Предприятия относятся к различным отраслям промышленности. В состав промышленных предприятий различных отраслей могут входить цеха с различными технологическими циклами. Кроме того, часть цехов могут совмещать в себе несколько технологических операций, так как состав цехов определяется с точки зрения оптимизации технологического процесса.
Проектирование оптимальных технологических процессов позволяет сокращать время выполнения технологических операций, увеличивать производительность, а также повышать качество производимой продукции. Однако, эффективность работы промышленных предприятий определяется не только оптимальными и эффективными технологическими процессами, а еще и эффективностью потребления электрической энергии [16].
Как и оптимизация технологических процессов, повышение энергетической эффективности систем электроснабжения промышленных предприятий оказывает эффект на стоимости производимой продукции, а также в определении углеродного следа, что не маловажно при выходе предприятия на международные рынки [4], [18].
Таким образом повышение энергетической эффективности промышленных предприятий — это комплексная задача, которая должна решаться на любом предприятии в течении всего срока его функционирования, так как скорость разработки нового энергоэффективного оборудования снижается, а требования по высокой энергетической эффективности повышается [1].
Исходя из вышесказанного, тема выпускной квалификационной работы (ВКР) связанной с повышением энергетической эффективности прессового производства промышленного предприятия является актуальной.
Объектом ВКР является - прессовое производство промышленного предприятия по производству электротехнической продукции.
Предметом ВКР является система электроснабжения прессового производства промышленного предприятия по производству электротехнического оборудования.
Целью выпускной квалификационной работы является снижение потребления электрической энергии прессовым производством.
Для достижения поставленной цели в ВКР поставлены следующие задачи:
• Провести анализ предприятия с прессовым производством, определить состав оборудования, а также определить направления повышения энергетической эффективности;
• Разработать перечень технических мероприятий способных повысить энергетическую эффективность прессового производства промышленного предприятия;
• Провести оценку разработанных мероприятий по повышению энергетической эффективности для прессового производства промышленного предприятия.
Для выполнения поставленных задач в рамках ВКР необходимо использовать современное отечественное оборудование с высокими показателями энергетической эффективности. В рамках ВКР будут разработаны только технические мероприятия по повышению энергетической эффективности требующие замены оборудования в системе электроснабжения прессового производства [2].
Объектом ВКР является прессовое производство предприятия по производству электротехнического оборудования. Для повышения энергетической эффективности прессового производства на первом этапе определены установленные (номинальные) мощности цехов предприятия. Составлен генеральный план предприятия. Получены данные о возможности внешнего электроснабжения предприятия по производству электротехнической продукции. Так как в составе предприятия находится несколько цехов, относящихся к прессовому производству, будет подробно рассмотрен один из цехов, а именно цех №4.
Для повышения энергетической эффективности прессового производства предложено внедрять только технические мероприятия, так как они оказывают максимально возможное повышение энергетической эффективности в отличие от организационных. Для светильников, используемых в системе внутреннего освещения определен коэффициент эффективности равный 57,14 Лм/Вт, что является низким показателем, поэтому были рассмотрен вопрос модернизации системы освещения.
Для сборочно-прессового цеха (цех №4) относящегося к прессовому производству предприятия, учитывая оборудование, используемое в технологическом процессе выполнен расчет электрических нагрузок.
Для выполнения расчета электрических нагрузок все электроприемники были распределены по источникам питания, к которым относятся распределительные шинопроводы ШРА1-ШРА5, а также распределительный пункт ПР1. Для питания распределительных шинопроводов ШРА1-ШРА5 и ПР1 используется магистральный шинопровод ШМА1.
Представлена методика расчета электрических нагрузок для сборочно-прессового цеха и определены значения полной расчетной мощности, активной расчетной мощности и реактивной расчетной мощности как по ШРА1-ШРА5, так и по ПР1 и ШМА1. Для сборочно-прессового цеха расчетная активная мощность составила 186,038 кВт, расчетная реактивная мощность составила 170,18 квар, а расчетная полная мощность 252,133 кВА.
Далее эти значения будут использованы для выбора трансформаторов на цеховой трансформаторной подстанции сборочно-прессового цеха совместно с результатами расчета мощности модернизированной системы освещения производственного помещения цеха №4.
Для модернизации системы внутреннего освещения сборочно-прессового цеха определены возможные типы КСС светильников. Рассмотрены варианты использования в производственных помещениях КСС типа К (концентрированная), Д (косинусная) или Г (глубокая). Так как КСС типа - Д (косинусная), так как данная КСС обеспечивает равномерно распределение светового потока.
