3.Особенности реализации технических и технологических мероприятий в электроустановках нхп с высоковольтными синхронными электроприводами.

БИЛЕТ 10

1.Повышение энергоэффективности путем внедрения инновационного энергосберегающего оборудования.

Одним из действенных способов уменьшить влияние человека на природу является повышение эффективности использования энергии. В самом деле, современная энергетика, основанная в первую очередь на использовании ископаемых видов топлива (нефть, газ, уголь), оказывает существенное воздействие на окружающую среду. Начиная от добычи, переработки и транспортировки энергоресурсов и заканчивая их сжиганием для получения тепла и электроэнергии - все это весьма пагубно отражается на экологическом балансе планеты. Наконец, именно "ископаемая" энергетика ответственна за проблему изменения климата, связанную с увеличением концентрации парниковых газов. То есть вопрос повышения энергоэффективности экономики сейчас является одним из самых животрепещущих для всех стран без исключения.

Энергосбережение сейчас становится одним из приоритетов политики любой компании, работающей в сфере производства или сервиса. И дело здесь даже не столько в экологических требованиях, сколько во вполне прагматичном экономическом факторе. Это обусловлено тем, что удельные энергозатраты на производство основных видов продукции в Украине значительно выше, чем в западноевропейских странах. Одной из основных причин такого положения являются устаревшие энергорасточительные технологии, оборудование и приборы.

Экономика энергосбережения.

Мировой опыт планирования и реализации энергосберегающей политики имеет более чем четвертьвековую историю. Явившись ответом на резкий рост цен на мировых топливных рынках в 70-х годах, энергосбережение и сегодня остается важнейшим направлением энергетической политики многих стран мира а также международных организаций и союзов топливно-энергетической направленности.

Рациональное использование и экономное расходование ресурсов органического топлива (уголь, нефть, природный газ), повышение эффективности конечного потребления энергии во всех секторах экономики, развитие возобновляемых источников энергии (биомассы, гидроэлектроэнергии, солнечной энергии, энергии ветра и геотермальной энергии и других источников) - все это, вместе взятое, может обеспечить потребности человечества в энергии и, следовательно, его устойчивое развитие в глобальном масштабе.

Развитие общества находит выражение в растущей необходимости удовлетворения определенных потребностей. Удовлетворение большей части этих потребностей связано с необходимостью потребления энергии непосредственно либо для производства товаров или оказания услуг. Таким образом, использование энергии является жизненно важным для социально-экономического развития и вносит свой вклад в улучшение условий жизни, повышая комфортность жилья, совершенствуя средства передвижения, облегчая условия труда и т.д.

Одной из основ промышленной цивилизации всегда было крупномасштабное и все возрастающее потребление энергии как в области производства продукции, так и в сфере их потребления. В связи с этим в некоторых странах негативное воздействие на окружающую природу, на человека и его здоровье, вызванное производством и потреблением энергии, достигло угрожающего уровня.

До настоящего времени лишь экономические ограничения или в отдельных случаях трудности с доступом к топливно-энергетическим ресурсам (географического или политического характера) являлись сдерживающими факторами наращивания объемов производства и потребления энергии. Расширение энергетического сектора, связанное с необходимостью удовлетворения возрастающих нужд общества в энергии, рассматривалось как беспредельное.

Повышение энергетической эффективности должно рассматриваться как выявление и реализация мер и инструментов с целью обеспечить удовлетворение потребностей в услугах и товарах при наименьших экономических и социальных затратах на необходимую энергию и при минимальных расходах, необходимых для сохранения природной среды в гармонии с устойчивым развитием на местном, национальном, региональном и мировом уровнях.

Несмотря на весьма существенное замедление с середины 70-х годов темпов роста энергопотребления в промышленно развитых странах, при сохранении существующей динамики к 2030 г. энергопотребление в мире удвоится. Недостаток относительно легко доступных энергетических ресурсов, их концентрация в определенных географических зонах, увеличение стоимости энергоносителей и использование все более опасных видов энергии могут вызывать либо кризисные ситуации и экологические катастрофы, либо замедлить или остановить развитие большей части мира.

