Значительно выгоднее вкладывать средства в мероприятия, обеспечивающие экономию топливно-энергетических ресурсов, чем увеличивать их производство. Расчеты показывают, что по удельным капитальным вложениям на 1 т условного топлива затраты на мероприятия по экономии электроэнергии в два-три раза меньше.
В строительстве задачи экономии топливно-энергетических ресурсов и материалов решаются еще медленно, зачастую строители пренебрегают с их точки зрения «незначительными» мероприятиями. Успех достигается только тогда, когда мероприятия носят не случайный характер, а являются звеньями общей системы, осуществляемой непрерывно и последовательно. Целенаправленной работе в этом отношении могут способствовать: система управления экономией энергоресурсов, разработанная на основе анализа затрат на энергоресурсы; изучение технологических возможностей сокращения расхода электроэнергии; определение перспективной программы главных направлений, путей и мероприятий по рациональному использованию энергоресурсов.
При составлении программы экономии энергоресурсов должна быть высококвалифицированно проанализирована структура энергобаланса по статьям потребления и затрат. В значительной мере рациональному использованию электроэнергии способствуют (помимо совершенствования технологии): сокращение длительности подсобных операций; интенсификация процессов; снижение количества бракованной продукции, на выпуск которой расходуется электроэнергия; улучшение качества электроэнергии, поступающей к электроприемникам; модернизация электропривода и электротехнологического оборудования; автоматизация технологических процессов; действенный учет и контроль энергоиспользования; повышение производительности труда.
По данным Министерства строительства Узбекской ССР, увеличение использования электрооборудования на один час обеспечивает возрастание электровооруженности труда на 16,5%, т. е. дает прирост производительности труда без дополнительных капитальных вложений и снижает удельные затраты электроэнергии на выпускаемую продукцию.
Эффективны следующие мероприятия по экономии электроэнергии: при производстве энергоносителей, в частности воздуха, и водоснабжении; приведение в соответствие с реально необходимыми характеристик насосов, вентиляторов и компрессоров; пользование малопроизводительным оборудованием для покрытия небольших потребностей; рациональная организация бетонных работ с электротермообработкой, освещения и др.
Программу экономии электроэнергии строительные министерства должны составлять на длительный срок (пять лет); она должна служить основой для разработки строительными трестами ежегодных планов организационно-технических мероприятий. Экономия электроэнергии достигается прежде всего тем, что ее не надо применять тогда, когда по условиям технологического процесса она не является обязательным энергоносителем и когда по технико-экономическим показателям она уступает другим энергоносителям или не имеет весомых преимуществ перед ними. Серьезное внимание нужно обращать на организацию учета расхода электроэнергии; систематически выявлять различного рода ее потери и анализировать полученные данные.
Развитие внутриплощадного учета электроэнергии хотя и играет роль в улучшении энергоиспользования, однако на установку дополнительных приборов учета требуются дополнительные затраты, да, кроме того, в условиях строительных площадок практически невозможно организовать приборный учет для расчета с субподрядными организациями; учет потребляемой электроэнергии башенными кранами произвести легко, но существенной необходимости в этом нет. Для рационального использования электроэнергии не плохо было бы комплектовать электросчетчиками мощные установки для электротермообработки бетона, энергоемкие сварочные машины, крупное строительное оборудование. На предприятиях строительной индустрии расход электроэнергии надо учитывать в отдельных цехах, например арматурных, металлообрабатывающих, на сварочных участках, в крупных бетонорастворных узлах.
Рациональному использованию электроэнергии способствуют периодические общественно-технические смотры состояния механоэнергетического оборудования, введение для персонала энергослужб лицевых счетов по экономии электроэнергии и социалистическое соревнование. Правильная организация электроустановок строительных площадок (начиная с проектирования электротехнических разделов ПОС и ППР), строгое соблюдение правил монтажа и технической эксплуатации электроустановок являются начальными путями экономии электроматериалов, электроэнергии, трудовых и финансовых ресурсов. Не надо забывать, что снижение расхода электроэнергии в строительстве позволяет полнее удовлетворить нужды предприятий других отраслей, ее экономия имеет важное народнохозяйственное значение.
Рациональному потреблению электроэнергии в строительстве способствует ее нормирование как плановая мера потребления. Нормирование вносит дисциплинированность в потребление, сосредоточивает внимание энергослужб на данном вопросе, благоприятствует более серьезному отношению к организации учета электроэнергии и выявлению причин ее потерь, внедрению новой техники, совершенствованию технологии и рациональной организации производства.
Для производственных предприятий и организаций, в том числе строительных площадок, установлен порядок лимитирования расхода электроэнергии. Отсутствие контроля и надзора за ее расходованием приводит к перерасходу выделяемого вышестоящей организацией лимита и к штрафным санкциям со стороны энергосистемы, выражающимся в повышенной оплате за электроэнергию, потребленную сверх лимита. Затраты на оплату штрафных санкций увеличивают убытки строительных организаций.
Эффективность нормирования потребления электроэнергии зависит главным образом от правильности разработанных норм потребления электроэнергии, которые должны быть научно обоснованы; состояния учета электроэнергии; достоверности отчетности по ее потреблению; полноты и тщательности анализа статей ее расхода.
Деятельность по рациональному использованию электроэнергии в строительстве должна осуществляться по двум основным направлениям — в области организационных и технических мероприятий. Наибольший эффект дают технические мероприятия. Эффективность работы по экономии энергоресурсов во многом зависит также от квалификации персонала энергохозяйств, качества документов, регламентирующих функции трех служб: главного механика, главного энергетика и главного технолога.
