Повышение эффективности теплоэнергетических систем. Повышение эффективности теплоэнергетических установок и систем. Курс лекций Повышение эффективности теплоэнергетических установок и систем Выполнили Смирнов Д. А. Блинов Е. С
 Скачать 0.98 Mb.
|
|
федеральное агенство по образованию РФ гуо впо Вологодский государственный технический университет Кафедра теплогазоснабжения и вентиляции Курс лекций Повышение эффективности теплоэнергетических установок и систем Выполнили: Смирнов Д. А. Блинов Е. С. Маликов А. А. Жаравина Н. Н. Группа: СТ-51 Проверил: Игонин В. И. Принял: Игонин В. И. Вологда 2004 Содержание1 Основные понятия и определения области энергосбережения 3 2 Системные представления энергообмена жизнеобеспечения. 7 3 Схема выработки электрической энергии 9 4 Примерная схема распределения энергии в энергосистеме 10 5 Блок эколого-экономической части 10 6 Теплотехнические системы и их элементы 11 7 Параметры, характеризующие схему идентификации 11 8 Характеристика технологических систем 13 9 Особенности теплотехнических систем 13 10 Идентификация модели и объекта теплоэнергетической системы 13 11 Последовательность элементарных операций 14 12 Критерий эффективности теплотехнических систем 15 13 Методика определения эффективности системы теплоснабжения 17 14 Блок-схема алгоритма определения эффективности системы теплоснабжения 19 15 Представления системы теплоснабжения в виде блоков 19 16 Показатель эффективности системы теплоснабжения 19 17 Потенциал энергосбережения 20 18 Повышение эффективности систем. Термодинамическая схема превращения тепла в работу 21 19 Основные блоки источника теплоты (ВИТ) 21 20 Тепловой баланс котельного агрегата 23 21 Повышение эффективности работы источников теплоты 25 22 Реализация цикла Ренкина по схеме 29 23 Энергетический баланс схемы производства теплоты и работы 29 24 Укрупненный баланс потребления энергии 30 25 Цикл Ренкина 33 1Основные понятия и определения области энергосбереженияТопливно-энергетические ресурсы – это совокупность всех природных и преобразованных видов топлива и энергии, используемых в хозяйственной деятельности. Энергосбережение – это реализация правовых, организационных, научных, производственных, технических и экономических мер, направленных на эффективное использование энергетических ресурсов и вовлечение в хозяйственный оборот возобновляемых источников энергии. Деятельность, направленная на рациональное и экономическое расходование первичной и преобразованной энергии с использованием производственно-технических, экономических, экологических мер и методов. Энергосбережение – это понятие, используемое для обозначения целей употребления ТЭР возможно более эффективным. Потенциал энергосбережения – это количество ТЭР, которое можно сберечь в результате реализации технически возможных и экономически оправданных мер, направленных на эффективное их исполнение и вовлечение в хозяйственный оборот возобновляемых источников энергии (ВИЭ) при условии сохранения или снижения технологического воздействия на окружающую и природную среды. ВИЭ – это источники энергии, возобновляемые естественным путем за счет физико-химических процессов природного происхождения. К ВИЭ относят: солнечное излучение, энергию ветра, рек, морей и океанов, внутреннее тепло земли, воды, воздуха, энергию естественного движения водных потоков и существующих в природе градиентов температур ( то есть перепадов), направление движения воздуха, энергию от использования всех видов биомассы, от отходов растениеводства, животноводства, водорослей, энергию от утилизации отходов промышленного производства, бытовых отходов, осадков сточных вод, энергию от сжигания растительной биомассы, термической переработки, отходов лесной и деревообрабатывающей промышленности. Вторичный энергоресурс (ВЭР) – это наиболее часто энергетический ресурс, получаемый в виде побочного продукта основного производства. Это ресурсы в виде тепла, газа, водяного пара, сбросных вод и топлива. Показатель энергетической эффективности объекта – это количественная характеристика уравнений рационального потребления и экономического расходования ТЭР при создании продукции. Нормативный показатель энергетической эффективности – это количественная характеристика уравнений рационального энергопотребления при создании продукции, установленная в нормативной документации для данного