7/28/2019 C5 - Curs_bilant

1/14

Rezultatele bilanurilor energetice vor fi utilizate pentru: fundamentarea msurilor de economisire a resurselor energetice, de modernizare a

instalaiilori de cretere a eficienei economice; stabilirea cantitilor absolute i specifice de energie consumate n, respectiv, rezultate din

procesul tehnologic analizat; stabilirea cantitilor de mas i de energie care prsesc procesul examinat la un nivel

energetic suficient pentru a fi reutilizate; stabilirea pierderilor de energie aferente procesului, ca loc i valoare; estimarea nivelului tehnic i energetic al procesului examinat.

Definiiii clasificriBilan energetic reprezint metoda sistematic de urmrire i contabilizare a fluxurilor energetice.n sistemele industriale i n instalaii, bilanul energetic servete la verificarea conformitiirezultatelor funcionrii cu datele de referin.

Bilan electroenergetic reprezint tipul de bilan energetic care urmrete contabilizarea fluxurilorde energie electric.

Bilan termoenergetic reprezint tipul de bilan energetic care urmrete contabilizarea fluxurilor deenergie termic (inclusiv cea eliberat prin arderea combustibililor).

Bilancomplex reprezint tipul de bilan energetic care urmrete contabilizarea tuturor formelor deenergie ale cror fluxuri sunt monitorizate n interiorul conturului de bilan.Contur de bilan este suprafaa imaginar nchis n jurul unui echipament, instalaie, secie, uzin,agent economic la care se raporteaz fluxurile de energie care intr, respectiv, ies din contur.

Proces tehnologic cuprinde o succesiune de activiti care concur la realizarea unui produsfinit/semifinit, caracteristic agentului economic ce are n patrimoniu tot ce este n conturul de bilananalizat sau auditat.

Proces de transformare energetic reprezint procesul care are drept scop trecerea de la o formsau un purttor de energie la o alt form sau purttor de energie sau modificarea parametrilorcaracteristici ai unei forme sau ai unui purttor de energie.

Proces de consum final de energie este procesul n care energia este folosit n scopul realizrii deproduse neenergetice sau de prestri de servicii. Dup procesul de consum final de energie nu maiau loc transformri energetice.

Echipamenteste agregatul n care se desfoar un proces tehnologic.Instalaie este obiectivul rezultat prin conectarea funcional a mai multor echipamente cu scopul dea se crea condiiile de desfurare a unui proces tehnologic complex, la sfritul cruia rezult unulsau mai multe produse, intermediare sau finale.Secie este subunitatea administrativ-organizatoric a unei uzine (fabrici), care dispune deuna sau mai multe linii tehnologice.Uzin/Fabric este unitatea administrativ-organizatoric, care reunete, dup complexitate, maimulte secii i are ca obiect realizarea unor produse finite.

Agent economic este unitatea administrativ-organizatoric cu personalitate juridic, care desfoaractivitate lucrativ.

Auditor energetic autorizateste persoana fizic sau juridic care deine autorizaia de auditor energetic.

Clasificarea bilanurilor energeticeBilanurile energetice se clasific dup urmtoarele criterii:

dup conturul de cuprindere:- bilan pe echipament;- bilan pe instalaie:- bilan pe secie;- bilan pe uzin;- bilan pe agent economic.

dup felul de energie:- bilan termoenergetic;- bilan electroenergetic.

7/28/2019 C5 - Curs_bilant

2/14

dup natura purttorilor de energie:- bilanul pe combustibil;- bilanul pe abur;- bilanul pe ap de rcire;- bilanul pe ageni frigorifici;- bilanul pe aer comprimat (tehnologie, de msuri control);- bilanul pe azot i oxigen;- bilanul pe alte materiale cu rol de purttor (de exemplu: piesele calde care rezult dintr-

un proces tehnologic). dup numrul formelor de energie:

- bilan simplu (termoenergetic sau electroenergetic);- bilan complex (termoenergetic i electroenergetic).

dup coninut i etap de elaborare:- bilan de proiect;- bilan de omologare;- bilan de recepie;- bilan real;- bilan optim.

dup felul fluxurilor de energie considerate:- bilan energetic calitativ (sau bilan energetic);- bilan energetic cantitativ.

