Разработка проекта энергосбережения мини-пивоварни

г) отношение потерь КЗ к потерям XX должно быть равно пятикратному (принимают наибольшее значение для обеспечения запаса по нагреву изоляции);

д) при изменении температуры изоляции на 6°С от среднего ее значения при номинальной нагрузке, равной 85 °С, срок службы изоляции изменяется вдвое (сокращается при повышении температуры или увеличивается при ее понижении);

е) во время переходных процессов в течение суток наибольшая температура верхних слоев масла не должна превышать 95 °С и наиболее нагретой точки металла обмотки 140 °С.

Эти условия справедливы только для эквивалентной температуры охлаждающей среды, равной 20 °С. При резком снижении этой температуры необходимо следить за нагрузкой трансформатора по контрольно- измерительным приборам и не допускать превышения нагрузки сверх 150% номинальной.

На значительном большинстве подстанций нагрузка трансформаторов изменяется и в течение продолжительного времени остается ниже номинальной. Значительная часть трансформаторов выбирается с учетом послеаварийного режима и поэтому нормально они остаются длительное время недогруженными. Кроме того, силовые трансформаторы рассчитываются на работу при допустимой температуре окружающей среды, равной +40 °С. В действительности они работают в обычных условиях при температуре среды до 20… 30 °С. Следовательно, силовой трансформатор в определенное время может быть перегружен с учетом рассмотренных выше обстоятельств без всякого ущерба для установленного ему срока службы (20 -- 25 лет).

Практика проектирования и эксплуатации показала необходимость применения однотипных трансформаторов одинаковой мощности, так как разнообразие их создает неудобства в обслуживании и вызывает дополнительные затраты на ремонт.

В настоящее время трансформаторы на подстанции выполняют с переключением ответвлений обмотки под нагрузкой (РПН).

Основное применение на промышленных предприятиях находят двухобмоточные трансформаторы. Трехобмоточные трансформаторы 110/35/6 -- 20 кВ на ГПП применяют лишь при наличии удаленных потребителей средней мощности, относящихся к данному предприятию. Трансформаторы с расщепленными обмотками 110/10--10 кВ или 110/6--10 кВ применяют на предприятиях с напряжениями 6 и 10 кВ при необходимости снижения тока КЗ и выделения питания ударных нагрузок.

Для мини пивоварни был использован питающий трансформатор

ТМ-100/5/0,4кВт с такими характеристиками:

Производитель: Електрощит.

Количество фаз: 3.

Нагрузка первичной обмотки: 5 кВ.

Нагрузка вторичной обмотки: 0,4кВ.

Мощность: 100.0 кВА.

Способ охлаждения : масляное.

Напряжение короткого замикания: 4,5 %.

Вид установки : Открытый воздух.

Маса 990.0 кг.

2.16 Правила безопасной эксплуатации трансформатора

1. Монтаж, опробование, эксплуатацию и ремонты трансформаторов необходимо выполнять согласно с ДНАОП 1.1.10-01-97, ГОСТ 11677-85, а также НАПБ А.01.001-95.

Кроме того, монтаж трансформаторов напряжением 110 кВ и выше необходимо выполнять согласно с РД 16.363-87.

2. Во время эксплуатации и испытаний трансформаторов их баки должны быть заземлены.

3. Запрещается нахождение на крышке бака и подъем инструментов и других предметов на крышку бака во время работы трансформатора. Осмотр газового реле следует осуществлять со специальной площадки стационарной лестницы трансформатора.

4. Во время осмотра работающего трансформатора запрещается находиться в зоне выброса масла из предохранительного клапана или выхлопной трубы.

5. Запрещается приближаться к трансформатору, находящемуся под напряжением с явными признаками повреждения: посторонние шумы, разряды на изоляторах, сильная (струей) течь масла и др.

6. Запрещается переключать рукояткой устройства РПН трансформатора, находящегося под напряжением.\

7. На работающем трансформаторе зажимы вторичных обмоток встроенных трансформаторов тока должны быть замкнуты накоротко при помощи специальных перемычек в шкафу зажимов или присоединениями вторичных цепей защит, электроавтоматики, и измерений. При этом запрещается разрывать цепи. Подключенные к вторичным обмоткам трансформаторов тока без предварительного закорачивания обмоток перемычкой.

8. Сварочные работы на неработающем трансформаторе, при необходимости, следует выполнять только после заполнения его маслом до уровня 200 - 250 мм выше места сварки во избежание воспламенения паров масла. Во время проведения сварочных работ, с целью устранения течи масла в трансформаторе, необходимо создать вакуум, который обеспечивает прекращение течи масла в месте сварки.