Ограничения, связанные с охраной окружающей среды, в сочетании с экономическими и политическими ограничениями в области энергообеспечения существенно влияют на определение стратегии устойчивого развития, то есть стратегии обеспечения необходимого качества жизни всех ныне живущих жителей планеты и будущих поколений и минимизации опасности для окружающей среды, экономических и социальных издержек, связанных с производством и потреблением энергии. Это и есть то, что называется стратегией энергосбережения.

Такая стратегия основана, прежде всего, на серьезном пересмотре самой концепции потребности в энергии. Идея состоит в том, что общественное развитие может обеспечиваться с использованием значительно меньшего количества энергии, чем в настоящее время, при общих издержках также значительно ниже сегодняшних уровней. Это утверждение справедливо даже для стран, использующих самые передовые технологии и располагающие наиболее эффективной экономикой. Промышленно развитые страны, прежде всего те из них, которые используют энергию наиболее неэффективно, могут значительно сократить ее расходование без ухудшения уровня жизни и негативного влияния на экономику. Развивающиеся страны также могут повысить уровень своего благосостояния при более низких темпах роста потребления энергии, чем это осуществлялось в прошлом в развитых странах. И в тех, и в других странах энергосбережение явится важным фактором, улучшающим как экономические показатели, так и состояние окружающей среды.

Энергосбережение - это фактор экономического развития на практике показавший, что во многих случаях дешевле осуществить меры по экономии энергии или вообще избежать ее использования, чем увеличить ее производство. Это означает, что финансовые ресурсы, предназначенные для расширения производства энергии, могли бы быть направлены на другие виды деятельности по повышению жизненного уровня людей. Помимо такого глобального эффекта от высвобождения значительных финансовых ресурсов, весьма велико и непосредственное влияние роста эффективности использования энергии на производственную деятельность в плане повышения продуктивности и конкурентоспособности промышленности. Следует учитывать и тот факт, что развитие национального производства передового энергетически эффективного оборудования позволит выйти с таким оборудованием на зарубежные рынки.

Выгоды от повышения энергетической эффективности для окружающей среды очевидны: энергия, которая приносит наименьший вред окружающей среде, - это та энергия, которую не надо потреблять, а значит и не надо производить. В каждом случае, когда ее потребление для определенных целей будет уменьшаться (за счет улучшения теплоизоляции жилищ, повышения КПД двигателей и т.д.), выбросы загрязняющих веществ будут автоматически сокращаться в соответствующей пропорции. Этот обычный и совершенно справедливый аргумент используется, когда для достижения такого же уровня освещения вместо ламп накаливания рекламируется использование компактных флуоресцентных ламп, благодаря чему существенно сокращается эмиссия парниковых газов или образование радиоактивных отходов. Повышение эффективности использования топлива и энергии является самым дешевым путем защиты окружающей среды. Кроме того, польза для окружающей среды - это бесплатная награда по сравнению с затратами на меры, специально реализуемые для защиты окружающей среды и контролю за загрязнением. Поэтому энергосберегающие мероприятия должны занимать приоритетное место в государственной экологической политике, а национальная стратегия энергосбережения должна быть составной частью экономических стратегий, обеспечивающих сохранность природной среды и устойчивое развитие общества.

Национальная стратегия энергосбережения будет работать только в том случае, если она будет руководствоваться следующими принципами:

• Осознанием существования тесной взаимосвязи развития экономики и состояния окружающей среды на региональном уровне и в мировом масштабе;

• Необходимостью постоянного улучшения состояния окружающей среды и качества жизни как в развивающихся, так и в промышленно развитых государствах;

• Обязательным вовлечением всех слоев общества в процесс решения этих проблем, так и их участием в успешном осуществлении этих принципов;

• Должна быть достаточно гибкой энергетическая и экономическая политика каждой страны и каждого региона;

• Международное сотрудничество в области энергосбережения должно быть усилено в рамках уже существующей деятельности региональных и международных организаций, банков развития, двухсторонних соглашений и т.д.

За последнее десятилетие и в Украине, стране с ограниченными топливно-энергетическими ресурсами, пришли к пониманию острой необходимости интенсификации усилий по осуществления широкомасштабных энергосберегающих программ во всех без исключения секторах экономики на национальном, региональном и местном уровнях. Высокая энергоемкость отечественной экономики, уровень которой в среднем в 3 раза превышает соответствующие показатели в ведущих промышленно развитых странах, тяжким финансовым бременем ложится на государственный и региональные бюджеты, не позволяет поднять экономическую конкурентоспособность промышленной продукции, выпускаемой украинскими предприятиями, усугубляет и без того напряженную экологическую обстановку в стране. Руководители различного уровня, ответственные за принятие решений в топливно-энергетическом комплексе, отраслях промышленности, жилищно-коммунальном хозяйстве, сфере услуг и на транспорте пришли к осознанию того, что именно на пути экономии энергоресурсов возможно значительно повысить эффективность функционирования народного хозяйства страны.

