Главная >  Потенциал энергии 

 

6. экономное использование имеющихся ресурсов;
улучшение к нормативному техническому обслуживанию оснащения;
приобретение топлива от другого поставщика по низшей цене.
Низкозатратные рекомендации:

 

Беззатратные рекомендации:

 

изменение значительной части производственного оснащения;
установление комплексных систем управления;
комплексное производство тепловой и электрической энергии;
рекуперация теплая.
Для определения лучших рекомендаций нужное понимание технологических процессов и знание доступной техники и технологий.
Обоснование мероприятий повышения эффективности и энергопотребления должно содержать определенные элементы, главные из которых приведенные ниже.
Необходимые изменения:

 

установление более эффективного оборудования;
установление новых (автономных) средств управления;
тепловая изоляция теплотрасс и помещений;
изменение регламента технического обслуживания оборудования;
обучение персонала;
контроль энергопотребления и оперативное планирование.
Высокозатратные рекомендации:

 

уменьшение потерь;
сокращение лишних операций (снижение температуры воздух в помещениях в нерабочее время и по выходным дням, исключение нерабочего хода оснащения);
повышение эффективности использования энергии;
повышение эффективности преобразование энергии (замена котла на другого с высшим КПД, замена пневмопривода на электрический и т.п.);
использование дешевых энергетических ресурсов.
Финансовые затраты и выгоды:

 

модификация предприятия и зданий;
замена оснащения;
модернизация оснащения, систем управления, изоляция;
усовершенствование технического обслуживания оснащения;
внедрение новых процедур управления.
Аспекты сбережения энергии с внедрением рекомендаций:

 

Показатель Нынешняя ситуация Улучшенная ситуация Мощность оборудования, кВт A X Коэффициент средней нагрузки B Y Продолжительность работы в течение года, часов C Z Годовое энергопотребление, кВт*ч A*B*C X*Y*Z

 

капиталовложение;
амортизационные расходы;
расходы на техническое обслуживание;
энергетические расходы;
анализ эффективности капиталовложений.
Методика оценивания эффективности мероприятий аналогичная к расчету нынешнего энергопотребления и энергопотребления за предшествующий репрезентативный период. Разность состоит в том, что во время оценивания мероприятий с энергосбережения нужно прогнозировать, как изменится ситуация после их внедрения. А это тянет за собою изменение многих коэффициентов, таких как норма потребления энергии, коэффициент использования мощности и продолжительность эксплуатации оснащение в течение года.
Покажем, как можно рассчитать объем сбережений энергии путем сравнения нынешней ситуации с прогнозируемой улучшенной. Для некоторых энергосберегающих рекомендаций (например, устранение истоков пары) сэкономленная энергия отвечает суммарным потерям энергии к внедрению рекомендаций. Расчет годового объема энергосбережения в других случаях более сложный и требует решение уравнения, как показан ниже.

 

(кВт*год)
Пересчитаем теперь основные причины, которые приведут к снижению потребления энергии после внедрения мероприятий с энергосбережения:

 

Таким образом, объем сэкономленной за год энергии вычисляем за формулой:

 

Хорошую аналогию систем энергопотребление дает луковица (рис.6. .
Верхний пласт луковицы отвечает потерям в процессе генерирования энергии, то есть получение удобного для использования определенной группой потребителей вида энергии из другого вида, в частности и энергии топлива. Эти процессы имеют место во время генерирования пары, электрической энергии, получение сжатого воздуха или хладоагента.
Если снять пласт потерь в процессе генерирования, получим энергию, которая поступает в распределительную систему.
После пласта потерь в распределительной системе получаем, в конце концов, энергию, которую потребляют конечные приемники энергии. Эта относительно небольшая часть общего поступления энергии в систему.
Сначала целесообразно сосредоточить внимание на сердцевине луковицы, то есть на минимизации конечного потребления. Сбережение энергии конечного потребления отвечает большему сбережению энергии, которая поступает в систему. Там, где потребление нецелесообразное, как, например, использование сжатого воздуха для очистки, возможно, следует совсем устранить эту нагрузку. Там, где это невозможно, можно снизить потребления энергии уменьшением потоков или усилением изоляции. Однако, реально, сбережение энергии на этапе конечного потребления является самым сложным.