Взаимоотношения между энергосистемами и потребителями регулируются тарифом на электроэнергию. Тариф отражает не только взаимоотношения, но и способствует достижению минимума затрат, включающих в себя затраты как производителей электроэнергии, так и потребителей ее. При целесообразном тарифе потребитель свободен в выборе наиболее рациональной системы электроснабжения, заинтересован в снижении мощности, участвующей в максимуме энергосистемы, повышении нагрузки в ночное время, принятии режима работы трансформаторов исходя из условия минимума потерь электроэнергии, сокращении непроизводительного ее расхода.
Успешное решение задачи экономии электроэнергии в строительстве требует творческого поиска, серьезного изучения опыта отраслей с родственными условиями и информационных материалов. Рассмотрение технико-экономического доклада на тему «Экономия материальных и топливно- энергетических ресурсов в строительстве», подготовленного Всесоюзным научно-исследовательским институтом информации по строительству и архитектуре, показывает, что работа по экономии энергоресурсов на зарубежных строительных площадках еще не нашла у нас должного отражения. Поэтому выдвигаемые практикой задачи необходимо ставить перед научными институтами.
Рациональная технология и правильная организация эксплуатации.
К потерям электроэнергии в ходе технологических процессов приводит неправильный подбор подшипников, установленных на оборудовании, недостаточное внимание к их смазке. Например, замена подшипников скольжения шариковыми позволяет снизить расход электроэнергии до 12%. Плохо смазанный механизм расходует дополнительно до 20% электроэнергии. Поэтому надо составлять и строго соблюдать график смазки механизмов, иметь специальную тару, инвентарь (периодически очищая его от грязи и пыли), а также смазочные материалы (для летних и зимних условий). Соблюдение графика смазки позволяет экономить в среднем до 10% электроэнергии.
На величину потерь электроэнергии влияет режим использования оборудования. Если оно работает с большими перерывами, то потери будут больше, чем у оборудования, работающего непрерывно. Поэтому, например, в механических цехах строительных организаций необходимо предварительно подготавливать станочное оборудование, инструмент, материалы, фронт работ, чтобы свести к минимуму паузы в эксплуатации оборудования и холостые хода электродвигателей.
В механических мастерских потери можно снизить, применяя скоростное сверление, фрезерование и шлифование (при этом расход электроэнергии может быть снижен до 25—30%); заменяя строгание фрезерованием (расход снижается до 40%); уменьшая припуски на заготовках металлоконструкций; используя острый инструмент при обработке металлов (при пользовании тупым инструментом расход электроэнергии возрастает до 20%).
К общим мероприятиям, способствующим экономии электроэнергии при технологических процессах и пользовании строительными машинами и механизмами, относятся: максимальное использование производительности и мощности оборудования; сокращение холостых ходов технологического оборудования и, следовательно, электродвигателей; ликвидация очагов повышенного трения в узлах и механизмах; замена устаревшей техники более совершенной; интенсификация процессов и подсобных операций.
Действенными мероприятиями, благоприятствующими экономии электроэнергии в строительной индустрии, являются: автоматическое регулирование включения и отключения поступления теплоносителя в сушильных камерах деревообрабатывающих заводов (ДОЗ); совершенствование механизации загрузки сушильных камер пиломатериалами на ДОЗ и камер термообработки на заводах железобетонных изделий (ЖБИ), что сокращает время загрузки и выгрузки материалов из камер и соответственно потери тепла; автоматическое регулирование термовлажностного режима в камерах и на стендах заводов ЖБИ; автоматизация электропечей для термообработки деталей, используемых на заводах ЖБИ; автоматизация установок предварительного напряжения арматуры (например, пря- девая арматура не требует электронагрева); реконструкция или замена формовочных машин ЖБИ более производительными и с лучшими энергетическими показателями; тщательная наладка вентиляционных установок на заводах ЖБИ для достижения оптимальных режимов; полная или частичная их автоматизация; применение на заводах ЖБИ для сушки песка дымовых газов котельных вместо электроэнергии или пара; соблюдение оптимального режима с учетом рационального использования электроэнергии при эксплуатации щелевых и ям- ных камер, обогреваемых трубчатыми электронагревателями (ТЭН) и инфракрасными излучателями; правильный выбор технических средств для транспортировки материалов. Так, удельный расход электроэнергии всасывающим пневмотранспортом в 50 раз выше, чем ленточным траспортером.
Рассмотрим пути экономии электроэнергии при пользовании наиболее распространенным оборудованием строительных площадок. Как правило, применяемые здесь компрессоры (электрические с двигателями мощностью 45 кВт) загружаются не более чем на 50%, ибо к ним присоединяют обычно один пневматический молоток. Поэтому такой компрессор при выполнении ограниченного объема работ эксплуатируется лишнее время, что приводит к нерациональному расходованию электроэнергии; кроме того, электродвигатель работает при низком коэффициенте мощности.
Основными путями сокращения потерь и холостых ходов компрессоров являются: комплектование таким количеством пневматических молотков, чтобы оно соответствовало паспортной производительности компрессора; тщательная подготовка фронта работ; пользование исправными компрессорами и пневматическими молотками или другим пневмоинструментом. При пользовании одним молотком следует применять не мощные компрессоры, а маломощные или электрические молотки. По сравнению с пневмоинструментом коэффициент полезного использования энергии электромолотками в четыре раза выше. В настоящее время известно несколько типов электромолотков: для пробивки борозд, ниш и отверстий в кирпичной кладке и бетоне, рыхления твердого грунта и т. п. Нерациональный расход сжатого воздуха, утечки его в шлангах из-за неплотного их соединения с вентилями и плохо закрывающихся вентилей, изношенность шлангов, потери воздуха вследствие неправильно выбранных длины и диаметра шлангов, несоблюдение графика профилактических ремонтов оборудования — приводят к увеличению расхода воздуха и, следовательно, электроэнергии.
