Реферат по теме выпускной работы
Содержание
- Введение
- 1. Актуальность темы
- 2. Цель и задачи исследования
- 3. Планируемые результаты
- 4. Выводы
- ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОК
Введение
Из опыта обследования систем теплоснабжения городов и районов региона в последние годы наблюдается тенденция роста удельных расходов топлива и потребления электроэнергии на производство и передачу тепловой энергии и теплоносителя. Усилилась дисгармония в производственных показателях систем теплоснабжения отопительного и неотопительного периодов, что выражается в высокой разнице тех же удельных показателей потребления топлива и электроэнергии. Летом тепловая мощность задействованных котлоагрегатов иногда в 30 раз и более превышает расчётную мощность, достаточную для обеспечения тепловой нагрузки, т.е. котёл работает в недопустимом режиме, что свидетельствует о его завышенной установленной мощности либо об отсутствии в схеме котельной котлов для обеспечения летних режимов теплопотребления.
Автоматизированные горелки с широким диапазоном регулирования далеко не всегда способны обеспечить надлежащий режим теплопроизводительности. Это влечёт к тепловым потерям на источнике, выраженным в завышенных расходах на собственные нужды или низкими КПД агрегатов, и в тепловых сетях. При этом, на выработку и транспорт тепла в летний период задействовано электрической мощности гораздо больше, чем в зимний, в удельном весе: удельные расходы электроэнергии увеличиваются в 3-6 раз, в большей степени потребляемые на циркуляцию теплоносителя.
Существующие системы учёта ресурсов и отчётности на предприятиях теплоснабжения позволяют отразить вполне приемлемые показатели удельных расходов топлива на выработку и отпуск тепла потребителям, но упускают из виду анализ электрической составляющей. В структурах теплоснабжения оценка деятельности предприятий и тарификация производятся по удельным показателям расхода топлива, а удельные расходы электроэнергии и показатели мощности практически не нормируются и не отслеживаются. Этот факт является существенной недоработкой нормативной базы и методов энергетического обследования, тогда как удельные показатели потребления электроэнергии и электрической мощности могут служить значимыми индикаторами систем теплоснабжения, снижение которых и будет определяющим критерием оценки эффективности систем энергоснабжения.
Отсутствие реальной картины о системах энергоснабжения котельных, несоответствие и недостаток информации о соответствии имеющихся мощностей фактическим нагрузкам часто не позволяет оптимизировать эти же системы на местах, а администрациям городов и районов и руководителям разного уровня принять верные решения и благоприятные планы развития систем теплоснабжения.
Накопленный на кафедре промышленной теплоэнергетики ДонНТУ материал энергетических обследований позволяет констатировать подобные факты и делать подобные выводы и требует глубокого анализа сложившейся ситуации, причём в каждом конкретном случае индивидуально, поскольку хороший энергоаудит – это не только сбережение энергоресурсов, неожиданно могут возникать разные интересные выводы и решения.
Большая часть тепловой и электрической энергии вырабатывается на тепловых электрических станциях (ТЭС), как общего пользования, так и промышленных, а также в централизованных котельных. Остальная часть тепловой энергии вырабатывается в автономных источниках теплоты.
Энергоэффективность таких предприятий заключается в умении осуществлять производственный процесс при минимальном потреблении энергетических ресурсов. Одним из ключевых инструментов достижения необходимого уровня предприятия является энергетическое обследование предприятия - энергоаудит. Энергоаудит проводится с целью повышения надежности энергоснабжения предприятия при минимальном потреблении энергоресурсов.
Энергоаудит - это энергетическое обследование объектов с целью установления эффективности использования энергетических ресурсов и выработки экономически обоснованных мер по снижению затрат на энергосбережение для предприятия или группы потребителей, позволяющие сделать количественные оценки сбережения энергоресурсов и финансовых затрат, а также оказание помощи предприятию в осуществлении мероприятий, обеспечивающих практическую экономию энергоресурсов.
В результате обследований определяют реальное состояние энергохозяйства объекта, энергетические балансы, оценивают источники потерь энергии, определяют направления снижения энергетических затрат и оплаты за энергоресурсы. Обязательным итогом энергетического обследования объекта является выдача рекомендаций по оптимизации технологии производства и потребления энергоресурсов.
В процессе энергоаудита предприятия оценивается его потенциал энергоэффективности или энергосбережения, состояние его технологических систем и систем учета, составляется энергобаланс, моделирующая система нормативов. В результате энергетического обследования составляется «Отчет об энергетическом обследовании», разрабатывается энергетический паспорт, дается перечень мероприятий, которые необходимо реализовать, чтобы устранить резервы экономичности и улучшить эффективность работы.