Однако только понимания необходимости и желания осуществлять энергосберегающие мероприятия для достижения общего успеха энергосберегающей политики в стране явно недостаточно. Для этого на уровне конечного потребителя нужно, в первую очередь, знание как это сделать и каков наиболее оптимальный для этого путь, а также иметь необходимые компоненты технических, финансовых и организационных средств. В более широком масштабе для этого, как свидетельствует опыт ведущих промышленно развитых стран мира, достигших значительных успехов в деле повышения энергоэффективности своих экономик, необходима квалифицированная разработка комплексов мероприятий по организационному, институциональному, нормативно-правовому, финансово-экономическому, научно-техническому и информационно-образовательному направлениям энергосберегающей политики. Необходимы знание спектра имеющихся возможностей энергосбережения в каждой конкретной отрасли экономики, умение выбрать наиболее подходящие по технико-экономическим критериям для различных категорий энергопотребителей мероприятия и определить последовательность их реализации. К сожалению, по уровню знаний в этих областях Украина пока отстает от многих зарубежных стран.

Для перестройки энергоемких составных частей народного хозяйства на энергосберегающей основе необходимо последовательно и настойчиво заменять старые энергетически неэффективные технологии на экономичные. Ярким примером такого подхода может стать металлургический комплекс. По расчетам специалистов широкое использование в металлургии энергосберегающего оборудования позволит сэкономить примерно 12% вырабатываемой энергии. Многие виды энергосберегающего оборудования были изобретены в нашей стране, однако используются у нас значительно уже, чем в промышленно развитых странах мира.

Нужно также отметить большую энергоемкость коммунального хозяйства. Подземные коммуникации, дома, квартиры во многих случаях обогревают окружающую среду. Многие из коммуникаций и источников тепла находится в неудовлетворительном техническом состоянии. Пример других стран показывает, что экономия энергии, используемой для отопления и освещения зданий, может составить до 15% расходуемой энергии.

Оценки экспертами объёмов возможной экономии энергии в результате энергосберегающей структурной перестройки народного хозяйства показывают, что она может составить до 30%. Это означает, что при современном уровне добычи нефти, угля, газа, производстве электроэнергии при рациональных экономических структурах можно было бы увеличить эффективное энергопотребление почти на треть. Такого количества дополнительной энергии хватило бы на многие годы успешного социально-экономического развития страны.

Пути повышения эффективности использования энергии.

В промышленности.

Проблемы энергосбережения следует рассматривать как комплекс организационных и технических задач.

При этом к числу организационных относятся:

• разработка планов потребления энергии и удельных норм ее расходования;

• организация учета расхода всех видов энергии;

• организация контроля за расходованием всех видов энергии и анализа энергопотребления;

• разработка мероприятий по энергосбережению и организация их внедрения;

• систематическое подведение итогов работы по экономии энергоресурсов;

• упорядочение потребления электроэнергии в электросиловых установках, разбора сжатого воздуха, тепла, холода при их централизованной выработке и т.д.

• поддержание рационального режима пользования электроосвещением, питьевой водой и т.п.

Технические мероприятия, как правило, включают:

• снижение потерь энергии во внутризаводских сетях и линиях электропередачи;

• реконструкцию электрических сетей без изменения напряжений;

• включение под нагрузку резервных линий электропередачи;

• утилизацию тепловых выбросов;

• замену природного газа альтернативным топливом;

• внедрение новой энергосберегающей техники и технологии.

Рассмотрим некоторые аспекты использования и экономии электроэнергии и других видов энергоресурсов.