объекта. (расход топлива удельный на 1 ккал, тут/Гкал, тут/кВт*ч). Показатель энергосбережения – объемы энергии, полученные в результате реализации мер по ЭС (ТУТ). Расточительное расходование энергоресурсов – расход ТЭР, связанных с превышением строительных и технологических норм, несоблюдение действительных правил эксплуатации производственных коммунально-бытовых объектов, в том числе при авариях, при бесхозяйственности и некомпетентности обслуживаемого персонала. Непроизводительный расход ТЭР – расход ТЭР обусловлен несоблюдением требований, установленных гост стандартами, а также нарушением требований, установленных иными нормативными актами и другими нормативными и методическими документами. Рациональное использование ТЭР – достижение максимальной эффективности использования ТЭР при существующем уровне развития техники и технологии с учетом воздействия на окружающую среду. Экономное расходование ТЭР – относительное сокращение расходования ТЭР, выражающееся в снижении их удельных расходов на производство единицы конкретной продукции. Экономное расходование сопряжено с реализацией нормативных требований для отдельных машин, агрегатов, операций и процессов, а также цехов, объединений и самих предприятий. Экономное расходование получается за счет: новых технических решений, то есть совмещения различных функций в одном устройстве (например: приемник, фонарь, часы); замены энергетических ресурсов на менее дефицитные; замены технологий; анализ информации позволяет сопоставить дынные по документам, взятых на предприятии и на основе инструментального обследования (исследование с помощью приборов). После анализа информации ведется разработка рекомендаций по энергосбережению. В рекомендации входит обоснование экономических, организационных, технических и технологических усовершенствований с определением предполагаемых затрат и прогнозируемого эффекта в физическом и денежном отношении. Чтобы добиться на предприятии энергосберегающего режима работы, требуется внедрить энергетический менеджмент – это совокупность технических и организационных средств, которые позволяют повышать эффективность использования ТЭР с учетом совершенствования структуры управления предприятия. Чтобы проводить эти понятия в жизнь, нужно проводить энергосберегающую политику не только на предприятии, но и всем государством. Энергосберегающая политика государства – к ней относятся: административно правовые, нормативно методическое, финансово-экономическое регулирование процессов добычи, переработки, транспортировки, хранения, производства, распределения, использования ТЭР с целью их рационального использования и снижения технического воздействия на окружающую среду. Рычаги использования государством. Сертификация энергообъектов и энергоресурсов – это экспертная деятельность по инструментально-документальному выявлению и ответственному документированию степени соответствия свойств конкретного объекта (ЭР) тем характеристикам, которые установлены в нормативном документе на объект: энергопаспорт; информационный лист на поставку и эксплуатацию. Энергетический паспорт потребителя ТЭР – это нормативный документ, содержащий показатели эффективности использования ТЭР, которые потребляется в процессе хозяйственной деятельности объектами производственного назначения независимо от организационных форм собственности. Энергетический паспорт должен содержать энергосберегающие мероприятия, которые вытекают из энергетического баланса предприятия. Чтобы сделать энергопаспорт на предприятии, требуется провести энергетические обследования (энергоаудит). Энергоаудит – это энергетическое обследование потребителей ТЭР с целью установления эффективности показателей энергоисполнения и разработки соответствующих рекомендаций и мероприятий по энергосбережению, а также установление нормативных расходов энергии. Нормативные расходы энергии (топлива) – научно-технические обоснованная составляющая норм расхода энергии, которая устанавливается нормативной и регламентной документацией на конкретное изделие. В документации характеризуется предельные значения (как правило, меньшие значения) потребление энергии по элементам производственного процесса на единицу выпускаемой продукции (работы) ГОСТ 30167 (30.100-67). Норматив расхода энергии предельное значение показателя расходования ТЭР при заданных условиях