9. Для выполнения монтажных или ремонтных работ внутри бака трансформатора необходимо продуть бак трансформатора сухим чистым воздухом и обеспечить естественную вентиляцию открытием верхних и нижних люков. В процессе выполнения работ необходимо осуществлять непрерывный контроль за людьми, находящимися внутри бака трансформатора.

10. Во время заполнения трансформатора маслом или во время слива масла бак трансформатора и выводы его обмоток должны быть заземлены, чтобы исключить появление электростатических разрядов.

11. Необходимо избегать попадания и длительного воздействия трансформаторного масла на кожу.

2.17 Аварийные системы питания

Аварийные и резервные источники питания используются для восстановления электроснабжения в случае, если на основной электросети произошла авария или любая другая внештатная ситуация, которая привела к существенному сокращению количества электроэнергии в сети. Важно понимать, что даже в случае аварии электропитание не всегда пропадает полностью, но качество электричества может заметно снижаться, что затрудняет использование многих электроприборов, которые чувствительны к перепадам напряжения. Дизель-генераторы могут делаться не только стационарными, но и переносными, чтобы в случае аварии быстро переместить устройство и восстановить питание.

Для мини пивоварни был использован дизель генератор HIMOINSA HHW-35 T5 с такими характеристиками:

Максимальная мощность: 33кВА / 26кВт

Номинальная мощность: 30кВА / 24кВт

Модель: HHW-35 T5

Производитель: HIMOINSA (Испания)

Выходное напряжение: 400В - трёхфазный

Двигатель: HIMOINSA

Генератор: HIMOINSA

Потребление топлива при 100% нагрузке: 8,93 л/ч

Ёмкость топливного бака: 100 л

Частота вращения двигателя: 1500 об/мин

Рис.10 Дизель генератор

3. ИНТЕГРАЦИЯ ЕНЕРГОСОХРОНЯЮЩИХ ТЕХНОЛОГИЙ

3.1 Построение однолинейной схемы автоматизации

Схемы автоматизации являются основным техническим документом, определяющим функционально-блочную структуру отдельных узлов автоматического контроля, управления и регулирования технологического процесса и оснащения объекта управления приборами и средствами автоматизации (в том числе средствами телемеханики и вычислительной техники).

При разработке схем автоматизации (ранее применялось название и сейчас оно используется достаточно широко - функциональные схемы автоматизации) необходимо решить следующие задачи:

- получение первичной информации о состоянии технологического процесса и оборудования;

- непосредственное воздействие на технологический процесс для управления им;

- стабилизация технологических параметров процесса;

- контроль и сигнализация (если это необходимо) технологических параметров процесса и состояния технологического оборудования.

3.2 Компоновка схемы автоматизации

Функциональные задачи автоматизации, как правило, реализуются с помощью технических средств, включающих в себя: отборные устройства, средства получения первичной информации, средства преобразования и переработки информации, средства представления и выдачи информации обслуживающему персоналу, комбинированные, комплектные и вспомогательные устройства.

Результатом составления схем автоматизации являются:

1) выбор методов измерения технологических параметров;

2) выбор основных технических средств автоматизации, наиболее полно отвечающих предъявляемым требованиям и условиям работы автоматизируемого объекта;

3) определение приводов исполнительных механизмов регулирующих, либо запорных органов технологического оборудования;

4) размещение средств автоматизации на щитах, пультах, технологическом оборудовании и трубопроводах и т. п. и определение способов представления информации о состоянии технологического оборудования.

Приборы, средства автоматизации, электрические устройства и элементы вычислительной техники на функциональных схемах автоматизации показываются в соответствии с ГОСТ 21.404-85 и отраслевыми нормативными документами.

При отсутствии в стандартах необходимых изображений разрешается применять нестандартные изображения, которые следует выполнять на основании характерных признаков изображаемых устройств.

Схемы автоматизации могут быть выполнены двумя способами:

1) развернуто с изображением МПК, щитов, пультов управления, при помощи условных прямоугольников (как правило, в нижней части чертежа), в пределах которого показываются устанавливаемые на них средства автоматизации;

2) упрощенно с изображением средств автоматизации на технологических схемах вблизи отборных и приемных устройств без построения прямоугольников, условно изображающих щиты, пульты и т.д.

