 |
Расчёт экономической эффективности внедрения ресурсосберегающей технологии управляемой токовой сушки электрооборудования судов
|
|
|
|
Наиболее распространенным способом сушки электрооборудования судов, портов является конвекционный, при котором изделия загружаются в сушильную камеру, а нагрев происходит при передаче тепла нагретым воздухом путем конвекции. Конвекционный метод сушки является самым длительным (10... 16ч) процессом, так как обмотки начинают высыхать с поверхности и чем глубже, тем труднее сохнут, так как наружный слой, высыхая, задерживает дальнейшее испарение влаги из обмоток. Это приводит к тому, что влага, находящаяся в порах и капиллярах витковой изоляции, может не полностью испариться. Для предотвращения этого температуру изоляции необходимо повышать медленно так, чтобы влага и глубоких слоев витковой изоляции успела испариться. Печной способ сушки судового, портового электрооборудования, кроме большой продолжительности технологического процесса, имеет и другие недостатки: громоздкое сушильное оборудование, значительнаязанимаемая площадь и большие расходы пара или электроэнергии.
При сушке судовых электродвигателей внешним нагреванием можно использовать различные нагревательные устройства: резисторы, лампы накаливания и др. Источники нагревания следует для большей эффективности помещать внутри электрической машины.
Обмотки судовых электрических машин, залитые морской водой, можно сушить и обдувом их горячим воздухом из воздуходувки. Сушка электрооборудования судов, портов внешним нагреванием может применяться в качестве самостоятельного метода, а также совместно с другими методами. Сушка мощного судового и портового электрооборудования, в частности крупных электрических машин, внешним нагреванием с помощью воздуходувки малоэффективна из-за трудности нагрева активной стали.
|
|
|
Энергосберегающая технология сушки с помощью разработанных, портативных, универсальных, тиристорных преобразователей заключается в нагревании мощного судового и портового электрооборудования при пропускании через обмотки электрического тока. Величиной тока, обеспечивающего нагрев узлов электрических машин, мощных трехфазных трансформаторов, управляет тиристорный преобразователь с переменной структурой силового полупроводникового вентильного модуля. По увлажненным обмоткам электрооборудования пропускается электрический ток пониженного напряжения от универсального тиристорного преобразователя в режимах, создающих необходимый оптимальный нагрев. При эксплуатации миниатюрных тиристорных преобразователей с универсальными выходами постоянного и переменного токов на судах для нагрева электрооборудования, например электрических машин судового исполнения, может применяться как постоянный, так и переменный ток промышленной частоты; в обоих случаях эффект будет одинаковым. При подключении электрооборудования к выходу переменного однофазного тока тиристорного преобразователя дня нагрева отсыревших обмоток переменным током в этом случае тепло генерируется: в материале проводов, где тепло выделяется за счет активных потерь; в стали узлов электрических машин, где тепло выделяется добавочными потерями за счет потоков рассеяния; за счет диэлектрических потерь в изолирующем материале в начальной стадии сушки. При подключении судового электрооборудования к выходу постоянного тока тиристорного преобразователя для нагрева увлажненных обмоток постоянным током в данном случае тепло генерируется только в материале проводов. Величины тока и напряжения на выходе тиристорного преобразователя переносного типа выбираются в зависимости от конструкции обмоток и узла, условий нагревания и др. На судах в эксплуатационных условиях использование энергосберегающих тиристорных преобразователей с перестраиваемыми структурами силовых вентильных блоков позволяет производить сушку увлажненных обмоток электрооборудования как постоянным, так и переменным током. Однако, при подключении к выходу переменного тока тиристорного преобразователя обмоток с увлажненной изоляцией наблюдаются значительные реактивные сопротивления и для обеспечения необходимой величины активной составляющей тока приложенное выходное напряжение должно быть выше, чем при постоянном токе, а, следовательно, необходим и более мощный преобразователь электрической энергии.
|
|
|
Таким образом, становится очевидным, что наиболее перспективным и дающим возможность интенсифицировать технологический процесс сушки изоляции обмоток мощного судового, портового электрооборудования является способ, включающий нагрев обмоток путем пропускания через них постоянного тока пониженного напряжения, регулируемого энергосберегающим тиристорным преобразователем.
При капитальном ремонте трехфазного трансформатора средней мощности (30...60 MBA) с индукционной сушкой требуется его отключение на 40...50 дней. Стоимость такого ремонта, включая материальные и энергетические затраты, составляет 1,2... 1,5 млн. рублей.
Использование универсального, портативного, тиристорного преобразователя обеспечивает: повышение электрических и физикомеханических характеристик изоляции трансформаторов, асинхронных и синхронных электрических машин на берегу и судах; сокращение продолжительности сушки, подсушки, прогрева; повышение производительности труда; существенное уменьшение времени простоя электрооборудования в ремонте; экономию энергетических и трудовых ресурсов; увеличение объема обмоток с восстановленным сопротивлением изоляции на производственных площадях электроцеховсудостроительносудоремонтных предприятий; облегчение, коренное улучшение условий труда и повышение культуры производства.
Существующая технология предусматривает контрольный прогрев, подсушку и сушку всех трансформаторов, прошедших ремонт с полной или частичной сменой обмоток или изоляции, независимо от результатов измерений. Прогрев трансформаторов может быть выполнен от резервного возбудителя, сварочных генераторов или выпрямительной установки. Мощность выпрямительной установки типа КВТМ - 280/0,5, применяемой для подогрева средних и мощных трансформаторов, составляет 280 кВт.
|
|
|
Таким образом, присоединенная мощность выпрямительной сушильной установки при базовой технологии составляет Рвып.=280 кВт.