изготовления, эксплуатации, ремонта и утилизации единицы продукции. Нормы устанавливают в программах, а нормативы в нормативных документах на изделие, причем указывается годовая производительность, ниже которой нормирование не эффективно. Чтобы увидеть дулю энергетической составляющей в себестоимости продукции с целью уведомления мотивации экономии продукта. Энергоаудит – оценка энергоэффективности процесса энергоресурсосбережения. Три группы энергосберегающих мероприятий. Основные источники теплопотерь. Энергоаудит – энергообследование – это обследование потребителей ТЭР с целью установления эффективности показателей энергоисполнения и разработки соответствующих рекомендаций и мероприятий по энергосбережению. По оценкам российских специалистов для сохранения энергетического потенциала России необходим ежегодный ввод 7 миллионов кВт энергетической мощностей, что потребует $50 млрд. до 2010 г. инвестиций. Опыт зарубежных индустриальных стран показал, что инвестиции в сферу энергосбережения является весьма привлекательным. В основном получается относительно быстрые сроки окупаемости 2 – 4 года. Например, установка счетчиков в Европе дала экономию энергоресурсов в 35%. Оплата по счетам за энергию снизилась на 50%. Энергоемкость национального дохода снизилась за 15 лет в США на 71%, в Японии на78%. Есть теплоемкость, электроемкость, энергоемкость продукции. В Японии введены 20% на амортизацию вновь обретенный продукт. Практикуется льготное кредитование на замену более выгодного топлива с учетом затрат на природоохранные мероприятия. Расширяется финансирование научно-исследовательских работ в области экономии ресурсов и стимулирование внедрения их результатов. По данным литературы энергоаудит проводится на каждом предприятии. В США за 14 лет, в результате, реализации федеральной программы энергосбережения при стоимости программы $2,5 млрд. экономия составила $7 млрд. Такая стимулирующая политика государство в области энергосбережения привела к появлению большого числа энергосберегающих компаний. Помимо этого появились разработки и производства энергоэффективного оборудования, и внедрение нетрадиционных методов производства энергии. Чтобы открыть новое солидное газовое месторождение, необязательно отправляться на крайний север, достаточно вложить деньги, например в Москве, в энергосберегающее предприятие. Источники непроизводительных потерь Их можно разделить на 3 группы: потери в общезаводских системах потребления энергетических ресурсов, электроэнергии, теплоты, водопользование; потери в технологических процессах, связанные с неутилизированными выбросами (например: уходящие газы котельных агрегатов, печей, технологический загрязненный пар, загрязненная вода). потери, связанные с моральным и реальным старением технологии и оборудования. Наиболее капиталоемкие потери – это 3-ая группа потерь. Сроки окупаемости составляют 1,5-2г до 4-5 лет. В основном, источники непроизводительных потерь связаны с нерациональным устройством и эксплуатации этих систем. Таким образом, большие потери имеют место при испытании технологич. пара выбрасывается в окружающую среду, большие потери в сетях сжатого воздуха, не правильно подобранные электродвигатели, не налаженные тепловые сети, завышенные потери электроэнергии в электротрансформаторных сетях и потери воды. Обычно энергоаудиторская работа проводится в два этапа: производится изучение предприятия, с целью правильно подобрать коллектив специалистов, определяется стратегия после энергоаудита выбирается направление работы совместно с руководством предприятия. Результат энергоаудита – вычисление потенциала энергосбережения предприятия, а также показать реальные пути сокращения платежей за энергию. В системах теплоснабжения основным источником потерь является отклонение тепло-гидравлических режимов работы тепловой сети от проекта. наличие не расчетных режимов работы вентиляции и отсутствие коммерческих узлов учета на ЦТК (центральных тепловых пунктах). Основные потери по электроэнергии. Следить за работой компрессоров в номинальном режиме, рационально разработать системы оборотного водоснабжения, сокращать потери питьевой воды, следить за режимом потребления воды. В течении 2-х лет плата за эр. после проведения энергоаудита снизилась на 20%. Технологические вопросы усовершенствование технологических схем путем замены элементов их составляющих. |