3.3 Правила безопасной експлуатации автоматики

Настоящие Правила разработаны на основе ЕСУОТ ГП и указанных в ней общегосударственных, межотраслевых и отраслевых нормативно-технических документов (НТД). В Правилах учтены требования безопасности эксплуатации и обслуживания отдельных видов СА (вычислительные машины, средства связи и др.), изложенные в НТД на них, требования безопасности для конкретных видов СА и КИП, приведенные в их эксплуатационной документации (ЭД).

Быстро развивающаяся комплексная автоматизация объектов газовой промышленности привела к созданию в отрасли автоматизированных систем управления (АСУ) различных видов, автоматизированных технологических комплексов (АТК) и автоматизированных технологических предприятий (АТП). Применяемые для этих целей СА и КИП в числе других функций осуществляют защиту технологического оборудования от аварийных и пред-аварийных режимов и ситуаций. Учитывая повышенную опас-ность промышленных объектов отрасли, рост уровня автоматизации и увеличение единичной мощности технологического оборудования, к СА и КИП предъявляются высокие требования в части надежности выполнения функций защиты, особенно основного технологического оборудования, аварии которого создают угрозу для здоровья и жизни производственного персонала.

С использованием СА и КИП выполняются контроль параметров основных и вредных производственных факторов, проверка показателей качества средств защиты, а также управление технологическим оборудованием и системами, обеспечивающими безопасность и санитарно-гигиенические условия труда. Поэтому обеспечение безопасности при эксплуатации и обслуживании СА и КИП, поддержание непрерывного функционирования систем управления и защиты, а также метрологическое обеспечение, имеют определяющее значение для охраны труда на предприятиях отрасли.

Безопасность труда при эксплуатации СА и КИП обеспечивается следующими основными направлениями работ:

- организация работ по обеспечению безопасности эксплуатации и обслуживания С А и КИП;

- обучение персонала, эксплуатирующего и обслуживающего СА и КИП;

- надзор за проэктированием и сооружением объектов, приемка СА и КИП в эксплуатацию при вводе объекта в действие;

- обеспечение безопасности труда при эксплуатации СА и КИП;

- обслуживании СА и КИП

- периодическая проверка СА и КИП, обеспечивающих безопасные условия труда;

- контроль за состоянием средств коллективной защиты (СКЗ) и средств индивидуальной защиты (СИЗ);

- поверка средств измерений (СИ), применяемых для контроля и обеспечения безопасности труда.

Требования настоящих Правил должны быть внесены в функциональные обязанности (должностные инструкции) должностных лиц соответствующих подразделений (служб) и в технологические (производственные) инструкции на) выполнение определенных работ.

4. ИНТЕГРАЦИЯ ЕНЕРГОСОХРОНЯЮЩИХ ТЕХНОЛОГИЙ

4.1 Интеграция СБ

Рис 11. Солнечная батарея

Солнечные батареи можно подключать к существующей государственной электросети как микрогенератор, не производя какой-либо замены электросети частного хозяйства или предприятия. Таким образом, солнечные фотомодули можно использовать в качестве центральной сетевой системы, подключая к существующей электросети (без использования аккумуляторных батарей), тем самым снижая годовые затраты на электроэнергию в разы.

Кроме того, в настоящее время в Украине за счет установленного относительно высокого "зеленого тарифа", который гарантирован государством до 1 января 2030 года (Закон Украины "Об электроэнергетике"), существует достаточно привлекательная возможность продавать выработанную солнечными батареями электроэнергию в государственную сеть, и тем самым возвращать вложенные инвестиции.

Принцип работы такой сетевой фотоэлектрической станции достаточно прост ? произведенная солнечная энергия в первую очередь потребляется непосредственно частным хозяйством для удовлетворения собственных нужд в электроэнергии (обеспечение освещения и работы электроприборов), и уж потом, в том случае, если производство солнечной энергии выше, чем собственное потребление, излишки выработанной электроэнергии будут передаваться в государственную электросеть. Данную функцию обеспечивает сетевой инвертор, который работает в совмещенной системе электросети, а учет переданной электроэнергии в сеть производит специальный электрический счетчик, который считает протекающую электроэнергию в обе стороны: от частного хозяйства к государству и наоборот. В том случае, если производимой солнечной энергии будет недостаточно (кратковременное высокое потребление, неблагоприятные погодные условия) или её не будет вообще (в темное время суток), система будет добирать электроэнергию из общей государственной сети.