Энергоаудит направлен на решение следующих основных задач :
-оценка фактического состояния энергоиспользования на предприятии, выявление причин возникновения и определение значений потерь топливно-энергетических ресурсов;
-разработка плана мероприятий, направленных на снижение потерь топливно-энергетических ресурсов;
-выявление и оценка резервов экономии топлива и энергии;
-определение рациональных размеров энергопотребления в производственных процессах и установках;
-определение требований к организации по совершенствованию учета и контроля расхода энергоносителей.
По результатам энергоаудита руководство предприятия получает:
-оценку текущего энергопотребления с достоверными данными по объемам потребления всех ресурсов и суммам средств, затрачиваемых на них, по предприятию в целом, по отдельным участкам, и их удельные величины на каждый вид продукции;
-программу мероприятий по энергосбережению, направленных на постоянное и планомерное снижение издержек.
Энергоаудиторы готовы решать большинство задач, которые перед ними ставятся. При этом настоящий энергоаудитор всегда предупредит заказчика о своих сомнениях в достижении эффективности того или иного решения.
Основные правила проведения энергоаудита:
Существуют три способа снижения потребления энергии:
-исключить нерациональное использование;
-устранить потери;
-повысить эффективность.
В этих направлениях и в такой последовательности должны работать аудиторы, ибо неразумно вкладывать средства в повышение эффективности бесполезно работающего оборудования.
Чем меньшая доля энергоресурса в общих энергозатратах, тем меньше времени (денег заказчика) должно быть затрачено для определения эффективности его использования на предприятии.
Часто небольшая экономия у крупного потребителя бывает более значительной и достижимой, чем большая экономия у небольшого потребителя.
Энергоаудит условно можно разделить на четыре основных этапа:
1. Ознакомление с предприятием, сбор и анализ необходимой информации, составление программы обследования .
2. Обследование предприятия:
- Разработка подробных балансов по всем ресурсам, выявление основных потребителей и мест экономии ресурсов.
- Для выполнения этой задачи часто необходимо провести измерения и испытания.
3. Разработка энергосберегающих проектов и их объединение в единую программу повышения эффективности.
4. Отчет и презентация результатов работы .
1. Актуальность темы
Сложившаяся в последнее время демографическая ситуация и темпы роста энергопотребления в мире представляют угрозу исчерпания имеющихся на планете запасов органических топлив. Если до 1980 года в мире было добыто 210 млрд тут органических топлив, то лишь за последние 20 лет прошлого столетия эта цифра была превышена. Безусловно, представленный выше прогноз энергопотреблении в XXI веке включает не только энергия, производимую на базе ископаемых топлив, но и полученную из всех возможных источников (атомную, термоядерную, полученную из возобновляемых источников и т.д.). Однако сегодня ископаемые органические топлива дают львиную долю энергоресурсов, и объемы их потребления потрясают, что и обуславливает энергетическую, или правильнее говоря, топливную, проблему.
Данные о запасах органических топлив заметно отличаются в различных источниках, что объясняется, прежде всего, трудностью получения достоверных геологических оценок, постоянным совершенствованием методов оценки и непрекращающейся разведки, а также подвижностью границ в классификации энергетических ресурсов: установленные (разведанные) и неразведанные (теоретически предполагаемые); традиционные (разработка которых при нынешнем состоянии техники возможна и экономически целесообразна) и нетрадиционные (разработка которых сегодня представляет технические трудности или экономически не рентабельна).
Насколько важен этот фактор (истощение запасов органических топлив), дает представление сопоставление значений традиционных запасов ископаемых топлив и нынешнего уровня их потребления (табл.1). Так, при сохранении объемов потребления ископаемых органических топлив на уровне 2000 г. традиционные запасы нефти будут исчерпаны в течении 41 года, природного газа - 62 лет, угля – 230 лет.
| Вид топлива | Традиционные | Общие | Потребление 2000 г., Мтнэ |
|---|---|---|---|
| Нефть, млрд т | 140 (120-155) | 320 | 3430 |
| Природный газ, трлн м³ | 146 | 270 | 2220 |
| Уголь каменный и бурый, млрд тут | 690 | 10125 | 2240 |
| Уран – 235, тыс. т | 3200 (запасы) | 5100 |
Несомненно, решение энергетической проблемы в глобальном масштабе связано с поиском новых видов энергии практически неисчерпаемых и чистых, но до их появления использование традиционных источников должно сопровождаться глубоко продуманной энергосберегающей политикой. Известно: чтобы сберечь тонну сырья, топлива или материалов, нужно затратить в 3-4 раза меньше средств, чем получить ту же тонну первичных ресурсов.
