Н.И. Данилов, Я.М. Щелоков Основы энергосбережения Глава 14. Отраслевое энергосбережение

Окончание табл. 14.19

14.3. Энергосбережение на предприятии

Потенциальные возможности энергосбережения на предприятиях сходны, несмотря на различия в конструкциях промышленных установок и способах их эксплуатации. Работы по энергосбережению следует вести в следующих направлениях:

1.Регулярные энергетические обследования предприятий (энерго-

аудит);

2.Организация учета потребления энергоресурсов.

3.Повышение уровня эксплуатации и технического обслуживания оборудования (организационные работы).

4.Модернизация оборудования и технологических процессов (малозатратные работы).

5.Замена существующего оборудования на новое, менее энергоемкое, и внедрение новых технологий.

462

Последовательность, в которой расположены эти виды работ, соответствует существующим законодательным требованиям и определяется возрастанием требуемых объемов инвестиций и сроков реализации этих мероприятий.

Прежде всего необходимо оценить потенциал энергосбережения. С этой целью проводится энергетическое обследование предприятия в соответствии с требованиями Федерального закона «Об энергосбережении». На основании этого обследования и определяются стратегические направления экономии энергии.

Опыт показал, что правильная организация учета энергопотребления позволяет экономить 5 – 10 % энергоресурсов без дополнительных мероприятий в основном только за счет организации автоматизированной системы контроля и учета расхода энергии (мощности) – АСКУЭ.

При составлении программы реализации мероприятий по энергосбережению следует учитывать следующее.

Во-первых, целесообразно реализовать мероприятия организацион- но-технические. Это в основном повышение уровня технического обслуживания оборудования. На втором этапе целесообразна проработка финансового обеспечения программы (средства предприятия, банковский кредит, кредит под будущую экономию энергоресурсов, возможное финансирование за счет отечественных и международных программ (грантов) и т.д.). На этом же этапе следует организовать контроль результативности выполнения программы. Например, за исходное состояние принимается текущее энергопотребление предприятия до начала выполнения программы энергосбережения. Затем, исходя из анализа существующих возможностей, устанавливают контрольные цифры по сокращению энергопотребления на конец каждого из этапов выполнения программы энергосбережения. Важным аспектом реализации программы является проблема мотивации персонала предприятий на ее выполнение. Информацию о программе энергосбережения необходимо в доступной форме довести до всех участвующих в ней

463

исполнителей, которые должны знать, что получат реальное вознаграждение при реализации ее этапов.

При разработке мероприятий по энергосбережению на предприятии следует помнить, что имеются два основных направления экономии: совершенствование энергоснабжения и совершенствование энергоиспользо-

вания.

Экономия ТЭР путем совершенствования энергоснабжения

Основными из мероприятий являются:

1. Правильный выбор энергоносителей. Для каждого процесса необходим такой энергоноситель, который обеспечивает наибольший энергетический и экономический эффект. Например, для печей и нагревательных установок должны сравниваться прямое использование топлива и электронагрев; для кузнечно-прессового оборудования – электроэнергия, сжатый воздух и пар (если он имеется на предприятии). Вид энергоносителя выбирают, сопоставляя варианты и комплексно анализируя следующие факторы:

−требования со стороны технологии (изменение качества выпускаемой продукции, расход сырья и пр.);

−экономические различия в конструкции и условиях эксплуатации оборудования;

−затраты на сравниваемые энергоносители;

−наличие необходимого оборудования;

−необходимый период времени для осуществления замены оборудования;

−экономический эффект от использования ВЭР, затраты на экологические мероприятия.

Затраты по рассматриваемым вариантам определяются по выраже-

нию

464

З = Е · Кп + Ип + Эуд · П · Зуд.з. – ΣΔЗi,

где Е – срок окупаемости; Кп – капитальные затраты на данную технологическую установку без учета затрат на установки ВЭР; Ип – эксплуатационные издержки без энергетической составляющей; Эуд – удельный расход энергоресурсов; П – годовой выпуск продукции; Зуд.з – приведенные удельные за-

траты (тарифы) на энергоносители; ΣΔЗi – эффект от использования ВЭР. Для предприятий допускается оценка сравниваемых вариантов по

действующим тарифам на энергию, если затраты на мероприятия покрываются из фонда предприятия.

2.Уменьшение числа преобразований энергии. Так как каждое преобразование энергии связано с потерями, то чем меньше последовательных преобразований претерпевает энергия, тем выше общий КПД. Экономически, например, целесообразна замена сжатого воздуха электроэнергией всюду, где это возможно по технологическим условиям.

3.Разработка рациональных схем энергоснабжения. Схема энергоснабжения завода – сложный комплекс, в котором взаимозависимы и часто взаимозаменяемы отдельные энергоносители. Разработка комплексной схемы энергоснабжения, увязанной с технологией и учитывающей технологически необходимые параметры всех энергоносителей, вскроет резервы экономии и покажет очередность их реализации. Основные пути решения проблем газосбережения представлены в [73].

4.Автоматизация энергоснабжающих установок. Сюда относятся такие мероприятия, как автоматизация отопительных агрегатов, бойлерных установок, подстанций и внедрение телеуправления и автоматического регулирования параметров энергии различных двигателей и агрегатов.