Se recomand elaborarea bilanurilor energetice: de ctre unitile de proiectare pentru procesele tehnologice n curs de proiectare; se

menioneaz c vor trebui s fie prevzute att aparate de msur necesare conducerii corecte aprocesului tehnologic, ct i a celor necesare efecturii msurtorilor pentru bilanuri energetice;

de ctre unitile de cercetare-proiectare pentru proiectarea de echipamente tehnologice,pentru varianta final adoptat;

de ctre unitile productoare pentru omologarea de echipamente tehnologice; se vorelabora: bilan termoenergetic, bilan electroenergetic i bilan complex;

de ctre unitile beneficiare ale obiectivelor de investiie, mpreun cu cele de proiectare i de

construcii montaj, care au colaborat la realizarea obiectivului, pentru recepia echipamentelori instalaiilor.

Eroarea maxim (nenchiderea bilanului) admis pentru toate tipurile de bilan energetic,trebuie s fie inferioar urmtoarelor valori:

2,5%, n cazul bilanurilor n care principalele mrimi sunt determinate prin msurtoridirecte (metoda recomandat);

5%, n cazul bilanurilor n care unele mrimi nu pot fi msurate direct, dar pot fi deduse cusuficient precizie prin msurarea altor mrimi (determinare indirect).

Principii generale de elaborare i analiz a bilanurilor energeticeBilanul energetic este o form practic de exprimare a principiului conservrii energiei i pune neviden egalitatea ntre energiile intrate i cele ieite din conturul analizat pentru o anumit

perioad de timp. Energiile ieite din conturul bilanului se compun din energiile sub orice formfolosite n mod util i pierderile de energie.

n mod convenional sunt considerate energie util urmtoarele: pentru acionrile electrice: diferena dintre energia absorbit din reea i suma cantitilor

reprezentnd pierderile electromagnetice i mecanice n electromotorul i mecanismul antrenat; pentru acionrile mecanice: energia echivalent lucrului mecanic la arborele mainii de acionare; pentru acionrile mecanice ale generatoarelor electrice: energia la bornele generatorului

minus energia consumat de serviciile proprii ale grupului; pentru generatoarele de abur: energia coninut de aburul debitat n conduct, mai puin

energia echivalent absorbit de serviciile proprii ale generatorului de abur;

7/28/2019 C5 - Curs_bilant

3/14

pentru procesele termice: cldura necesar pentru nclzirea, topirea, vaporizarea, uscareamaterialelor dup caz, pn la atingerea parametrilor cerui prin reeta procesului tehnologic,

precum i cldura absorbit de reaciile endoterme precum i cldura coninut n resurseleenergetice refolosibile, pe care procesul examinat le pune la dispoziia altor procese;

pentru procesele de transport: energia coninut de cantitile de combustibil sau de ceilalipurttori de energie rmase dup transport i operaiile de manipulare de la ncrcare/descrcare;

pentru elementele de reea electric (transformatoare, linii, bobine de reactan etc.): energiala bornele aval ale elementului considerat;

pentru procesele de sudur electric, de electroeroziune, de acoperiri metalice s.a.: energia labornele de alimentare a electrozilor;

pentru iluminatul electric: energia fluxului luminos util (se preia din manuale, prospecte,buletine de ncercare etc.);

pentru procesele electrochimice (electroliz, galvanotehnic etc.): energia teoretic necesarreaciilor chimice specifice procesului, determinat prin calcul;

pentru procesele de transformare a energiei: energia obinut dup transformare.

