Разработка мероприятий по энергосбережению на электрифицируемом объекте

Раздел должен содержать:

- краткое, тезисное описание направления и развития энергетики и электрификации сельского хозяйства;

- пути экономии и энергосбережения в электроприводе;

- пути экономии и энергосбережения в освещении и облучении;

- пути экономии и энергосбережения в электронагреве.

Сегодня резко изменилось отношение к потреблению электроэнергии. Если раньше успех предприятия отождествлялся с ростом объемов электропотребления, то сейчас основным показателем становится полученный эффект от каждого киловатт-часа, а также надежность электроснабжения. По каким же направлениям развиваются энергетика и электрификация на селе?

Обеспечение высоких энергетических показателей работы ЭП весьма актуально в настоящее время, когда экономия энергетических и материальных ресурсов превратилась в задачу первостепенной важности.

Главное назначение ЭП заключается в обеспечении движения исполнительных органов рабочих машин и механизмов и управлении этим движением. Однако при этом совсем не безразлично, какой ценой это достигается, т.е. какое потребление электроэнергии, какие потери, как ЭП влияет на сеть и другие электроприемники. Оценка этих свойств ЭП осуществляется с помощью так называемых энергетических показателей, к числу которых относятся коэффициент полезного действия (КПД), коэффициент мощности (cos φ), потери мощности Δ Р и энергии Δ А. Иногда к этим показателям относят потребляемые из сети и полезные мощность и энергию.

Электродвигатели малой мощности работают с более низким cos φ, чем крупные двигатели того же типа. Тихоходные электродвигатели работают с более низким cos φ по сравнению с быстроходными. У электродвигателей с контактными кольцами cos φ ниже (на 3-4 %), чем у двигателей с короткозамкнутым ротором. Значительно большая величина полей рассеяния у двигателей с контактными кольцами также ухудшает cos φ. У электродвигателей на шариковых и роликовых подшипниках cos φ выше, чем у двигателей на подшипниках скользящего трения, потому что при шарикоподшипниках благодаря их меньшей подверженности износу воздушный зазор меньше. Крановые электродвигатели и двигатели для ударной нагрузки по условиям механической прочности выполняют с увеличенным воздушным зазором. Поэтому и коэффициент мощности cos φ у них значительно ниже, чем у двигателей, рассчитанных на нормальную работу. Пониженный cos φ имеют высоковольтные двигатели. Все эти соображения относительно нормального cos φ для различных типов электродвигателей надо учитывать при проектировании электропривода. Для привода отдельных машин необходимо по возможности выбирать такие двигатели, которые обладают более высоким cos φ.

Самые хорошие электродвигатели (в отношении номинального cos φ) могут дать плохой коэффициент мощности, если они ненормально эксплуатируются. Сos φ двигателя в значительной степени зависит от его загрузки. Максимальный cos φ получается при номинальной нагрузке или даже при небольшой перегрузке. При больших перегрузках cos φ также начинает падать из-за больших магнитных потоков рассеяния, вызываемых насыщенностью стали. Иногда прибегают к обточке ротора или к расточке статора. При этом увеличивается воздушный зазор δ, и при включении отремонтированного двигателя в работу значительно возрастает ток намагничивания, а коэффициент мощности соответственно снижается. Часто cos φ ухудшается вследствие неправильной перемотки двигателя. Если в пазы статора уложить меньшее количество витков, чем должно быть по заводскому расчету, то при одном и том же напряжении на зажимах двигателя потребуется больший магнитный поток, что вызовет возрастание тока намагничивания и относительное увеличение реактивной мощности. На значении cos φ сказываются колебания напряжения сети. При повышении напряжения cos φ ухудшается, при понижении – улучшается. Это объясняется тем, что с повышением напряжения увеличивается ток намагничивания.

При проектировании электроприводов используются мероприятия по энергосбережению:

- обоснованный расчет и выбор мощности электродвигателей;

- применение в нерегулируем электроприводе, реализованном на основе АД с КЗ ротором, энергоэффективных двигателей с наиболее высокими КПД и коэффициентом мощности;

- полная загрузка машин и механизмов;

- исключение или ограничение холостого хода производственных механизмов;

- правильная эксплуатация производственных механизмов, своевременная смазка, регулировка, заточка режущих органов и т.д.;

- применение регулируемого электропривода в энергоемких процессах;

- использование тормозных режимов электродвигателей с рекуперацией электроэнергии;

- повышение коэффициента мощности электроприводов и трансформаторов;

- применение специальных регуляторов напряжения, обеспечивающих минимизацию потерь энергии в электроприводе;

- вести контроль качества электроэнергии на предприятии;

- правильное распределение нагрузок по фазам (добиваться симметрии напряжения).

При проектировании осветительной установки используют следующие светотехнические решения:

- замена ламп накаливания на энергосберегающие (люминесцентные, компактные люминесцентные, светодиодные);

- оптимальное размещение источников света;

- максимальное использование дневного света (повышение прозрачности и увеличение площади окон, дополнительные окна);

- повышение светоотдачи существующих источников (замена устаревших светильников, их периодическая очистка от пыли и грязи, применение более эффективных отражателей);

- повышение отражающей способности стен, потолка, ферм, производственного оборудования (побелка, окраска в светлые тона), поддержание в чистоте световых проемов окон;

- схема питания освещения - радиальная;

- обеспечение требуемого качества напряжения, подводимого к зажимам световых приборов;

- использование осветительных приборов только по необходимости;

- применение ЭПРА вместо электромагнитных ПРА;

- применение устройств управления освещением (датчики движения и акустические датчики, датчики освещенности, системы дистанционного управления);

- применение программируемых реле времени или фотореле, а также внедрение автоматизированной системы диспетчерского управления наружным освещением.

Пути энергосбережения в электронагреве:

- подбор оптимальной мощности электрообогревательных устройств;

- оптимальное размещение устройств электрообогрева для снижения времени и требуемой мощности их использования;

- повышение теплообмена, в том числе очистка от грязи поверхностей устройств электрообогрева;

- местный (локальный) обогрев;

- использование обогревателей с вентилятором для ускорения теплообмена;

- использование устройств регулировки температуры, в том числе устройств автоматического включения и отключения, снижения мощности в зависимости от температуры, временных таймеров;

- использование тепловых аккумуляторов;

- замена электрообогрева на обогрев с использованием тепловых насосов;

- замена электрообогрева на обогрев газом или подключение к централизованному отоплению, в случаях, когда такая замена выгодна с учётом требуемых инвестиций.

Для холодильных установок основными способами снижения потребления электроэнергии являются:

- оптимальный подбор мощности холодильной установки;

- качественная изоляция корпуса (стенок), двери холодильной установки;

- приобретение современных энергосберегающих холодильников;

- не допускать образования наледи, инея в холодильнике, вовремя размораживать;

- не рекомендуется помещать в холодильную установку материалы и продукты, имеющие температуру выше температуры окружающей среды - их необходимо максимально охладить на воздухе;

- проанализировать возможность отказа от холодильной установки;

- качественный отвод тепла - не рекомендуется устанавливать холодильную установку рядом с источником теплоты.