5.Повышение качества энергоресурсов. Любое изменение параметров энергоресурсов (давления, температуры, влажности, сернистости, зольности, качества электроэнергии и т.п.) приводит к ухудшению качества продукции и перерасходу энергоресурсов.

465

Экономия ТЭР путем совершенствования энергоиспользования

Данные мероприятия разрабатываются технологами совместно с энергетиками. Основными из них являются:

1.Организационно-технические мероприятия.

2.Внедрение технологических процессов, оборудования, машин и механизмов с улучшенными энерготехнологическими характеристиками.

3.Совершенствование действующих технологических процессов, модернизация и реконструкция оборудования.

4.Повышение степени использования ВЭР.

5.Утилизация низкопотенциального тепла.

Покажем направления совершенствования энергоиспользования на примере ряда технологических агрегатов металлургического назначения.

Индукционные печи и установки. Индукционный нагрев и плавка металлов широко используются в металлургической, машиностроительной и других отраслях промышленности. Индукционный нагрев токами промышленной частоты (50 и 60 Гц) применяется для сквозного нагрева металлов при прокатке, ковке и штамповке. Мощности этих установок достигают 30 МВт. Индукционные установки высокой частоты (от 100 Гц до 1 млн Гц) применяются в термических, прокатных, трубопрокатных производствах для термообработки деталей, сварки труб, выращивания монокристаллов и т.д. Мощность этих установок достигает 10 МВт. Индукционные печи для плавки металлов по принципу действия делятся на канальные и тигельные. Канальные печи применяются для плавки меди, латуни, цинка, алюминия. Они имеют мощность до 4000 кВ·А и работают на промышленной частоте (50 и 60 Гц). Тигельные печи применяются для плавки чугуна, алюминиевых и медных сплавов. Они имеют мощность до 20000 кВ·А и работают как на промышленной, так и на повышенной частоте – 500, 1000 и 2400 Гц. В последние годы наметилась тенденция применения индукционных канальных и тигельных печей для плавки электростали. Удельные расходы электроэнергии в индукционных установках зависят от

466

типа расплавляемого металла и лежат в следующих пределах, кВт·ч/т: Тигельные для плавки чугуна…………….600 – 800 Канальные для плавки:

меди………………………………….250 – 300 медных сплавов……………………..160 – 220

алюминия и его сплавов……………360 – 500

цинка………………………………….90 – 120

Индукционный нагрев металлов…………300 – 400 Энергетический баланс индукционных печей свидетельствует о том,

что на удельные расходы электроэнергии в них влияют: производительность; температура загружаемой шихты; температура кладки печи; величина зумпфа (жидкого металла, оставляемого в печи после плавки), тепловые и электрические потери.

Электропечи сопротивления. По технологическому назначению печи сопротивления можно разделить на три группы:

1.Термические печи для различных видов термической и термохимической обработки черных и цветных металлов, стекла, керамики, металлокерамики, пластмасс и других материалов.

2.Плавильные печи для плавки легкоплавких цветных металлов и химически активных тугоплавких металлов и сплавов.

3.Сушильные печи для сушки лакокрасочных покрытий, литейных форм, металлокерамических изделий, эмалей и т.п.

По характеру работы печи сопротивления разделяют на печи непрерывного и периодического действия. Мощность печей от 5 до 10000 кВт.

Основными путями снижения удельных расходов энергии являются: снижение тепловых потерь, в том числе и за счет улучшения теплоизоляции; повышение производительности печей; уменьшение потерь на аккумуляцию тепла и предварительный нагрев изделий; оптимизация и автоматизация электрических и технологических режимов работы печи.

Электросварочные установки. Организационно-технические меро-

467

приятия по экономии электроэнергии в электросварочных установках можно условно разделить на две основные группы: технологические и энергетические. Наибольшие возможности экономии электроэнергии имеются в технологии сварочного производства, и только 20 – 30 % дают энергетические мероприятия. Основные мероприятия по снижению удельных расходов электроэнергии на сварку:

−оптимальный выбор способа сварки;

−совершенствование технологии электросварки;

−снижение электрических и тепловых потерь;

−устранение холостого хода сварочных агрегатов;

Оптимальный выбор способа сварки. Здесь возможны следующие

пути:

−Замена ручной дуговой сварки на переменном токе автоматической под флюсом (позволяет получить 5 – 7 % экономии электроэнергии).

−Переход от ручной электросварки на постоянном токе к полуавтоматической в среде углекислого газа (уменьшает удельный расход электроэнергии в 2 – 2,5 раза).

−Замена ручной дуговой электросварки точечной контактной (уменьшает удельные расходы электроэнергии в 2 – 2,5 раза).

−Замена дуговой электросварки на шовную контактную (снижает расход электроэнергии на 15 %).

−Перевод ручной дуговой сварки с постоянного тока на переменный (уменьшает расход электроэнергии в 2 – 3 раза).

При контактной сварке наиболее экономичной является точечная, поэтому расширение применения точечной сварки дает большую экономию электроэнергии.

Совершенствование технологии электросварки возможно:

−за счет использования электродов с покрытием, в которое введен железный порошок (позволяет увеличить силу сварочного тока, повысить производительность иснизитьудельныерасходыэлектроэнергиина8 – 12 %);

468