Экономия электроэнергии при выработке и пользовании сжатым воздухом достигается: заменой компрессоров старых конструкций новыми, имеющими более высокий КПД и лучшие энергетические данные; осуществлением регулирования производительности компрессоров в зависимости от расхода сжатого воздуха; внедрением приборов автоматического контроля показателей работы компрессора; исключением выработки воздуха повышенного давления (при снижении давления в компрессоре на 1 атм, например с 8 до 7, экономится до 8% электроэнергии); внедрением различных конструкций автоматической запорной арматуры, зажимов и самозапорных устройств (автоматически запирающихся пистолетов или самозапирающихся штуцеров).
Экономия электроэнергии при эксплуатации бетоно- и растворосмесителей достигается загрузкой их по паспортной емкости и при максимально допустимом сокращении цикла замеса, ревизии и анализе работы всех узлов. Удельный расход электроэнергии бетонным или растворным узлом будет меньше, если количество замесов будет соответствовать расчетному, т. е. паспортной производительности узла. Если такие узлы обеспечивают бетоном или раствором строительные площадки одного строительного треста и их паспортная производительность недоиспользуется (электродвигатели узла работают с длительными паузами, в течение которых температура их нагрева значительно снижается), следует выявить один из наиболее загруженных периодов работы узла, измерить загрузку двигателя и заменить его менее мощным.
Производительность таких узлов и удельный расход электроэнергии во многом зависят от правильности выбора механизмов, участвующих в заполнении бетоно- и растворосмесителей материалами, а также скорости их подачи. Эти механизмы должны отвечать производительности смесителя, их скорость должна быть оптимальной. Замесы надо осуществлять по времени в автоматическом режиме соответственно маркам приготавливаемого бетона или раствора.
На заводах, поставляющих товарный бетон или раствор строительным площадкам централизованно, необходимо как можно больше сокращать время выдачи их из смесителя'. Нужно максимально внедрять на узлах автоматизацию во всех его звеньях. Простейшими ее элементами можно считать: дистанционное управление; блокировки; сигнализацию о холостых ходах; контроль параметров; устройства обеспечения безопасности обслуживания.
Рациональному расходованию электроэнергии при работе электроэкскаваторов способствует своевременная ликвидация неисправностей и смазка трущихся частей. На многоковшовом экскаваторе загрузка всех ковшей должна соответствовать их номинальной емкости, т. е. паспортной мощности машины. Из-за недогрузки машина работает более длительно, в то время как потери на трение в ее узлах и соответствующие потери электроэнергии остаются почти такими же, как и при режиме полной загрузки. Производительность многоковшового экскаватора зависит также от правильности расположения его рамы и крепления ковшей по высоте. Так, низко установленный ковш, проходя вслед за высоко установленным, снимает стружку небольшой толщины, а иногда и совсем ее не снимает.
Рациональное расходование электроэнергии при пользовании электроэкскаватором обеспечивается путем: совмещения операций экскаваторного цикла; умелого нацеливания машинистом ковша на извлекаемый грунт или песок, автомашину; минимального времени опорожнения ковша; использования полностью его емкости; применения для разработки некоторых грунтов или материалов облегченных ковшей.
Снижению расхода электроэнергии способствуют: хорошие знания машинистом материальной части экскаватора, что позволяет ему своевременно ликвидировать очаги повышенного трения; освоение технической мощности машины; внедрение новшеств в технологию разработки грунтов и различных материалов; сокращение непроизводительных перемещений машины и холостых ходов, что зависит от подготовленности фронта работ; совершенствование производственных процессов.
Тип камнедробилки и ее производительность следует подбирать в соответствии с характером и свойствами размельчаемых материалов; темп и количество подаваемых материалов должны отвечать производительности дробилки. Подача их в небольших количествах и с перебоями приводит к недогрузке электродвигателя и даже холостому ходу. Неравномерное поступление материалов в дробилку создает в отдельные периоды перегрузку двигателя.
На камнедробильных заводах материалы надо предварительно сортировать, чтобы загружать дробилки соответствующими им фракциями, а также избегать переизмельчения материалов, так как при этом электродвигатель работает лишнее время и нерационально расходуется электроэнергия. Несоблюдение требований по смазке подшипников дробилок (особенно большой производительности), превышение температуры нагрева подшипников приводят к дополнительным потерям на трение, а тем самым и к потере электроэнергии. Поэтому на крупных дробилках следует устанавливать приборы автоматического дистанционного контроля температуры нагрева подшипников и охлаждения валов.
При работе дробилок вместе с поступающими материалами иногда попадают куски металла, вызывающие перегрузку дробилок, повышенный расход электроэнергии, повреждения и даже длительный их простой. Для защиты дробилок от попадания кусков металла предназначены подвесные электромагниты, магнитные сепараторы, металлоискатели. На металлоискателе имеется датчик, по импульсу которого срабатывает реле, а затем магнитный пускатель, подключающий к сети электромагнит, и тот извлекает металл, находящийся на ленте подающего механизма, после чего схема приходит в первоначальное состояние.
Как показывают экспериментальные данные, подбором оптимального числа оборотов электродвигателя, установлением наивыгоднейшей производительности транспортера, содержанием его узлов в чистоте и своевременной смазкой роликов можно снизить расход электроэнергии на привод до 20% и даже более. Опыт эксплуатации транспортеров на строительных площадках, а также в растворных и бетонных узлах свидетельствует, что в большинстве случаев их паспортная производительность используется не полностью, они работают с неравномерной загрузкой, периодами недогружаются; вследствие чего действуют более длительно, чем нужно, расходуя при этом •лишнюю электроэнергию, а в отдельные периоды работают даже вхолостую.
