2.2. МЕТОДЫ РАСЧЕТАЭЛЕКТРОПОТРЕБЛЕНИЯ
И ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК
Определение перспективной потребности в электроэнергии производится с целью составления балансов электроэнергии по энергосистеме и выявления необходимости ввода новых энергоисточников. Определение электрических нагрузок необходимо для решения большинства вопросов, возникающих при проектировании развития энергосистемы, в том числе выбора объема и структуры генерирующих мощностей, напряжения и схемы электрической сети, основного оборудования, расчетов режимов работы сетей.
Основными потребителями электроэнергии, вырабатываемой на электростанциях системы, являются промышленность и строительство, сельскохозяйственное производство, электрифицированный транспорт, потребители быта и сферы обслуживания в городах и сельской местности.
Электроэнергию, расходуемую непосредственно на нужды производства и быта (т. е. полученную потребителем), принято называть полезно расходуемой электроэнергией. Часть вырабатываемой на электростанциях энергии расходуется на СН электростанций и на транспорт по электрическим сетям при передаче электроэнергии от генераторов электростанций к электроприемникам.
При формировании общего уровня спроса на электроэнергию учитывается возможность и эффективность осуществления в перспективе энергосберегающих мероприятий, а также эффективность внедрения новых технологий.
Основным методом оценки электропотребления на перспективу является метод прямого счета, основанный на применении укрупненных удельных норм или обобщенных показателей расхода электроэнергии и плановых или прогнозных данных по объемам производства или развития отраслей народного хозяйства.
При разработке схем внешнего электроснабжения конкретных потребителей – промышленных предприятий, электрифицированных участков железных дорог, компрессорных и насосных станций газопроводов и нефтепроводов и др. – потребность в электроэнергии и максимальной нагрузке принимается по данным заказчика и соответствующих проектных институтов с учетом принятых решений о сроках строительства, финансовых возможностей инвестора, наличия проектной документации и других факторов. Важным источником информации о новых потребителях являются технические условия на присоединение нагрузки, выдаваемые электроснабжающими организациями.
При решении вопросов развития распределительной сети достаточно данных о максимальных нагрузках потребителей Рmах. Один из наиболее распространенных методов расчета ожидаемой максимальной электрической нагрузки потребителя состоит в использовании данных о его суммарном годовом электропотреблении Агод и продолжительности использования максимальной нагрузки Tmax:
Pmax=Aгод/Tmax (2.1)
Используемые методы расчета электрических нагрузок отдельных групп потребителей рассмотрены ниже.
2.3. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ НАГРУЗКИ
И ПОТРЕБЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В ПРОМЫШЛЕННОСТИ, НА ТРАНСПОРТЕИ В СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОМ ПРОИЗВОДСТВЕ
При разработке систем электроснабжения промышленных предприятий определение электрических нагрузок должно производиться на всех стадиях проектирования объекта. При предпроектной проработке (схема внешнего электроснабжения, ТЭО) должна определяться результирующая электрическая нагрузка предприятия, позволяющая решать вопросы, связанные с его присоединением к сети энергосистемы. На этой стадии проектирования ожидаемая электрическая нагрузка предприятия может быть определена по:
фактическому электропотреблению предприятия-аналога;
значению коэффициента спроса при наличии достоверных данных о суммарной установленной мощности электроприемников;
удельным показателям электропотребления.
Потребность в электроэнергии на перспективу для отдельных промышленных предприятий может быть определена для:
действующих (не реконструируемых и не расширяемых) предприятий – на основании отчетного электропотребления с учетом тенденции его изменения в перспективе;
вновь сооружаемых или реконструируемых предприятий – по данным специализированных проектных институтов.
Годовой расход энергии, потребляемой промышленным предприятием, может быть определен по выражению:
Агод=Рр·Тmax, (2.2)
где Рp – математическое ожидание расчетной активной мощности (нагрузки) на границе балансового разграничения с электроснабжающей организацией;
Тmax – годовое число часов использования максимума активной мощности, определяемое в зависимости от сменности предприятия. Для одно-, двух- и трехсменных предприятий Тmax соответственно рекомендуется принимать 1900, 3600 и 5100, для непрерывного производства – 7650 ч.
При отсутствии проектных проработок расход электроэнергии, потребляемой предприятием, Агод определяется на основании годового объема выпускаемой продукции М и удельных норм расхода электроэнергии Ауд В табл. 2.3 приведены ориентировочные нормы удельного расхода электроэнергии по видам продукции, составленные на основе обобщенных отчетных данных по промышленным предприятиям. Удельные показатели табл. 2.3 характеризуют уровень, достигнутый с помощью внедрения новых и совершенствования существующих технологических процессов, проведения в последнее время политики снижения расхода электроэнергии.
