Нормирование электрической энергии создает предпосылки ее рационального использования. Расчет норм расхода электроэнергии на все виды добываемой продукции и выполняемой работы производится всеми горными предприятиями независимо от источников электроснабжения. Согласно ИЗ], нормированию подлежит расход электроэнергии по предприятию как на основные, так и на вспомогательные технологические процессы, включая потери в электрических сетях и преобразователях. Представляя собой научно и технически обоснованную величину электропотребления, нормы расхода электроэнергии не могут оставаться неизменными, так как они связаны с уровнем развития горной техники, технологии производства и научной организации труда.
В горной промышленности рассчитывают технологические, общие (по шахте, карьеру) и отраслевые нормы расхода электроэнергии.
В технологическую норму расхода электроэнергии по шахте, карьеру или разрезу включают отнесенное на одну тонну добыча полезного ископаемого потребление электроэнергии: на основные и вспомогательные процессы, непосредственно связанные с добычей полезного ископаемого, включая погрузку его в железнодорожные вагоны; на освещение производственных процессов, выработок, зданий и сооружений; на потери в электрических сетях и преобразователях электроэнергии; на нужды ремонтно-механической службы, а также установки, которые работают в выходные и праздничные дни в связи с производственной необходимостью.
К основным процессам производства и отдельным службам предприятия, входящим в технологическую норму расхода электроэнергии, относятся:
по шахте — проведение подготовительных выработок; выемка полезного ископаемого и управление кровлей в очистных забоях; доставка и транспортировка полезного ископаемого по горным выработкам; проветривание горных выработок; дегазация пластов; производство сжатого воздуха; водоотлив; подъем и спуск по стволам шахт; текущий ремонт горных выработок, оборудования, зданий и сооружений; технологический комплекс на поверхности; потребности складов полезного ископаемого и материальных складов, электромеханических мастерских, котельных, калориферов, административно-хозяйственного комбината и др.;
по разрезу или карьеру — производство вскрышных работ эксплуатационного разреза или карьера; бурение; выемка полезного ископаемого; экскавация и переэкскавация полезного ископаемого и породы; конвейерный и электровозный транспорт; гидромеханизация; отвалообразование, водоотлив, включая расходы на осушение выемочных полей эксплуатационного разреза или карьера и др. В эту норму могут включать расход электроэнергии обогатительными установками, если обогащение на данном разрезе или карьере является продолжением технологического процесса.
Общая норма состоит из технологической нормы, а также расходов электроэнергии на капитальное строительство, реконструкцию и капитальный ремонт выработок и производственных объектов, выполняемых хозяйственным способом на эксплуатационном горном предприятии.
Отраслевая норма расхода электроэнергии устанавливается на добычу и на переработку полезного ископаемого. Она определяется как средневзвешенная величина суммы общих норм по группам потребителей — тресту, комбинату, производственному объединению, министерству.
Знание технологической нормы расхода электроэнергии позволяет контролировать энергонасыщенность предприятия и проверять уровень рационального использования электроэнергии. Назначение общей нормы расхода электроэнергии состоит в контроле за рациональным использованием электроэнергии в целом по предприятию. Данная норма является основой для определения потребности в электроэнергии на планируемый период. Отраслевая норма предназначена для плановых расчетов потребности в электроэнергии при разработке отраслевых или народнохозяйственных планов.
Удельные нормы электропотребления показывают расход электроэнергии на единицу произведенной продукции или виды выполненной работы, например на 1 т добытого и переработанного полезного ископаемого (кВт-ч/т); на 1 тыс. т-км перевезенного откаткой груза (кВт-ч/тыс. т-км); на I м3 воздуха или воды при работе вентиляторных, водоотливных, компрессорных установок (kBj-ч/м3) и т. д.
Нормы электропотребления определяют путем соответствующих расчетов по расходу электроэнергии на совершение отдельных операций производственного цикла выработки продукции и затем их суммирования или на основе практических данных, полученных на предприятии в прошлое время и скорректированных с учетом изменившихся условий производственного процесса.
В настоящее время существуют три метода определения норм расхода электроэнергии на добычу и переработку полезного ископаемого; расчетный, экспериментальный и расчетно-экспериментальный.
Основу первого метода составляет пооперационный теоретический расчет расхода электроэнергии, который учитывает показатели рационального ее использования.
Смысл экспериментального метода состоит в определении количества полезного расхода и минимума допустимых потерь электроэнергии на основе анализа данных, полученных в результате контрольных замеров непосредственно на отдельных участках технологического процесса производства. Время проведения замеров должно соответствовать экстремальным условиям производства по потреблению электроэнергии на запланированный период, т. е. должны выдерживаться следующие условия: соответствие работы принятой технологии; достижение уровня загрузки оборудования по мощности и производительности плановых расчетных величин; исправность оборудования и соответствие состояния горных выработок техническим нормам.
Оптимальную норму электропотребления при использовании расчетно-экспериментального метода находят путем сравнительного анализа данных теоретического расчета с данными, полученными путем контрольных замеров энергетических характеристик оборудования.
При расчете норм на перспективу учитывают планы внедрения новой техники, методы работы передовых коллективов отрасли, внедрение научной организации труда.
Основой механизации и автоматизации производственных процессов на современных горных предприятиях является широкое применение электрической энергии, что влечет за собой быстрый рост электрических нагрузок со значительным увеличением удельного потребления и общего расхода электроэнергии. Так, например, по угольной отрасли удельное потребление при добыче угля подземным способом в I960 г. составило 24,7 кВт-ч/т, а в 1975 г. превысило 38 кВт ч/т и в десятой пятилетке продолжает расти.