В зависимости от характеристики транспортируемого материала и интенсивности его подачи потребляемая мощность электродвигателя обычного типового транспортера меняется в большом диапазоне; поэтому при использовании транспортеров на бетоносмесительных узлах и других подобных производственных предприятиях, чтобы снизить непроизводственные затраты электроэнергии, надо проверить соответствие мощности электродвигателя потребляемой транспортером. В зависимости от вида транспортируемого материала (гравия, песка, шлака и др.) потребляемая мощность меняется. Во многих случаях вполне оправдана замена электродвигателей транспортеров в бетонорастворных узлах, столярных мастерских и других менее мощными, с учетом перегрузочной способности двигателей и перерывов в работе транспортеров. В бетонорастворных узлах с несколькими последовательно работающими транспортерами следует широко применять их блокировку, благодаря которой остановка одного приводит к остановке других, используемых в цепочке.
Наиболее распространенными механизмами внутризаводского транспорта на предприятиях нерудных строительных материалов являются ленточные конвейеры, длина линий которых достигает нескольких километров. Поэтому столь важен контроль технического состояния узлов конвейера и гибкой резиновой ленты, своевр!еменная смазка всех узлов.
Дробильные и сортировочные заводы работают большей частью на загрязненных материалах (песчано-гравийной смеси), частицы которых в значительных количествах налипают на ленту конвейера и вместе с нею длительное время перемещаются. Эта добавочная нагрузка на ленту приводит к нерациональному расходованию электроэнергии. Кроме того, частицы материала, несвоевременно удаляемые при работе конвейера, обволакивают отклоняющие барабаны и поддерживающие ролики, что также намного повышает расход электроэнергии. Поэтому конвейерные ленты, отклоняющие барабаны и поддерживающие ролики должны систематически очищаться от налипающего материала очистителями. Контроль наличия материала на ленте можно осуществлять специальными индикаторами с емкостными датчиками.
Мощность электродвигателей копров составляет 60 кВт (СП-56), вибропогружателей — 40 кВт (В-401), 60 кВт с фазным ротором (СП-42), вибромолотов — 22 кВт (С-467 м). Для данного оборудования наиболее действенными мероприятиями, способствующими экономии электроэнергии, являются: обеспечение фронтом работ, т. е. своевременный подвоз свай и шпунта (сокращает холостые хода); сокращение времени полного цикла (зависит от опыта машиниста и технического состояния машины); использование ранее упомянутых мероприятий для электродвигателей повторно-кратковременного режима.
Расход электроэнергии двигателями данных средств механизации зависит от грунтов, в которых ведутся работы, и времени года. Учитывая это, в частности для экономии электроэнергии, целесообразно планировать работу этих машин (погружение железобетонных свай и тонкостенных свай-оболочек, погружение и извлечение стального шпунта и профильного металла) преимущественно в теплый период.
Экономии электроэнергии насосными установками способствуют: использование насосов, имеющих повышенные КПД, с производительностью, соответствующей фактически необходимой; применение трубопроводов расчетных сечений; сокращение количества изгибов в них; систематический контроль технического состояния насосов и трубопроводов. Согласно условиям эксплуатации насосов на строительных площадках можно осуществить простейшую автоматизацию с датчиками уровней откачки воды.
При пользовании бетононасосами с бетоноводом экономии электроэнергии способствуют: соблюдение принятого состава бетонной смеси и ее подвижности (в противном случае закупоривается бетоновод, в нем образуются пробки, а они ведут к перегрузке электродвигателя); применение труб бетоноводов расчетного диаметра, без искривлений и вмятин; добавка в бетонную смесь пластификаторов, повышающих подвижность и пластичность бетона, без уменьшения его прочности; постоянный надзор за техническим состоянием бетононасоса и бетоновода. Последний перед началом работы должен быть увлажнен, а после ее окончания очищен от остатков бетонной смеси и промыт.
В отношении вентиляционных установок доказано, что затрата тепла на нагрев подаваемого в помещение воздуха зависит не только от климатических и метеорологических условий, но во многом от соблюдения режима работы вентиляционной системы. Отсутствие или недостаточный контроль режима работы вентиляционных установок приводит к бесполезному расходованию значительного количества тепла, снижению эффективности действия вентиляционных систем, т. е. излишним расходам тепла и электроэнергии.
В нерационально выполненных, без проектов, вентиляционных сетях, с излишними изгибами возникают дополнительные сопротивления и, следовательно, излишние затраты электроэнергии. Известны случаи, когда из-за повышенных сопротивлений в сетях приходилось увеличивать мощности электродвигателей вентиляторов.
Автоматизация и использование контрольных приборов в системе вентиляции помогают поддерживать необходимый температурный режим в рабочей зоне при минимальных расходах тепла, что способствует сокращению расхода электроэнергии. К мероприятиям по снижению ее расхода вентиляционными установками можно также отнести: монтаж вентиляционных установок без отклонений от проектов; блокировку вентиляторов тепловых завес и оснащение ворот устройствами открывания и закрывания на подсобных предприятиях, что экономит до 50% электроэнергии; применение на таких предприятиях устройств блокировки индивидуальных вытяжных систем, что снижает расход электроэнергии примерно на 25%; внедрение наиболее экономичных автоматизированных способов регулирования производительности вентиляторов, что позволяет экономить до 15% электроэнергии; замену вентиляторов старых конструкций новыми, более экономичными; отключение вентиляторов по графику в периоды отсутствия необходимости в них; оперативное устранение эксплуатационных дефектов.
