Удельный расход электроэнергии формула

При разработке норм электропотребления используют три основных подхода: опытный, расчетно-аналитический и статистический.

Опытный способ требует замеров расходов электроэнергии на каждую операцию в заданных режимах технологического процесса, предусмотренного регламентом. Суммированием полученных пооперационных расходов определяют расход электроэнергии на единицу продукции.

Такой подход требует применения большого числа измерительных приборов и значительных трудозатрат. Для получения достоверных результатов по каждой операции необходимо провести большое число измерений и статистическую обработку результатов, а также сопоставить получаемые данные с расходами по участку, цеху, производству. Поэтому данный способ применим, главным образом, для определения индивидуальных норм в условиях конкретного производства.

Расчетно-аналитический способ предполагает определение норм расхода электроэнергии расчетным путем — по паспортным данным технологического оборудования с учетом степени его загрузки, режимов работы и других факторов. Для общепроизводственных норм следует учесть также мощность и режимы работы всего вспомогательного оборудования (вентиляции, водопровода и канализации, электроосвещения, ремонтных нужд и т.д.).

Режимы работы электроприемников учитывают с помощью различных коэффициентов (включения, загрузки и др.), эмпирический выбор и случайный характер которых приводят к значительным погрешностям. Поэлементный расчет множества составляющих энергозатрат делает метод чрезвычайно трудоемким.

Статистический способ нормирования основан на статистической обработке данных по общим и удельным расходам за ряд временных отрезков и выявлении факторов, влияющих на их изменение. Расчеты ведутся по показаниям приборов учета электроэнергии и данным по выпуску продукции. Этот способ наименее трудоемок, надежен и получил широкое распространение в практике нормирования электропотребления. Рассмотрим практические приемы его применения.

Удельные расходы электроэнергии рассчитывают по выделенному объекту — производственному участку, цеху или отдельному энергоемкому агрегату, имеющему "собственный" счетчик на вводе. Организация учета электроэнергии является обязательным условием эффективного нормирования.

Система технического учета электроэнергии часто не совпадает с административным делением предприятия, что обусловлено сложностью и разветвленностью систем электроснабжения. Поэтому при назначении административных единиц, осуществляющих нормирование, следует соотносить их с узлами учета.

Для контролируемого объекта выделяют основные виды продукции, объем выпуска которых можно подсчитать за смену, сутки или за один цикл работы оборудования. Соответственно показания счетчиков электроэнергии снимают посменно, посуточно или за каждый цикл работы.

Для расчета характерных показателей нужен подготовительный этап сбора статистических данных — не менее 50 периодов. В табл. 1 показан примерный вид представления исходных данных. По окончании каждого временного интервала записывают общее электропотребление объекта (по счетчику) и выпуск продукции. В последнюю колонку вносят значения удельных расходов электроэнергии, полученные по формуле w=W/M, где W — фактический расход электроэнергии на выпуск продукции в количестве М (количество может измеряться в различных единицах).

Фактические удельные расходы электроэнергии за разные периоды времени неодинаковы, что обусловлено различной загрузкой выделенного объекта, режимами работы, составом сырья и другими факторами. Если все эти условия совпадают, то значения удельных расходов близки за разные периоды, их распределение должно быть нормальным (гауссовым). В этом случае можно получить среднее значение расхода электроэнергии за ряд периодов и использовать его как нормативное.

Следует отметить, что распределение экспериментальных данных является нормальным (гауссовым) только в случае одинаковых условий протекания технологического процесса и одинаковых параметров выпускаемой продукции. Достаточно часто данные не соответствуют нормальному распределению, что обусловлено двумя факторами.

Во-первых, может иметь место изменение параметров выпускаемой продукции, сырья или режимов работы оборудования. Например, марка стали и профиль прокатанного металла оказывают большое влияние на расход электроэнергии (прокатка арматуры определяет удельный расход электроэнергии 180 кВт*ч, нержавеющей стали такого же диаметра — 540 кВт-ч). В этих случаях наблюдение должно быть организовано таким образом, чтобы получить требуемое количество измерений по однородной продукции.