 

ликвидация прямых потерь (Изолирование труб, устранение истоков, возвращение конденсата);
сокращение чрезмерного энергопотребления (управление временами и температурой отопления, эффективная пересылка энергии);
сокращение мощности потребление (использование оснащение с меньшей мощностью, устранение пересылки энергии у места, где она не нужна);
повышение эффективности преобразование (повышение КПД котла, компрессора и т.п.);
утилизация тепла выбросов (рекуперация тепла, рециркуляция воздуха в системах вентиляции и кондиционирования воздуха);
использования более экономного источника энергии (более дешевое топливо, возобновляемые источники энергии).

 

Рассматривая определенный процесс или мощного потребителя (рис.6. следует проанализировать ответа на такие вопросы:
что именно выполняет эта установка (процесс), для чего здесь необходимая энергия (если взять, например помпу, то можно ответить, то электроэнергия необходимая для обеспечения протекания жидкости в трубопроводе);
необходимое ли это потребление энергии (ли нужно подавать жидкость именно помпой);
какие возможные мероприятия с сокращения энергопотребления (должна ли помпа постоянно работать с постоянной затратой жидкости; можно ли управлять помпой с целью уменьшения потребления при условии удовлетворения потребности в жидкости; не завышена ли мощность двигателя помпы; правильно ли выбрана помпа для решения поставленных задач; возможно ли перемещение жидкости за счет сил гравитации; выключается ли автоматически двигатель помпы, если завершается цикл помпирования);
существуют ли альтернативные способы выполнения задач (вообще нужно ли подавать жидкость помпой; нельзя ли использовать напорный бак; и существуют ли другие способы снабжения воды). Со времени введения установки в эксплуатацию ситуация могла существенным образом измениться и, возможно, помпа сейчас не нужна вообще, достаточно ли помпы меньшей мощности.
Во время анализа использования энергии конечными потребителями следует обратить внимание и на то, действительно ли необходимыми являются параметры энергоносителя (давление, температура) и оптимальным ли есть время использования энергии, как по продолжительности, так и по времени суток.

 

6.1. Влияние систем энергопотребление на эффективность энергосбережения.
Нарис.6.2 показанные последовательные системы энергопотребления: система преобразования, система распределения и система конечного потребления.
Нарис.6.2a ККД системы преобразования составляет 60%, системы распределения также 60%. Поэтому в случае конечного потребления 60 ГДж распределительная система должна получить 60 ГДж/0,6 = 100 ГДж (потери 40 ГДж), а энергия, которая поступает в систему преобразования, должна составлять 100 ГДж/0,6 = 167 ГДж (потери 67 ГДж).
Рис.6.2б отвечает случайные, если благодаря мероприятиям энергосбережения конечное потребление уменьшилось на треть и составляет теперь 40 ГДж; характеристики систем распределения и генерирование остались такими же, как и в предшествующем случае. Теперь распределительная система должна получать 40 ГДж/0,6=67 ГДж (потери 27 ГДж), а в систему преобразования должно поступать 67 ГДж/0,6=111 ГДж (потери 44 ГДж).
Рис.6.2в отвечает случаю, если конечные потребители получают то же количество энергии, что и в первом случае, то есть, 60 ГДж. КПД системы распределения осталось 60%, а КПД системы преобразования возрос на треть и составляет теперь 80%. В этом случае распределительную система должна получить 60 ГДж/0,6 = 100 ГДж (потеря 40 ГДж), а в систему преобразования должно поступать 100 ГДж/0,8=125 ГДж (потери 25 ГДж).
Пример показывает, что снижение конечного потребления на треть экономит больше энергии, чем увеличение на треть КПД системы преобразования.

 

Абсолютная температура всасываемого воздуха в нынешней ситуации 15°С+15°С = 30°С (303 К).
Отношение давлений в улучшенной ситуации:

 

В качестве примера рассмотрим внедрение мероприятий сбережения энергии, которая потребляется электроприводом воздушного компрессора, рассматривая двигатель привода как конечный потребитель систем электроснабжения.
Энергетическое обследование обнаружило такие недостатки в воздушно-компрессорной станции:
всасывательные воздушные фильтры загрязнены, что служит причиной перепада давления на них около 150 гг водного столба (15 гПа) вместо нормального перепада давления в 40 гг водного столба (4 гПа):
компрессоры всасывают воздух из помещения компрессорной станции; его температура в среднем на 15°С выше, чем у внешнего воздуха. Рекомендован повысить эффективность компрессорной станции путем усовершенствования графика очистки (замены) воздушных фильтров и установление нового трубопровода, что разрешит всасывать внешний воздух.
Нужно определить средний процент энергосбережения от упомянутых выше мероприятий и оценить другие факторы, которые следует учитывать во время внедрения мероприятий.
Напомним, что энергия, которая используется для сжатия воздуха приблизительно пропорциональная произведению отношение давлений выхода- входа на абсолютную температуру всасываемого воздуха.
Среднегодовые условия принимаются такими: давление на входе - 1000 гПа, внешняя температура- 15°С, давление па выходе компрессора 7000 гПа.
Итак, отношение давлений в нынешней ситуации:

 

Неучтенными остались перепад давления в трубопроводе для организации всасывания внешнего воздуха и стоимость регулярной очистки (замены) фильтров.

 

Абсолютная температура всасываемого воздуха в улучшенной ситуации 15°С(288 К).
Процент энергосбережения

 

Таблица 6. Использование пара, ГДж
Назначение пара Летний период Летний период Отопление - - 52500 - Потери в нагревателе - 420 - 4200 Потери в трубопроводах - 650 - 16400 Технологические процессы 200 - 200 - Горячая вода 200 - 200 - Потери закипания конденсата - 200 - 11200 Потоки - 150 - 1250 Всего 400 1420 52900 33050

 

В походке анализа эффективности распределительных систем в первую очередь выполняют общую оценку действующих систем распределения электроэнергии, пары, горячей воды, охлажденных жидкостей, сжатого воздуха и т.п., с точки зрения возможной их рационализации и децентрализации питание отдельных потребителей, сокращение участков трубопроводов, устранение резервной системы трубопроводов.
Следующий анализ предусматривает сравнение полезных и паразитных погрузок с выяснением соответствующей действительности потребности в данном виде энергии и частицы общего потребления, которое приходится на паразитные погрузки, например, потерю давления в трубопроводах.
Большое значение имеет правильный размер трубопровода. Возможно, что проведенная на производстве модернизация повысила производительность базовых систем и увеличила потери энергии, обусловленные потерей давления в трубопроводах.
Электрическая мощность двигателя повода помпы пропорциональная кубу скорости обращения. Использование регулятора скорости приводного двигателя может дать значительную экономию электроэнергии при условии удовлетворения нужного уровня затрат жидкости.
Заслуживает внимания уровень давления пары в паропроводе. Чем высшее давление системы, тем больше потери через потоки и (ли) в тепловой системе; возрастают также потери закипания в конденсате потери давления в трубопроводе.
Ну и в конце концов, проблема возвращения конденсата. Следует выяснить, измеряется ли количество повернутого конденсата и не ли можно ее увеличить.
Остановимся на нескольких примерах анализа эффективности распределительных систем.
Первый пример касается использования пара на предприятии по производству транспортных средств.
Производственные процессы с использованием пара приведены в табл. 6.1.

 

Другой возможный вариант состоит в использовании пара закипания конденсата высокотемпературных процессов для подведения под давлением 0,2 МПа пары к среднетемпературной нагрузке. Таким образом, можно полностью устранить потребности в поступлении первичного пара к среднетемпературной погрузке. Реализация этого мероприятия зависит от относительного значения и продолжительности средне- и высокотемпературных погрузок. Таким образом, будет сэкономленная тепловая энергия, уменьшено потребление воды и сокращенные расходы на подготовку воды.
Вообще, в ситуациях, подобных к рассмотренной, следует выяснить, нужные ли используемые параметры энергоносителя, есть ли другие пути получения нужного вида энергии, оптимальные ли значения температуры и давления энергоносителя, и не работает ли установка с избыточной производительностью.

 

На протяжении пожилого периода полезное тепло используется лишь на технологические процессы и на нагревание воды. Фактически в другой период почти 80% тепла расходуется даром. Возможные много способов снизить эти потери летом и ограничить в зимний период, а именно:
децентрализация теплоснабжения технологических процессов;
децентрализация снабжения потребителей горячей водой;
изолирование трубопроводов;
прекращение подведения воды к отопительным приборам в пожилое время;
устранение истоков;
снижение давления пары;
улучшение утилизации конденсата. В втором примере пар, который используется в высокотемпературных технологических процессах с температурой 165°С. используется также для питания среднетемпературной нагрузки с температурой 70°С. Такую температуру получают путем мгновенного понижения давления с 0,85 МПа до 0,1 МПа. Это является причиной 18% объемных потерь и оставляет 55% тепла в конденсированном паре.
Возможное предложение по сбережению энергии состоит в установлении перед нагрузкой с температурой 70°С станции понижения давления и подведения к нагрузке пара под давлением 0,2 МПа. Потери теперь от мгновенного снижения давления и температуры будут снижены с 8% (за объемом) и в конденсате будет оставаться лишь 31% тепла.
Рис.6.4 схема обеспечения высоко- и среднетемпературных нагрузок.