Pierderile de energie aferente procesului tehnologic sunt considerate urmtoarele: cldura sensibil coninut de gazele de ardere sau/i de gazele tehnologice rezultate din

proces, la temperatura cu care acestea prsesc procesul sau, dup caz, instalaia de recuperare a

resursei energetice refolosibile; cldura nedezvoltat ca urmare a unei combustii incomplete (chimic sau mecanic) aferentprocesului tehnologic;

cldura pierdut (radiaie i convecie) de suprafeele exterioare ale echipamentelor; cldura coninut n cantitile de mas care se pierd prin evaporare, purjare, drenare,

decantare, reglare etc., sau prin neetaneitile instalaiei; cldura sensibil a vaporilor evacuai n atmosfer de ctre mainile unelte (ciocane, prese),

de ctre mainile termice cu piston sau de ctre conductele de nsoire (de meninere cald) atraseelori rezervoarelor din industria chimici similare;

cldura evacuat din proces de ctre agenii de rcire, socotit la ieirea din proces,respectiv, din instalaia de recuperare (dac exist);

cldura sensibil coninut n rebuturile de fabricaie, n deeuri, n materialele rezultate din

proces ca asociate produsului propriu-zis (zgur, cenu, pulberi, balast, mas inactiv etc.) ca icldura sensibil a produsului propriu-zis la ieirea din recuperatorul de resurs (dac exist) sau, ncaz contrar, la ieirea direct din proces;

cldura coninut de resursele energetice refolosibile la ieirea din proces, respectiv dininstalaiile de recuperare (dac exist);

energia electric pierdut prin efect Joule, efect Corona, ca i pierderile electromagnetice imecanice ale motoarelor.

Tipuri de bilanuri

Bilanul de proiect trebuie s reprezinte soluia optim, corespunztoare condiiilor tehnico-economice cele mai avantajoase realizabile n stadiul actual al tehnicii.

Bilanul de proiect pentru un echipamentse elaboreaz pe baza calculelor analitice, a datelor furnizatede literatura de specialitate sau de situaii analoage cunoscute, experien n exploatarea unorechipamente asemntoare, analiza comparativ a avantajelori dezavantajelor de ordin tehnologic ienergetic ale unor echipamente cunoscute, cu care se fabric acelai produs ca i cu echipamentul ncurs de proiectare.Bilanul de proiect pentru o instalaie se elaboreaz de ctre proiectantul instalaiei, pe principiulconexiunii optime a echipamentelor care compun instalaia, n sensul corelrii caracteristicilor lortehnologice i energetice, astfel nct s rezulte o instalaie care exploateaz optim resursaenergetic pus la dispoziie. n cazul n care schema instalaiei se poate realiza n diverse variantede echipare, care, ndeplinind aceeai funcie, realizeaz consumuri energetice diferite, se va adoptaconfiguraia care asigur cel mai mic consum de energie pe unitatea de produs.

7/28/2019 C5 - Curs_bilant

4/14

Bilanul de omologare valideaz concordana valorilor obinute prin msurtori de omologare cucele de proiect, performanele echipamentelor (instalaiilor) la variaiile de regim de exploatare, cti parametrii nominali ai echipamentului (instalaiei). n cazul n care la probele de omologare nu serealizeaz valorile de proiect, abaterile revin spre rezolvare proiectantului, iar valorile parametrilortehnologici i energetici realizai la omologare devin valori de referin pentru bilanul de recepie.

Bilanul de recepie se elaboreaz la punerea n funciune a unui echipament (instalaie) n condiiileconcrete de exploatare. Se vor utiliza curbele de corecie date de fabricant pentru evaluarea

abaterilor parametrilor reali de la valorile nominale (reet, temperatur, putere calorific, presiune,frecven etc.). Coreciile odat operate, diferenele pn la valorile nominale ale parametrilorevideniaz fie erori de montaj, fie erori de proiectare, fie nealinierea perfect a parametrilorindividuali ai echipamentelor care compun instalaia.Se vor efectua probe de funcionare i msurtori de bilan la cel puin trei niveluri de sarcin aleechipamentului (instalaiei) dintre care unul va fi la sarcina nominal.