Читайте также:  Бутерброды с сайрой и огурцом

Во-вторых, нарушение нормального распределения объясняется техноценологическими свойствами, которые в данном случае проявляются отступлениями от технологии, браком, непопаданием в марку (например, объем плавки существенно меньше номинального). Именно эти случаи должен выявлять ответственный технолог и принимать меры. Отклонение распределения от нормального задает некоторую область, которая определяет возможные объемы энергосбережения организационными мерами.

Для получения обоснованных норм необходимо проверить соответствие статистического закона распределения удельных расходов электроэнергии нормальному (гауссову) распределению. Можно использовать проверку по критерию χ 2 . Если полученное значение критерия превышает теоретическое, гипотезу о соответствии статистического распределения нормальному следует отвергнуть.

Это означает, что по полученным данным нельзя выработать единую норму расхода электроэнергии на единицу продукции , то следует разделить их по характерным технологическим режимам, рассчитывая для каждого нормы электропотребления, или определить статистическую зависимость удельного расхода от влияющих факторов w = f(x1, х2, х3), где в качестве факторов х1, х2, х3 могут выступать объемы выпуска продукции, температура, скорость обработки и др.

Если проверка подтверждает, что распределение удельных расходов близко к нормальному, на основе этих данных может быть определена норма расхода электроэнергии. Для мониторинга наиболее удобно установить диапазон, в котором должен находиться удельный расход электроэнергии.

Наиболее просто диапазон устанавливают по значениям среднего расхода и среднеквадратичного отклонения σ . Упрощенно нижняя граница диапазона может быть принята равной w min = w ср – 1,5 σ , а верхняя – wmax = wcp + 1,5 σ . Как правило, за заданный диапазон выходят 10 – 20 % удельных расходов электроэнергии, получаемых в реальных условиях производства, что обусловлено ошибками работников, нарушениями режима, отклонением качества продукции и др. Технологический персонал должен обращать внимание на такие случаи и принимать меры.

Подчеркнем, что нормы, полученные любым из указанных способов, отражают режимы электропотребления для выпуска продукции только на том предприятии, где они получены, и не могут быть распространены ни на отрасль в целом, ни на другое предприятие. Это обусловлено индивидуальными свойствами каждого предприятия как сложной системы техноценологического типа.

Например, опытным способом определяли технологическую норму для прокатного производства в зависимости от температуры металла, скорости прокатки, калибровки, трения в подшипниках, технологических потерь и др. Такой же подход применили при нормировании электропотребления металлорежущих станков, где для каждой обрабатываемой детали нашли полезную работу с учетом скорости резания и времени обработки. Однако эти результаты нельзя перенести на все металлорежущие станки даже в пределах одного завода, поскольку на практике видов обрабатываемых деталей и режимов обработки — множество.

Кроме того, как использовать эти нормы, полученные для каждой обрабатываемой детали? Поставить возле станка счетчик электроэнергии и сопоставлять расход по каждой детали с нормативом невозможно. Суммирование же нормативов с учетом количества и ассортимента выпущенных деталей даст большую погрешность из-за невозможности учета всех действующих факторов.

Также и расчетно-аналитическим методом невозможно перейти от данных по номинальной мощности отдельных электроприемников с учетом всех возможных технологических режимов, видов продукции, качества сырья к расходам электроэнергии для цеха или предприятия за месяц, квартал, год.

Нельзя получить прогнозное значение электропотребления предприятия суммированием различных удельных норм по всему ассортименту продукции. Для этого надо заранее запланировать не только общее количество продукции, которое будет выпущено в будущем месяце (квартале, годе), но и точно разделить его по маркам, особенностям режимов обработки и многочисленным другим факторам. Это было невозможно в условиях планового хозяйства и тем более невозможно сейчас.