На предприятиях строительных организаций применяют различные сеялки и грохоты. Обычно их устанавливают на отметках, на которых обслуживающий персонал отсутствует, вследствие чего контроль за их работой ослаблен. На расходе электроэнергии такими механизмами отражается количество одновременно поступающего на переработку материала и техническое их состояние. Если сеялка или грохот имеют большую производительность, а транспортные механизмы не обеспечивают поступление требуемого количества материала, — это значит, что мощность электродвигателя сеялки или грохота недоиспользуется; поэтому нужно проанализировать возможность замены его другим, меньшей мощности. Надо учитывать также и то, что при плохом техническом состоянии сеялки или грохота возрастают потери на трение, а следовательно затраты электроэнергии. Работа вибрационных грохотов может контролироваться автоматическим устройством. С помощью специальных датчиков можно вести автоматический контроль температуры подшипников крупных грохотов, а затем выявлять и устранять причины повышения температуры.
Экономия электроэнергии при пользовании вибраторами может быть достигнута при тщательном уходе за ними, содержании их в чистоте, предохранении от проникновения сырости; этим предотвращается чрезмерный нагрев двигателя. Например, для вибраторов с гибким валом излишний нагрев можно предотвратить, если, погрузив наконечник в бетонную смесь, вытаскивать его в строгом соответствии с требованиями инструкции по эксплуатации, т. е. через 30—40 мин непрерывной работы выключать электродвигатель на 5 мин. В процессе эксплуатации вибраторов с гибким валом расход электроэнергии увеличивается, если чрезмерно и с усилием изгибать оболочку гибкого вала. Это влечет за собой перегрузку двигателя, а в некоторых случаях даже выход его из строя. В таких вибраторах следует систематически проверять вращение эксцентрикового вала. Если он вращается недостаточно легко, значит механические потери увеличены, надо выявить и устранить дефекты. Нужно учитывать, что при замене устанавливаемых на бункерах бетонорастворных узлов пневматических вибраторов электрическими расход электроэнергии снижается в два- три раза.
На дробильных и сортировочных предприятиях, заводах ЖБИ, ДСК и в бетонорастворных узлах прилипающий к стенкам течек и бункеров материал уменьшает сечение выходных отверстий. Вследствие этого на транспортные механизмы поступает меньшее количество материалов, и механизмы работают дополнительное время, что влечет за собой излишний расход электроэнергии и снижение коэффициента мощности.
Прохождение материалов по течкам и желобам можно контролировать с помощью механических и радиоактивных датчиков. При задержке материала в течке механизмы, установленные после нее, работают вхолостую; тогда механический датчик через специальный релейный блок подает импульс магнитному пускателю, и он подключает к сети вибратор (их может быть несколько); вибратор способствует продвижению застрявшего в течке материала. Если ему это не удается, схема автоматики отключает механизмы цепочки, подающей материал к течке, одновременно включается световой или звуковой сигнал. Конструкции механических датчиков основаны на воздействии массы материала, забившей течку, на контактное устройство. Когда течка свободна от материала, контакты датчика разомкнуты. Для контроля заполнения бункеров материалами, предупреждения их переполнения и работы транспортных механизмов излишнее время рекомендуется применять указатели уровня, монтируемые внутри бункеров.
Расход электроэнергии электродвигателями в большинстве обусловлен недостаточной загрузкой строительного оборудования (в отдельных случаях она снижается до 50%) и длительными холостыми ходами, не связанными с производственной необходимостью и технологией. Замена недогруженных электродвигателей двигателями меньшей мощности целесообразна, если средняя загрузка составляет менее 45% номинальной мощности; при средней загрузке более 70% замену производить не следует.
Рациональный расход электроэнергии крановыми устройствами, перемещающимися на подкрановых путях (в частности башенными кранами — см. табл. 16), достигается общепринятыми способами улучшения энергетических показателей, характерных для потребителей, работающих в повторно-кратковременном режиме, выполнением подкрановых путей и поворотов строго по проекту. Надо стремиться к тому, чтобы масса перемещаемых грузов была близка к грузоподъемности кранов. На расход электроэнергии краном влияет состояние тормозных устройств, а потому машинист должен систематически контролировать их состояние и регулировать, включать их на минимальное время.
В целях экономии электроэнергии рекомендуется размещать строительные материалы и изделия на площадке так, чтобы затрачивать как можно меньше времени на передвижение, загрузку и разгрузку крана. Следует изучить резервы по экономии электроэнергии при эксплуатации таких энергоемких башенных кранов, как КБ-503 и подобных ему, имеющих мотор- генератор с пусковым током, превышающим 1000 А.
В связи с большим удельным расходом электроэнергии на сварку в общем балансе расхода энергии в строительстве рационализации сварочных работ надо уделять повышенное внимание. Оптимальный расход электроэнергии при таких работах обеспечивается при обоснованном выборе сварочного оборудования. С той же целью необходимо, учитывая диаметры используемых электродов (4—5 мм), преимущественно применять трансформаторы на 300 А; внедрять сварочные выпрямители, позволяющие присоединять их к трехфазной сети, т. е. симметрично загружать электросеть; заменять машинные преобразователи выпрямителями, позволяющими снизить удельный расход электроэнергии (выпрямители имеют более высокий КПД); реализовать преимущества многопостовой сварки.
При выполнении сварочных работ несколькими постами (например, на строительстве групповых котельных, крупных цехов и др.) следует пользоваться шестипостовым выпрямителем ВКСМ-1000, а не несколькими однопостовыми; вести сварку на оборудовании, работающем главным образом на переменном токе.
