[07-1999] Как экономить электроэнергию на эксплуатационные нужды (опыт Московской дороги)

[poster444]

Как экономить электроэнергию на эксплуатационные нужды (опыт Московской дороги)

Сегодня экономия электроэнергии — приоритетное направление в деятельности любого предприятия. Такая задача поставлена в Федеральной целевой программе "Электроснабжение России", утвержденной правительством страны- 24 января 1998 г., а также в отраслевой "Программе энергоснабжения на железнодорожном транспорте в 1998 — 2000 и на период до 2005 г.". В рамках данной Программы на Московской дороге определены конкретные направления по экономии электроэнергии на эксплуатационные нужды.

Анализ расхода данной электроэнергии на магистрали за 1997 — 1998 гг. в зимние и летние месяцы позволяет сделать ряд основополагающих выводов. Так, в зимние месяцы расход электроэнергии возрастает. При этом наименьший прирост затрат имеют хозяйства сигнализации и связи (в 1,7 раза), локомотивное, вагонное, гражданских сооружений (в 2 раза). Все они, в основном, сосредоточены в больших по объему помещениях (здания депо, вокзалов, станций и т.д.) и имеют зачастую центральное отопление Или собственные котельные.

Снизить затраты на электроэнергию можно, покупая ее по низким ценам. Посмотреть текущие котировки стоимости электроэнергии можно на сайте https://sen.se/spotpris-el/.

Наибольшее увеличение расхода электроэнергии в зимнее время отмечается по хозяйствам движения, пассажирскому, грузовой и коммерческой работы (в 3 раза), а также пути и электроснабжения (в 5 раз). В первую очередь, это объясняется использованием электроэнергии для обогрева служебно-технических зданий (все указанные хозяйства), увеличением расхода на освещение и отопление (хозяйства движения и пассажирское), включением устройств электроподогрева стрелочных переводов и электрокомпрессоров (хозяйство пути).

В общем расходе электроэнергии на эксплуатационные нужды в зимние месяцы наибольшие затраты имеют хозяйства: движения (24 %), пассажирское (13 %), сигнализации и связи (12,3 %), электроснабжения (10 %). Кроме хозяйства сигнализации и связи, в котором электроотопление используется в меньшем объеме, остальные службы имеют многочисленные отдельно сто
ящие помещения (станционные здания, кассовые павильоны, переездные будки, пункты обогрева и другие служебные помещения), обогреваемые практически только электросистемами. В хозяйстве пути сегодня около 1800 стрелочных перевода имеют электрообогрев.

Анализ затрат электроэнергии и присоединенных потребителей по хозяйствам показывает, что около 50 % расхода на эксплуатационные нужды на Московской дороге тратится на работу электрообогрева помещений (в разной степени используются всеми хозяйствами) и нагревателей стрелочных переводов. Около 20 % электроэнергии идет на освещение территорий. Приблизительно 30 % расходуется различными видами электроприводов и другими потребителями.

Сравнение способов отопления, применяемых в настоящее время на дороге, позволяет условно привести все системы к трем большим группам. Первая из них — центральное водяное отопление, вторая — местное водяное отопление с котлами на жидком топливе, магистральном газе или с ТЭНами и третья — местное электрическое отопление.

Центральное водяное отопление, в случае обогрева нескольких крупных зданий, оказывается самым эффективным. Но если требуется согреть небольшое отдельно стоящее здание, например, переездную будку, то затраты, связанные с прокладкой и обслуживанием трубопроводов горячей воды, зачастую сводят на нет эффективность центрального отопления. Во многих случаях трубопроводы вообще невозможно подвести. По этой причине отдельно стоящие небольшие здания оборудованы, как правило, местным водяным или электрическим отоплением.

Поэтому, сегодня на Московской дороге, кроме центрального отопления, для обогрева многочисленных производственных и бытовых зданий применяются системы электрического и местного водяного отопления с электрокотлами. Они разделяются на два основных вида. Прежде всего, это водяное отопление с различными видами электрокотлов. Второй вид — электроотопление с использованием в качестве нагревателей электрических печей сопротивления (типа ПЭТ, пластинчатых и других аналогичных электронагревателей).

