управления освещением.

     Правилами технической эксплуатации электроустановок (ПТЭ) предусмотрено, что очистка  ламп и светильников производится в  сроки, определяем, ответственным за электрохозяйство, в зависимости от местных условий. В Правилах устройства электроустановок (ПУЭ) и ведомственных инструкциях имею, указания о рекомендуемой периодичности чистки светильников. Потерн светового потока резко возрастают от загрязнения светильников.

     Для обеспечения экономичной эксплуатации применяемые светильника должны допускать легкий съем всех загрязняющихся частей — защитных стекол, отражателей, рассеивателей, патронов для их очистки  в стационарных условиях мастерских.

     Должны  быть в деталях проработаны процессы замены съемных деталей светотехнической арматуры чистыми и очистки грязных деталей и мастерских с применением специальных моющих составов и средств механизации. В эксплуатации должен иметься обменный фонд не менее 5 - 10% съемных деталей, находящихся в осветительных установках.

     Следует устранять одну из главных причин неудовлетворительной эксплуатации светильников — трудность доступа к ним. Особенно это касается цехов высотой  более 4 м, где остро стоят эти  вопросы. Наиболее удобны для обслуживания осветительных установок стационарные устройства, в том числе: технические этажи (устраиваемые для различного рода коммуникаций, вентиляции, кондиционирования воздуха), площадки, специальные электротехнические мостики.

     Поддержание номинальных уровней напряжения в осветительной сети

     Колебания напряжения приводят к перерасходу  электроэнергии. Напряжение на выводах  ламп не должно быть выше 105% и ниже 85% номинального напряжения. Снижение напряжения на 1% вызывает уменьшение светового  потока ламп: накаливания — на 3 - 4%, люминесцентных ламп — на 1,5% и ламп ДРЛ — на 2,2%.

     Одной из основных причин, вызывающих значительные колебания напряжения в осветительной  сети промышленных предприятий являются пусковые токи крупных электродвигателей, установленных на агрегатах с тяжелыми маховыми массами, прессах, компрессорах, молотах и др. Значительно повышается напряжение в электросети промышленных предприятий в ночное время, когда остаются выключенными на ночь компенсирующие устройства. Колебание напряжения вызывается также изменением силовой нагрузки в течение суток.

     Для устранения влияния колебаний напряжения на эффективность осветительной  установки применяются отдельные  трансформаторы для осветительной  нагрузки и компенсирующие устройства, включаемые и отключаемые строго но суточному графику.

     В последнее время для стабилизации напряжения в осветительных установках находит применение автоматическое регулирование напряжения. Для промышленных осветительных электросетей разработаны  и широко применяются автоматическое регулирование напряжения с помощью вольтодобавочных трансформаторов и включение в сеть дополнительной индуктивности.

     2.4. 10 способов экономии электроэнергии в электрических печах

            1. Систематический  контроль изоляции температуры  электрической печи путем проверки температуры внешнего покрова стенок при установившемся температурном режиме печи с последующим устранением дефектов изоляции. это дает экономию электроэнергии до 30%.

     2. Улучшение герметичности электропечей, устранение неплотностей в загрузочных дверцах, отверстиях для термопар, кирпичной кладке и т. п. Установка асбестовых ширмочек по габаритам обрабатываемых изделий в методических печах.

     Иллюстрацией  потерь всякого рода отверстий и  неплотностей служат средние потери на излучение 1 м2 отверстия при различных температурах в электрической печи:

     Температура в печи, гр. С (потери в печи на 1 м2 отверстия, кВт) - 600 (17), 700 (26), 800 (36), 900 (55).

     Устройство  педального механизма для открывания крышки печи при взятии порции расплавленного металла на электроплавильных печах для плавки алюминия и других легких металлов, что обеспечивает сокращение времени «вредного» открывания крышек, а следовательно, и связанных с этим потерь тепла.  

     3. Окрашивание кожуха электропечей  алюминиевой краской, что даст экономию электроэнергии до 4 - 6% значения тепловых потерь.

     4. Максимальное использование рабочего  объема электропечи за счет  плотной кладки одинаковых деталей,  совместной обработки различных  деталей, усоврешенствование конструкций  загрузочных приспособлений,  правильного распределения деталей по форме и размерам между электропечами с целью обеспечения максимальной массы садок.

     Использование электропечей с загрузкой менее 70% их паспортной мощности запрещается. Перечисленные мероприятия обеспечивают уменьшение удельного расхода электроэнергии на термообработку и повышают производительность печей.

     5. Применение автоматического регулирования  температуры электрических печей.  Снижение расхода электроэнергии  на выработку тепла при этом  происходит до 25%.

     6. Применение электрических печей  с переменным рабочим объемом  (с подвижным сводом). Для изменения  рабочего объема печи в зависимости  от количества обрабатываемых  изделий свод печи выполняется  подвижным. Движение свода осуществляется  специально приспособленной лебедкой. При этом достигается экономия электроэнергии до 25% и сокращение до 40% времени первоначального разогрева печи при спущенном своде.

     7. Уменьшение массы и размеров  загрузочной тары электрической  печи. Облегчен корзин, ящиков и  другой загрузочной тары за счет как уменьшения габаритов, так и совершенствования конструкции. Масса загрузочной тары не должна превышать 10% массы полной садки. Выполнение эти дает снижение расхода электроэнергии на 10—15% на 1 тонну обрабатываемых в электропечи изделий.