Несмотря на увеличение удельных норм электропотребления, каждое горное предприятие должно ежегодно разрабатывать и осуществлять планы организационно-технических мероприятий по экономии электроэнергии. Систематически выполняемые мероприятия по экономии электроэнергии позволяют при одинаковых затратах добиваться снижения себестоимости продукции, а это значит — повышения экономической мощи Советского Союза.
На предприятиях горной промышленности экономия электроэнергии может быть получена путем выполнения следующих основных мероприятий:
выбора наиболее экономичных схем электроснабжения предприятия в целом и отдельных энергоемких потребителей;
выбора и соблюдения режимов работы основного технологического, энергетического и элеротехнического оборудования с подтверждением соответствующими технико-экономическими расчетами;
перехода на более прогрессивное оборудование для добычи полезного ископаемого и проведения комплекса подготовительных работ;
внедрения рационализаторских предложений, направленных на снижение непроизводительных затрат электроэнергии;
поддержания коэффициента реактивной мощности электроустановок предприятия на заданном уровне.
i. Выбор наиболее экономичных схем электроснабжения включает следующие мероприятия:
проектирование или замену схем внешнего электроснабжения предприятий с применением глубокого ввода источника питания (подстанции) при первичном напряжении 35—220 кВ и максимальном приближением его к электроустановкам потребителей. При этом количество сетевых звеньев и ступеней промежуточной трансформации должно быть минимальным, т. е. следует широко использовать ответвления от проходящих вблизи от предприятий ЛЭП 35—220 кВ, а не прокладывать новые линии от электростанций и подстанций;
при оборудовании подстанций 35—220 кВ на территории промплощадок предприятий использование распредустройства 6 (10) кВ 6 качестве ЦРП для непосредственного питания стационарных установок поверхности и подачи напряжения в подземные выработки;
перевод электроустановок напряжением 380 В на питание напряжением 660 В к применение для питания высокопроизводительных забоев, оборудованных мощными машинами, напряжения 1140 В;
широкое применение передвижных трансформаторных подстанций с максимальным приближением их к приемникам электроэнергии, что позволяет сократить протяженность электрических сетей низшего напряжения, уменьшить сечение кабелей, сократив расход цветных металлов, и в итоге уменьшить потери электроэнергии; отключение отдельных силовых трансформаторов в нерабочие дни предприятий, что наиболее экономично при пятидневной рабочей неделе.
Экономия электроэнергии при переводе ЛЭП с низшего напряжения на высшее с сохранением прежнего сечения проводов или жил кабелей может быть определена по формуле
(50)
где Δ W2 и Δ — потери электроэнергии соответственно при низшем и высшем напряжении за конкретный промежуток времени (месяц, год), кВт-ч.
Эти потери (кВт-ч) можно определить по формулам
:
(51)
где Т — время, за которое определяются потери, ч;
/х, h — расчетный ток нагрузки соответственно при высшем и низшем напряжении, А;
R — активное сопротивление одной фазы всей линии, Ом. 2. Выбор и соблюдение режимов работы основного электрооборудования включают в себя выполнение следующих мероприятий:
а) на участках по добыче полезного ископаемого: применение электрооборудования с наиболее экономичными
показателями;
соответствие технологической характеристики машины фактическим условиям ее работы по номинальной производительности;
выбор электродвигателей с высокими значениями к. п. д. и мощностью, близкой к расчетной;
контроль фактической загрузки и теплового режима работы электродвигателей ;
установка (при возможности) ограничителей холостого хода электродвигателей;
б) для стационарных установок:
выбор экономичной схемы водоотлива, применение насосов ς более высоким к, п. д. в рабочей зоне, очистка внутренней части трубопроводов от отложений, регулярная чистка водосборников, своевременный ремонт деталей насосов, подвергшихся коррозии или износу;
выбор рациональной схемы вентиляции, снижение внешних утечек воздуха, замена устаревших типов вентиляторов более совершенными, своевременный перевод вентиляторов в режимы, соответствующие рабочим зонам, путем изменения частоты вращения рабочего колеса, угла поворота лопаток и др.;
применение подъемных установок со статически уравновешенной системой, автоматическое управление и настройка машины ϊιο наиболее выгодной тахограмме;
выбор оборудования компрессорных установок и соблюдение рациональных режимов его работы, что имеет особое значение В связи с низким общим к. п. д. пневмоустановки, примерно равным 0,1 (данная величина складывается из значений к. п. д. компрессорной станции, пневмосети и пневмодвигателей). Для данных установок экономия электроэнергии может быть получена в результате снижения общих потерь сжатого воздуха от утечек в воздухопроводах, соблюдения нормального режима охлаждения, выполнения простой конфигурации пневмосети, отсутствия резких переходов от одного сечения воздухопровода к другому, использования увеличенных сечений воздухопровода для снижения потерь давления, регулирования количества вырабатываемого сжатого воздуха в периоды резкого спада нагрузок, квалифицированного эксплуатационного надзора за отдельными узлами компрессоров;
в) для конвейерного транспорта:
выбор, конвейеров в соответствии с расчетной производительностью выемочных машин;
выбор оптимальной длины и угла наклона; замена энергоемких скребковых конвейеров менее энергоемкими ленточными конвейерами и т. п.
Аналогичным образом снижаются затраты электроэнергии при эксплуатации остального электрооборудования.
Важным фактором снижения потерь электроэнергии является изыскание неиспользованных резервов электроснабжения, что под силу решать рационализаторам предприятий; внедрение учета расхода электроэнергии по отдельным цехам и участкам, что позволяет ликвидировать обезличку при установлений действительного расхода электроэнергии по отдельным звеньям производства и определении себестоимости единицы продукции; выбор наиболее экономичных средств компенсации реактивной мощности.