Все эти системы традиционны и используются длительное время. Они не имеют больших преимуществ друг перед другом. Кроме того, у данных устройств нет существенных резервов для снижения расхода электроэнергии.

Специалисты служб пути, электроснабжения, гражданских сооружений совместно с инженерами Мытищинского предприятия "Специальные системы и технология" (ССТ) провели предварительную работу по изучению возможности применения для обогрева помещений дороги специальных нагревательных электрокабелей (тепловые полы 'Теплолюкс"). Выяснилось, что при этом расход электроэнергии за отопительный сезон по сравнению с применяемыми сейчас электропечами и электроводяными котлами уменьшается на 50 %.

Поэтому одно из актуальных направлений электроснабжения — разработка и внедрение более экономичных устройств обогрева. Такая работа в последние годы постоянно проводится на Московской дороге.

Кабельная система отопления (подогреваемые полы "Теплолюкс"), выпускаемая Мытищинским предприятием "Специальные системы и технология" (ССТ) предложены для внедрения. "Теплолюкс" — это устройство, в котором тепловыделяющим элементом служит специальный нагревательный кабель, укладываемый в толщу пола. Данная система контролирует и автоматически поддерживает в помещении заданную температуру.

Перед традиционными системами электроотопления она имеет ряд преимуществ. Прежде всего, "Теплолюкс" создает самое благоприятное распределение температуры по высоте помещения. Поверхность пола нагревается до 18 — 23 °С. Это создает наиболее комфортные условия для человека. В то же время средняя температура по помещению может быть снижена при мерно на 2 °С, что позволит сэкономить около 10 % энергии по сравнению с традиционными системами отопления.

Система может поддерживать заданный температурный режим автоматически, реагируя на поступление тепла от людей, бытовых приборов и солнца. За счет этого достигается еще 15 % экономии энергии.

Установленная мощность системы рассчитывается исходя из температур самой холодной пятидневки. Однако реальная температура в пределах отопительного сезона заметно выше, поэтому значительную часть времени работа протекает в режиме уменьшенной мощности. Общая экономия за счет этого эффекта составляет 25 — 30 %.

Система позволяет регулировать температуру в отдельных помещениях здания. Поэтому в неиспользуемых комнатах, цехах в зимнее время можно поддерживать минимальную температуру, что дает существенное снижение расхода электроэнергии на отопление.
Еще одно преимущество данного оборудования — полная автоматизация. Она позволяет задать и реализовать самый удобный и экономичный для пользователя график нагрева как в границах дня, так и в рамках недели. Например, на время отсутствия людей в помещении достаточно поддерживать температуру 12 °С. Следовательно, в это время расход электроэнергии сократится на 15 — 25 %, а суммарный эффект будет зависеть от длительности отсутствия работников.

Обладая свойством накопления тепла в толще пола система поддерживает тепловой режим при выключенном питании, что сокращает эксплуатационные расходы в случае введения много- тарифной шкалы цен на электроэнергию, поскольку на время действия наивысшей цены отопление отключается.

Практически при отсутствии необходимости в ежегодном профилактическом ремонте "Теплолюкс" имеет высокую надежность и безопасность. Нагревательный элемент спрятан в толще пола и мало повреждаем. Невысокая температура нагретых поверхностей исключает ожоги, неприятные ощущения и сжигание кислорода. Равномерное распределение нагрева по поверхности пола сводит к минимуму конвекционные потоки.

В целом применение системы "Теплолюкс", как уже упоминалось ранее, обеспечит суммарную экономию электроэнергии не менее 50 % по сравнению с обычными электрическими системами обогрева.
В настоящее время для опытной эксплуатации рассмотрен и внедряется проект электрообогрева кассового павильона на Подмосковной платформе Тайнинская. Павильон общей площадью 32 ы?, имеет четыре отдельных помещения. Существующее отопление данного помещения — электроводяное с использованием котла с нагревателями мощностью около 7 кВт без регулирования температуры.