     8. Сушка изделий инфракрасными  лучами. Система инфракрасных ламп  встраивается в сушильный шкаф  или другое приспособление, размеры  и конфигурация которых зависят  от потребностей производства. Способ  сушки инфракрасными лучами (особенно  для лакокрасочных покрытий) имеет существенное преимущество перед обычным способом сушки, так как инфракрасные лучи, проникая сквозь слои краски, нагревают поверхность изделия. Таким образом, процесс сушки начинается с нижних слоев покрытия, что значительно сокращает время сушки и улучшает качество окрашенной поверхности. Экономия электроэнергии при этом доходит до 30 — 40%.

     9. Применение подогрева селитровых, соляных, масляных и других  ванн трубчатыми, нагревательными  элементами, опущенными непосредственно  в обогреваемую среду, взамен подогрева ванн нихромовыми спиралями, размещенными в футеровке наружных стен ванн. Это дает экономию электроэнергии до 40%.

     10. Улучшение режима использования  высокочастотных нагревательных  установок за счет:

     а) применения многоочковых индукторов.При этим обработка детали производится одновременно в нескольких местах и экономия электроэнергии доходит до 35 - 40%,

     б) применения централизованного питания  закалочных станков (возможно только при  протяженности сети высокой частоты  не более 200—300 м, т. к. увеличение протяженности вызывает большие потери электроэнергии). При этом необходимо автоматическое управление станками, так как работа каждого станка должна быть согласована с работой остальных, питаемых от данного генератора. Экономия электроэнергии достигает 60%,

     в) применения многопостовых закалочных станков. При этом на станке устанавливаются  два индуктора с раздельным питанием их током высокой частоты. Во время  обработки детали на первом индукторе  заранее устанавливается деталь на втором. Экономия электроэнергии достигается при этом сокращением межоперационного времени.

     3. Опыт экономии электроэнергии на примере США.

     Во  всем мире на наружное, бытовое и  производственное освещение затрачивается  значительная часть производимой электроэнергии. В ниже следующей таблице приведены данные по годовому расходу электроэнергии для целей освещения (в абсолютных единицах и в процентах от производимой в стране электроэнергии) в некоторых развитых странах мира и России.

      СТРАНА Млрд. кВт*ч %

      РОССИЯ *         200      13

      США                   500  20

      АНГЛИЯ         40  20

     НИДЕРЛАНДЫ 16   20

     * Данные, относящиеся к России, приведены  по бывшему СССР. Сейчас можно  лишь сказать, что в процентах  цифра возросла, а в абсолютном  значении уменьшилась.

         Приведенные цифры не дают представления об эффективности использования электроэнергии на освещение, но показывают насколько значимым является снижение затрат на искусственное освещение при ограниченности и исчерпаемости энергоресурсов, а также ухудшении экологической обстановки. Для России же актуальность решения данной задачи кроме того определяется большим расходом электроэнергии в расчете на миллион жителей (в 1,5 раза выше, чем в Великобритании и Японии) и наличием дефицита электроэнергии в ряде регионов страны.

         Экономия электрической энергии может быть достигнута как за счет уменьшения установленной мощности, так и за счет уменьшения времени наработки за год. Номинальная мощность осветительного оборудования (установленная мощность ОУ) рассчитывается на стадии ее проектирования исходя из нормированных значений освещенности и качественных характеристик освещения, выбранной системы освещения и принятого способа размещения светильников, начальной световой отдачей используемых комплектов “лампа-пускорегулирующий аппарат (ПРА)”, коэффициента использования светового потока осветительной установки относительно рабочей поверхности, коэффициента запаса, зависящего от изменения светового потока ламп и КПД светильников во времени, снижения отражающих характеристик поверхностей помещения во времени.

     Рассмотрим  мероприятия, проводимые в Америке, по экономии электроэнергии:

     1. Замена ЛН на КЛЛ.

     2. Использование ЭПРА. Это обеспечивает  экономию до 25% электроэнергии.

     3. Новые сверхвысокочастотные лампы  (СВЧ). Экономия электроэнергии составляет 30-50%, по сравнению с ДРЛ.

     4. Использование естественного освещения  (экономия электроэнергии в общественных  зданиях достигает 50 %).

     5. Использование световодов.

     6. Правительственные специальные  программы: уменьшение норм затрат  электроэнергии на освещение, увеличение цен на электроэнергию, правительственное поощрение научных исследований и разработок, направленных на экономию электроэнергии, замораживание усилий по выработке электроэнергии в США, программа по реконструкции освещения в помещениях в течение 5 лет.

         Похожие усилия предпринимаются  в Англии и европейских странах.  Интересными мерами, на наш взгляд  являются в Англии правительственный  подарок каждому пенсионеру по 2 КЛЛ.

     Так же, Министерство энергетики США объявило о выделении средств в размере около 2 млрд долларов на два проекта по получению солнечной энергии в Калифорнии. Оба проекта основаны на использовании зеркальных параболических тепловых желобов, которые отражают и концентрируют солнечную энергию для обогрева труб с синтетическим маслом. Нагретая жидкость потом используется для создания пара и получения электроэнергии в паровых турбинах.