На изменение промышленного электропотребления в перспективе влияют следующие факторы:
на увеличение удельных расходов – повышение безопасности и комфортности труда (подземные выработки, шахты), усложнение условий добычи сырья (угледобыча, нефтедобыча), углубление переработки сырьевых продуктов (нефтепереработка), вовлечение в производство ресурсов с низким содержанием ценных компонентов, повышение качества продукции за счет применения электроемких технологий и др.;
на уменьшение удельных расходов – совершенствование технологий, повышение эффективности использования электроэнергии (черная и цветная металлургия, химия, машиностроение), внедрение мероприятий по экономии электроэнергии.
Таблица 2.3
Ориентировочные удельные нормы потребления электроэнергии
в промышленности
|
|
Удельный расход
|
Наименование производства
|
Единица продукции
|
электроэнергии на единицу
|
|
|
продукции, кВтч
|
Топливная промышленность
|
|
|
Добыча каменного угля:
|
|
|
закрытая
|
1т угля
|
35-70
|
открытая
|
Тоже
|
7-8
|
Добыча бурого угля закрытая
|
Тоже
|
10-15
|
Обогатительная фабрика
|
Тоже
|
5-10
|
Углебрикетный завод
|
1 т брикетов
|
15-40
|
Коксогазовый завод
|
1 т кокса
|
8-10
|
Добыча:
|
|
|
фрезерного торфа
|
1т
|
1-5
|
гидроторфа
|
Тоже
|
20-25
|
машинного торфа
|
Тоже
|
10-15
|
сланцев:
|
|
|
подземная
|
Тоже
|
25
|
открытая
|
Тоже
|
6
|
Бурение нефтяных и газовых скважин
|
|
|
разведочное:
|
|
|
роторное
|
1м проходки
|
200-300
|
турбинное
|
Тоже
|
250-450
|
электробурами
|
Тоже
|
90-120
|
Бурение нефтяных и газовых скважин
|
|
|
эксплуатационное:
|
|
|
роторное
|
Тоже
|
60-100
|
турбинное
|
Тоже
|
100-150
|
электробурами
|
Тоже
|
60-70
|
Электрообезвоживающая установка
|
1 тнефти
|
2,2-2,5
|
Нефтедобыча:
|
|
|
компрессорным способом
|
1т нефти
|
150-300
|
глубинно-насосным способом
|
Тоже
|
120-150
|
станками-качалками
|
Тоже
|
50-60
|
погружными электронасосами
|
Тоже
|
100-120
|
закачкой воды в пласт
|
1 м'воды
|
3-5
|
закачкой воздуха в пласт
|
1м3 воздуха
|
0,2-0,3
|
Нефтеперерабатывающие заводы:
|
|
|
вторичная перегонка бензина
|
1т
|
5-10
|
крекинг каталитический
|
1т нефти
|
60
|
крекинг термический
|
Тоже
|
11-15
|
риформинг каталитический
|
Тоже
|
10-15
|
Гидроочистка дизельного топлива
|
1т
|
30-40
|
Коксование дизельного топлива
|
Тоже
|
30-40
|
Металлургическая промышленность
|
|
|
Добыча руд черных металлов:
|
|
|
железной
|
Тоже
|
70
|
марганцевой
|
Тоже
|
25-40
|
Добыча руд цветных металлов:
|
|
|
медной
|
Тоже
|
15
|
подземная
|
Тоже
|
35-45
|
открытая
|
Тоже
|
10-15
|
никелевой
|
Тоже
|
35-45
|
Коксохимическое производство
|
1т кокса
|
35
|
Доменное производство
|
1тчугуна
|
10-13
|
Мартеновское производство:
|
|
|
в среднем по отрасли
|
1т стали
|
10-15
|
по отдельным мартеновским печам
|
|
|
емкостью,
|
|
|
125
|
Тоже
|
8
|
185
|
Тоже
|
6,5
|
220-250
|
Тоже
|
6,0
|
370-500
|
Тоже
|
5,5
|
600-900
|
Тоже
|
5,2
|
Конверторное производство
|
Тоже
|
20-30
|
Кислородное производство
|
1 м3 кислорода
|
485
|
Производство стали в дуговых
|
|
|
электропечах:
|
|
|
в среднем по отрасли
|
1т
|
685-690
|
по электропечам емкостью, т:
|
|
|
0,5
|
Тоже
|
1065-1135
|
1,5
|
Тоже
|
805-860
|
3,0
|
Тоже
|
690-700
|
по стали:
|
|
|
инструментальной
|
Тоже
|
775
|
|