Основными составляющими энергосбережения являются:
- структурная перестройка экономики; переориентация на производство менее энергоемкой, наукоемкой продукции;
- специализация и кооперация производств внутри отрасли и между отдельными отраслями промышленности;
- переход на новые энергоэффективные технологии и оборудование во всех отраслях экономики;
- улучшение структуры топливно-энергетического баланса;
- высокопрофессиональный энергетический менеджмент (энергоаудит).
В работе вопросы совершенствования методов энергетического обследования и разработки рекомендаций по снижению удельных расходов топлива предлагается рассмотреть на примере анализа деятельности предприятия ПЕ «Волновахамежрайтеплосеть». Предприятие расположено в г.Волноваха и является производственной единицей (ПЕ) коммунального предприятия «Донецктеплокоммунэнерго». Направление деятельности – поставка пара и горячей воды. ПЕ имеет в своем составе 6 производственных участков: г. Волноваха – 10 ед., п. Ольгинка – 1 ед., п. Новотроицкое – 2 ед., п. Владимировка – 1 ед., п. Мангуш – 4 ед., г. Докучаевск – 4 ед, т.е. всего на балансе предприятия находится 22 котельных.
2. Цель и задачи исследования
Для определения эффективности использования потребляемых энергоресурсов, выбора способов снижения нерационального энергопотребления, получения информации для объективной оценки потребления энергии как в натуральном, так и в стоимостном выражении, необходимо проведение энергетических обследований (энергоаудитов). Указанные обследования силами независимых экспертных групп позволяют объективно оценить уровень эффективности использования энергетических ресурсов на предприятии и наметить целесообразные меры по энергосбережению.
Главной целью энергоаудита является комплексный анализ всех систем энергоснабжения объекта для определения потенциала энергосбережения и выявления основных направлений его реализации, а также для разработки мероприятий и технических решений, позволяющих снизить энергопотребление и, как следствие, финансовые затраты на оплату топливно – энергетических ресурсов.
Энергоаудиту подлежат все предприятия, организации и фирмы независимо от организационно-правовых форм и форм собственности не реже одного раза в 5 лет, а по их результатам составляется или обновляется энергетический паспорт.
Энергоаудит предполагает следующие методологические этапы:
- первичный обзор статической, документальной и технической информации по всем видам энергетической деятельности предприятия и составление программы энергоаудита;
- метрологическое (инструментальное) и термографическое обследование всех потребителей тепловой и электрической энергии;
- исследование теплового баланса предприятия;
- обработка полученной или собранной информации и аналитический обзор по всем видам энергетической деятельности предприятия;
- оценка энергоэффективности теплотехнического, теплоэнергетического и теплотехнологического оборудования, теплогенерирующих установок, систем отопления и вентиляции, горячего водоснабжения, пароснабжения, сбора и возврата конденсата, холодоснабжения, электроснабжения, использования вторичных энергоресурсов;
- разработка основных рекомендаций и мероприятий по энергосбережению, учету топлива, воды, электрической и тепловой энергии;
- оформление отчета и составление энергетического паспорта.
Одним из слагаемых эффекта, достигаемого при модернизации или совершенствовании эксплуатации котельных, является возможная экономия топлива или тепловой энергии. Режимно-наладочные работы в котельной позволяют выявить недостатки в состоянии и эксплуатации котлов, наметить и осуществить комплекс мероприятий, повышающих экономичность: оптимизировать уровни избытков воздуха в разных частях газового тракта, температуры уходящих газов, установить режим водоподготовки, обеспечивающий минимальное образование накипи на внутренних поверхностях нагрева, и др.
В большинстве типов котлов газовый тракт находится под разрежением. В верхней части топки оно составляет около 20-30 Н/м² (2-3 мм вод.ст.) и возрастает в зависимости от аэродинамического сопротивления поверхностей нагрева, размещенных после топки. Поскольку в конструкции котла наличествуют неплотности в местах сопряжения отдельных элементов с футеровкой, то при его работе всегда имеют место присосы холодного воздуха в топочную камеру и другие части газового тракта. Влияние присосов тем сильнее, чем они ближе к топке.
