CC BY
85
© В.В. Евсеенко, А.В. Юрченко, О.А. Юрченко, 2003
УАК 658.26
В.В. Евсеенко, А.В. Юрченко, О.А. Юрченко
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ И ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ В АК «АЛРОСА»
Введение
Энергосбережение является в настоящее время одним из основных направлений технической политики во всех промышленно развитых странах. Если принять во внимание, что при производстве горных работ в АК «АЛРОСА» доля затрат, связанных с энергоснабжением, составляет 30-50%, то можно сделать вывод, что реализация организационных и технических мероприятий по энергосбережению может привести к заметной экономии топливно-энергетических ресурсов.
1. Система энергоснабжения Западного региона Якутии.
Первое направление в области энергосбережения связано со специфическими условиями Западного региона Якутии и Западных электрических сетей (ЗЭС) с протяженность электрических сетей свыше тысячи километров. Отметим, что ЗЭС не имеют электрической связи с другими энергосистемами, работают в автономном режиме, практически не располагают резервными электростанциями, а линии электрических передач (ЛЭП) имеют большую протяженность, ограниченную пропускную способность и фактически работают без резерва. Техническое состояние основного оборудования электростанций и ЛЭП находится на низком уровне надежности, а штаты электростанций и ремонтных бригад не полностью укомплектованы обслуживающим персоналом. В настоящее время, расход электроэнергии по региону стабилизировался на уровне 3 млрд. кВт час в год, из которого потребление промышленными предприятиями Ак "АЛРОСА" составляет около 70 %. Значительная доля потребляемой в регионе электроэнергии приходит-
ся на отопление. Так, почти 50% электроэнергии используется для теплоснабжения поселков Удачного, Айхала и Чернышевского. В последнее время Вилюй-ская ГЭС превосходит проектную производительность благодаря повышенным притокам в водохранилище, но весьма вероятно их снижение в перспективе. Имеются маломощные резервные электростанции и отдельные горные предприятия питаются от автономных тепловых электростанций.
Анализ потребности в электроэнергии компании показывает, что потребление должно возрастать на 5-10 % в год за счет ввода и освоения новых предприятий АК "АЛРОСА" (освоение проектной производительности горно-обогатительного комплекса в Айхале., рудника "Интернациональный", строительство рудников на трубке «Мир», в Айхале и Удачном, ввод в действие нефтеперерабатывающих заводов и т.д.) Возможности энергосистемы определяются необходимостью: ввода в строй третьей очереди Вилюйской ГЭС в 2003г.; повышения эффективности резервных и автономных электростанций; повышения надежности и пропускной способности ЛЭП за счет модернизации существующих и ввода новых ЛЭП на металлических опорах; снижения потребления электроэнергии при переводе отопительного оборудования на газовое топливо. Многое зависит от организационных мероприятий, экологической обстановки в регионе, самих энергетиков (надежность и качество электроснабжения) и потребителей (компенсация реактивной мощности, экономия электроэнергии, соблюдение лимитов и графиков).
2. Автоматизированный электропривод.
Второе направление в области энергосбережения связано с развитием и совершенствованием электропривода (ЭП) горных механизмов, который является главным потребителем электроэнергии в промышленности. В настоящее время ЭП потребляет около 65% всей вырабатываемой электроэнергии, и такое потребление, сохранится и в будущем. На долю ЭП приходится и основная часть общих потерь электроэнергии в системе электроснабжения горных предприятий (ГП). Для современных крупных ГП потери электроэнергии в ЭП могут достигать 60-70% суммарных потерь в системе их электроснабжения. Отсюда следует, что основной эффект энергосбережения может быть получен в области рационального использования ЭП.
В АК «АЛРОСА» ведется целенаправленная работа по внедрению регулируемого ЭП. Однако основным препятствием здесь является высокая стоимость полупроводниковых преобразователей. Например, стоимость преобразователей частоты мощностью 110 кВт составляет в среднем 11000 условных единиц. При этом необходимы еще дополнительные затраты на автоматический выключатель, предохранители, устройство управления, шкаф, где будет размещено электрооборудование. Поэтому внедрению регулируемого ЭП должны предшествовать расчеты, показывающие величину экономии энергии при плавном регулировании скорости и эффективность такого способа энергосбережения. Причем при техникоэкономическом обосновании необходимо учитывать повышение цен на энергию и при принятии окончательного решения принимать во внимание, что внедрение регулируемого ЭП является одним из средств снижения счетов потребителя за нее.
Для проведения подобных расчетов необходимо иметь соответствующие математические модели и основанные на них методики исследования экономической эффективности регулируемых электроприводов. Такие модели и методики для горной отрасли отсутствуют. Отсутствие
до настоящего времени стандартной методики исследования экономической эффективности регулируемых электроприводов и налаженной системы информации о достигнутых результатах приводят к тому, что значительная часть потенциальных потребителей, не располагая необходимыми сведениями и необоснованно опасаясь последствий применения сложных современных систем регулируемого электропривода, продолжает нести существенные убытки, прибегая к крайне неэффективным способам регулирования.
