Одной из постоянно возникающих задач при этом является определение экономической эффективности замены устаревшего энергетического оборудования. Анализ показал, что наиболее эффективными являются такие виды энергетического оборудования, которые окупаются в нормативный срок за счёт экономии энергии и топлива, обеспечивают высокую надёжность энергосбережения и приводят к снижению себестоимости.

С энергетической точки зрения желательно, чтобы число преобразования энергии на предприятии было минимальным, т.т. всякое преобразование энергии связано с её потерями. Чем меньше преобразований претерпевает энергия на предприятии, тем выше общий КПД энергоиспользования предприятия.

В современных условиях всё возрастающий эффект экономии топливно-энергетических ресурсов достигается путём проведения различных экономико-организационных мероприятий на предприятиях.

Рассмотрим основные направления экономии электроэнергии на предприятиях машиностроения :

1. Совершенствование и рационализация технологических процессов. Потери электроэнергии, вызванные нерациональной технологией и организацией производства, в ряде случаев могут превышать потери энергетических процессов и даже полезный расход энергии. Так, применение на машиностроительных предприятиях индукционного способа термообработки деталей и закалки их токами высокой частоты вместо термообработки в печах сопротивления позволяет в 2-3 раза сократить расход электроэнергии.

2. Внедрение прогрессивных технологических режимов и методов работы оборудования. Сюда следует отнести повышение скорости резания на станочном оборудовании, сокращение числа припусков при прокате, введение оптимальных температурных режимов при электронагреве, термообработке металлов. Исследования показывают, что увеличение скорости резания на станках с 50 до 200 м/мин снижает расход электроэнергии на 17 %, а применение скоростных плавок при оптимальном режиме в сочетании с организационными мероприятиями на 20-30 % сокращает удельный расход электроэнергии.

3. Улучшение качественных характеристик используемого оборудования. Анализ энергобалансов электротермических печей, которые являются самыми энергоёмкими электроустановками показывает, что потери теплоты через поверхность составляют около 48 % от всей потребляемой электроэнергии. Соответственно резервы экономии здесь чрезвычайно велики.

4. Совершенствование конструкций промышленных зданий и сооружений. Опыт зарубежной энергетики показывает, что только за счёт применения таких очевидных мероприятий, как усиление теплоизоляции зданий, устройство уплотняющих окон и дверей, рациональное сокращение площади окон и т.д., можно значительно снизить (до 50%) потребление энергии на отопление и кондинцирования промышленных зданий и сооружений.

5. Внедрение прямого технологического использования электроэнергии Наибольший эффект от применения электроэнергии достигается в том случае, когда электроэнергия используется непосредственно на выполнение технологической операции.

6. Уменьшение объёма металла, спиленного при обработке. В результате замены механической обработки ковкой и штамповкой, а также точным литьём за счёт уменьшения обработки резанием удельный расход электроэнергии сокращается на 15-20%.

Согласования мощности двигателей станков только по их номинальным нагрузкам недостаточно. При согласовании необходимо учитывать режим работы и характеристики двигателя и привода.при уменьшения нагрузки снижается КПД электродвигателя и рабочей машины и увеличивается расход электроэнергии.

7. Замена асинхронных двигателей синхронными. Это мероприятие может осуществляться без предварительных технико-экономических расчётов. Основными достоинствами синхронных двигателей, кроме выдачи в сеть реактивной мощности, являются более высокий КПД (по сравнению с асинхронными) – на 1-3% выше и меньшая чувствительность к изменению напряжения в сети.

8. Установка ограничителей холостого хода на станках всегда оправдана экономией электроэнергии, если по технологической операции время составляет 10 с и более.

9. Рационализация структуры режимов и эксплуатации осветительных установок. Замена ламп накаливания люминесцентными и ртутными, содержание светильников в чистоте, автоматизация включения и отключения освещения могут принести ощутимую экономию электроэнергии, расходуемой на освещение, составляет на машиностроительном предприятии до 10%.

Практическая реализация перечисленных направлений экономии электроэнергии на предприятиях машиностроения возможна на основе полного внутриотраслевого хозрасчёта, способствующего личной заинтересованности технологов, экономистов, энергетиков и организаторов производства в их внедрении.

Цветная металлургия.

Цветная металлургия – одна из ведущих отраслей тяжёлой промышленности, характеризующаяся значительными затратами энергетических ресурсов. В настоящее время цветная металлургия потребляет около 15% от всей электроэнергии, расходуемой в промышленности. Причём 93% электроэнергии поступает от энергетических систем , а 7% от собственных источников.

Особенно энергоёмкими является производство аммония, магния, меди, никеля и цинка. На получение этих металлов расходуется 85% всех энергоресурсов, потребляемых цветной металлургией. Постоянный рост электропотребления связан с заменой процессов, основанных на прямом использовании топлива, электротехнологическими, дальнейшей электрофикацией и автоматизацией производственных процессов. Возрастает одиночная мощность агрегатов питания электротехнологических установок. Создан опытно-промышленный полупроводниковый агрегат питания серий электролизеров для алюминия типа ДВ1 на выпрямленный ток 63 кассовый аппарат и напряжение 850 кВ, т.е. выходной мощностью 53000 кВт.

Для получения цветных металлов наиболее распространён электролизерный способ, который требует расхода большего количества электроэнергии на единицу продукции. Так при получении алюминия, удельный расход электроэнергии колеблется от 15000 до 20000 кВтч/т, в зависимости от прогрессивности принятой технологии.

Проведённая в 60-ых годах модернизация преобразовательных подстанций серий электролизеров, за счёт замены ртутных, электромеханических и электромагнитных преобразователей полупроводниковыми агрегатами питания позволила увеличить КПД, уменьшить значительно затраты на обслуживание и улучшить условия труда. Экономический эффект составил от 2 до 10 руб. на 1 кВт установленной мощности полупроводникового выпрямительного агрегата. Создание в дальнейшем автоматизированных систем позволило применить не стационарные режимы работы серий электролизеров, а следовательно, оптимизировать режим технологии получения цветных металлов.

Однако внедрение полупроводниковых агрегатов питания и автоматизированных тиристорных систем требует нового подхода к проектированию и эксплуатации систем энергоснабжения. Без этого существенно снижаются показатели качества электроэнергии (наблюдаются отклонения, колебания, несимметрия и искажение формы напряжения в сетях 6-10 кВ). Это ведёт к увеличению потерь электроэнергии в системах электроснабжения, уменьшению надёжности электрооборудования и кабельных линий в основном за счёт содержания недопустимого условия гармонических составляющих напряжения. Несинусоидальность формы кривой напряжения 6-10 кВ имеются во всех системах электроснабжения предприятий цветной металлургии с электролизерным производством, экспериментальные исследования и теоретические расчёты показывают, что в существующих системах электроснабжения на шинах переменного тока преобразовательных подстанций значение коэффициента несинусоидальности напряжения превышает допустимое в 1,5-2 раза. Полупроводниковые агрегаты питания мощных серий электролизеров алюминия влияют на форму в сетях напряжением 110-220 кВ внешних систем электроснабжения.