Климова - Энергосбережение.2014 (2)

для облегчения зажигания и устойчивого горения электрических дуг загружается кокс.

Экономия электроэнергии за счет подбора шихты, обеспечивающего плавку без дополнительных «подвалок» составляет 5 – 10% общего расхода электроэнергии на плавку. Если же при этом будет сокращена продолжительность окислительного периода, то экономия энергии составит 10 – 16 % общего расхода электроэнергии на плавку.

При оформлении плана организационно-технических мероприятий по экономии энергии можно ориентировочно оценивать экономический эффект от внедрения мероприятий по совершенствованию подбора шихты в размерах 5 – 15 % фактических удельных расходов на плавку металла, сложившихся в предшествующем составлению плана году.

Предварительный подогрев шихты. Наиболее энергоемкими опе-

рациями в электропечах являются нагрев и расплавление твердой завалки. Период плавления занимает около половины времени всей плавки, в этот период затрачивается 60 – 70 % всей электроэнергии, расходуемой на плавку. Удельный расход электроэнергии составляет 380 – 420

кВт·ч/т. Предварительный подогрев шихты до 600 – 700 С обеспечивает снижение удельных расходов электроэнергии на 20%, улучшает условия работы печного транспорта, качественное состояние шихты, позволяет проводить весь период плавления при включенном дросселе.

Особо эффективен предварительный нагрев шихты за счет тепла отходящих газов с температурой около 1000 С от различных термических установок в случае наличия их в цехе.

Применение специальных установок предварительного нагрева с мазутными или газовыми горелками должно быть обосновано техникоэкономическим расчетом, оправдывающим дополнительные капитальные вложения и расход топлива.

В тех случаях, когда температура предварительного нагрева шихты отличается от 600 – 700 С, можно пользоваться следующей примерной зависимостью

Y 0,243 t10,

где Y экономия электроэнергии в расчете на 1т выплавляемого металла, кВт·ч/т; t10 температура предварительно нагретой шихты, C .

Снижение электрических потерь

1. За счет оптимальной плотности тока в элементах вторичного токопровода. На основе практики работы дуговых сталеплавильных печей можно рекомендовать экономические плотности тока в элементах вторичного токопровода:

111

медные шины при площади сечения пакета на фазу до 5000

мм2 – 1,5-2 А/ мм2; свыше 5000 мм2 – 1-1,5 А/ мм2;

медные гибкие кабели при площади сечения пакета на фазу до 4000 мм2 – 1,8,5-2 А/ мм2; свыше 4000 мм2 – 1,2-1,8 А/ мм2;

медные водоохлажденные трубы – 4-6 А/ мм2.

При указанных в табл. 6.5 экономических плотностях тока потери ЭЭ в процентах к расходу ЭЭ на плавку приведены в табл. 6.6.

Таблица 6.5

Экономические плотности тока в электродах

При увеличении плотности тока в элементах вторичного токопровода возрастут потери электроэнергии и удельные расходы электроэнергии на плавку.

Ориентировочно для предварительных расчетов можно пользоваться условными коэффициентами (табл. 6.6.) увеличения потерь электроэнергии в элементах вторичного токопровода, отнесенными к 1т выплавленного металла при повышении плотности тока выше экономических величин.

112

Таблица 6.7

Коэффициенты увеличения потерь электроэнергии k в элементах вторичного токопровода на 1т выплавленного металла при повышении

плотности тока

Потери электроэнергии определяются из выражения

W k (iф 1) , iэ

где k коэффициент увеличения потерь (табл. 6.8); iф фактическая

плотность тока, А/мм2; iэ экономическая плотность тока, А/мм2.

2. За счет уменьшения сопротивления электрических контактов.

Электрическое переходное сопротивление в контактах зависит от рода материалов и от характера выполнения контакта (разъемный или неразъемный). Неразъемный контакты, как правило, выполняются сваркой.

В разъемных контактах переходное сопротивление зависит от состояния контактных поверхностей и от давления в контакте, Ом,

Rк pСm ,

где С расчетный коэффициент, зависящий от материала контакта (табл. 6.8); m показатель степени (принимается равным 0,5 – 1); p

давление в контакте, для медных шин принимается равным 60 МПа (600 кг/см2).

Для нормальной работы контактного соединения рекомендуются следующие плотности тока, А/мм2:

113

Увеличение сопротивления контакта ведет к дополнительным потерям мощности, которые определяются по формуле, кВт

Pк 3 I 2 (Rк Rк.ф) 10 3,

где I ток, проходящий через контакт (средний за плавку), А; Rк со-

противление контакта, соответствующее сопротивлению целого участка шины той же длины, что и контактное соединение, Ом; Rк.ф фактиче-

ское сопротивление контакта, Ом.

3. За счет сокращения простоев печи. Период простоя печи в нор-

мальных условиях определяется временем, необходимым на слив металла, очистку печи, подвалку пода и стен и загрузку шихты. Простой печи зависит от степени механизации загрузки слива металла и совершенства эксплуатации. Электроэнергия в период завалки шихты в печь не поступает, но аккумулированное в кладке печи тепло рассеивается кожухом и сводом, а при включении печи в сеть часть энергии идет на нагрев футеровки. Величина потерь на подогрев футеровки после нормального перерыва в работе печи доходит до 15 – 20% всей подведенной энергии для очередной плавки.

Влияние простоев и задержек на удельный расход электроэнергии можно установить в зависимости от длительности простоя с отключением печи, учитывая потери холостого хода печи, кВт·ч/т

Yу.ф P0 t Pн (24 t) Yн Pн (24 t)

114

где Pн номинальная мощность печи, кВт; P0 мощность холостого

хода (потери холостого хода), кВт; t число часов простоя печи в течение суток, ч; Yн номинальный удельный расход электроэнергии, кВт·ч/т.

6.9.Экономия ЭЭ в системах освещения

Вкачестве энергетического показателя, определяющего рациональное потребление ЭЭ на цели освещения, предлагается удельная установленная мощность (УУМ) общего искусственного освещения помещений, которая является основой нормативной базы для контроля энергозатрат в осветительных установках (ОУ) при проведении энергетического обследования объектов и на стадии экспертизы проектов.

Введение в практику проектирования ОУ УУМ фактически исключает применение ламп накаливания (ЛН) в освещении общественных зданий.

Расчет экономии ЭЭ на освещение и рекомендации по энергосбережению в осветительных установках разрабатываются по следующим показателям ОУ, ее организационных и технических компонентов:

 по экономичности источников света;  по экономичности пускорегулирующей аппаратуры;

 по типовым конструктивно-светотехническим схемам и эксплуатационным группам осветительных приборов (ОП);

 по системам освещения, соотношению общего и местного освещения;

 по системам автоматического управления освещением в зависимости от уровня естественной освещенности и площади производственных помещений;

 по соблюдению регламента эксплуатации ОУ.

6.9.1.Расчет энергопотребления в системах освещения

Инженерный расчет ведется, как правило, методом коэффициента использования осветительной установки, либо точечным методом.

Метод коэффициента использования ОУ может быть применен для расчета общего равномерного освещения. При расчете ОУ на первом этапе намечается число рядов светильников

nсв Eнорм Kз S z / (uо.у Ф) ,

где nсв число светильников, необходимое для освещения помещения; Eнорм нормируемая освещенность; Kз коэффициент запаса; S

115

площадь помещения; z коэффициент неравномерности (1,1 – для люминесцентных ламп (ЛЛ), 1,15 – для дуговых ртутных ламп (ДРЛ)); uо.у

– коэффициент использования ОУ; Ф – световой поток всех ламп в светильнике.

Расчет удельной мощности ОУ начинается с определения установленной мощности осветительной установки

Pу nсв Pсв KПРА, Вт

где Pсв мощность светильника, Вт; KПРА коэффициент потерь в

пуско-регулирующей аппаратуре (ПРА) осветительных приборов (табл. 6.9); nсв количество однотипных ламп в ОУ i-го помещения.