Нельзя сопоставлять различные предприятия и по укрупненным, общезаводским нормам, даже при близких технологических циклах. Так в 1985 г. на предприятиях черной металлургии удельные расходы электроэнергии на 1 т проката принимали значения от 36,5 до 2222,0 кВт • ч/т при среднеотраслевом значении 115,5 кВт*ч/т; для конвертерной стали — от 13,7 до 54,0 кВт • ч/т при среднеотраслевом 32,3 кВт • ч/т.

Читайте также:  Обогрев помещения теплый пол

Столь существенный разброс объясняется различием технологических, организационных, социальных факторов для каждого производства, и ясно, что среднеотраслевая норма не может быть распространена на все предприятия. В то же время нельзя считать, что предприятие работает неэффективно, если оно превышает среднеотраслевые значения.

Снижение производства, неполная и нестабильная загрузка оборудования приводят к увеличению удельных расходов, что еще более усилит разрыв в данных. Поэтому в современных условиях среднеотраслевые нормы расхода электроэнергии нельзя применять ни для прогнозирования электропотребления, ни для оценки энергосбережения.

Удельный расход электроэнергии, обозначаемый ωуд и измеряемый в киловатт-часах па единицу продукции, величина ωуд является интегральным показателем расхода электро-энергии на единицу продукции, например, кВт*ч на 1 т грунта (кВт – ч/т); в эту величину, как правило, входит расход электроэнергии на все вспомогательные нужды, например электрическое освещение забоя. Эта величина играет большую роль в расчетах, связанных с определением электрических нагрузок и расходов электроэнергии, и равна:

где W — потребление энергии, кВт*ч; М — продукции в натуральном выражении, например Т.

Строительство сооружений и их эксплуатация всегда являются потребителями энергии. Это потребление происходит при добыче и начальной обработке сырья; при изготовлении строительных материалов и конструкций (смотрите таблицу ниже); возведении и эксплуатации сооружения; при ремонтных работах и при сносе сооружения.

Удельные расходы электрической энергии на изготовление различных строительных материалов

Материал, изделие Удельный расход энергии,кВт*ч, на
1 т 1 м 3
Цемент 1 2 240
Заполнитель 90
Вода 22 2
Бетон 490 1 100
Прокатный материал 8 740
Железобетон (при 2%-ном насыщении арматурой) 880 2 200
Кирпич 990
Строительный раствор 420
Кладка 810 1 500
Строительный лесоматериал 30,0
Столярный лесоматериал 450
Алюминий 72 2,40
Стекло 3 570

1 С учетом расхода энергии на добычу природного сырья и его доставку на расстояние до 100 км.

Ориентировочные данные, определяющие расход энергии на сооружение зданий, приведены в таблице (смотрите таблицу ниже).

Удельный расход энергии на единицу объема здания (на несущие конструкции)

Здание Конструкция Расход на 1 м 3
материала,
Т 1
энергии,
кВт*ч
Жилое Крупнопанельная 0,333 290
Кладочная 0,216 3 180
Гражданское Каркас железобетонный 0,124 2 109
Каркас стальной 0,030 3 260
Промышленное одноэтажное Железобетонная 0,0,40 35
Стальная о,030 2 260

1 Средние значения.
2 Без внешней ограждающей конструкции, без перегородок.
3 Без перекрытий и перегородок.

Характерные приемники электрической энергии

Силовые установки общепромышленного назначения. К этой группе приемников относятся подъемно-транспортные устройства, компрессоры, вентиляторы и насосы. На строительных площадках, предприятиях стройиндустрии применяются различные краны, предназначенные для вертикального и горизонтального перемещения грузов. По способу передвижения они делятся на перемещающиеся по рельсовым путям и самоходные.