Удельный расход электроэнергии для однопостовых аппаратов на переменном токе составляет 3,5—3,8, а на постоянном — 5—6,5 кВт-ч/кг. Экономии электроэнергии способствуют также: оптимальные способы и приемы электросварки; наиболее технически совершенные электрододержатели и рациональные электроды; сушка и прокалка их; электроды с покрытием, содержащим железный порошок, что повышает производительность сварщика и снижает затраты электроэнергии до 8%; установка подключательных пунктов непосредственно на трансформаторах, что сокращает их холостые хода, обычные при плохой организации работ.
На предприятиях строительной индустрии рекомендуется заменять ручную дуговую сварку механизированными и автоматизированными сварочными установками. Максимальное сокращение холостых ходов сварочного оборудования достигается путем тщательной подготовки фронта работ, рациональной организации рабочих мест сварщиков и электродного хозяйства. При работе вхолостую потери мощности составляют: при использовании однопостового трансформатора 0,2 кВт, однопостовой машины постоянного тока — 2,3 кВт.
При изготовлении арматурных каркасов лучше пользоваться не однопостовыми контактными машинами, а многоточечными автоматами. При применении сварочных клещей и пистолетов весьма значительны потери электроэнергии в кабеле, соединяющем трансформатор с клещами. Поэтому, где это возможно, нужно увеличивать сечение кабеля до оптимального, устанавливать трансформатор как можно ближе к свариваемым изделиям (при этом уменьшается длина кабеля и его^сопротив- ление). При пользовании· машинами контактной сварки надо подбирать оптимальное время протекания тока для каждой серийной операции путем испытаний образцов, сваренных не менее чем при пяти различных интервалах времени и максимально допустимом токе.
Арматурные каркасы можно сваривать только после определения оптимального времени протекания сварочного тока для каждого типа каркаса. При увеличенном сопротивлении вторичного контура машины более чем на 25% по сравнению с начальным следует замерить сопротивления отдельных контактов и отличающиеся повышенным сопротивлением довести до нормы. Контактные поверхности не должны иметь раковин, выбоин, вмятин и т. п. Удельный расход электроэнергии при минимальной величине сопротивления контактов может снизиться в 2—2,5 раза. Значительному снижению удельного расхода электроэнергии способствует также тщательная подготовка поверхности свариваемых деталей, очистка их от окалины, ржавчины и грязи.
Повышения производительности труда сварщика, и снижения удельного расхода электроэнергии можно достичь также путем предварительного ознакомления сварщика с технологическим процессом, размерами и допусками швов, режимом работы; выполнением швов точно по размерам, указанным в чертежах; пользованием шаблонами; сборкой деталей с малыми зазорами (2—3 мм) в стыках и с плотным прилеганием при сварке внахлестку; организацией контроля за сборкой и соблюдением приемов наложения сварных швов; образованием шва высокого качества при меньшем нагреве основного металла; правильным наклоном электрода.
Экономии электроэнергии способствует выбор расчетных сечений сварочных проводов с учетом их длины. Падение напряжения в проводах не должно превышать 3—4 В по всей их длине. В качестве обратного провода нужно применять не случайные профили металла, а провод того же сечения, что и прямой.
Следует отметить, что на сварочную цепь влияют индуктивность и активное сопротивление сварочных проводов. Активное сопротивление увеличивается из-за нагрева проводов, особенно при недостаточном их сечении и большой длине. Величина индуктивности меняется в зависимости от расположения сварочных проводов; она возрастает, если провода лежат на стальных листах или свариваемых изделиях из магнитного металла. Чем больше длина проводов, тем больше их индуктивность, так как ферромагнитные массы изменяют электромагнитное поле проводов. Потеря напряжения на контактах вторичной цепи не должна превышать 0,03—0,2 В. К потерям электроэнергии ведут выполненные не по техническим условиям соединения проводов и повреждения их изоляции, являющиеся самыми частыми нарушениями (также связанными с электробезопасностью). Повышенный нагрев сердечников и скрепляющих шпилек сварочных трансформаторов также приводит к потерям электроэнергии.
Способ электротермообработки бетона выбирают так, чтобы затраты электроэнергии, электроматериалов, металла на электроды и трудозатраты были наименьшими. Учитывая это, необходимо: в холодный период применять в бетонорастворных узлах компоненты (воду, песок), подогретые до температуры, допускаемой инструкцией; вносить добавки, сокращающие длительность прогрева и, следовательно, расход электроэнергии; соблюдать предельно допустимую скорость нарастания температуры при разогреве (снижение этой скорости приводит к увеличению периода разогрева, а тем самым к повышению расхода электроэнергии); бетонировать плиты, избегая скопления на их поверхности воды или цементного молока, так как на их выпаривание тратится электроэнергия; исключать перегревы электродных слоев (электроды, возле которых наблюдается кипение, необходимо отсоединить); достигать заданной прочности железобетонных конструкций или изделий с максимально возможным сокращением сроков прогрева при допустимой, наиболее высокой для данной конструкции температуре. При такой температуре расход электроэнергии сокращается не только вследствие значительного прироста прочности за время остывания, но и за счет большего, чем рост температуры, сокращения длительности прогрева.
Вести термообработку рекомендуется только до прочности, предусмотренной для данной конструкции (прочность не всех конструкций к моменту их остывания должна соответствовать 100%). Выпуск конструкций с прочностью выше требуемой приводит к увеличению расхода электроэнергии. В период остывания конструкции нет необходимости расходовать электроэнергию, ибо ее прочность все равно будет возрастать в результате экзотермии цемента. Весьма актуальны разработка, изготовление и внедрение автоматизированных установок электротермообработки.