Bilanul realse refer la situaia n care se gsete, la un moment dat, un echipament (instalaie),punnd n eviden abaterile valorilor parametrilor reali de la valorile de referin stabilite nbilanul de recepie, cauzele i soluionarea acestora. Abaterile rezultate reprezint fie erori dentreinere i exploatare, fie uzur.Se recomand ca n timpul probelor de bilan ncrcarea s fie egal, sau foarte apropiat de cea

nominal.Bilanul real constituie baza pentru evaluarea potenialului de resurse energetice refolosibile.

Bilanul optimizat se elaboreaz de fiecare dat cnd se elaboreaz i bilanul real. El ia nconsiderare efectul implementrii msurilor de cretere a eficienei identificate prin analiza

bilanului real.

Bilanul simplu termoenergetic se refer la cldura fizic coninut n purttorii de energie (abur,ap fierbinte, gaze de ardere), precum i cldura reaciilor exoterme la care particip combustibiliii/sau materia prim.

Bilanul simplu electroenergetic se refer la energia electric.

Bilanul complex reprezint cumularea celor dou categorii de bilanuri simple menionate, aplicateaceleiai instalaii, n aceeai perioad de timp. El comport transformarea n aceeai unitate demsur a energiei.

Indicaii metodolgice privind elaborarea bilanurilor energetice

Indicaii metodologice generale privind structura unei lucrri de bilan energetic:1. Definirea conturului;2. Caracteristicile tehnice ale principalelor agregate i instalaii coninute n contur;3. Schema fluxului tehnologic;4. Prezentarea sumar a procesului tehnologic (parametrii tehnici i economici);

5. Stabilirea unitii de referin asociate bilanului (or, ciclu, an, arj, ton);6. Aparate de msur folosite, caracteristici tehnice i clasa de precizie;7. Schemi puncte de msur;8. Fi de msurtori;9. Ecuaia de bilan;10. Calculul componentelor de bilan (expresii analitice, formule de calcul);11. Tabelul de bilani diagrama Sankey;12. Analiza bilanului (compararea componentelor utile i de pierderi cu cele realizate n

procese i instalaii similare, de proiect, de recepie, de omologare, cunoscute pe plan intern,extern i n literatur);

13. Bilanul optimizat;

7/28/2019 C5 - Curs_bilant

5/14

14. Plan de msuri i aciuni pentru creterea eficienei energetice;15. Calculul de eficien economic a principalelor msuri stabilite;16. Calculul elementelor de impact asupra mediului.

Bilanul real se determin pentru urmtoarele mrimi ale sarcinii (ncrcare): sarcin nominal; sarcin maxim curent realizat n perioada analizat; sarcin minim curent realizat n perioada analizat; sarcin medie anual din perioadele de funcionare efectiv.

n cazurile n care nu se pot crea condiiile necesare executrii bilanului la sarcinile de mai sus, se alegcel puin trei mrimi ale sarcinii, n limitele normale de variaie ale acesteia, pentru care se elaboreaz

bilanul. Pentru cazul sarcinii practic constante, bilanul se execut numai pentru aceast sarcin.n cazul n care consumurile energetice sau producia sunt influenate sensibil de anumii parametri(caracteristicile materiilor prime, temperatura exterioar etc.), bilanul se execut pentru ctevamrimi caracteristice ale acestor parametri (mrimile limit, medie, normal).Starea tehnici de curire a echipamentului sau instalaiei va fi, dup caz, urmtoarea:

pentru elaborarea bilanului real, echipamentul (respectiv instalaia) se va afla n starenormal (stare medie de uzur);

pentru elaborarea bilanului de omologare i a celui de recepie, echipamentul (respectivinstalaia) se va afla n stare perfect curat.

n funcie de natura procesului tehnologic, bilanul energetic poate fi ntocmit orar, pe ciclu, pe arjsau pe unitatea de produs realizat. n scopul lurii n consideraie a ct mai multor factori careinflueneaz elementele unui bilan (diversele componente ale energiei intrate n contur, ale energieigenerate n contur prin reacii exoterme, ale energiei util folosite n contur, ale energiei livrate nafara conturului pentru a fi folosit n alte contururi, ale pierderilor de energie), acesta se va ntocmi

pentru o perioad calendaristic mai mare, de regul un an.

