Энергоемких производств

В промышленности растет удельный вес крупных энергоемких предприятий, характеризующихся большими значениями суммарных установленных мощностей электроприемников. Эта тенденция особенно заметна в черной и цветной металлургии, химии, микробиологии и других отраслях. Мощность установленных трансформаторов на горно-обогатительных комбинатах, заводах микробиологической промышленности составляет 200—300 MB-А с тенденцией дальнейшего значительного роста. Потребляемая крупными комбинатами черной металлургии мощность составляет 300—500 МВт, а для некоторых из них достигает 700—1000 МВт.

Воздушные линии ПО—220 кВ энергоемких предприятий обычно выполняются двухцепными. Кабельные линии 110—220 кВ прокладываются в траншее (одна-две линии) или в туннеле (три линии и более). При туннельной прокладке совместно с кабелями 110—220 кВ укладываются другие кабели: контрольные, отключающего импульса, собственных нужд туннеля (освещение, вентиляция, сигнализация и пожаротушение). Кабели ПО— 220 кВ в галереях прокладываются редко, в связи с необходимостью оборудования их системами пожаротушения и отопления (допустимый режим не ниже —5°С). Часто сама ПГВ 110—220 кВ сооружается закрытого типа, особенно для предприятий с загрязненной и агрессивной 162

При большой мощности трансформаторов ГПП (например, 2 х 80000 кВ-А) для передачи мощности к РП, как правило, экономически выгодным оказывается применение токопроводов на напряжении 6 кВ (см. 6.5) практически при любом удельном весе электродвигательной нагрузки 6 кВ в общей нагрузке ГПП. Использование токопроводов вместо кабелей позволяет снизить капиталовложения в 1,5—2 раза, а приведенные затраты — на 25—50%. При возможности установки на предприятии электродвигателей 10 кВ напряжение распределительной сети 10 кВ является более экономичным, так как в приведенных затратах стоимость только групповых трансформаторов 10/6 кВ составляет (в зависимости от удельного веса электродвигательной нагрузки 6 кВ) от 30 до 60%. Для энергоемких предприятий представляется перспективным применение в цеховых электрических сетях напряжения 0,66 кВ, поскольку это позволяет исключить напряжение 6 кВ путем установки электродвигателей 0,66 кВ. Число электродвигателей 0,4 кВ при этом тоже может быть уменьшено. Однако следует иметь в виду, что номенклатура выпускаемых электродвигателей на напряжения 10 и 0,66 кВ в настоящее время недостаточна, а при технико-экономическом сравнении вариантов напряжений 6—0,4 кВ и 10—0,66 кВ нужно учитывать более высокую стоимость и меньший КПД двигателей 10 кВ по сравнению с двигателями 6 кВ. Опыт проектирования показывает, что при нагрузке электродвигателей 6 кВ, не превышающей 20% от общей нагрузки ГПП, и отсутствии перспектив ее роста для распределительной сети целесообразно применять напряжение 10 кВ с установкой групповых или индивидуальных трансформаторов 10/6 кВ.

Для энергоемких предприятий с небольшой номенклатурой выпускаемой продукции нормирование электропотребления осуществляется путем отнесения расхода электроэнергии к 1 т готовой продукции или к единице ее объема. Так делается при производстве алюминия, чугуна, стали, химических удобрений, кормовых дрожжей и другой продукции. Значительно труднее нормировать электропотребление на машиностроительных предприятиях, которые характеризуются очень широкой номенклатурой выпускаемых изделий, требующих в процессе производства большого числа операций на различном станочном оборудовании. Для механических цехов использовались самые разнообразные единицы, к которым относился расход электроэнергии: 1 кг снятой стружки, 1 станко-час, 1 нормо-час и др. В настоящее время для предприятий с широкой номенклатурой выпускаемой продукции удельные расходы электроэнергии рекомендуется нормировать на 1000 р. нормативно-чистой или товарной продукции.

Из анализа данных на 1980 г. видно, что, несмотря на значительные располагаемые ресурсы, темпы полезного использования ВЭР для Украинской ССР значительно ниже, чем в других районах страны. Это объясняется тем обстоятельством, что строительство новых энергоемких предприятий, на которых предусматривается почти полная утилизация ВЭР, будет осуществляться в основном в центральных и восточных районах страны. Для существующих же предприятий металлургической промышленности Украины, на которых образуется основная доля ВЭР, при установке нового утилизационного оборудования возникают значительные трудности, связанные с недостатком производственных площадей, трудностями компоновки и т. п. Последнее обусловливает более низкие темпы роста ожидаемого использования ВЭР в Украинской ССР по сравнению с другими районами страны.

Сети 110(150) кВ являются основными распределительными сетями энергосистем. По мере развития и роста напряжений электрических сетей растет и напряжение сети, предназначенной для распределения электроэнергии. На практике уже встречаются случаи, когда напряжение 220(330) кВ выступает распределительным. Международная конференция по электрическим распределительным сетям рассматривает сети до 150 кВ. Развитие электрических сетей ПО кВ и выше характеризуется сетевым коэффициентом, составлявшим в бывшем СССР 1,74 км/МВт, и плотностью электрических сетей — 0,064 км/км2 (в США соответственно 0,77 и 0,052). По мере роста плотности электрических нагрузок [см. (2.36)] значение сетевого коэффициента снижается. Сети 220(330) кВ предназначаются для питания крупных узлов ПО кВ, для обеспечения межсистемных связей, электроснабжения энергоемких предприятий производств (алюминия, проката, электростали и др.) путем сооружения подстанций глубокого ввода 220/ ИОкВ.