 

Третий пример посвящен рассмотрения системы охлаждения на пивоварнях.
Соляной раствор охлаждается первичной системой охлаждения, а потом перемещается к нагрузкам в границах пивоварни с помощью группы циркуляционных насосов. Нагретый в нагрузках соляной раствор возвращается к первичной системе охлаждения, откуда после понижения температуры вновь подается в нагрузки.
Рис.6.5 схема охлаждения на пивоварнях.

 

Таблица 6. Использование энергии в системе охлаждения
Вид нагрузки Объем энергии, МВт*ч % Полезная 8420 64 Потери в трубопроводах 730 5 Помпы 3700 28 Вентиляторы 450 3 Всего 13300 100

 

10 часов/сутки 100% максимальных затрат 6 часов/сутки 70% максимальных затрат 6 часов/сутки 40% максимальных затрат 2 часов/сутки 20% максимальных затрат

 

Приведенные результаты показывают, что нагрузка, обусловленная циркуляционными помпами, составляет почти треть общей нагрузки. Можно рассмотреть использование для помп и вентиляторов поводов с регулированной скоростью и управление работой системы с помощью таймера.
Усиление изоляции могло бы дать небольшие энергетические сбережения и, в зависимости от внешних условий, уменьшение коррозии труб.
Следующий пример иллюстрирует эффективность упомянутого высшее регулирование скорости привода помпы. Электродвигатель мощностью 90 кВт приводит в движение водную помпу. Количество воды, которая подается помпой, регулируется отверстием с сервоприводом, что изменяет положение затвора в зависимости от давления воды в системе. Измерение затрат воды на протяжении суток дало такие результаты:

 

Затрата Регулирование затвором с сервоприводом Регулирование частотно-регулированным приводом 100% 90 кВт*1,00=90,0 кВт (90,0 кВт*1,0 + 1 кВт =91,0 кВт 70% 90 кВт*0,95=85,5 кВт (90,0 кВт*0,4 + 1 кВт = 41,5 кВт 40% 90 кВт*0,78=70,2 кВт (90,0 кВт*0,1 + 1 кВт = 14,5 кВт 20% 90 кВт*0,20=18,0 кВт (90,0 кВт*0,1 + 1 кВт = 10,0 кВт Объем сэкономленной энергии 10 *350 сут/год: 3500 ч/год (90,0-91, кВт = -3500 кВт*год 6 *350 сут/год: 2100 ч/год (88,5-41, кВт = 98700 кВт*год 6 *350 сут/год: 2100 ч/год (70,2-14, кВт = 116970 кВт*год 2 *350 сут/год: 700 ч/год (18,0-10, кВт = 5600 кВт*год Всего сбережений за год 217770 кВт*год

 

С целью сбережения энергии предложено установить частотно-регулировочный повод, который автоматически реагирует на давление в системе.
Как и в предшествующем примере, нужно определить количество сэкономленной за год электроэнергии и указать другие следствия внедрения новой системы управление поводом.
Считается, что двигатель потребляет 90 кВт мощности в случае 100% максимальной затраты помпы, зависимость энергопотребления от затраты приведено нарис.3. Частотный регулятор скорости имеет внутренние потери мощности равные 1 кВт. Помпа работает 24 часа в сутки 350 дней за год.
Определенные по графикурис.3. значение мощностей двигателя для разных систем регулирования приведены ниже в таблице.

 

уменьшение расходов на техническое обслуживание частотного регулятора сравнительно с расходами на ремонт затвора с сервоприводом,
необходимость защиты частотного регулятора от попадания воды и от электромагнитных помех;
в случае выхода из порядка частотно-регулированного повода может понадобиться дублирующая система.

 

Другие следствия введения частотного регулирования электродвигателя помпы:

 



 

Новая страница 1. Цены на нефть достигли рекордов. Газовая премьера. Новая страница 1. Российский газ.

 

Главная >  Потенциал энергии 

0.0249