4.2 Интеграция ВЕУ

Рис 12. ВЕУ

В качестве ветровых турбин могут применяться различные конструкции. Простейшие установки прямого использования давления ветра, например, для привода водяного насоса, представляют собой роторы с множеством лопастей от 12 до 24 штук . Преимущество их состоит в том, что они вращаются при самых малых скоростях ветра, а недостаток в том, что они отнюдь не оптимально утилизируют энергию ветра. Их обычно оснащают флюгером, с помощью которого колесо всегда на шарнире поворачивается навстречу ветру, и обозначают как «медленные колёса». Модернизированные ветровые энергоустановки, как правило, имеют три лопасти, форма которых аналогична профилю крыла самолёта. Это делает их аэродинамически оптимальными. Сам ротор колеса сконструирован таким образом, что при этом создаётся стабильное число оборотов и стабильный переменный ток в электрогенераторе. Для того, чтобы число оборотов было постоянным, лопасти ротора закручены вокруг их продольной оси. В результате, при сильном ветре наветренная сторона лопасти уменьшается, а при снижении скорости ветра увеличивается. При шквалистом ветре роторы автоматически отключаются во избежание перегрузки энергоустановки.

Само по себе базовое конструктивное решение - направленный против ветра горизонтально-осевой трехлопастный ротор на полой мачте, мало изменилось по сравнению с периодом 80-х годов. Однако лучшее понимание ветродинамики позволило инженерам расширить и усовершенствовать основные физические параметры и наладить выпуск более мощных и эффективных турбин. Улучшились и конструкционные материалы, особенно для производства лопастей. В ранних моделях лопасти делались из дерева и стеклопластика, а сейчас используются композитные материалы на основе эпоксидных смол, специфические для данной отрасли. Например, выпускаемая сейчас машина средней мощности в 660 кВт массой порядка 30 т имеет ротор диаметром около 45 м по сравнению с менее 10 м в 80-е годы. Несущие мачты также увеличились в размерах с 20 до 80 м и продолжают наращивать высоту, подставляя лопасти более постоянным ветровым потокам.

4.3 Интеграция конгерационой установки

Рис 12. Конгерационая установка

Когенератор (когенерационная установка) - это оборудование для выработки двух видов энергии - электрической и тепловой.

Преимущества когенерационных установок (станций) перед обычными электростанциями очевидно - это более эффективное использование топлива, в данном случае природного газа. Два типа энергии: электрическая в виде переменного трехфазного тока с частотой 50 Гц, тепловая в виде горячей воды или пара. Коэффициент полезного использования топлива (природного газа) в когенерационных установках может достигать в зависимости от конструкции основного и вспомогательного оборудования - 92%. Иными словами, энергия, которая в обычных электростанциях выбрасывается в атмосферу через радиатор охлаждения двигателя и с выхлопными газами, в когенерационных установках утилизируется и направляется на нужды потребителя.

Использование принципа когенерации позволяет потребителю стать независимым от перебоев в снабжении электроэнергией или ее недостатка при одновременном автономном теплообеспечении. С учетом постоянной тенденции ежегодного роста стоимости электрической энергии, применение когенератора дает значительный экономический эффект - снижение затрат на тепло и электроэнергию до 2,8 раза.

Когенерационные установки (когенераторы) широко используются в малой энергетике (мини-ТЭЦ, MicroCHP). И для этого есть следующие предпосылки:

- Тепло используется непосредственно в месте получения, что обходится дешевле, чем строительство и эксплуатация многокилометровых теплотрасс;

- Потребитель приобретает энергетическую независимость от сбоев в электроснабжении и аварий в системах теплоснабжения.

- Использование когенерации наиболее выгодно для потребителей с постоянным потреблением электроэнергии и тепла. Для потребителей, у которых имеются ярко выраженные «пиковые нагрузки» (например, жилое хозяйство, ЖКХ), когенерация мало выгодна вследствие большой разницы между установленной и среднесуточной мощностями - окупаемость проекта значительно затягивается.

ЛИТЕРАТУРА

1) https://ru.wikipedia.org/wiki/Когенерация

2) http://www.rt-group.com.ua/?page=4

3) http://www.dissercat.com/content/integratsiya-vetrovoi-generatsii-v-rabotu-energosistemy

4) http://www.woodheat.ru/doklad/wind.html

5) https://yandex.fr/images/search?text=HIMOINSA%20HHW-35%20T5&img_url=https%3A%2F%2Fi.ss.ua%2Fimages%2F2012-01-17%2F1702%2FVnoJHU5m%2Fconstruction-tools-and-technics-generators-1.t.jpg&pos=0&rpt=simage

Размещено на Allbest.ru