Энергосберегающие технологии на примере многодвигательного магистрального конвейера

На сегодняшний день энергосбережение и повышение энергоэффективности является одной из приоритетных задач в Республике Казахстан. Без решения этой задачи невозможно развитие страны, ведь энергосбережение позволит осуществить переход к «зелёным» технологиям и повысить конкурентоспособность.

Однако, реальность такова, что культура потребления энергии в нашей стране, как на уровне производственных предприятий, так и на бытовом уровне, не на самом высоком уровне. Люди привыкли к расточительности в отношениии энергетических и природных ресурсов, и считают, что нехватка ресурсов нас не коснется.

Реализация мероприятий по энергосбережению важна не только в рамках исполнения законодательных требований, но и в целях повышения себестоимости выпускаемой продукции, улучшения имиджа корпорации и повышения конкурентоспособности предприятий.

На горно-обогатительных комбинатах важную роль играет электропривод, как основной потребитель электрической энергии.

В общем случае энергосбережение может осуществляться как в самом электроприводе, так и в обслуживаемых им технологических процессах, где используется вырабатываемая им механическая энергия. При этом применение регулируемого электропривода позволяет обеспечить при реализации многих технологических процессов энергосбережение, иногда во много раз превосходящее экономию энергии в самом электроприводе [1] .

Энергосбережение в электроприводе может быть достигнуто как на стадии его проектирования и конструирования, так и при эксплуатации [1] .

Проектирование и конструирование электропривода должно соответствовать современному уровню развития теории и практики и смежных областей науки и техники - электромеханики, электроники, автоматики, механики и вычислительной техники. Энергосбережение при этом может осуществляться следующими методами и средствами [1] :

• -    обоснованный расчет требуемой мощности двигателя исполнительного органа рабочей машины или производственного механизма с учетом всех условий его работы, с другой стороны, применение двигателя недостаточной мощности снижает производительность технологического оборудования, приводит к перегрузке двигателя и преждевременному выходу его из строя;

• -    выбор силовых элементов электропривода, характеризующихся при работе минимальными потерями энергии. В первую очередь это относится к выбору двигателей, в отношении которых можно назвать следующие возможности энергосберегающих решений:

• •    применение энергосберегающих двигателей, в которых за счет увеличенных объемов активных материалов (меди и стали) потери мощности снижены не менее чем на 15—20%. В российских каталогах такие двигатели имеют в обозначении букву «е»;

• •    применение двигателей с уменьшенным моментом инерции ротора, в которых имеет место пониженный уровень потери энергии в переходных процессах. К таким двигателям относятся двигатели с удлиненным ротором (например, асинхронные двигатели краново-металлургической серии 4МТ и 4МТК) и двигатели с полым ротором (якорем). Снижение момента инерции электропривода можно получить при использовании вместо одного двигателя двух двигателей половинной мощности на ту же скорость вращения;

• -    Организации оперативного учета и контроля удельных норм электропотребления (ежесменного и ежедневного), выявление холостого хода, недозагрузки оборудования и не эффективных технологических смен.

Однако на уже функционирующих предприятиях сложно проводить замену и реконструкцию действующих механизмов, таких как многодвигательный магистральный конвейер, содержащий от двух и более приводных двигателей, работающих на общую нагрузку и имеющих общую систему управления.

Магистральные конвейеры проектируются на основе ленточных конвейеров и характеризуются повышенной производительностью, протяженностью, а также повышенными требованиями к надёжности [2] .

Ленточный магистральный конвейер - машина непрерывного действия, предназначенная для транспортировки навалочных грузов по прямым и комбинированным трассам. Конвейер представляет собой бесконечную непрерывно движущуюся ленту, транспортирующую навалочные грузы. Магистральный конвейеры широко используются во многих отраслях промышленности - в горнодобывающей и горнообрабатывающей, в металлургии, при производстве строительных материалов, в химической промышленности, при переработке и утилизации отходов/мусора [2] .

Принцип работы заключается в том, что несущим и тяговым органом магистрального конвейера является бесконечная гибкая лента, опирающаяся своими рабочей и холостой ветвями на роликовые опоры и огибающая на концах конвейера приводной и натяжной барабаны. Передача движения ленте осуществляется фрикционным способом от приводного барабана. Необходимое первоначальное натяжение на сбегающей ветви ленты создается натяжным барабаном при помощи натяжного устройства [2] .

Остановка такого механизма приводит к простою комбината.

Таким образом, необходим другой способ энергосбережения.

На сегодняшний день на добывающих предприятиях Республики Казахстан, например, на таком как горно-обогатительный комбинат Нурказган, используются различные инструменты по повышению энергоэффективности:

• -    замена освещения на светодиодное;

• -    установка приборов учета по периметру предприятий для четкого отслеживания за потреблением;

• -    внедрение энергоэффективного оборудования;

• -    постоянные учет и контроль за соблюдением удельных норм электропотребления на производство продукции.

Расчет удельных расходов электроэнергии по выделенному объекту производят к производственному участку, цеху или отдельному энергоемкому агрегату. Организация учета электроэнергии является обязательным условием эффективного нормирования [3,4] .

Система технического учета электроэнергии часто не совпадает с административным делением предприятия, что обусловлено сложностью и разветвленностью систем электроснабжения. Поэтому при назначении административных единиц, осуществляющих нормирование, следует соотносить их с узлами учета.

Для контролируемого объекта выделяют основные виды продукции, объем выпуска которых, можно подсчитать за смену, сутки или за один цикл работы оборудования. Соответственно показания счетчиков электроэнергии снимают посменно, посуточно или за каждый цикл работы [4] .

Значения удельных расходов электроэнергии рассчитываются по формуле w=W/M, где W - фактический расход электроэнергии на выпуск продукции в количестве М (количество может измеряться в различных единицах).

Анализ работы многодвигательного магистрального конвейера показал, что фактические удельные расходы электроэнергии за разные периоды времени неодинаковы, что обусловлено различной загрузкой.

Энергетическими службами на постоянной основе отслеживаются объемы удельных норм электропотребления, и выполняется анализ по выявлению холостого хода и недозагрузки оборудования: определяются лучшие и худшие значения удельного расхода при одинаковой переработке.

По результатам анализа необходимо реагирование со стороны технологических и производственных служб в части устранения холостого хода и недозагрузки оборудования.

В целях эффективного энергосбережения необходимы следующие действия:

• -    организация ритмичной работы предприятий;

• -    обеспечение максимальной загрузки оборудования и снижение холостого хода;

• -    введение ежесменного контроля за удельным расходом электропотребления на производство по переделам и в целом по предприятию для выявления неэффективных рабочих смен и холостого хода.