Предлагаемое электроотопление "Теплолюкс" имеет установленную мощность 4,1 кВт и автоматическое регулирование температуры. При самых пессимистических расчетах, годовая экономия только на электроэнергии составит около 10000 руб., что равно стоимости монтажа системы, т.е. срок окупаемости — один отопительный сезон.
Второе важное направление экономии электроэнергии на эксплуатационные нужды — модернизация существующих систем обогрева стрелочных переводов.

Действующие системы электрообогрева стрелок показали достаточную эффективность в очистке от снега и льда. Они работоспособны во всем диапазоне окружающих температур, в то время как системы удаления снега обдувом малоэффективны при выпадении мокрого снега, прилипающего к рельсам.

Тепловыделяющими элементами в действующих системах электрообогрева служат трубчатые электронагреватели (ТЭНы) наружным диаметром 13 — 16 мм и мощностью 500 или 800 Вт/м. В качестве изоляции ТЭНов используются температуростойкие порошки типа МдО. При попадании на них влаги изоляционные свойства теряются. Чтобы ТЭНы были в рабочем состоянии, их держат включенными даже тогда, когда снега нет. Из-за малых размеров нагревателей, большой линейной мощности и практически точечного теплового контак- тр .с рельсом они сильнр накаляются — температура внутри ТЭНов может достигать 200 и даже 350 °С. Эти недостатки приводят к значительному расходу электроэнергии и сокращению срока службы системы обогрева.

Сотрудники предприятия ССТ провели модельный анализ условий работы стрелочных переводов и на его основе разработали новые конструкции нагревателей. Предложенные системы обогрева имеют плоские нагревательные элементы, крепящиеся к стойке рельса. За счет больших площади контакта и теплоотдающей поверхности обеспечена эффективная передача тепла к рельсу и в снег. При этом температура внутри нагревателя не превышает 45 °С, что повышает надежность всех его элементов.

Уменьшение теплоотдачи позволит снизить линейную мощность обогрева. Для самых тяжелых условий достаточно 500 — 600 Вт/м вместо принятых сейчас 800. Эта мощность устойчива и обеспечивает полную работоспособность стрелочных нагревателей в самых жестких условиях эксплуатации (температуры до - (30 — 40) °С, мощные снегопады с ветровым заносом). В то же время средние значения потребляемой мощности составят для условий средней полосы России не более 300 — 350 Вт/м.

Экономия достигается за счет применения эффективного терморегулирования, причем температура на поверхности рельса поддерживается в пределах +(3 — 5) °С. Кроме того, в системе управления присутствует датчик снега (один на группу стрелок), обеспечивающий включение подогрева только при наличии снегопада.

Нагреватели надежно защищены и не теряют своих изоляционных свойств в жестких условиях эксплуатации на железнодорожных путях. Они выдерживают многократное включение — выключение без сколько-нибудь заметного падения изоляционных свойств. Конструкция нагревателя такова, что стрелка очищается за 0,5 — 1,5 ч. Учитывая, что в течение зимы (в Московском регионе) среднее число снежных дней равно 50, появляется возможность поддерживать системы обогрева во включенном состоянии не более 30 % зимнего периода. Как следствие, при увеличении эффективности работы и уменьшении энергопотребления резко снижается расход электроэнергии и повышается срок службы системы.

В настоящее время специалисты Московской дороги и ССТ проводят монтаж и опытную эксплуатацию новой системы обогрева стрелок.

В.В. МИНАКОВ,
ведущий технолог службы электроснабжения Московской дороги
канд техн. наук М.Л. СТРУПИНСКИЙ,
директор предприятия ССТ

[СЦБот]

Эта тема была перенесена из раздела Журнал "Локомотив".

Перенес: Admin