В настоящее время в тресте Алмазавтоматика, институте Якут-нипроалмаз и на кафедре «Электроснабжение» МПТИ (ф) ЯГУ проводят работы по созданию моделей и основанных на них методик исследования экономической эффективности регулируемых электроприводов с учетом специфики горных предприятий «АК АЛРОСА». Основная трудность -это необходимость рассмотрения системы электроснабжения, регулируемого ЭП, рабочей машины, технологического объекта как единой электромеханической системы (ЭМС), где должно обязательно учитываться взаимное влияние всех элементов друг на друга. Результатом этого являются достаточно сложные математические модели, которые учитывают все основные особенности элементов конкретной ЭМС, потери электроэнергии в подводящих линиях, электромагнитные процессы в электродвигателях, наличие в технологических объектах нелинейных звеньев с распределенными параметрами и т.д.
С помощью разработанных моделей были выполнены расчеты по экономии электроэнергии при замене нерегулируемого ЭП с короткозамкнутым асинхронным электродвигателем на вентильный асинхронный ЭП с частотным регулированием скорости для насосных установок, вентиляторов местного проветривания, подъемных
машин. Во всех случаях результаты расчетов показали, что потребление электроэнергии при такой замене уменьшается в 1,5-2,0 раза.
3. Автоматизированная система контроля и управления энергоснабжением.
Третье направление в области энергосбережения связано с вводом автоматизированных систем учета потерь электроэнергии, ее качества и распределения по предприятиям, отопительным системам, объектам быта и соцкультбыта согласно нормам, лимитам, и графикам.
Информационно-управляющие системы строятся как иерархические распределенные комплексы, состоящие из четырех основных функциональных подсистем: одной автоматической — автоматизированной системы противоаварийно-го управления (АСПУ) и трех автоматизированных — системы диспетчерского управления (АСДУ), системы контроля и учета электроэнергии (АСКУЭ) и системы производственно-технической деятельности (АСПТД). Эти подсистемы могут существовать как в виде отдельных продуктов, так и в комплексе — в виде автоматизированной системы управления энергоснабжением предприятия (АСУ ЭП). Среди них можно также найти не только специализированные аппаратно-программные комплексы, но и модульные системы общего назначения. Первые учитывают специфику инфраструктуры, в которую интегрируются, а продукты на базе модульной архитектуры требуют вложения гораздо больше средств и времени на внедрение.
Стоимость АСУ ЭП определяется масштабами горного предприятия и рассчитывается исходя из необходимого количества счетчиков, аппаратных мощностей, в зависимости от расстояния между АРМ и счетчиками, вида каналов связи. Различаются по стоимости специализированные и модульные системы. Однако необходимо осо-
бо отметить, что внедрение на предприятиях АСУ ЭП при условии правильной эксплуатации системы всегда экономически оправдано. Переход на дифференцированный тариф, реальная возможность точного измерения и контроля расходов электроэнергии и энергоносителей, а также очевидное повышение отказоустойчивости энергетической системы предприятия позволяет осуществлять реальную экономию средств, поэтому АСУ ЭП окупается в самые короткие сроки. Рассмотрим типичный комплекс, в состав которого входят все вышеперечисленные подсистемы. Как правило, в том или ином виде их можно найти в каждой АСУ ЭП.
Отметим, что АСУ ЭП дает возможность вести учет и контроль не только электроэнергии, но и потоков практически всех возможных энергоносителей: пара, воды, топлива и т.д. Эта и некоторые другие особенности систем подобного уровня позволяют использовать их в жилищных комплексах, где также должен производиться контроль поступления и расхода различных ресурсов.
Учитывая, что собранная системой информация используется не только внутри горного предприятия, но и для расчетов с организациями Энергосбыта, аспект безопасности доступа к данным представляется особенно актуальным.
Заключение
Основными направлениями энергосбережения в горной отрасли являются: повышение надежности и качества энергоснабжения, переход к регулируемому ЭП и комплексная автоматизация. Эти направления в настоящее время интенсивно развиваются в АК «АЛРОСА». Причиной этого являются два фактора: рост стоимости энергоносителей и успехи в области силовых полупроводниковых приборов, микроэлектроники и средств автоматизации.
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ
Евсеенко В.В. - АК «АЛРОСА», г. Мирный, РС (Я).
Юрченко А.В, Юрченко О.А. - МПТИ (ф) ЯГУ, г. Мирный, РС (Я).
Файл:
Каталог:
Шаблон:
Заголовок:
Содержание:
Автор:
Ключевые слова: Заметки:
Дата создания:
Число сохранений: Дата сохранения: Сохранил:
Полное время правки: Дата печати:
При последней печати страниц: слов: знаков:
ЕВСЕЕНКО
G:\№ работе в универе\2003г\Папки 2003\GIAB8_03 C:\Users\Таня\AppData\Roaming\Microsoft\Шаблоны\Normal.dotm ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ И ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ В АК «АЛРОСА»
Юрченко
30.06.2003 11:14:00
3
30.06.2003 11:16:00 Гитис Л.Х.
4 мин.
09.11.2008 0:39:00
2
1 481 (прибл.) 8 442 (прибл.)