Determinarea mrimilor necesare elaborrii bilanului se va face pe baza msurtorilor directe. ncazul cnd o mrime nu poate fi determinat direct, dar poate fi dedus cu suficient precizie prinmsurarea altor mrimi, se admite s se aplice metoda determinrilor indirecte.

Aparatele folosite pentru msurtori trebuie s dispun de verificare metrologic n conformitatecu normativele n vigoare.Elementele bilanului se vor prezenta att sub form de tabel cti ca diagram Sankey.

Bilanul termoenergeticCldura dezvoltat (eliberat) prin arderea combustibililor se calculeaz pe baza puterii calorifice aacestora, stabilit prin determinri fcute concomitent cu desfurarea msurtorilor de bilan, respectnd

prevederile normativelor n vigoare referitoare la asigurarea probei reprezentative de combustibil.Cldura dezvoltat de reacii chimice exoterme se consider c intr n contur, iar cldura absorbitde reaciile chimice endoterme se consider c iese din contur.n procesul tehnologic mai pot aprea i alte fenomene chimice (reducere, disociere termic) saufizice (topire, vaporizare, condensare etc.) cu schimb de cldur. Acestea vor fi luate n consideraie

cu cantitile de clduri cu semnul corespunztor (+ pentru degajare, - pentru absorbie).Cldura chimic a materiei care intr ntr-un contur, dac aceast materie nu urmeaz s fieconsumat prin combustie n cadrul conturului, ci transformat (fizic sau chimic), nu se ia nconsideraie nici la intrare, nici la ieire. Dimpotriv, dac o parte din materia prim intrat setransform n cadrul procesului ntr-un produs secundar (sau n deeu) combustibil, cantitatea decldur coninut de aceast parte, se va lua n consideraie att la intrare ct i la ieire.Coninutul de cldur al fluidelorse calculeaz ca produs ntre cantitatea de mas care trece prin

punctul considerat i entalpia fluidului n acelai punct. Entalpia se gsete n tabele sau secalculeaz cu ajutorul relaiilor analitice specifice date n manualele de specialitate. n lipsa acestordate, se vor face determinri de cldur specific n laborator, n timpul msurtorilor de bilan.

Pierderile de cldur prin radiaie i convecie n mediul exterior se vor stabili prin calcule.

7/28/2019 C5 - Curs_bilant

6/14

Bilanul electroenergeticBilanul electroenergetic se elaboreaz difereniat pentru urmtoarele tipuri de echipamente iinstalaii: receptoare electrice i elemente de reea.Prin receptor electric se nelege ansamblul echipamentului electric i tehnologic:

acionri electrice - motorul electric de antrenare i instalaia antrenat: moar, bandrulant, pomp, compresor, maini unelte;

procese electrotermice: nclzire electric cu rezistoare, nclzire cu arc electric, nclzire cu

inducie electromagnetic, nclzire cu radiaii infraroii, mpreun cu incinta nclzit; procese de electroliz.

Prin elemente de reea se neleg: linii electrice, transformatoare, bobine de reactan, instalaii decompensare a factorului de putere, instalaii de filtrare - simetrizare etc.

Bilanelectroenergetic pentru receptoare electrice

Bilanul electroenergetic pe un contur dat presupune: msurarea cantitilor de energie electric activ intrate n contur pe perioada de referin; determinarea prin calcul, pe baza aparatelor de msurare a puterii, sau a msurrii simultane

a curentului, tensiunii i factorului de putere, a pierderilor de energie; stabilirea cantitilor de energie absorbite util, ca diferen a celor dou valori precedente.

