К.т.н. Неженцев А.Б.

Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт им. И. Сикорского»

Предпосылки энергетического аудита
грузоподъемных кранов

В настоящее время методика энергетического аудита грузоподъемных кранов до конца не отработана не смотря на то, что краны по сравнению с другим оборудованием имеют более низкий к.п.д. и являются наименее эффективными по энергопотреблению машинами. Неоправданно высокие потери энергии эксплуатируемых в настоящее время кранов, обусловлены как устаревшими системами управления приводами, неоптимальными режимами работы механизмов, так и неудовлетворительным их техническим состоянием. В первую очередь это касается более 80% кранов, отработавших нормативный срок.

Цели энергоаудита кранов (получение данных об объеме расходуемой электроэнергии; разработка мер по энергосбережению и повышению энергоэффективности.) не могут быть достигнуты без организации мониторинга энергопотребления кранов. Однако в Украине мониторинг энергопотребления грузоподъемных кранов практически не проводится. В то время как, например, для автомобилей, авиационной техники и др. транспортных средств, мониторинг потребляемого топлива успешно применяется и является мощным инструментом для оценки и повышения энергоэффективности машин.

До недавнего времени на современных зарубежных предприятиях детальное управление рациональным энергопотреблением, как правило, не касалось отдельных кранов, а рассматривалось предприятие в целом и выделялись определенные технологические процессы, производства, линии. Контроль показателей энергопотребления кранового оборудования либо не осуществлялся, либо производился эпизодически. В последнее время, при использовании энергетического менеджмента, применяется беспрерывный контроль потребления энергии конечными потребителями с оперативным реагированием при ухудшении энергоэффективности. При этом рассматриваются не только характеристики приводов, их загрузка и энергетические показатели в данный момент времени, но и осуществляется оценка их экономичности за весь срок службы. Однако это касается, как правило, приводов, установленных в вентиляторах, компрессорах, насосах и т.п. Для кранов указанный подход не применялся.

Главным приоритетом при эксплуатации грузоподъемных кранов по-прежнему является безопасность функционирования их металлоконструкций, механизмов и электрооборудования. Для этого существует многоуровневая система государственных органов технического надзора, которые осуществляют контроль в течение всего жизненного цикла кранов от регистрации до вывода из эксплуатации. Важнейшим звеном в системе безопасной эксплуатации кранов является обязательное проведение их технических освидетельствований и экспертных обследований для диагностики технического состояния кранов, которые должны быть исправными, соответствовать нормативным документам и обеспечивать безопасную эксплуатацию.

Предлагается более полная и точная оценка технического состояния кранов с учетом их энергопотребления, характера и степени влияния диагностируемых параметров на потери энергии. Целесообразно усовершенствовать нормативную методику технических освидетельствований и экспертных обследований путем дополнения ее системой мониторинга энергопотребления кранов. Таким образом, одновременно с регулярным проведением полного или частичного технического освидетельствования кранов предлагается проводить их энергетический аудит с учетом результатов мониторинга энергопотребления.

Автором разработана система мониторинга энергопотребления грузоподъемных кранов, которая базируется на установленной функциональной связи между изменениями потерь энергии при эксплуатации кранов и их техническим состоянием (с учетом нормативных требований безопасной эксплуатации). В процессе эксплуатации кранов изменяются: состояние подкрановых путей, ходовых колес, тормозных накладок, тормозных шкивов, канатных блоков, барабанов, подшипников и др. узлов в крановых механизмах, сопротивление изоляции и состояние обмоток двигателей и коммутирующей аппаратуры, катушек электромагнитных толкателей, вязкость рабочей жидкости в електрогидротолкателях и редукторах и т.д. Вследствие этого в процессе эксплуатации кранов изменяются также потери энергии, по величине которых можно судить о техническом состоянии крановых узлов, механизмов и металлоконструкции.

С целью оптимизации энергетических показателей крановых электроприводов и динамических нагрузок, разработаны математические модели кранов, которые учитывают переходные процессы в крановых электроприводах, колебания металлоконструкции, раскачивание груза и представляют собой совокупность нелинейных интегро-дифференциальных уравнений [1 и др.]. Для решения последних разработан пакет прикладных программ, использующий численные методы и реализующий различные процессы разгона и торможения механизмов передвижения кранов, подъема и опускания грузов [2, 3].

Проведенные исследования позволили установить степень влияния различных факторов на потери энергии в механизмах подъема и передвижения кранов. Функциональная связь между потерями энергии и параметрами, которые характеризуют техническое состояние кранов, установлена с помощью теории планирования эксперимента. На основе многофакторного анализа определены пути снижения потерь энергии кранов.

Литература

1. Неженцев А.Б. Потери энергии при торможении противовключением кранов мостового типа // Підйомно-транспортна техніка, № 1(21). - Дніпропетровськ, 2007. – С. 22-30.

2. Аветисян С.М., Неженцев А.Б. Программное обеспечение для исследования переходных процессов грузоподъемных кранов (часть 1: при работе механизмов передвижения) // Підйомно-транспортна техніка, № 4(8). - Дніпропетровськ, 2003. – С. 33-48.

3. Аветисян С.М., Неженцев А.Б. Программное обеспечение для исследования переходных процессов грузоподъемных кранов (часть 2: при работе механизмов подъема грузов // Підйомно-транспортна техніка, № 1(9). - Дніпропетровськ, 2004. – С. 83-95.