Одиниці вимірювання потужності і види потужностей двигунів. Обчислення енергетичної потужності підприємства

Найважливішим завданням статистики устаткування є вимірювання потужності двигунів підприємства. Потужністю двигуна називається його здатність виконувати певну роботу за одиницю часу (секунду). Основною одиницею вимірювання потужності є кіловат (кВт). Оскільки енергетичне устаткування підприємства може включати двигуни, потужність яких виражається в різних одиницях, сумарна потужність усіх двигунів виражається в кіловатах. Для цього користуються такими постійними співвідношеннями:

Потужність двигунів можна охарактеризувати з різних точок зору.

Залежно від конструкції двигуна розрізняють потужності теоретичну, індикаторну та ефективну (дійсну).

Потужність теоретична (# ) визначається шляхом розрахунків, виходячи з припущення про відсутність у двигуні механічних втрат (від тертя) і теплових втрат (від випромінювання). Теоретична потужність може бути обчислена для будь-яких двигунів.

Потужність індикаторна (#/нд) - потужність двигуна з урахуванням теплових, але без урахування механічних втрат. Вимірюється М.нд на тому органі двигуна, де закінчуються втрати від випромінювання.

Третім видом конструктивних потужностей є потужність ефективна (М Це дійсна потужність, що враховує втрати теплового і механічного характеру. Вимірюється на робочому валу двигуна.

Залежно від інтенсивності роботи двигуна потужність його може змінюватися, тому розрізняють такі потужності за навантаженням: нормальну (економічну), максимально тривалу і максимально короткочасну.

Потужність нормальна (Л/^ м) є потужністю, за якої двигун найбільш економно витрачає паливо або енергію на одиницю сили, тобто має найвищий коефіцієнт корисної дії (к.к.д.). При відхиленні навантаження вгору або вниз від нормальної к. к.д. знижується.

Здебільшого з метою отримання максимальної кількості енергії при експлуатації силових пристроїв для них встановлюється режим максимального навантаження, за якого двигун без шкоди для свого стану може працювати невизначено тривалий період. Потужність, характерна для максимального навантаження більшості силових двигунів, називається максимально тривалою (Ммт{)-

Потужністю максимально короткочасною (№ ) називається граничне навантаження двигуна, за якого він без аварії може працювати короткий час, зазвичай не більше 30 хв.

Усі три види потужності навантаження є потенційними, оскільки визначають не дійсне, а можливе навантаження. Для повноти характеристики потужності двигуна слід одночасно враховувати його потужність за конструкцією і за навантаженням. Як правило, це буде потужність максимально тривала ефективна.

Для характеристики потужностей двигунів за експлуатаційним призначенням розрізняють потужність приєднану, встановлену, наявну, пікову, резервну, середню фактичну і середньорічну.

Приєднаною потужністю (Мприсд) називається потужність усіх приймачів струму, приєднаних до електростанції, у тому числі потужність електромоторів чужого струму у абонентів і електромоторів свого струму.

Великі електростанції забезпечують електроенергією абонентів, що мають різні графіки навантаження. Наприклад, уранці різко зростає потреба в енергії виробництва і міського транспорту (трамвай, тролейбус), але зменшується на освітлення; у вечірні години припиняється робота частини підприємств, але різко зростає потреба видовищних закладів в електричній енергії. За рахунок неодночасного приєднання абонентів до станції приєднана потужність зазвичай більша від потужності станції в 2-2,5 разу. Отже, станція потужністю в 30 тис. кВт може обслуговувати абонентів, потужність приймачів струму яких становить 60 тис. кВт і більше.

Потужність встановлена (л/ ) є загальною максимально тривалою ефективною потужністю встановлених двигунів (для електростанції - потужність електрогенераторів).

Оскільки частина двигунів, що знаходяться в ремонті і очікують ремонту, не може бути використана, великого значення набуває наявна потужність (Мнаяві) - сумарна потужність усіх пристроїв, за вирахуванням тих, що знаходяться в ремонті або очікують його.

За певний період, наприклад за добу, місяць або квартал, важливо визначити максимум навантаження, який називають піковою потужністю ША.

Різниця між наявною і піковою потужностями називається резервною потужністю. Вона складається з двох частин, що мають різне економічне значення: з потужності резервних двигунів, призначених дня заміни тих, що працюють, в разі аварії, і з недовантаження двигунів, що працюють у час пік.

