Структура частей электробаланса

Раздел 10. Вопросы нормирования и экономии электрической энергии

Назначение, роль и виды электробалансов

Энергетический баланс состоит из приходной и расходной частей. Приходная часть содержит количественный перечень энергии, поступающей посредством различных энергоносителей. Расходная часть определяет расход энергии всех видов во всевозможных её применениях, потери при преобразовании одного вида в другой и при её транспортировке, а также энергию, накапливаемую (аккумулируемую) в специальных устройствах. Как и в других балансах, приходная и расходная части энергобаланса должны быть равны.

Основные виды энергии, потребляемые в промышленности, – тепловая и электрическая. Поэтому часто необходимо и удобно составлять частичные энергобалансы (тепловые и электрические). Так как основным энергоносителем, применяемым в технологических процессах, является электричество, то электробалансы (ЭБ) имеют очень важное значение и широко распространены.

В условиях действующих промышленных предприятий ЭБ составляются для отдельных агрегатов или их групп, цехов и предприятий в целом. Электробаланс входит в общий теплоэнергетический баланс цеха или предприятия в качестве самостоятельного раздела и отражает степень рационального использования одного из основных энергоносителей – электрической энергии (ЭЭ). На основе ЭБ выносится объективное суждение о качестве электроиспользования на данном предприятии, в производственных подразделениях или энергоёмких агрегатах, выявляются возможности сокращения непроизводительного расхода ЭЭ и её потерь, намечаются меры по улучшению электроиспользования. ЭБ должен охватывать все основные статьи прихода и расхода ЭЭ, затрачиваемой на основной технологический процесс, вспомогательные работы и процессы, а также на потери в оборудовании и электрических сетях.

Различаются три основных вида ЭБ:

а) фактические, отражающие сложившиеся в цехе или на предприятии производственные условия;

б) нормализованные, в которых учитываются возможности рационализации и оптимизации процессов электропотребления и снижения потерь в механизмах и электрических сетях;

в) перспективные, составляющиеся с учётом прогнозируемого развития производства и его качественных изменений на ближайший период (до пяти лет) или более длительный срок.

Одним из важнейших результатов нормализованных ЭБ является возможность нормирования электропотребления на основные технологические процессы и изготовление готовой продукции.

ЭБ можно составлять по мощности или по энергии. Для энергоёмких агрегатов желательно делать расчёт обоих видов. Цеховые и сводный по предприятию ЭБ, в основе которых лежат измерения счётчиками, следует составлять только по энергии.

Главная цель ЭБ – определение степени полезного использования ЭЭ и поиск путей снижения потерь и рационализация электропотребления. Поэтому основным видом ЭБ следует считать баланс активной мощности и энергии. Баланс реактивной мощности определяется аналогично ЭБ активной с учётом выработки реактивной мощности компенсирующими устройствами и служит для решения вопросов компенсации реактивной мощности и регулирования напряжения.

Ввиду непостоянства электропотребления отдельными агрегатами, цехами и предприятием фактические ЭБ по энергии следует относить к продолжительности одной рабочей смены, одних суток, месяца или года. Выбор той или иной продолжительности зависит от поставленной задачи и условий производства, измерений и наблюдений. Фактические ЭБ по предприятию удобно относить к продолжительности, равной одному году. Для упрощения последующего анализа и нормализации цеховые и сводные по всему предприятию ЭБ составляют в двух модификациях – дифференцированной и структурной.

Расходная часть дифференцированного ЭБ содержит статьи затрат энергии на основой технологический процесс и все виды потерь, возникающие при его осуществлении. Структурная форма ЭБ является более укрупнённой и отражает расход энергии на основной процесс по видам технологического оборудования (например, станочного, силового и подъёмно-транспортного оборудования, электротехнологии, вентиляции, освещения и т.д.) с учётом происходящих в нем потерь, но без их разделения на постоянные, нагрузочные и др. ЭБ отдельных энергоёмких агрегатов составляют только в дифференцированной форме.

Структура частей электробаланса

Приходная часть ЭБ содержит данные об ЭЭ, поступившей на зажимы электроприёмниках или на вводы в цех. В сводном ЭБ всего предприятия приход ЭЭ состоит из энергии, поступающей от энергосистемы и от собственных источников её выработки (заводских ТЭЦ).

Приходная часть ЭБ реактивной энергии цеха или предприятия включает также данные о выработке энергии всеми источниками реактивной мощности.

Расходная часть содержит следующие основные статьи:

а) прямые затраты энергии агрегатами на осуществление технологического процесса с выделением постоянных и нагрузочных потерь в электрическом и технологическом оборудовании;

б) потери энергии во внутрицеховых (распределительных) и межцеховых (питательных) линиях, общезаводских и цеховых трансформаторах;

в) прочие виды потерь (пусковые, тепловые и др.);

г) расход энергии подъёмно-транспортным оборудованием, на вентиляцию и освещение;

д) расход энергии вспомогательным оборудованием и устройствами;

е) расход энергии общезаводскими потребителями, не связанными с технологическим процессом (потребители культурно-бытового назначения);

ж) отпуск электроэнергии сторонним потребителям в порядке её перепродажи.

ЭБ может не содержать некоторых из перечисленных статей, если их выявление невозможно.

Расходная часть цеховых и сводного по предприятию ЭБ должна охватывать не менее 80–85% приходной. В условиях работы машиностроительных предприятий ЭБ обычно определяют пять групп потребителей: выработка сжатого воздуха и кислорода (около 20–25% общего расхода энергии), электротехнологическое оборудование (около 25%), освещение цехов и территории (до 15%), вентиляция (8–10%), станочное оборудование (8–15%). Структуры ЭБ заводов металлургической и химической отраслей могут значительно отличаться от приведённой, хотя отдельные цехи и подразделения этих предприятий имеют много общего с цехами машиностроительных заводов.

В подавляющем большинстве случаев ЭБ рассчитываются на действующих предприятиях при проведении обследований их режимов электропотребления. Наиболее перспективным методом составления ЭБ является расчётно-экспериментальный. Для определения статей ЭБ следует провести следующие организационно-технические мероприятия:

1. Сбор необходимой информации о действующем технологическом и электрическом оборудовании:

а) ознакомление с технологическим процессом в цехах;

б) составление списка технологического и электрического оборудования основных цехов с указанием его номинальных характеристик и параметров; при отсутствии этих данных они должны быть определены приближенно, по результатам обмеров или аналогии с идентичным оборудованием;

в) изучение технологических карт основных процессов или перечней Технологических операций, выполняемых на энергоёмких агрегатах, с указанием норм рабочего и машинного времени на их выполнение.

2. Ознакомление с данными о численном составе основных и вспомогательных рабочих, нормами выработки продукции и их выполнением.

3. Ознакомление с отчётными данными по электропотреблению за период, предшествующий обследованиям (за три–пять лет).

4. Подготовка схем внешнего электроснабжения цехов и отделений, скорректированных по их состоянию на период исследований, а также схем и планов внутрицеховых сетей со всеми необходимыми данными для расчёта потерь в этих сетях.

5. Сбор сведений о режимах и сменности работы основных цехов и энергоемких агрегатов (компрессоров, электрических печей, электролизных ванн и другого мощного электротехнологического оборудования).

6. Обеспечение учёта активной и реактивной энергии, потребляемой объектами исследования.

7. Изготовление переносных измерительных стендов и автоматических устройств, необходимых для измерений в цепях отдельных электроприёмников или их групп, объединенных на одном распределительном щите или шкафу.