До 75% всей потребляемой электроэнергии на производствах используется для приведения в действие всевозможных электроприводов. Как правило, на большинстве отечественных предприятий установлены электродвигатели с определённым запасом по мощности в расчете на максимальную производительность оборудования, несмотря на то, что часы его пиковой нагрузки составляют всего 15-20% от общего времени работы. В результате такие электродвигатели расходуют больше энергии, чем это необходимо на величину превышения потерь установленных двигателей по сравнению с двигателями меньшей мощности, если их использовать для привода тех же агрегатов. При этом экономия электроэнергии достигается за счет замены электродвигателями меньшей мощности. Если средняя нагрузка электродвигателя составляет менее 45 % номинальной мощности, то замена его менее мощным электродвигателем всегда целесообразна. При нагрузке электродвигателя более 70 % номинальной мощности можно считать, что замена его нецелесообразна. При нагрузке электродвигателя в пределах от 45 до 70 % номинальной мощности целесообразность его замены должна быть подтверждена технико-экономическим расчётом на базе данных об уменьшении суммарных потерь активной мощности в электрической системе и в электродвигателе.

Режим энергосбережения особенно актуален для механизмов, которые часть времени работают с пониженной нагрузкой, - конвейеры, насосы, вентиляторы и т.п. Комплексно подойти к решению этой проблемы позволяет автоматизация технологических и производственных процессов на базе преобразователей частоты. В частности, хорошо себя зарекомендовали частотно-регулируемые электроприводы со встроенными функциями оптимизации энергопотребления. Суть заключается в гибком изменении частоты их вращения в зависимости от реальной нагрузки, что позволяет экономить до 30-50% потребляемой электроэнергии. При этом, как правило, не требуется замена установленного электродвигателя, что особенно актуально при модернизации производств. Кроме снижения расхода электроэнергии, экономический эффект от применения частотно-регулируемых электроприводов достигается путем увеличения ресурса работы электротехнического и технологического оборудования, что становится дополнительным плюсом.

Такие энергосберегающие электроприводы и средства автоматизации могут быть внедрены на большинстве промышленных предприятий и в сфере ЖКХ - от лифтов и вентиляционных установок до автоматизации целых технологических линий. По различным источникам в европейских странах до 80% запускаемых в эксплуатацию электроприводов уже являются регулируемыми. В нашей стране пока их доля гораздо ниже.

Значительными являются резервы экономии электроэнергии, основанные на переходе к новым технологическим решениям в производстве продукции на каждом предприятии, на переходе к новым аппаратурным оформлениям традиционных технологических процессов, что, как правило, сопровождается существенным снижением удельных норм расхода. Это как раз и должно являться предметом рассмотрения в ходе проведения энергоаудитов совместно специалистами-энергетиками и технологами.

Отдельного рассмотрения на каждом предприятии заслуживают вопросы режима работы системы электроснабжения с точки зрения минимизации потерь а также оптимизации потоков реактивной энергии.

Существенного сокращения потребления электроэнергии для целей освещения можно достичь путём замены устаревшего светотехнического оборудования на современное, в том числе применяя и светодиодные источники света, имеющие в 8-10 раз меньшее удельное электропотребление по сравнению с традиционными лампами накаливания.

Назовём и типичные для всех предприятий следующие приёмы экономии энергии:

• в электрических сетях – за счет рационального выбора сечений проводов, применения способов соединения, обладающих малыми переходными сопротивлениями, равномерного распределения нагрузки по фазам;

• в электрических приводах – за счет установки автоматических ограничителей холостого хода электрических машин;

• в трансформаторах – за счет их оптимальной загрузки, обеспечения возможности создания экономичных режимов для параллельно работающих трансформаторов;

• в компрессорных установках – за счет автоматического регулирования производительности компрессора при колебаниях расхода сжатого воздуха управлением клапанов на всасе, использованием компрессоров с пониженным номинальным рабочим давлением;

• в насосных установках – за счет автоматизации работы насосных агрегатов и применения насосов с высоким кпд;

• в вентиляционных установках – за счет автоматизации работы и применения экономичных вентиляторов, внедрения экономичных способов регулирования производительности, блокировки вентиляторов тепловых завес с устройствами открывания и закрывания ворот;

• в осветительных электроустановках – за счет правильного выбора типа ламп и светильников, применения различных устройств автоматического включения и отключения светильников, поддержания номинального уровня напряжения в сети;

• в тепловых сетях и на технологическом оборудовании – за счёт сокращения потерь тепла путём применения современных футеровочных и изоляционных материалов;

• в системах пароснабжения - за счёт сбора, обработки и использования конденсата.