Для багатьох практичних розрахунків визначається середня фактична потужність Л. Розраховується вона для окремого двигуна шляхом ділення виробленої за період енергії в кіловат годинах на фактичний час роботи в годинах, тобто

Щоб обчислити середню фактичну потужність декількох двигунів, які працюють сумісно, треба вироблену ними енергію розділити на час роботи всіх двигунів, зменшений на час їх спільної роботи. Так, формула середньої фактичної потужності двох двигунів, що працюють сумісно в тій або іншій комбінації, матиме вигляд

Приклад 7.1

Обчислити середню фактичну потужність двох двигунів, з яких перший працював з 6 до 16 години, і виробив 630 кВт х год. енергії, а другий працював з 8 до 23 години, і виробив 715 кВт х год. енергії.

Загальна кількість виробленої енергії: 630 + 715 = 1345 кВт х год.

Загальний час роботи двигунів: (16-6) + (23-8) =25 годин.

Час спільної роботи двигунів: (16-8) = 8 годин.

Окрім середньої фактичної потужності, обчислюють потужність середньорічну {М ), яка показує, скільки кіловат х годин енергії в середньому за рік вироблено протягом однієї години.

Для цього вироблена енергія ділиться на кількість годин уроці -8760. завжди менша, ніж причому їх співвідношення А^УЛ^ характеризує ступінь використання двигуна в часі за річний період.

На підприємствах встановлені двигуни, що виконують різні функції: первинні двигуни виробляють механічну енергію, а вторинні - трансформують механічну енергію в електричну (електрогенератори) або електричну в механічну і теплову (електромотори та електроапарати).

Якщо для визначення сумарної потужності підприємства скласти потужність первинних і вторинних двигунів, то буде допущено повторний рахунок; крім того, в розрахунок сумарної потужності повинна входити тільки потужність, яка використовується у виробничому процесі. Отже, потужність двигунів, встановлених на силовій станції підприємства, енергія яких відпускається на сторону, не слід враховувати при визначенні енергетичної потужності певного підприємства, оскільки вона буде врахована на підприємствах - споживачах енергії.

Рис. 7.1. Типова схема енергопостачання підприємства

Із рис. 7.1 видно, що первинні двигуни можуть безпосередньо приводити в рух робочі машини або передавати механічну енергію електрогенераторам для трансформації її в електричну; електроенергія власних електрогенераторів може бути використана як для живлення електромоторів і електроапаратів свого і змішаного струму, так і для забезпечення господарських потреб підприємства. Частина електроенергії може бути відпущена на сторону. Водночас енергія, одержана зі сторони, забезпечує роботу електромоторів і електроапаратів чужого і змішаного струму. Самостійно враховується потужність первинних двигунів прямої дії і потужність транспортних двигунів. Підсумувавши потужності первинних і вторинних двигунів, ми допустимо подвійний рахунок. Тому застосовується формула обчислення енергетичної потужності підприємства, яка повністю виключає повторний рахунок:

У загальній потужності первинних двигунів № ) враховується також потужність двигунів прямої дії і тих, що використовуються на заводському транспорті.

Формула 7.3 не тільки виключає повторний рахунок потужності, а й розмежовує потужність механічного й електричного приводу.

Потужність механічного приводу дорівнює різниці між потужністю всіх первинних двигунів підприємства і потужністю тієї їх частини, яка обслуговує електрогенератори (Мпд -М^^^^). Ця різниця є потужністю первинних двигунів, безпосередньо пов'язаних з робочими машинами (за допомогою трансмісії або системи зубчастих коліс).

Потужність електричного приводу визначається як сума потужностей електромоторів і електроапаратів, тобто вторинних двигунів, які безпосередньо обслуговують виробничий процес.

Іноді при обчисленні енергетичної потужності підприємства потужність первинних двигунів, що обслуговують електрогенератори Гп.д.обсл.ел.ген)> невідома. Щоб її визначити, треба потужність електрогенераторів помножити на коефіцієнт 1,04. Походження цього коефіцієнта таке: середній коефіцієнт корисної дії електрогенераторів приймаємо рівним 0,96, а це означає, що потужність первинних двигунів, які їх обслуговують можна одержати діленням потужності первинних двигунів на 0,96 або множенням на_= 1,04. 0,96

Для визначення кількості енергії, спожитої підприємством, користуються формулою, аналогічною до тієї, яка використовується для обчислення сумарної потужності:

Приклад 7.2

Обчислити потенційну і середню фактичну потужність підприємства, знаючи, що підприємство працювало 200 годин і мало в своєму розпорядженні таке енергетичне устаткування:

^^=400+50+350 0,736+100 0,736 - 250-1,04 + 220 + 600 = І34І,2л5ж.

Для обчислення Иф необхідно визначити енергію, спожиту підприємством:

Ещйпр = 80000 + 42000 o 0,736+10000- 0,736 - 48000 o 1,04 + 42000 + 90000 = 200352 кВт.

звідки