Внедрение технологии восстановления сопротивления изоляции обмоток трансформаторов и электрических машин судового и промышленного исполнения с помощью универсального, портативного, тиристорного преобразователя позволяет снизить себестоимость сушки по сравнению с существующими методами (в конвективной сушильной камере, индукционным и др.), а также создает возможность сушить береговое и судовое электрооборудование на месте его установки без транспортировки в электроцех и без изменения капитальных вложений. Новая технология исключает операции: демонтажа электрооборудования на месте его установки (на берегу и судах); доставки транспортом электрооборудования к специализированному ремонтному участку; монтажа электрооборудования на испытательном стенде; демонтажа электрооборудования на стенде; доставки электрооборудования с восстановленным сопротивлением изоляции обмоток к месту его установки и его монтаж на берегу и судах.
При использовании разработанного, универсального, портативного, тиристорного преобразователя потребляемая мощность в течение года составляет в среднем 85 кВт. Присоединенная мощность переносного тиристорного преобразователя при новой технологии составляет Рр = 85 кВт.
Таким образом, разница в присоединенной мощности из-за повышения КПД нагрева составляет:
кВт.
Пренебрежем разницей в стоимости выпрямительной установки и тиристорного преобразователя ввиду ее незначительности. Хотя следует отметить, что разработанный тиристорный преобразователь требует меньших капитальных вложений, затрат из-за малого объема строительных и монтажных работ, имеет более высокую надежность в работе и лучшее качество сушки изоляции электрооборудования на судах, в портах, гидротехнических сооружениях.
|
|
|
Некачественная сушка изоляции обмоток снижает их срок службы и увеличивает потребность в них в народном хозяйстве. Ущерб от этого оценим тем, что согласно существующему положению о выпуске промышленной продукции, бракованная и не отвечающая техническим условиям и стандартам продукция не подлежит реализации. Учитывая реальное состояние технологического процесса сушки обмоток, выпуск недоброкачественного электрооборудования с восстановленным сопротивлением изоляции из-за перерывов при сушке в связи с загоранием и простоем сушильной установки, составляет 2...3% годового объема. Примем 2,5%. После внедрения универсального, портативного, тиристорного преобразователя напряжения объем указанных недоброкачественных обмоток, как показал предшествующий период опытной эксплуатации новой сушильной установки, отсутствует. Примем, однако, этот объем высушенных обмоток с гарантированным запасом в размере 0,5%.
Таким образом, в самом малом снижение выпуска недоброкачественно высушенных обмоток из-за перерывов и отсутствия их сушки после пропитки составит не менее 2,0% годового объема.
По утвержденной сметной калькуляции себестоимости ревизии, сушки одного трансформатора и сушки трансформаторного масла для трансформатора типа ТМН мощностью 6300 кВ А составляет:
Стр. = 5750 + 63700 + 18600 = 88050 руб./шт.
В среднем в год с помощью универсального, портативного, тиристорного преобразователя восстанавливается сопротивление изоляции Ан =198 шт./год обмоток.
Исходя из изложенного выше, годовая экономическая эффективность от уменьшения объема выпуска недоброкачественно высушенных обмоток электрооборудования составит не менее:
Эгод.к = Стр*Ан*0,02 = 88050x198x0,02 = 348678 руб.
Годовая экономия электрической энергии от использования разработанного, универсального, портативного, тиристорного, преобразователя составит при двухсменной работе с продолжительностью смены 8 часов и 300 рабочих днях в году:
кВт*ч/год.
При существующем тарифе на электрическую энергию на предприятии Сэ = 3 руб/кВт*ч получаем годовую экономию от использования универсального, миниатюрного, портативного, тиристорного преобразователя в рублях только по уменьшению расхода электрической энергии:
руб.
Интенсификация технологии токовой сушки обмоток электрооборудования с помощью универсального, портативного, тиристорного преобразователя напряжения, уменьшая длительность процессов контрольного прогрева, подсушки и сушки, сокращает трудозатраты, позволяет уменьшить численность обслуживающего персонала, улучшить организацию труда в электроцехе судостроительно-судоремонтных предприятий.
|
|
|
Здесь только за счет сокращения обслуживающего персонала могут быть уменьшены трудозатраты на одного рабочего, наблюдающего за процессом сушки и выполняющего подготовительные операции к пропитке и последующей сушке.
При средней зарплате рабочего 22000 рублей в месяц эта экономия за год выразится в сумме
руб, где Смес=22000 руб/мес.;
. = 1,3 — коэффициент выплаты премий;
. = 1,08 - коэффициент, учитывающий дополнительную заработную плату.
Новая технология восстановления сопротивления изоляции миниатюрным тиристорным преобразователем резко улучшает санитарные условия труда и повышает электрическую прочность изоляции обмоток, увеличивающей надежность отремонтированных электрических машин и трансформаторов.Экономию за счет последнего ориентировочно оцениваем в 159400 руб. с учетом меньших капитальных затрат, повышенной надежности в работе универсального, портативного, тиристорного преобразователя и улучшения качества сушки.
Э год.над. = 159400 руб.
Таким образом, общий экономический эффект от внедрения универсального, портативного, тиристорного преобразователя напряжения для восстановления сопротивления изоляции мощного электрооборудования составляет:
Эгод. = Эгод.к + Эгод.э + Эгод.з.пл. + Эгод.над. = 348678 + 2808000+370656 + 159400 = 3686734 руб.
Разработанная методология определения технико-экономической, эффективности энергосберегающей технологии сушки увлажненных обмоток мощного электрооборудования судов, портов, гидросооружений может быть использована в различных отраслях промышленности и на морском транспорте.
|
|
|