Следует учитывать и анализировать факторы, влияющие на величину электрического сопротивления бетона, потребляемую мощность и электроэнергию. С уменьшением сопротивления прогреваемой конструкции, через которую проходит ток, расход электроэнергии увеличивается, но сокращается длительность прогрева конструкции, а тем самым и затраты электроэнергии. Активное сопротивление зависит от количества арматуры, сечения и характера ее расположения в конструкции, расстояний между электродами разноименных фаз и электродами по отношению к арматурному каркасу, от вида и марки цемента, марки бетона, водоцементного отношения, температуры бетона. С увеличением водоцементного отношения плотность, цементирующие свойства бетона и его прочность ухудшаются; следовательно, прочность бетона можно повысить, уменьшив количество воды (в пределах допустимого) по отношению к массе цемента.
Любые мероприятия, направленные на исключение очагов теплопотерь, способствуют экономии электроэнергии; например: подготовка оснований перед укладкой на них бетона, предусматривающая очистку их от снега, наледи, грязи и прогрев до положительной температуры; утепление всех открытых поверхностей прогреваемой конструкции; сокращение длительности транспортировки подогреваемых материалов смеси в бетонном узле и бетона к месту его укладки; максимальная механизация укладки бетона и его уплотнения.
В достижении экономии электроэнергии при термообработке бетона важную роль играет правильная техническая эксплуатация установок для термообработки и электросетей. Расход энергии возрастает при снижении сопротивления изоляции обмоток трансформатора, его перегрузке, неравномерном распределении нагрузок по фазам, заниженных сечениях проводов.
При низком качестве контактных соединений проводов с электродами увеличиваются переходные сопротивления. Если провода плохо изолированы или лежат на земле, происходят утечки тока; они происходят и тогда, когда провода проложены по металлическим изделиям, находящимся на земле, по сырым доскам и др.
Естественная сушка штукатурки при отделочных работах не всегда протекает достаточно быстро; поэтому строители вынуждены прибегать к искусственной сушке, осуществляемой временными печами, отопительно-вентиляционными установками, электрокалориферами, инфракрасными излучателями и т. п.
< Передача тепла путем излучения является одним из наиболее быстрых и экономичных тепловых процессов, так как при этом способе сокращаются потери на нагрев воздуха и тепловая энергия поглощается в основном облучаемой поверхностью. Поэтому в отношении экономии электроэнергии установки и лампы инфракрасного излучения имеют несомненные преимущества. Однако, чтобы сушка такими устройствами протекала наиболее экономично, необходимо строго соблюдать режим. Например, рекомендуется сушку лампами производить в два- три периода по 2—3 ч с перерывами на 1—1,5 ч, что дает возможность за счет аккумулированного в штукатурке тепла поддерживать постоянную интенсивность сушки и, не затрачивая на это энергии, снизить влажность на 2%.
Когда нужно произвести сушку отдельных сырых пятен при отделочных работах, незачем применять мощные электрические устройства, ибо их можно легко и эффективно высушить лампами инфракрасного излучения, установленными на металлической конструкции. Ими можно сушить сырые места на потолке, стенах, в углах, образуемых стенами и потолком, бетонные полы (мощность ламп 250 и 500 Вт).
Поглощение инфракрасных лучей сопровождается превращением переносимой ими электроэнергии в тепловую и проявляется в повышении температуры облучаемого тела. Перенос тепла от излучателя инфракрасными лучами называется радиационной теплопередачей. Преимущества ее заключаются в следующем: потери тепла на нагрев воздуха значительно меньше, а КПД установки — больше; несмотря на то, что воздух не является теплопередающей средой, он заметно влияет на эффективность радиационной теплопередачи; чем меньше перепад температур между воздухом и облучаемой поверхностью, тем равномернее нагрев этой поверхности; отсутствие прямого контакта между излучателем и облучаемой поверхностью не препятствует эффективной передаче тепла; возможность управления в известных пределах режимами радиационного нагрева (сушки).
Эффективность сушки инфракрасными лучами зависит от правильного сочетания оптических свойств излучателя и облучаемой поверхности. В радиационных установках используются кварцевые излучатели в виде трубок, внутри которых находится юкопроводящая спираль или кварцевые стержни с нихромовой спиралью.
Электрокалориферы представляют собой установки ручного перемещения, в которых принудительно поступающий воздух пропускается через нагревательные элементы. Одним из наиболее эффективных является трубчатый электронагреватель (ТЭН).
В целях экономии электроэнергии необходимо: применять устройства для сушки только по определенному режиму, проверенному строительной лабораторией; комплектовать устройства датчиками, автоматически поддерживающими требуемую температуру в помещении.
При выборе сушильных устройств следует рассматривать возможность применения газовых горелок инфракрасного излучения, а не электрических устройств; выполнять системы постоянного отопления в помещениях строящихся объектов к началу отделочных работ.
При пользовании электропечами в большинстве случаев непроизводительные затраты электроэнергии происходят из-за потерь тепла через открытые проемы в помещениях. Таким образом, исключение потерь тепла является наиболее простым и эффективным мероприятием по экономии электроэнергии.
Электропечи должны иметь мощность, обеспечивающую поддержание температуры в помещении в пределах требуемой санитарными нормами. Повышение мощности печей приводит к повышению температуры в помещении, в чем нет необходимости, т. е. к нерациональному потреблению электроэнергии. Печи надо эксплуатировать, соблюдая определенные периоды включения и отключения в зависимости от условий использования помещения. Электропечи (электрокалориферы) наиболее совершенных конструкций оснащены автоматическими устройствами поддержания режима, электрозащиты, обеспечения электробезопасности.
К основным направлениям рациональнбго расхода электроэнергии осветительными установками относятся: проектирование их без превышения норм освещенности; выбор наиболее эффективных светильников и прожекторов с характеристиками светораспределения, соответствующими санитарно-гигиеническим нормам, а также источников света.
Размещать светильники и прожекторы надо так, чтобы наиболее полно использовать световой поток ламп на рабочих местах и с наименьшими его потерями в пространстве. Для этого чрезвычайно важно соблюдать запроектированные углы наклона прожекторов и светильников прожекторного типа (между направлением оптической оси и горизонтом).
При несоблюдении наклона значительно изменяются освещенность, форма и площадь световою пятна.
Коэффициент использования светового потока прожектора будет максимальным, если весь поток в пределах угла рассеяния падает на освещаемую поверхность. Из этого, однако, нельзя делать вывод о неприемлемости малых углов наклона. В некоторых случаях, например при необходимости создания освещенности в вертикальной плоскости, такое решение рационально. При большом угле наклона прожектора пятно находится в непосредственной близости к основанию прожекторной мачты, где практически работы не ведутся, так что световой поток не будет рационально использован.
Для обеспечения нормального освещения строительных площадок необходимо:
применять наиболее совершенные схемы и системы управления осветительными установками, инвентарные осветительные устройства, в том числе электростояки, стойки освещения, осветительные мачты, позволяющие рационально располагать прожекторы и наиболее полно использовать световой поток ламп;
освещать строительные площадки в период строительства постоянными осветительными установками, монтируя их с опережением других строительных работ;
использовать в цехах строящихся предприятий смонтированные мостовые краны для монтажа осветительных установок, что исключает затраты на временные леса;
применять в местах строительных площадок, где не требуется постоянное общее освещение, местные отключающие устройства на групповых линиях;
сочетать местное освещение с общим;
пользоваться при работах на металлообрабатывающем оборудовании или подобном, установленном на подсобных предприятиях, главным образом местным освещением;
в нерабочее время включать только дежурное освещение; подвешивать светильники в подсобных производственных предприятиях на такой высоте от рабочих мест, чтобы максимально использовать световой поток ламп.
Стены и потолки бытовых помещений на площадках и служебных подсобных предприятий надо окрашивать в светлые тона, чтобы отраженный световой поток значительно повысил освещенность. Исходя из тех же соображений, следует окрашивать в светлые тона и станочное оборудование, оклеивать стены бытовых помещений светлыми обоями. При этом необходимая для освещения мощность может снизиться до двух раз; рекомендуется периодически производить приборный контроль освещенности на рабочих местах в светлое время года во вторые смены, учитывая, что надобность в искусственном освещении возникает лишь при недостаточном естественном освещении. Нужно вести систематический контроль состояния отражателей прожекторов. Так, при эмалированном отражателе освещенность рабочего места увеличивается в два-три раза по сравнению с лампой без арматуры при равной высоте подвеса. Надо поддерживать светильники и прожекторы в чистоте. Вследствие невнимания к чистке светильников во многих случаях на производственных предприятиях наблюдалось понижение освещенности в четыре-пять раз.
Из-за чувствительности ламп ДРЛ, КГ, ДКсТ к параметрам напряжения его снижение приводит к потерям электроэнергии, так как приходится применять лампы повышенной мощности. Снижение напряжения на 1% уменьшает световой поток ламп: накаливания — на 3—4%, люминесцентных — на 1,5%, ДРЛ — на 2,2%. Повышение напряжения приводит к увеличенному потреблению электроэнергии и уменьшению срока действия ламп.
В целях снижения потерь электроэнергии в сетях следует уделять самое серьезное внимание их проектированию, выполнению, эксплуатации, качеству ремонтов, перераспределять нагрузки между фазами. Последнее нельзя производить только после одного замера, так как в условиях строительных площадок показания могут оказаться случайными. Потери электроэнергии зависят от загруженности фаз (при неравномерной они увеличиваются), а также от соотношения сопротивления нулевого и фазного проводов. При устранении неравномерности на 30% (относительно наименее загруженной фазы) в сети с отношением сопротивлений нулевого и фазного проводов 2:1 снижение потерь электроэнергии составляет 7%. При устранении разницы загрузки фаз до 50% потери снижаются более чем на 15%.
К техническим мероприятиям по снижению потерь электроэнергии в сетях относятся реконструкция, модернизация и замена перегруженных сетей новыми, замена электрооборудования или установка дополнительного. При оценке целесообразности замены линий необходимо учитывать потребное при этом количество кабельно-проводниковой продукции, перспективу увеличения загрузок и стоимость работ. Наибольший эффект снижения потерь в сетях достигается при замене линии на головном участке.
При замене сечений линий рекомендуются следующие усредненные удельные показатели эффективности: в сетях 0,38 кВ — 3,6 тыс. кВт-ч на 1 км заменяемого провода, в сетях — 6— 10 кВ — 4,6 тыс. кВт-ч на 1 км.
К основным мероприятиям по снижению потерь электроэнергии в трансформаторах можно отнести: правильный их выбор; оптимизация загрузки и сокращение периодов холостых ходов. Работа трансформаторов в нерациональном режиме (по уровню потерь мощности) приводит к увеличению потерь.
Маломощные трансформаторы (инструментальные, сварочные) следует комплектовать включающими устройствами, устанавливаемыми непосредственно на трансформаторах. Рабочий при прекращении пользования электроинструментом или другим маломощным электроприемником отключит и трансформатор. Принимая решение о замене недогруженного трансформатора трансформатором меньшей мощности, надо учитывать перспективный рост загрузок. Замена установленного трансформатора трансформатором меньшей мощности, как правило, целесообразна, когда загрузка установленного меньше 40%.