Анализ производителей светодиодных светильников позволил определить марку и модель светильника для использования в системе внутреннего освещения производственного помещения цеха№4. Выбран светильник марки Ledel модель L-Industry Extreme 150. Мощность данного светильника составляет 150 Вт. Световой поток светильника равен 19500 Лм. Данный светильник обеспечивает нормируемую для цеха №4 освещенность в 300 лк с запасом порядка 11%.
Определено, что эффективность выбранного светильника марки Ledel модели L-Industry Extreme 150 составляет 130 Лм/Вт и превышает эффективность светильников, используемых в системе освещения производственного помещения в настоящее время на 56%.
Определена активная мощность системы освещения равная 8,85 кВ, реактивная мощность системы освещения равная 2,9 квар, а также полная мощность равная 9,3 кВА.
Выполнен расчет мощности энергоэффективной системы освещения для цеха №10 относящегося к прессовому производству предприятия.
Для энергоэффективной системы внутреннего освещения цеха №10 (Штамповочный цех) определено, что число светильников марки Ledel модели L-Industry Extreme 150 составляет 2050 шт.
Активная мощность модернизированной системы внутреннего освещения цеха №10 составляет 30,729 кВт, реактивная мощность 9,833 квар, а полная мощность 32,26 кВА.
Определенные в данном разделе ВКР значения мощностей для модернизированных систем освещения цеха №4 и цеха №10 будут использованы далее в ВКР для выбора трансформаторов для цеховых ТП и установок компенсации реактивной мощности.
Представлена методика определения расчетной мощности каждого цеха и предприятия в целом. Согласно представленной методике выполнен подробный расчет для цеха №10 (штамповочный цех) предприятия.
Составлена ведомость нагрузок по предприятию в которой выполнен расчет для каждого цеха предприятия, в том числе с учетом цехов прессового производства: цех №4 и цех №10.
Выполнен выбор автоматических регулируемых установок компенсации реактивной мощности типа АУКРМ. Выбор установок компенсации выполнен согласно числу трансформаторов ЦТП, и распределению цехов между ЦТП.
Представлена методика для определения расчетной мощности трансформаторов для цеховых трансформаторных подстанций промышленного предприятия с учетом выбранных установок компенсации реактивной мощности.
Согласно представленной методике выполнен выбор цеховых трансформаторов для всех ЦТП предприятия и в том числе трансформаторов для ЦТП-2 и ЦТП-6, питающих цеха прессового производства - цех №4 (сборочно-прессовый цех) и цех №10 (штамповочный цех).
Составлена ведомость выбранных трансформаторов. Для установки на всех ЦТП приняты сухие трансформаторы марки ТС(Л) с мощностями от 160 кВА до 3200 кВА.
Составлена схемы для каждой цеховой трансформаторной подстанции.
Для цеховых трансформаторных подстанций, питающих цеха прессового производства определены паспортные данные по каталогам производителей. Данные использованы для определения потерь мощности и электрической энергии в трансформаторах.
Кроме того, определен суточный график нагрузки для цехов прессового производства, использован типовой график нагрузки для предприятий с двусменным режимом работы.
Представлена методика расчета потерь мощности для цехов прессового производства. Определено число часов использования максимальной мощности 4051,5 ч, а также число часов максимальных потерь равное 2452,79 ч. Также составлены таблицы расчета потерь по суточному графику нагрузок для ЦТП-2 и ЦТП-6 до и после реконструкции позволившие определить относительное значение потерь электрической энергии в зависимости от потребляемой электрической энергии.
Для ЦТП-2 получено, что относительное потребление до и после реконструкции снизилось 0,326%, а для ЦТП-6 снизилось на 0,014%.
Для ЦТП-6 малое снижение относительных потерь связано с тем, что данная ЦТП питает цех, в котором не были внедрены мероприятия по повышению энергетической эффективности.
Внедрение аналогичных мероприятий на всех цехах предприятия позволило бы более существенно снизить относительное потребление электрической энергии.
Определено, что для ЦТП-2 внедрение энергосберегающих мероприятий в сборочно-прессовом цехе позволило снизить потери электрической энергии на 6330,15 кВт-ч в год, а для ЦТП-6 потери электрической энергии снизилось на 7312,6 кВт-ч в год. Для ЦТП-2 и ЦТП-6 прессового производства снижения годового электропотребления составило 2024761 кВт-ч.
Внедрение разработанных энергосберегающих мероприятий позволит сэкономить порядка 7 млн. рублей в год.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