«Электроснабжение строительно-монтажных работ», Г.Н. Глушков

Система общего освещения применяется в производственных помещениях, в которых отсутствуют фиксированные рабочие места, не производятся работы, требующие различения мелких деталей, и где необходимо лишь общее наблюдение за работой машин. Общее равномерное освещение устраивается везде, где находятся люди, и также в местах движения транспорта. Общее локализованное освещение применяется на площадках, где производятся работы и требуется повышенная…

Выделяют два вида освещения — рабочее и аварийное. Рабочее освещение создает требуемую по нормам освещенность, обеспечивая этим необходимые условия работы при нормальной эксплуатации. При угасании по каким-либо причинам рабочего освещения аварийное освещение должно давать возможность в одних помещениях продолжать работу при сниженной освещенности (аварийное освещение для продолжения работы), в других помещениях — безопасно выйти людям…

Читайте также:  Комната с выходом на кухню

Эти лампы являются дуговыми ртутными лампами высокого давления с исправленной цветопередачей. Исправление цветопередачи ртутного разряда в них достигается люминофором, нанесенным на внутреннюю поверхность колбы лампы. Однако в осветительных установках с лампами ДРЛ цветопередача сильно искажена, что заставляет использовать эти лампы только в производственных помещениях и на открытом воздухе без каких-либо повышенных требований к цветопередаче. Применяются…

В настоящее время в СССР порядка 80—85% светового потока осветительных установок производственных зданий создаются люминесцентными лампами и ртутными лампами типа ДРЛ. Все газоразрядные лампы чувствительны к снижению напряжения питающей их сети. При снижении напряжения на 10% и более номинального лампы начинают гореть неустойчиво и при дальнейшем понижении могут погаснуть, а не горевшие лампы не зажечься….

Источники света характеризуются: номинальным напряжением (В), на которое рассчитывается лампа; номинальной мощностью (Вт); световым потоком (лм), световой отдачей (лм/Вт), т. е. отношением излучаемого лампой светового потока к мощности потребления; средним сроком службы лампы (ч), цветопередачей. Лампы накаливания Лампы накаливания многих типов применяются в осветительных установках производственных зданий. Следует отметить их общие отличительные особенности: наибольшее распространение…

Удельная норма расхода электроэнергии насосного агрегата, кВт *ч/( 1000 м 3 *м), определяется из расчета подачи 1000 м 3 воды (или сточной жидкости) на высоту 1 м при режиме работы насоса и электродвигателя с максимальным КПД.

Исходя из известных значений КПД насоса и двигателя теоретическое значение удельной нормы расхода электроэнергии Ауд вычисляется по формуле

Сравнивая теоретическое значение, определенное по формуле (9.5), с фактическими затратами электроэнергии, можно сделать вывод об эффективности работы насосной станции.

Для определения удельного расхода электроэнергии совместно работающих насосных агрегатов в формулу (9.5) вместе Г|НЛДВ подставляется значение 11-

Анализ уравнения (9.5) показывает, что удельная норма расхода электроэнергии обратно пропорциональна КПД насосного агрегата. При регулировании режима работы насоса необходимо помнить, что КПД насосного агрегата уменьшается при регулировании подачи дросселированием на напорном патрубке. Уменьшение КПД насосной станции приводит к увеличению расхода электроэнергии и к ухудшению экономических показателей. Поэтому для обеспечения экономичной работы насосной станции при переменных режимах работы необходимо выполнять следующие требования: насосы большой мощности должны работать в режимах с большим КПД; подача воды в систему должна регулироваться насосом наименьшей мощности; необходимо, чтобы изменение режима работы регулируемого насоса не вызывало существенного изменения его КПД или чтобы отношение полезной мощности насосного агрегата к его КПД оставалось постоянным в принятом диапазоне регулирования.

Из опыта эксплуатации насосных агрегатов известно, что КПД электродвигателя мало изменяется в течение времени, и его значение принимается по паспорту. Зная фактическую норму расхода электроэнергии, из формулы (9.5) можно определить фактический КПД насоса:

Сравнение фактического КПД насоса с паспортным позволяет оценить, насколько изменилась энергетическая характеристика насоса. Для выявления изменений КПД насоса рекомендуется проводить испытания работы агрегата с определением энергетических характеристик насоса: на станциях 1-го подъема — 2 раза в год, на станциях 2-го подъема — 1 раз в год или в 2 года.

По удельной норме расхода электроэнергии определяется количество электроэнергии для питания насосной станции.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *