Методы составления расходной части энергобалансов.

Электробалансы позволяют судить о степени полезного использования электроэнергии, расходуемой отдельными агрегатами и их группами, цехами или предприятиями в целом. С этой точки зрения особый интерес представляет доля энергии, затрачиваемая на прямые технологические нужды. При составлении расходной части БЭЭ эта энергия всегда определяется расчетом, который может быть выполнен двумя методами: расчетным и экспериментальным.

Расчетный метод предусматривает определение расхода энергии на технологические нужды и всех видов потерь по формулам, использующим нормативные характеристики оборудования в конкретных условиях его эксплуатации. Этот способ дает хорошие результаты при составлении ЭБ агрегатов непрерывного действия или имеющих продолжительный режим работы (компрессоров, воздуходувок и вентиляторов, электрических печей и нагревателей, мельниц, каландров, смесителей, шнеков, транспортеров и т. д.). Применительно к механическому оборудованию при этом способе расчетами определяют мощность, затрачиваемую на технологический процесс (резание, обработку, ковку, прокатку, штамповку и т. д.), на потери в механизмах и приводных двигателях (механические, электрические, вентиляционные, пусковые), а также на работу вспомогательного оборудования и устройств.

Экспериментальный метод предусматривает проведение специальных испытаний оборудования и измерений всех видов потерь, входящих в расходную часть БЭЭ.

Прямой расчет электроэнергии на технологический процесс во многих случаях, в частности для механического оборудования, затруднителен, а результаты его неточны, так как основаны на ряде допущений и применении эмпирических формул и приближенных зависимостей. Поэтому наиболее целесообразно при составлении БЭЭ применение смешанного расчетно-экспериментального метода. При использовании этого метода применительно к механическому оборудованию расход энергии на технологические процессы может определяться вычитанием потерь энергии в агрегатах и сетях из энергии, израсходованной приводными двигателями (последняя замеряется счетчиком).

Все виды потерь энергии в агрегатах (постоянные, нагрузочные, пусковые и др.), а также в сетях и трансформаторах определяются расчетом с использованием результатов измерений потерь холостого хода, пусковых потерь в агрегатах и нагрузочных токов в элементах цеховых сетей. Следует отличать потери в агрегатах и электрических сетях, которые неизбежны при преобразовании энергии и обусловлены их конструктивными данными, от дополнительных, вызываемых несоответствием номинальных мощностей агрегатов их фактической технологической нагрузке или нерациональным режимом эксплуатации. При составлении БЭЭ и его анализе учитываются обе эти составляющие потерь, однако основные возможности экономии электроэнергии заложены в сокращении дополнительных потерь.

Балансы отдельных агрегатов и цехов следует относить к смене и характерным рабочим суткам. Электробалансы отдельных агрегатов определяются по их средней суточной производительности, а цехов — по суточным графикам нагрузки за рабочие и выходные дни.

Как указывалось, для отдельных агрегатов баланс составляется по мощности. Для перехода к суточному БЭЭ необходимо знать фактическое среднее число часов работы агрегата в сутки. Среднее время работы агрегата за смену`t_см при проектировании достаточно точно можно определить из следующих соотношений:

а) для электроприемников с постоянным значением потребляемой активной мощности Р и близким к неизменному значению cos j (например, насосов, вентиляторов, нагревателей):

, (3.1)

где — среднее за несколько суток потребление активной энергии в дневную, наиболее загруженную смену;

б) для агрегатов с переменным потреблением мощности и значительными изменениями cos j в зависимости от нагрузки (например, асинхронных двигателей станков):

, (3.2)

где `V_см — средняя реактивная энергия за смену, Q_ср — средняя реактивная мощность агрегата за 2—3 часа непрерывной работы (обе эти величины определяются по показаниям счетчиков реактивной энергии).

Для дальнейшего перехода от сменного БЭЭ к суточному вводят коэффициент сменности

, (3.3)

где — среднесуточное потребление активной энергии, кВт×ч.

Значения k_см лежат в пределах от 1 до 3.

Зная статью расходной части БЭЭ агрегата, выражающую среднюю мощность потерь, получим соответствующие среднесуточные потери энергии:

. (3.4)

Расходную часть цехового БЭЭ определяют суммированием соответствующих статей расходной части БЭЭ по отдельным агрегатам. При этом нет необходимости делать измерения на каждом отдельном агрегате. Следует объединить аналогичные по типу и технологическому режиму агрегаты в группы и вести расчеты на основе измерений, выполненных на одном из них, приняв его за типичный для данной группы. Характерный агрегат выбирают по результатам изучения технологических карт и наблюдений за фактическим режимом работы механизмов группы, а также по результатам измерения времени их самоторможения.

Для предприятий в целом рекомендуется составлять годовые БЭЭ. Для перехода от суточных или сменных частных ЭБ к годовому сводному следует учесть работу цехов, производственных и культурно-бытовых подразделений в праздничные и выходные дни. Это осуществляется введением в расчеты коэффициента k_вых > 1. При непрерывной работе k_вых < 1,4. В условиях пятидневной недели k_вых = 1,05–1,1 [1].

Годовые потери энергии можно рассчитать по выражению

(3.5)

где n_р — число рабочих дней в году (при пятидневной рабочей неделе
n_р = 250). Если электропотребление зимой заметно отличается от летнего, то данные расчеты следует выполнять отдельно для зимнего периода, содержащего n_{р з} суток, и летних дней.

Суточный и годовой расходы энергии на освещение определяются с учетом географической широты местности.