Туленбаев Ж.С.

Таразский государственный университет им.М.Х.Дулати, Казахстан

Энергосбережение в производстве строительной керамики

Энерговооруженность и энергоемкость не так давно были одними из главных показателей нашей промышленности. Дешевые энергоресурсы не стимулировали процессы энергосбережения. В результате в стране сложился исключительно неэффективный и энергоемкий промышленный сектор. 30% всех энергоносителей используется крайне неэффективно. Энергоемкость продукции производства строительных материалов по данным некоторых источников в 2,8-3,5 раза выше, чем в индустриально развитых странах, что при невысоком потребительском качестве товаров делает их неконкурентоспособными на мировом и внутреннем рынках. Строительный комплекс и жилищно-коммунальное хозяйство являются крупнейшими потребителями топливно-энергетических ресурсов – до 35% от суммарного расхода энергоресурсов страны. Как отмечается в «Законе об энергосбережении» РК в современных условиях высшим приоритетом энергетической политики страны должно быть повышение эффективности энергопотребления и энергосбережение. Новые энерго- и ресурсосберегающие технологии, отвечающие требованиям экологии, должны стать основой подъема Казахстанской экономики. Сегодня практически во всех промышленно развитых государствах мира интенсивно решаются вопросы энергосбережения. За двадцатипятилетний период странам, входящим в Организацию экономического сотрудничества и развития, только за счет осуществления целенаправленной энергосберегающей политики, включающей в себя комплекс организационных, нормативно-правовых, финансово-экономических, научно-технических и информационно-образовательных мер, удалось снизить показатель энергоемкости ВВП почти на 28%. Однако интенсивность усилий по развитию энергосбережения в этих странах не только не ослабевает, но и продолжает расти. По установившимся оценкам мирового опыта, одна денежная единица, вложенная в энергосбережение, соответствует по эффективности трем - пяти единицам, вложенным в добычу энергоресурсов и выработку энергии.

Сопоставительный анализ уровней потребления энергоресурсов развитых стран и Республики Казахстан показывает, что удельная энергоемкость ВВП РК значительно превосходит мировые показатели. Это действительно грандиозная задача, где не обойтись косметическими мерами, так как электроёмкость казахстанской продукции, по данным специализированного сайта www.nnc.kz/kazenergy/index.php, в 7-10 раз выше чем электроёмкость продукции стран большой восьмёрки, в 5-6 раз выше, чем в Турции и Южной Корее, в 2,5-3 раза выше, чем в Канаде и Китае. Как видно из приведенных сравнений, энергоемкость производства выпускаемой продукции придется снижать в разы. Для решения столь масштабной задачи потребуются значительные государственные и частные вложения. По данным, озвученным на заседании Совета иностранных инвесторов в г. Атырау, в индустрию производства электроэнергии страны необходимы средства в сумме около 20 миллиардов долларов США. В целях повышения конкурентоспособности страны Государственной программой индустриально-инновационного развития Республики Казахстан на 2003-2015 годы поставлена цель – снизить энергоемкость ВВП к 2015 году в 2 раза относительно уровня 2000 года, доведя ее до 1,12 кг н.э. (нефтяного эквивалента) на 1000 долл. США. В 2000 году энергоёмкость ВВП Казахстана составляла 2,24 кг н.э., снизившись к 2009 году на 11%.

Таким образом, проблему энергосбережения, которая сегодня как никогда актуальна, следует понимать как проблему сокращения энергетических затрат на единицу производимой конечной продукции, т.е. как проблему снижения энергоемкости производства.

Современный электропривод представляет собой конструктивное единство электромеханического преобразователя энергии (двигателя), силового преобразователя и устройства управления. Сфера применения электрического привода в промышленности, на транспорте и в строительстве постоянно расширяется. В настоящее время уже более 60% всей вырабатываемой в мире электрической энергии потребляется электрическими двигателями. Следовательно, эффективность энергосберегающих технологий в значительной мере определяется эффективностью электропривода. Задача проектирования энергосберегающего электропривода таким образом подразделяется на две основные подзадачи: выбор наиболее эффективной системы управления и оптимальный выбор мощности электропривода.

Значительную роль играет при создании энергосберегающего электропривода, как уже отмечалось, адекватный выбор мощности. При изменении нагрузки двигателя происходит изменение как потребляемых из сети тока I₁ и мощности P_i, так и угловой скорости (или скольжения s), КПД η и cos φ₁.