Тепловые характеристики котлоагрегатов заметно зависят от уровня избытка воздуха в топке. Если избыток превышает норму (устанавливаемую по условиям полного сгорания топлива), то снижается температура в топке, сокращается тепловосприятие радиационных поверхностей нагрева, увеличиваются энтальпия и объемы газов перед конвективными поверхностями нагрева. По мере увеличения избытка воздуха в топке за счет присоса рост их удельного тепловосприятия все более отстает от роста энтальпии, что приводит к повышению температуры уходящих газов, т.е. к снижению экономичности работы котла. Одновременно увеличиваются затраты электроэнергии на тягодутьевые установки вследствие увеличения объемов отводимых газов.
Если уровень присосов воздуха в топку составляет 10-20%, то температура уходящих газов повышается на 3-8 °C. Такой же уровень присосов воздуха в газоходы хвостовых поверхностей нагрева практически не влияет на работу топки, но снижает температуру уходящих газов на 8-14 °C и увеличивает их объем.
Увеличение избытков воздуха в топочной камере при сжигании твердого топлива вследствие понижения температуры в топке приводит также к росту потерь за счет механического недожога (q³).
Питание котлов холодной водой приводит к повреждению поверхностей нагрева, способствует образованию накипи. При снижении температуры питательной воды против расчетных значений и постоянном расходе пара из котла всегда требуется увеличивать расход топлива, хотя КПД брутто котла практически не изменяется. При снижении температуры питательной воды и постоянном расходе топлива КПД брутто котла повышается с одновременным снижением паропроизводительности. Уменьшение температуры питательной воды приводит к недогреву воды в экономайзерах некипящего типа и росту экономайзерного участка экранных поверхностей. Итак, ради высокой экономичности и надежности котельных установок питательная вода для котлов должна предварительно нагреваться. Для паровых котлов всегда эффективным является использование конденсата, возвращаемого от потребителей. Кроме того, подогрев воды отработавшим паром или дымовыми газами позволяет сохранить еще одну часть теплоты, которая могла бы быть потерянной.
Подача питательной воды с повышенной температурой в экономайзер приводит к снижению в нем теплосъема и повышению температуры уходящих газов. Поэтому существуют различные способы понижения температуры воды после атмосферных деаэраторов до 70-80 °C, а также практикуется применение вакуумных деаэраторов, в которых вода кипит при температуре 54-70°C.
Для паровых котлов, оснащенных экономайзерами, важное значение имеет поддержание рабочего давления пара на уровне расчетного. На многих предприятиях котлы с расчетным рабочим давлением 9-13 ат работают при пониженном давлении, что приводит к нерациональному использованию топлива и ограничивает возможности подогрева питательной воды в экономайзере некипящего типа с помощью теплоты уходящих газов. Существует оптимальное значение разности между температурой насыщенного пара в барабане котла и температурой воды на выходе из водяного экономайзера. При снижении рабочего давления в котле до 5 ат вместо номинального значения 13 ат потери топлива достигают 6%.
При дросселировании пара до давления, нужного по условиям потребителей, в редукционных установках имеют место потери. Однако они существенно меньше, чем обсужденные выше. Кроме того, при редуцировании пара температура его практически не изменяется, что позволяет приводить его в перегретое состояние.
Для улучшения эффективности котельных, в которых рабочее давление котлов превышает нужное потребителям, редукционно-охладительные установки (РОУ) заменяют турбинами малой мощности. Внедрение таких турбин целесообразно при существующей загрузке потребителей теплоты и позволяет обеспечивать комбинированную выработку электроэнергии на тепловом потреблении с высокой экономичностью.
Для каждого из типоразмеров котлов существует характеристика зависимости КПД от нагрузки. Обычно максимальное значение его приходится на область 80-90% нагрузки от номинальной. При снижении нагрузки он уменьшается за счет роста относительных топочных потерь, увеличения избытка воздуха в топке и др. Для паровых котлов есть технические ограничения минимальной нагрузки по условиям циркуляции. Работа котла в форсированном режиме также сопровождается ростом тепловых потерь и снижением КПД. Индивидуальные характеристики изменения КПД котлов от нагрузки используются в котельных при распределении нагрузок между котлами и выборе их работающего состава. При выборе состава работающих котлов учитываются также целесообразность их останова и пуска и другие ограничивающие факторы.