Observaii: Este permis i msurarea indirect a energiei prin intermediul mrimilor putere i timp,

intervalele de citire fiind de maximum 15 minute; n cazul receptoarelor ncrcate simetric (motoare electrice trifazate) este permis i

msurarea monofazic, dup care valoarea msurat se nmulete cu numrul de faze; n lipsa aparatelor de msurare a energiei sau a puterii, este permisi determinarea ei prin

calcul, pe baza msurtorilor simultane de curent, tensiune, factor de putere i timp,intervalele fiind mai mici de 15 minute;

n cazul n care n conturul considerat funcioneaz consumatori perturbatori, n calculele debilan electric nu este permis folosirea aparatelor de msur curente. n asemenea cazuri,puterile se vor msura cu aparate specializate pentru regim deformant.

Pentru un grup de motoare electrice, care au func ii tehnologice asemntoare i puteri

apropiate este admis folosirea noiunii convenionale de motor echivalent. El este motorulfictiv a crui putere nominal este egal cu suma puterilor nominale ale motoarelor reale pecare le cuprinde, puterea absorbit egal cu suma puterilor absorbite de motoareleindividuale reale i are un grad de ncrcare echivalent.

Bilanelectroenergetic al elementelor de reea

Pierderile de energie electric n liniile electrice se pot determina dup caz prin msurtori directe(linii radiale fr sarcini racordate de-a lungul lor), sau prin calcule, n funcie de configuraialiniilori de aparatele de care se dispune. Pierderile de energie electric n transformatoare, bobinede reactan etc. se vor determina prin calcule.Pentru o staiile de transformare, n bilanul electroenergetic se ine cont i de consumul de energieelectric activ al serviciilor interne ale staiei (instalaii de rcire forat, compresoare de aer etc.).

n acest caz, consumul de energie electric al serviciilor interne, ct i energia electric intrat/ieitdin contur se vor determina prin msurtori.

Bilanul energetic complex se bazeaz pe datele bilanurilor termoenergetic i electroenergeticale instalaiei considerate, transformate n valori de energie primar (t.e.p.).

Aprecierea eficienei energetice a proceselor consumatoare de energie

Pentru aprecierea din punct de vedere calitativ i cantitativ a unui proces sau a unei instalaii, se vorfolosi indicatori de eficien, care pot fi stabilii pe baza datelor determinate prin bilanurileenergetice.

7/28/2019 C5 - Curs_bilant

7/14

7/28/2019 C5 - Curs_bilant

8/14

Elaborarea bilanului energetic optimizatBilanul optim reprezint situaia n care energia folosit n mod util n proces, ct i pierderile deenergie, vor fi reduse pn la limita minim justificat din punct de vedere tehnicoeconomic.

Scderea semnificativ a energiei utile (i implicit a energiei intrate) se obine prin schimbareatehnologiei existente cu una modern. n cazul n care schimbarea tehnologiei existente nu se

justific din punct de vedere economic, bilanul optimizat va scoate n eviden diminuareapierderilor de energie (la tehnologia existent).La baza elaborrii bilanului optim st analiza bilanului real. Aceast analiz trebuie s fie foarteamnunit, pentru a se putea trage concluzii asupra posibilitilor de mbuntire a proceselor, att

pe linie energetic, ct i pe linie tehnologic; de aceea, la analiza bilanului energetic trebuie sparticipe att specialiti energeticieni, ct i specialiti tehnologi.Analiza bilanului energetic real trebuie s conduc la localizarea pierderilor, determinarea

cauzelor lor, ct i la msurile care trebuie aplicate pentru ameliorarea i optimizarea

indicatorilor tehnico-economici.

7/28/2019 C5 - Curs_bilant

9/14

n cadrul acestei analize, toate datele de bilan trebuie comparate cu cele din bilanurile anterioare,cu datele de proiect, ct i cu alte date de la ageni economici similari sau din literatura despecialitate. Analiza trebuie, de asemenea, s scoat n eviden toate resursele energeticerefolosibile, evideniindu-le pe categorii i poteniale.Pe baza concluziilor rezultate din analiza bilanului real se elaboreaz un plan de msuri, n care sevor trece toate msurile tehnice necesare, att pe linie energetic, ct i pe linie tehnologic, nvederea eliminrii sau reducerii ntr-o msur ct mai mare a pierderilor de energie i valorificriiresurselor energetice refolosibile.