Удельная мощность ОУ, Вт/м2

pуд Pу / S ,

Полученное в расчете значение удельной мощности необходимо сравнить со значением максимально допустимой удельной мощности для этого типа помещений (табл. 6.10, 6.11).

116

Если результат расчета удельной мощности выше по сравнению со значением максимальной удельной мощности из табл. 6.10, 6.11, то проектируемая ОУ неэкономична. Для повышения экономичности ОУ необходимо выбрать более экономичные источники света, меньшую (если это возможно) высоту установки светильников, другую систему освещения [48].

Таблица 6.10

Максимально допустимые удельные мощности искусственного освещения в помещениях общественных зданий

Примечание. Значения удельной мощности даны с учетом мощности аппаратов включения и управления освещением.

117

Таблица 6.11

Максимально допустимые удельные мощности искусственного освещения в производственных помещениях

Примечание. Значения максимальной удельной мощности искусственного освещения для помещений других размеров и освещенности определяются интерполяцией.

118

Электрические нагрузки осветительных установок необходимы при выборе электрооборудования, определении общей установленной мощности объекта и расчете осветительных сетей.

Расчетная осветительная нагрузка производственных и общественных зданий, а также наружного освещения определяется исходя из суммарной мощности ламп, полученной в результате светотехнического расчета. Установленная мощность находится суммированием номинальной мощности всех ламп напряжением более 42 В. В осветительных установках с разрядными лампами расчетная нагрузка определяется с учетом потерь мощности в ПРА.

Расчетная нагрузка на вводе в здание или в начале питающей линии определяется по формуле

n

Pp Kc KПРАi Pномi , i 1

где Kc – коэффициент спроса осветительной нагрузки; KПРАi – коэффициент, учитывающий потери в ПРА i-й лампы; Pномi – номинальная

мощность i-й лампы; n – число ламп, питающихся по данной линии (установленных в здании или помещении).

При отсутствии данных обследования ОУ коэффициент спроса для расчета питающей сети рабочего освещения производственных помещений следует принимать равным: 1,0 – для небольших зданий и линий, питающих отдельные групповые щитки; 0,95 – для помещений, состоящих из отдельных крупных пролетов; 0,85 – для зданий, состоящих из большого числа отдельных помещений; 0,8 – для лечебных, конторскобытовых и лабораторных зданий; 0,6 – для складских зданий, состоящих из отдельных помещений, а также для электрических подстанций.

Расчетную электрическую нагрузку линий, питающих розетки, определяют по следующей формуле

Pp.p n Kc.p Pу.р,

где Kc.p – коэффициент спроса розеточной сети, выбирается по табл. 6.12; Pу.р – установленная мощность розетки, принимаемая 0,06 кВт (в

том числе для подключения оргтехники); n – число розеток.

При смешанном питании общего освещения и розеточной сети общую расчетную нагрузку Pр.о определяют по формуле

Pр.о Pр'.о Pр.р,

где Pр'.о – расчетная нагрузка линии общего освещения, кВт.

119

Коэффициент спроса для расчета нагрузок линий, питающих постановочное освещение в залах, клубах и домах культуры, следует принимать равным 0,35 для регулируемого освещения и 0,2 – для нерегулируемого.

Таблица 6.12

Коэффициент спроса розеточной сети освещения

Расчетная нагрузка отдельных помещений и зданий, для которых не проводился полный светотехнический расчет, может быть приближенно определена по выражению

Pp Kc pуд F 10 3,

где pуд – удельная мощность общего равномерного освещения, Вт/м2;

F – площадь помещения, м2.

Удельная мощность освещения выбирается в зависимости от типа и номинальной мощности применяемых ИС, расчетной высоты, площади помещения, освещенности и других показателей освещения.

Значение удельной мощности в каждом конкретном случае находится пропорциональным пересчетом по формуле

где Руд – табличное значение удельной мощности освещения; Kз и

Kз – фактическое и табличное значения коэффициента запаса; Енорм

–значение нормированной освещенности; η – КПД выбранного све-

тильника ( η 0,5 0,8).

120