3. Планируемые результаты
Как один из вариантов усовершенствования методов энергетического обследования и обработки их результатов целесообразно на каждом обследуемом объекте иметь расчетные зависимости расхода топлива для отопления (теплоснабжения) зданий в графической и табличной форме. Для их построения можно воспользоваться материалами проектов энергоисточника и зданий, или нормативно-методическими материалами, например, [2], где изложена методика определения количества тепловой энергии, необходимой на планируемый период:
Q = a·V·q·(tb - th) - (1+Kиp), ккал/ч, (1)
где Q - расчетная часовая тепловая нагрузка отопления здания (зданий), ккал/ч; a - поправочный коэффициент, равный 0,95; V - объем здания (объектов) по наружному обмеру, м³; q - удельная отопительная характеристика здания, ккал/(м³·ч·°C) (для ниже рассматриваемого случая q=0,45 ккал/(м³·ч·°C)); tв - температура воздуха внутри помещения, °C; tн - температура наружного воздуха,°C; Кир - расчетный коэффициент инфильтрации, определяемый по формуле:
Кир=10-2·{2g·L·[1 - (273+tн)/(273+tв)]+W2}°,5, (2)
где g - ускорение свободного падения, м/с²; L - высота здания, м; W - расчетная для данной местности скорость ветра в отопительный период, м/с (принимаем 3 м/с).
Учитывая, что взаиморасчеты за теплоснабжение ведутся по показаниям, например, расходомера природного газа, о теплоте сгорания (Qнр) которого регулярно информируются потребители, расход тепловой энергии выразим в топливном эквиваленте, м3/ч:
Д = Q/Qнр - бp, (3)
где ηбp - КПД котлов брутто по данным режимной карты.
Результаты расчетов приведены на рисунке. В диапазоне изменения температуры наружного воздуха примерно до -12°C наблюдается завышенный расход топлива на отопление, в среднем на 24-26%.
При этом данные документального обследования работы котельной по фактическим расходам топлива в условиях минимально возможного температурного графика теплосети от 62-60°C в прямой магистрали и 56°C в обратной (по условиям работы котлов при качественном регулировании) показывают, что такой температурный график вполне допустим только при температуре наружного воздуха от -12 до -20°C.
Следовательно, экспериментально можно показать, что при температурах наружного воздуха до -10-12°C необходима организация комбинированного или количественного регулирования работы тепловой сети [1-4], что позволит сэкономить не менее 25% расхода топлива. Такие схемы достаточно широко опробованы на практике [9].
Для расчета себестоимости по теплу и электроэнергии предлагается использовать несколько методик: по укрупненным показателям и по детальным расчетам, включая почасовой график потребления тепла и электричества и колебания среднесуточной температуры.
Любой район теплоснабжения условно делится на 3 основные составляющие:
- источник теплоснабжения (котельная);
- транспортировка тепловой энергии (тепловые сети);
- системы теплопотребления.
Каждая из приведенных составляющих обладает характерными непроизводительными потерями, снижение которых и является основной функцией энергосбережения.
На основании данных, полученных в ходе инструментальных измерений на этапе теплоэнергетического аудита на котлоагрегатах, теплообменного оборудования, тепловой и электрической сети, а также данных документального обследования работы котельной производится расчет показателей, характеризующих режим работы котельной.
При нормальной работе источника теплоснабжения всегда существуют три вида основных потерь:
- с недожогом топлива и уходящими газами (обычно не более 18%), потери энергии через обмуровку котла (не более 4%) и потери с продувкой и на собственные нужды котельной (около 3-8 %). Указанные цифры тепловых потерь приблизительно близки для нормального не нового отечественного котла (с КПД около 75%). Более совершенные современные котлоагрегаты имеют реальный КПД около 85-90 % и стандартные эти потери у них ниже.
