Развития комбинированного производства электроэнергии и теплоты для централизованного теплоснабжения промышленных городов

Введение

Первое  место по количеству потребляемой электроэнергии принадлежит промышленности, на долю которой приходится более 60% вырабатываемой в стране энергии. С помощью электрической энергии приводятся в движение миллионы станков и механизмов, освещение помещений, осуществляется автоматическое управление технологическими процессами и др. Существуют технологии, где электроэнергия является единственным энергоносителем.

В связи с  ускорением научно-технологического прогресса  потребление электроэнергии в промышленности значительно увеличилось благодаря созданию гибких автоматизированных производств.

Энергетической  программой предусмотрено создание мощных территориально-производственных комплексов (ТПК) в тех регионах, где сосредоточены крупные запасы минеральных и водных ресурсов. Такие комплексы добывают, перерабатывают, транспортируют энергоресурсы, используя в своей деятельности различные электроустановки по производству, передаче и распределению электрической и тепловой энергии.

Энергетической  программой России предусматривается дальнейшее развитие энергосберегающей политики. Экономия энергетических ресурсов должна осуществляться путем перехода на энергосберегающие технологии производства; совершенствования энергетического оборудования; реконструкции устаревшего оборудования; сокращения всех видов энергетических потерь и повышения уровня использования вторичных ресурсов; улучшения структуры производства, преобразования и использования энергетических ресурсов.

Современная энергетика характеризуется нарастающей централизацией производства и распределения электроэнергии. Энергетические системы образуют несколько крупных энергообъединений.

Объединение региональных ОЭС в более мощную систему  образовало Единую энергетическую систему (ЕЭС) Российской Федерации. ЕЭС позволило снизить необходимую генераторную мощность по сравнению с изолированно работающими электростанциями и осуществлять более оперативное управление перетоками энергетических мощностей с Востока, где находиться около 80% топливных и гидроресурсов, на Запад страны, так как в европейской части страны размещается 80% всех потребителей энергии. Для электрической связи между ОЭС служат сверхдальние линии электропередач напряжением 330; 500; 750 и 1150 кВ и выше.

Энергетическая  политика РФ предусматривает дальнейшее развитие энергосберегающей программы. Экономия энергетических ресурсов должна осуществляться путем: перехода на энергосберегающие технологии производства; совершенствование энергетического оборудования, реконструкция устаревшего оборудования; сокращение всех видов энергетических потерь и повышение уровня использования вторичных энергетических ресурсов. Предусматривается также замещение органического топлива другими энергоносителями, в первую очередь ядерной и гидравлической энергией.

Перед энергетикой в ближайшем будущем стоит задача всемерного развития и использования возобновляемых источников энергии: солнечной, геотермальной, ветровой, приливной и др.; развития комбинированного производства электроэнергии и теплоты для централизованного теплоснабжения промышленных городов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 Характеристика потребителей электроэнергии и определение

категории электроснабжения

Тротуарную плитку в  наше время применяют для отделки  поверхностей практически везде. Тротуарной плиткой облицовывают пешеходные зоны, летние кафе и рестораны, мостовые, дорожки парков и т. д. Тротуарная плитка придает городу или загородному участку цивилизованный и ухоженный вид, замена асфальта на плитку имеет множество преимуществ. Среди них и простота укладки, и привлекательный внешний вид, и отсутствие луж, и долгосрочность тротуарной плитки по сравнению с другими покрытиями, и многое другое.

В цехе установлены станки различного назначения. Транспортные операции производятся с помощью электрического погрузчика.

Цех по производству тротуарной плитки получает электроснабжение от собственной цеховой трансформаторной подстанции (ТП). Напряжение 10 кВ. От энергосистемы (ЭСН) до ПГВ – 15 км.

Количество рабочих  смен – 2. Потребители электроэнергии по надёжности электроснабжения –3 категории.

Грунт в районе цеха – чернозем.

Размеры цеха А × В  × Н = 44 × 32 × 10 м.