Нагрузкой для двигателя служит нагрузочный момент M₂, приложенный к его валу. При увеличении нагрузочного момента соответственно увеличивается электромагнитный момент, создаваемый двигателем:

M = M₂ + M₀ = с_м Ф/₂ cos φ₂; (1)

здесь M₀ — момент, обусловленный механическими и добавочными потерями.

Момент M₀ слабо зависит от нагрузки. Он относительно мал и можно принять, что M≈M₂. От момента M₂ зависит механическая мощность P₂, снимаемая с вала двигателя:

P2 = M2ω. (2)

Зависимости ω, M₂, I₁, cos φ₁, η, P₁=f(P₂) называются рабочими характеристиками двигателя. Примерный их вид показан на рисунке 1.

Исходя из рисунка 1, при ω = const зависимость M₂=f(P₂) представляла бы прямую, идущую из начала координат. Так как фактически у асинхронного двигателя ω≠const, то реальная характеристика M₂=f(P₂) несколько отличается от линейной.

Рисунок 1 – Рабочие характеристики асинхронного двигателя

При больших нагрузках скольжение и частота индуцируемой ЭДС в роторе возрастают, что приводит к увеличению индуктивного сопротивления обмотки ротора. Вследствие этого реактивная составляющая тока ротора и соответственно тока статора увеличиваются, a cos φ₁₍₂₎ начинает уменьшаться Подводимая мощность изменяется пропорционально произведению I₁ cos φ₁.

Зависимость η=f(P₂) достигает максимального значения при нагрузке, когда постоянные и переменные потери в двигателе будут равны. При отклонениях от номинального значения мощности уменьшается η и при меньших значениях Р₂ потери значительно возрастают.

В данной работе предлагается программа автоматизированного расчета мощности электропривода основного технологического оборудования производства строительных материалов. Расчет ведется с учетом производительности проектируемого электропривода. Производительность рассчитывается по исходным данным, введенным в память ЭВМ с клавиатуры. Для каждого типа электропривода имеется свой набор исходных данных. Поэтому программа выполнена на основе выбора из меню необходимого вида электропривода. В программе использован «дружественный интерфейс», т.е. работа ведется в диалоговом режиме, предусмотрены различные подсказки, программа корректирует действия пользователя, предлагая какие-либо действия или сообщая о неправильных. В программе имеется интерактивная помощь, которую можно вызвать из меню или клавишей <F1> . Наиболее благоприятная палитра цветов снижает утомляемость глаз при работе с компьютером.

Программа написана для персонального компьютера типа IBM PC AT средствами управления базами данных (СУБД) FoxPro фирмы Microsoft версии 2.50.

Требования к аппаратуре:

- Персональный компьютер

- Видеоадаптер: VGA 64 Мбайт (16-32 цветов)

- Оперативная память: не менее 128 Мбайт

- Печатающее устройство: совместимое с EPSON, CANON.

Необходимо также наличие на жестком диске транслятора Стад FoxPro версии не ниже 2.00 и в команде PATH должен быть указан путь к каталогу FoxPro например в файле AUTOEXEC.BAT должна быть записана строка:

PATH C:\FOXPRO

Запуск программы выполняется из каталога PRIVOD командой:

C:\> FOX MAIN

После загрузки программы в память компьютера на экране будет выведено главное меню, расположенное в самой верхней строке экрана. Меню состоит из трех пунктов: ПОМОЩЬ-вывод интерактивной помощи (ее можно вызвать также клавишей <F1>); РАБОТА – выбор типа электропривода, ввод исходных данных и вывод результатов; ВЫХОД – окончание работы и выход в операционную систему. Перед началом работы рекомендуется вызвать помощь (клавиша <F1>) и ознакомиться с правилами работы с программой. Для выбора из меню технологического оборудования, для которого рассчитывается мощность электропривода, нужно установить указатель на нужный пункт и нажать клавишу <Enter>(рисунок 2).

Рисунок 2 – Меню выбора технологической установки

При написании программы применено структурное программирование, т.е. программа выполняется последовательно и без переходов. Для удобства программирования и уменьшения объема программы она разбита на отдельные части (модули). Каждый модуль соответствует какому-либо пункту меню или определенной задаче.

Литература:

1. «Закон об энергосбережении» РК

2. Специализированный сайт www.nnc.kz/kazenergy