3. Энергетические балансы

Энергобалансы в зависимости от их функционального назначения классифицируют по следующим признакам: время разработки, объект энергопотребления, целевое назначение, совокупность видов анализируемых потоков энергии, способ разработки и форма их составления. Энергобаланс формируется из объемов энергопотребления, производства и утилизации как покупных, так и собственных энергоносителей и топлива для выпуска основной и побочной продукции.

Энергобаланс по своему целевому назначению обеспечивает анализ различных технологий, производств, отопления, освещения, вентиляции и других направлений энергопотребления. По совокупности видов энергетических потоков составляют: частные энергобалансы, составными элементами которого являются отдельные виды и параметры потребляемых энергоносителей; сводные балансы суммарного потребления топливно-энергетических ресурсов, включая вторичные, и выработку собственных энергетических ресурсов. По способам разработки балансы могут быть опытными, расчетными, опытно-расчетными.

Формы энергобаланса: синтетический, показывающий распределение подверженных (покупных) и произведенных энергоносителей внутри предприятия; аналитический, определяющий глубину и характер использования энергоносителей распределением общего расхода энергии на полезный расход и потери; перспективный, играющий важную роль в прогнозируемой оценке энергопотребления и подходах к развитию предприятия, его технической политике в целом.

Плановый энергетический баланс обычно составляется на год. Определяются заявляемые объемы потребления природного газа, электрической энергии, других энергоресурсов под заданную производственную программу. Плановый энергобаланс разбивается обычно по кварталам (месяцам).На практике часто применяется графический баланс, который определяет распределение энергетических потоков в единой системе измерения производства продукции, возвратные потоки, энергоэквивалент продажи.

Рис. 18.1. Энергетический баланс (Гкал) ММК (конец 1990-х годов)

Помимо общего баланса и структуры энергозатрат, которые характеризуют энергоемкость отдельных производств и цехов, для правильного анализа, планирования и прогнозирования, определения путей энергосбережения важно знать и динамику энергопотребления по основным подразделениям предприятия.

4. Комплексный подход к сокращению электропотребления

Для решения проблемы электросбережения возможно выделить два основных направления: 1) снижение себестоимости потребленной электроэнергии; 2) сокращение электропотребления. Первое связано с совершенствованием тарифов на электроэнергию, широким использованием собственных электростанций, в т. ч. и малой энергетики, регулированием графиков электрических нагрузок предприятия. Второе направление определяется: разработкой научно обоснованных прогрессивных норм расхода электроэнергии и прогнозных моделей, учитывающих основные факторы, влияющие на электропотребление; использованием оперативного контроля электропотребления; применением современных электротехнологий; модернизацией электрооборудования с использованием современных средств управления.

Сокращение электропотребления из энергосистемы достигается: оптимизацией режимов электропотребления, снижением максимумов активной и реактивной мощности предприятия, внедрением мероприятий по выравниванию графиков нагрузки. В связи с неравномерным характером графика нагрузок появляется необходимость регулирования электропотребления в часы максимума нагрузок энергосистемы путем изменения режима работы потребителей для снижения максимальной получасовой мощности предприятия. На рис. 18.2 приведены регулируемый график в часы (9–11 и 20–23 ч) прохождения максимума нагрузки в энергосистеме одного предприятия 1 и полностью регулируемый график 2 нагрузки другого (полезно оценить регулировочные возможности и возможное снижение платы за электроэнергию).

Поскольку возможности регулирования у каждого цеха (агрегата) различны, все потребители-регуляторы условно можно разделить на следующие группы:

1) технологический процесс одинаков для каждого цикла (смены), но изменением времени начало-конец цикла можно максимальной нагрузкой уйти с часов прохождения максимума на время, где допустима вдвое большая нагрузка (ночь – см. рис. 18.2);

Рис. 18.2. Суточный график потребленной электрической мощности

2) технология непрерывна и несдвигаема, но продукция различна по электроемкости, а сам процесс регулируем по интенсивности;

3) технология допускает прерывание (остановку) такую, что экономия оплаты за электроэнергию перекрывает существенно некоторые неудобства;

4) цехи свободны от технологических ограничений на снижение нагрузки.

Отсутствие возможности регулирования скорости механизмов не позволяет обеспечить режим рационального энергопотребления при снижении технологических нагрузок, поэтому появилась необходимость в реконструкции электроприводов переменного тока. Учитывая высокую стоимость реконструкции регулируемых электроприводов, целесообразно выделить три уровня регулировочных возможностей:

1) реализация управляемого пуска («мягкий пуск») с ограничением динамических моментов и пусковых токов, что позволяет производить отключения в результате вынужденных и плановых простоев;

2) создание ступенчатого регулирования скорости, обеспечивающего экономичные режимы работы;

3) плавное регулирование частоты вращения двигателя с высокой точностью и в широком диапазоне.

Первые два уровня могут дать ощутимый эффект при незначительных затратах и использовании тиристорных преобразователей постоянного тока, освобождаемых в результате реконструкции ряда цехов.