Перечень электрооборудования  цеха приведён в таблице 1.1.

Мощность  электропотребления (Р_эп) указана для одного электроприёмника.

 

Таблица 1.1

Перечень электрооборудования  цеха по производству тротуарной плитки

№ на плане	Наименование электрооборудования	Рэп, кВ	Примечание
1,2	Кондиционер модели FHQ50B	0,75	ПВ = 25 %
3	Дымосос модели ДН 6,3	0,7
4	Циркуляционный  насос модели UPS 65-120 F	1,1
5,6	Вентилятор модели ВР-300-45-4	4,0
7	Продольношлифовальный станок 3Б722	17	ПВ = 40 %
8	Точильно-сверлильный  верт. станок 2М112	1,1	ПВ = 40 %
9	Сварочный трансформатор  модели ZX7-500	13	ПВ = 60 %

Продолжение таблицы 1.1

№ на плане	Наименование электрооборудования	Рэп, кВ	Примечание
10	Компрессорная установка  модели К-24	4
11	Обандероливающая машина модели ASB38	0,8	ПВ = 25 %
12	Просеиватель песка  модели СП140	7,5
13-17	Вентилятор крышный  модели BKP-8,0	1,1
18	Электрический погрузчик  модели EB687.22	7,5	ПВ = 40 %
19	Шнек песка d=168 мм L=7000 мм	5,5
20,24	Дозатор материалов модели ДЦ-500	2,2
21	Вибропресс модели МАСТЕК	8
22	Бетоносмесительная установка  модели СБР-1200	15
23	Электрическая тележка модели MWP 22-1R	2,2
25	Шнек цемента d=139 мм L=7000 мм	4
26	Просеиватель цемента модели ЛО-251	4
27	Термокамера модели ПК-4.2э	12
	Тэны просеивателя модели ТЭН 100.01.013	1,1
	Cветильники люминесцентные модели ЛПО46 Rastr	20
	Лампы накаливания PHILIPS ML 100	14

 

 

 

 

 

 

 

2 Расчёт электрических нагрузок

Таблица 2.1

Технические данные электроприемников

	Наименование электроприемника	ПВ	Фазность	Мощность		n	Ки	сosφ	tgφ
				Pn	ед. изм.	ед.
1	Кондиционер	25	1-фаз. ПКР	0,75	кВт	2	0,8	0,85	0,620
2	Компрессор	100	3-фаз. ДР	4	кВт	1	0,75	0,9	0,484
3	Вентилятор  крышной	100	3-фаз. ДР	1,1	кВт	5	0,8	0,88	0,540
4	Вентилятор	100	3-фаз. ДР	4,0	кВт	2	0,8	0,9	0,484
5	Эл.погрузчик	40	3-фаз. ПКР	7,5	кВт	1	0,65	0,88	0,540
6	Электрич. тележка	100	3-фаз. ДР	2,2	кВт	1	0,7	0,85	0,620
7	Насос циркул.	100	3-фаз. ДР	1,1	кВт	1	0,7	0,88	0,540
8	Дымосос	100	3-фаз. ДР	0,7	кВт	1	0,7	0,85	0,620
9	Просеиватель песка	100	3-фаз. ДР	7,5	кВт	1	0,4	0,89	0,512
10	Просеиватель  цемента	100	3-фаз. ДР	4,0	кВт	1	0,4	0,87	0,567
11	ТЭНы просеивателя	100	3-фаз. ДР	1,1	кВт	4	0,7	1	0,000
12	Шнек песка	100	3-фаз. ДР	5,5	кВт	1	0,35	0,84	0,646
13	Шнек цемента	100	3-фаз. ДР	4,0	кВт	1	0,35	0,82	0,698
14	Дозатор материалов	100	3-фаз. ДР	2,2	кВт	2	0,35	0,8	0,750
15	Бетоно-смес.уст-ка	100	3-фаз. ДР	15,0	кВт	1	0,35	0,89	0,512
16	Вибропресс	100	3-фаз. ДР	8,0	кВт	1	0,72	0,87	0,567
17	Термокамера	100	3-фаз. ДР	12,0	кВт	1	0,8	1	0,000
18	Обандерол. машина	25	3-фаз. ПКР	0,8	кВт	1	0,14	0,87	0,567
19	Сварочн. тр-р	60	1-фаз. ПКР	13,0	кВа	1	0,2	0,4	2,291
20	Точильно-сверлильный  верт. станок	40	3-фаз. ПКР	1,1	кВт	1	0,14	0,82	0,698
21	Продольношлифовальный станок	40	1-фаз. ПКР	17	кВт	1	0,14	0,8	0,75
22	Светильники люминесц.			20	вт\м²		0,85	0,92	0,426
23	Лампы накал.			14			0,85	1	0

