Производство цемента требует существенных затрат электроэнергии на основных и вспомогательных стадиях процесса. Так на ООО «Топкинский цемент» общий средний удельный расход электроэнергии на выпуск 1 т продукции составляет 135,8 кВт ч со среднеквадратическим отклонением σ = 3,08 кВт ч. При годовом объеме производства цемента 2700 тыс.т общее электропотребление в 2007 г. составило 366660 тыс. кВт ч. Из приведенных цифр видно, что даже экономия 5 % от общего расхода электроэнергии может привести к снижению годовой себестоимости продукции примерно на 15,6 млн. рублей.
Требования повышения экономической эффективности мероприятий по снижению удельного расхода электроэнергии привели к вводу в действие в 2006 г. системы поагрегатного учета. Эта система построена на базе преобразователей тока и напряжения типа «Омь», установленных в измерительных цепях трансформаторов тока на присоединениях, питающих крупные технологические агрегаты. Сигналы от преобразователей поступают в контроллер ТМР 138 «Овен», где преобразуются в формат RS 485 и по двухпроводной линии передаются в компьютер, установленный в помещении РУ 6/0,4 кВ. При помощи программного обеспечения «Скада» полученные значения тока и напряжения пересчитываются в активную мощность. Возможности программы позволяют получить для последующего анализа значения потребляемой активной мощности в реальном времени, а также среднечасовое потребление электроэнергии отдельными технологическими агрегатами и цехами за любой промежуток времени. Применение описанной выше системы позволило наладить учет электроэнергии практически на всех стадиях технологического процесса и с достаточной точностью определить удельное потребление отдельными агрегатами, цехами и переделами и завода в целом. На этой основе были разработаны нормы удельного электропотребления (табл. 1). В летние месяцы эти нормы снижались по отдельным агрегатам и установкам (цехам) в среднем на 13,6%.
Планирование технологического процесса на основе норм удельного расхода позволило управлять этим процессом, поднять общую культуру электропотребления на предприятии, что привело к общему снижению расхода электроэнергии.
Очевидно, что при планировании расхода электроэнергии на основе удельных норм, резервы ее экономии ограничиваются рамками возможностей, имеющихся как в самом технологическом процессе, так и в отдельных его звеньях. Таким образом мероприятия по экономии за счет рационального планирования на основе удельных норм можно рассматривать как имеющие относительно небольшие резервы.
Для поиска эффективных путей электросбережения проведен анализ возможности применения мероприятий, уже опробованных в других отраслях народного хозяйства.
С этой целью потребители электроэнергии основного производственного процесса были условно разделены на четыре группы:
- Крупные синхронные электродвигатели (ЭД) 6 кВ
- Асинхронные ЭД 6 кВ
- Асинхронные ЭД 0,4 кВ мощностью 15-440 кВт
- Асинхронные ЭД 0,4 кВ мощностью менее 15 кВт.
Результаты разделения потребителей на указанные выше группы приведены в табл. 2.
Если принять некоторое среднее значение коэффициента мощности, например COS ϕ = 0,8, то мощности синхронных ЭД можно привести в сопоставимые единицы измерения (кВт).
Это позволяет выразить удельный вес электропотребителей каждой группы pi в относительных единицах по отношению к общей мощности Ро = ΣРi по соотношению:
(1)
В данном случае при P0 = 39 422 кВт эти соотношения имеют следующие значения:
- P1 = 0,69
- p2 = 0,22
- р3 = 0,08
- р4= 0,005
Пусть разрабатываемые мероприятия по каждой из групп электропотребителей дают фиксированное значение экономии электроэнергии d%/100, а потребляемая относительная электроэнергия пропорциональна относительной мощности.
Тогда относительную эффективность мероприятий по электросбережению в каждой из групп возможно определить из матрицы:
В этой матрице ki = pi d % /100.
Применительно к рассматриваемому случаю, матрица соотношений эффективности электросберегающих мероприятий имеет следующий вид:
Из этой матрицы видно, что инвестиции в электросберегающие мероприятия первой группы электропотребителей примерно в 140 раз более эффективны, чем в низковольтные ЭД группы 4.
Как видно из табл. 2, группу 1 составляют мощные синхронные ЭД. При наличии таких потребителей существенная экономия электроэнергии может быть получена за счет рационального использования их компенсирующей способности.
Компенсирующая способность электродвигателя q, % может быть найдена по приведенным в ОСТ 12.25.011-84 зависимостям при известных значениях коэффициента загрузки двигателя
β = Рф/PH
где
- Рф — фактическая мощность, потребляемая рабочим органом машин
- Рн — номинальная мощность электродвигателя
Кроме того, должны быть известны фактический ток возбуждения IB (определяется по показателям амперметра в цепи возбуждения двигателя) и номинальный ток возбуждения IBH (по паспорту).
Источник: Основные направления электросбережения при производстве цемента / Г.И. Разгильдеев, С.М. Леоненко, С.В. Лобачев, Т.Ф. Малахова // Вестник КузГТУ. — 2008. — №3. — C. 56-57