Для энергоемких предприятий с небольшой номенклатурой выпускаемой продукции нормирование электропотребления осуществляется путем отнесения расхода электроэнергии к 1 t готовой продукции или к единице ее объема. Так делается при производстве алюминия, чугуна, стали, химических удобрений, кормовых дрожжей и другой про-

Приведенные выше определения независимого ИП и рекомендации по повышению надежности электроснабжения дают возможности принятия экономичных решений по построению систем электроснабжения для предприятий различной мощности и требуемой надежности. Для крупных энергоемких предприятий наиболее надежными являются территориально разобщенные независимые источники, например энергосистема и собственная ТЭЦ или же два территориально разобщенных источника энергосистемы.

1 Для питания крупных энергоемких предприятий применяются напряжения 330 и 500 кВ.

2-32. Анастасиев П. И., Ермилов А. А., Зеленецкий М. И. и др. Электрические сети энергоемких предприятий. М., «Энергия», 1971, 344 с.

создаются при потоке электроэнергии, ориентированном в одном направлении, что характерно для энергоемких предприятий ряда отраслей промышленности. Расположение их трассы предусматривается часто в едином коммуникационном коридоре для тепловых, технологических и электрических питающих сетей.

При переходе к более совершенным технологиям, даже при сохранении принятой производственной структуры в стране, энергопотребление, рассчитанное на один и тот же объем производства, существенно сократится. К дальнейшему снижению энергопотребления приведет перестройка производственной структуры с расширением объема менее энергоемких производств. Как показали расчеты, проведенные в РАН, оба эти процесса могли бы снизить потребности промышленности на одну треть. Из этого, однако, нельзя заключить, что общее производство электроэнергии и энергии в целом в ближайиие годы может быть понижено, так как для повышения уровня жизни населения потребление электроэнергии и теплоты на бытовые нужды должно возрасти. Поэтому общее производство энергии в предстоящие годы должно увеличиться, хотя темпы роста, особенно применительно к электрической энергии, по сравнению с темпами роста в 70-х годах и п;рвой половине 80-х могут быть понижены.

При сооружении ГЭС обычно решают комплекс народнохозяйственных задач, в который помимо выработки электрической энергии входит регулирование стока воды и улучшение судоходства реки, создание орошаемых массивов, развитие энергоемких производств, использующих местное сырье, и т. д.

Если вблизи ТЭЦ предусматривается сооружение энергоемких производств, то питание их может осуществляться по ВЛ 35 — 110 кВ. В этом случае на ТЭЦ предусматривается распределительное устройство среднего напряжения (РУ СН) ( 5.2,6). Связь между РУ разного напряжения осуществляется с помощью трехобмоточных трансформаторов или автотрансформаторов.

Гидроэлектростанции. При сооружении гидроэлектростанций обычно решают комплекс задач народного хозяйства, в который помимо выработки электрической энергии входит регулирование стока воды и улучшение судоходства реки, создание орошаемых массивов, развитие энергоемких производств, использующих местное сырье, и т. д.

С целью уменьшения неравномерности графика нагрузок предусматривают использование электроэнергии в ночной период для •энергоемких производств, а также применяют специальные аккумулирующие регуляторы (например, гидроаккумулирующие электростанции).

Под форсажем понимается обычно кратковременное увеличение мощности ПЭ, чаще транспортного применения. Но и стационарные ПЭ, например, электростанций, тоже нуждаются в форсаже для покрытия пиковых нагрузок в особенно напряженные дневные часы, для обеспечения энергией на короткое время особенно энергоемких производств.

Исходя из условия, что до 1980 г. главной базой советской энергетики останутся паротурбинные электростанции, вырабатывающие до 80% энергии, и из наличных топливных ресурсов, а также из потребности в энергии отдельных промышленных районов страны и предстоящего развития ряда энергоемких производств, Отделение физико-технических проблем энергетики АН СССР разработало ряд принципиальных направлений работы. Из них отметим:

Радикальным и эффективным средством ее решения могло бы служить перемещение в восточные районы страны прироста энергоемких производств и части выпуска среднеэнергоемкой продукции. Однако ввиду действия ряда экономических и социальных ограничений доля европейских районов в общем энергопотреблении страны в 1-й фазе сократится, по-видимому, лишь на 2—3%.

Наиболее проблематичным и неопределенным является масштаб транспорта энергетических ресурсов из Сибири в Среднюю Азию, поскольку он сильно зависит от темпов развития народного хозяйства этого региона. При ускоренном перемещении новых энергоемких производств в этот регион во 2-й фазе потребуется перевозить из Сибири в несколько раз больше энергетических ресурсов, чем в настоящее время. Структура этого вывоза также еще очень неопределенна, но очевидно, что наряду с транспортом нефти и газа потребуются крупные перевозки угля и передача электроэнергии.

в) размещение новых энергоемких производств в районах дешевого топлива, т. е. преимущественно в Сибири.

•Транспорт газа — одно из самых энергоемких производств, в связи с этим экономное расходование топливно-энергетических ресурсов (ТЭР) составляет одну из основных задач. Главтюменгазпром вопросам планирования, анализа и рационального расхода газа на собственные нужды уделяет постоянное внимание. Мероприятия по экономии ТЭР и материально-технических ресурсов (МТР) условно можно разбить на три группы: первая — устранение прямых потерь газа и электроэнергии; вторая — оптимизация загрузки компрессорных станций и агрегатов; третья — оптимизация тепловых, водных, санитарных и технологических процессов в обслуживании и подготовке к работе газотранспортных систем.