 

 

 

 

 

 

2.1 Методика расчёта электрических нагрузок 3-фазных ПКР

электроприемников

Р_см=К_иР_нn                                                                                                       (2.1)

Q_см=P_смtgφ                                                                                                       (2.2)                                                   

S_см=√P²_см+Q²_см                                                                                               (2.3)

Р_н=Р_эп (для ДР)                                                                                               (2.4)

Р_н=Р_эп*√ПВ (для ПКР)                                                                                 (2.5)

Pм = KмPсм                                                                                                        (2.6)

Qм = Км′Qсм                                                                                                                                                             (2.7)   Sм=                                                                                               (2.8)

Р_н=Рэп.·cosφ ·                                                                                        (2.9)

где Р_см – средняя активная мощность за наиболее загруженную смену, кВт;

   Q_см – средняя реактивная мощность за наиболее загруженную смену, кВар;

  К_и – коэффициент использования электроприёмников, выбирается на основании опыта эксплуатации;

   Р_н – номинальная активная мощность, приведённая к длительному режиму, кВт;

  Р_эп – активная мощность электроприёмника, кВт (Таблица 1.1);

   tgφ – коэффициент реактивной мощности (Таблица 2.1);

       Pм - максимальная активная нагрузка, кВт (Таблица 2.1);

       Kм - коэффициент максимума активной нагрузки;

       Kм - может быть вычислен по формуле:  ;

       Qм - максимальная реактивная нагрузка, кВт;

       Sм - максимальная полная нагрузка, кВА;

       Kм ′ - коэффициент максимума реактивной нагрузки, в соответствии      практикой проектирования Kм ′ = 1,1 при ≤  10;                            

       Kм ′ = 1при ≥ 10.

2.1 Расчёт нагрузок 3 – фазных электроприёмников по формуле (2.5)

• Электрический погрузчик

 кВт;

;

 кВт;

 кВар;

 кВА.

Таблица 2.1

Наименование  электроприемника	Рн	Ки	Рсм	Qсм	Sсм
Электрический погрузчик	4,7	0,65	3,1	1,7	3,5
Обандероливающая машина	0,375	0,14	0,05	0,03	0,06
Точильно-сверлильный верт. станок	0,7	0,1	0,1	0,07	0,1

2.2 Методика расчёта электрических нагрузок 1-фазных ПКР

электроприемников

Нагрузки распределяются по фазам с наибольшей равномерностью и определяется величина неравномерности (Н).

Н=                                                                              (2.10)

где , - мощность наиболее, наименее загруженной фазы, кВт.

                                                                                          (2.11)

 - для сварочного трансформатора                       (2.12)

                                                                                                 (2.13)

                                                                                             (2.14)

                                                                                                (2.15)

где Р_у – условная 3-фазная мощность (приведенная), кВт.

                                                                                      (2.16)

2.2.1 Расчет нагрузок 1-фазных электроприемников по формуле (2.10)

• Кондиционер

 кВт;

 кВт;

 кВт;

;

 кВт.

Таблица 2.2

Приведение нагрузок 1-фазных ПКР электроприемников к  ДР