Planul de msuri ntocmit va fi prezentat astfel:

Msurile care prezint eficien economic se clasific, n funcie de nivelul investiiei, n urmtoarelecategorii i anume:

msuri fr investiii (no cost - low cost); msuri cu investiii modice (cu perioad simpl de recuperare mai mic de 5 ani); msuri cu investiii mari (schimbri tehnologice), care, de regul, au perioad simpl de

recuperare a investiiei mare.

7/28/2019 C5 - Curs_bilant

10/14

Model de bilan electroenergetic*

1 Procesul tehnologicn moara de ciment se introduce clincher, zgur, cenu i gips cu ajutorul dozatoarelor.

Operaia de mcinare a clincherului i adaosurilor, pentru obinerea cimentului, se realizeaz n

morile tubulare rotative n trei camere blindate, umplute parial cu corpuri de mcinare. n camerele

1 i 2 mcinarea se realizeaz n general prin lovire, iar n camera finisoare corpurile de mcinat

acioneaz prin lovire i n special prin frecare. Producia morii este de 42 t/h, iar greutatea bilelor

de mcinare 109 t. Diametrul morii este de 3 m, iar lungimea de 14 m.Moara este antrenat, prin intermediul unui reductor de vitez, de un motor electric asincron,

cu inele colectoare, prevzut cu compensator de faz pentru mbuntirea factorului de putere

alimentat la tensiunea de 6kV i avnd puterea nominal de 1600 kW i turaia de 980 rot/min.2 Ecuaia de bilan i calculul componentelor acestuiaBilanul se face numai pentru energia activ. Energia intrat (Ei) este cea absorbit din reeaua

electric. n acionrile electrice, drept energie util (Eu) se consider energia mecanic dezvoltat la

finele lanului cinematic, aceasta deducndu-se ca diferena ntreEi i sumaEa pierderilor.Principalele pierderi sunt:

electrice n linia de alimentare EL electrice n nfurrile motorului Enf

electrice n circuitul magnetic al motorului EFe mecanice n motor Emec.mot mecanice n mecanismul antrenat Emec.mecanism.

Ecuaia de bilan (orar) se scrie astfel:Ei = Eu + E= Eu + EL + Enf+ EFe + Emec.motor+ Emec.mecanism [kWh]Pentru ntocmirea bilanului s-au msurat urmtoarele elemente:

energia activ consumat n patru jumti de or consecutive;Ei1= 800 kWh Ei2= 750 kWh Ei3 = 690 kWh Ei4= 740 kWh ;

energia activ medie consumat orar: Ei= 1490 kWh; energia reactiv medie consumat orar: Eri = 148 kvarh;

*Acest exemplu de bilan electroenergetic a fost preluat din [6]

42

7/28/2019 C5 - Curs_bilant

11/14

lungimea cablului de alimentare al motorului: L= 76 m (conform cu schema monofilar

real sau de proiectare);

rezistena specific a cablului: Rsp = 0,1462 /km (de obicei menionat

de ctre fabricant);

rezistena statorului: r1= 0,171 ; rezistena rotorului: r2 = 0,0185 ;

tensiunea de alimentare: U1= 6 kV;

tensiunea ntre fazele nfurrii rotorice,

cu rotorul deschis: U2 = 1,7 kV;

puterea i curentul absorbite de motor

avnd circuitul rotoric deschis: Prd= 54 kW

Ird= 40 A; puterea i curentul absorbite de motor la mersul n

gol al acestuia (decuplat de reductor i de moar): P0mot= 85 kW

Iomot= 44 A;

puterea i curentul absorbit de motor la mersul n

gol al morii (fr material de mcinat, dar cu bile): P0 = 1375 kW

I0 = 130 A;

Se vor calcula:

curentul mediu absorbit:

( )AA

U

EEI

riikmed 14408,14410

160003

1481490

3

32222

=

+=

+=

factorul de form al curentului:

=

ik

ik

E

En

m

I

mpI

fk

2

unde:

Imp valoarea medie ptratic a curentului msurat la captul alimentat al liniei, [A]

Im valoarea medie a curentului msurat la captul alimentat al liniei [A]

n numrul de intervale egale la care se face citirea curentului

01,1740690750800

27402690275028004 =

++++++

=f

k

rezistena liniei de alimentare a motorului (6 kV)

L = 76 m, S = 3 x120 mm2: RL = RspL = 0,14620,076 = 1,0111 []

43

7/28/2019 C5 - Curs_bilant

12/14

3 Calculul pierderilor ( hf 1= )

3103 22 =

fLRIk

LE medf [kWh]

EL= 31,012 14421,0111110-3 = 0,7 [kWh]

3103 22inf = feRIkE medf [kWh] unde:

kf n cazul motoarelor asincrone cu inele se recomand s fie egal cu 1,01;

Imed valoarea medie aritmetic a curentului

absorbit de motor n intervalul f [A];

f timpul de funcionare [h];

Re rezistena echivalent a motorului [];

Pentru motoarele asincrone cu inele colectoare,Re este:

Re = r1 + r2 [] unde:

r1 rezistenta statorului [];

r2 rezistena rotorului redus la stator []

r2 = ;98,0 2

2

2

1 rU

U

i

r2 rezistena rotorului [];

U1 tensiunea ntre fazele statorului [V];

U2i tensiunea ntre faze la inelele rotorului

(msurat cu rotorul blocat i circuitul deschis) [V].

2,251017,1

698,00185,0171,014401,13 3

2

22

inf

+= E [kWh]

frdirdPFeE = )10

121

3( 3 [kWh] unde:

Prd este puterea absorbit de motor cnd circuitul rotoric

este deschis, msurat cu ajutorul wattmetrului [kW];

i1d curentul statoric cnd circuitul rotoric este

deschis, msurat cu ajutorulampermetrului, [A];

r1 rezistena statorului []

( 2,53179,53110171,040354 32 == FeE [kWh]32

0

2

0. 103= fmoteffefmotmotmec IRkEPE [kWh] unde:

Re = r1 + r2

Emec.mot= 851 53,2 31,012

+

2

7,1

6

98,00185.0171,0 442110-3

= 29,5 [kWh]

44

7/28/2019 C5 - Curs_bilant

13/14

32

0

2

inf0. 103= feffefmecanismmec IRkEEPE [kWh]

Emec.mecanism=1375129,553,231,012

+

2

7,1

698,00185,0171,0 1302110-3 1271,8 [kWh]

Energia utilEu:

Eu = 1490 (0,7 + 25,5 + 53,2 + 29,5 +1271,8) = 109,9 [kWh]Rezultatele bilanului sunt centralizate n tabelul urmtor i n diagrama Sankey din figura de

mai jos:

Mrimea caracteristic [kWh] [%]

Energie intrat, luat din reea 1490,0 100,00

Energie ieit

1. Energie util (pentru mcinare)2. Pierderi

- n cuprul motorului

- n fierul motorului- mecanice n motor- mecanice n moar i reductor- n linia de alimentare

109,9109,9

1380,125,5

53,229,51271,2

0,7

7,387,38

92,621,71

3,571,9885,320,05

Total ieiri 1490,0 100,00

45

Diagrama Sankey pentru antrenarea morii de ciment

Einf=1,71 % = 25,5 kWh

== 1,1380%62,92pE kWh

Eu = 7,38% = 109,9 kWh

E

mec.mecanism=

85,32%

=1271,2kWh

Epmotor = 7,26 % = 108,2 kWh

EFe= 3,57% = 53,2 kWh

Emec.mot = 1,98 % = 29,5 kWh

Ei= 100% = 1490 kWh

7/28/2019 C5 - Curs_bilant

14/14