Повышение экономичности работы уже существующего котлоагрегата за счет снижения уровня тепловых потерь в общем случае можно представить как последовательность определенных действий и общих рекомендаций по снижению удельных расходов топлива (в порядке эффективности):
| № | Наименование мероприятия | Пределы годовой экономии, % |
|---|---|---|
| 1 | Проведение режимной наладки котлов с инвентаризацией вредных выбросов. Разработка режимной карты работы котлоагрегатов на различных нагрузках и мероприятий, которые обеспечат работу котлоагрегатов только в экономичном режиме. | 5-10% от потребляемого топлива |
| 2 | Поддержание оптимального коэффициента избытка воздуха и хорошего смешивания его с топливом, перерасчет сопел горелок под реальную нагрузку | 1-3 % |
| 3 | Установка поверхностного водяного экономайзера за котлом | 1-% |
| 4 | Проведение комплексного обследования котлоагрегатов, включая газовый анализ продуктов сгорания. Применение за котлоагрегатами установок глубокой утилизации тепла, установок использования скрытой теплоты парообразования уходящих дымовых газов (контактный теплообменник) | до 15 % |
| 5 | Повышение температуры питательной воды на входе в барабан котла. | 2% на каждые 10°С |
| 6 | Подогрев питательной воды в водяном экономайзере | 1% на 6°С |
| 7 | Содержание в чистоте наружных и внутренних поверхностей нагрева котла | до 10% |
| 8 | Использование тепловыделений от котлов путем забора теплого воздуха из верхней зоны котельного зала и подачей его во всасывающую линию дутьевого вентилятора | 1-2 % |
| 9 | Теплоизоляция наружных и внутренних поверхностей котлов и теплопроводов, уплотнение клапанов и тракта котлов (температура на поверхности обмуровки не должна превышать 55 °С) | до 10% |
| 10 | Перевод котельных на газовое топливо | стоимость 1 Гкал в 2-3 раза снижается |
| 11 | Установка современных систем учета расходов топлива, элек-троэнергии, воды и отпуска тепла | до 20% |
| 12 | Оборудование котельной рабочими приборами контроля и регулирования, оптимальная настройка автоматики котлоагрегатов. | до 30% |
| 13 | Оборудование котельной эффективным и экономичным насосным оборудованием, надежной трубопроводной запорно-регулирующей арматурой. Применение частотного привода для регулирования скорости вращения насосов, вентиляторов и дымососов. | до 30% от потребляемой ими электроэнергии |
Тепловая энергия, переданная в котельной теплоносителю, поступает в теплотрассу и следует на объекты потребителей. Величина КПД на участке тепловых сетей обычно определяется следующим:
- КПД сетевых насосов, обеспечивающих движение теплоносителя по теплотрассе;
- потерями тепловой энергии по длине теплотрасс, связанными со способом укладки и изоляции трубопроводов;
- потерями тепловой энергии, связанными с правильностью распределения тепла между объектами-потребителями, т.н. гидравлической настроенностью теплотрассы;
- периодически возникающими во время аварийных и нештатных ситуаций утечками теплоносителя.
При разумно спроектированной и гидравлически налаженной системе теплотрасс, удаление конечного потребителя от участка производства энергии редко составляет больше 1,5-2 км и общая величина потерь обычно не превышает 5-7%.
Снижение уровня тепловых потерь и повышение экономичности работы теплотрассы в общем случае также можно представить как последовательность определенных действий:
1. Проведение комплексного обследования теплотрасс от котельной к объектам теплоснабжения и выявление основных каналов появления в них тепловых потерь.
2. Проведение гидравлической наладки теплотрасс с шайбированием потребителей по фактически потребляемой ими тепловой нагрузке.
3. Восстановление или усиление теплоизоляции теплотрассы или при экономической целесообразности перекладка существующих трубопроводов использовав для замены предварительно изолированные трубопроводы.
4. Для систем ГВС обеспечение циркуляционной схемы включения. По возможности оборудовать теплопункты потребителей тепла пластинчатыми теплообменниками для нужд ГВС.
5. Замена низкоэффективных отечественных сетевых насосов на современные с более высоким КПД. При экономической целесообразности (большой мощности электродвигателей насосов) необходимо использовать устройства частотного регулирования скорости вращения асинхронных двигателей.
6. Замена запорной арматуры на трассе с использованием современных надежных поворотных заслонок, что значительно снизит тепловые потери в нештатных и аварийных ситуациях, а также исключит варианты появления утечек теплоносителя через сальники задвижек.
Наиболее существенными составляющими тепловых потерь в теплоэнергетических системах являются потери на объектах-потребителях. Наличие таковых не является прозрачным и может быть определено только после появления у потребителей тепла приборов учета тепловой энергии.
В общем случае улучшение ситуации энергопотребления на участке потребителя, с учетом реальной возможности их проведения, выглядит следующим образом:
| № | Наименование мероприятия | Пределы ожидаемого снижения общих тепловых потерь, % |
|---|---|---|
| 1 | Устранение вентиляционных потерь за счет исключения избыточной инфильтрации. | с 28 % до 9,8 % |
| 2 | Снижение потерь тепла через заполнение окон и дверей. | с 15% до 4,5% |
| 3 | Утепление подвала. | с 9% до 3,6% |
| 4 | Утепление чердака. | с 6% до 2,4% |
| 5 | Установка автоматической системы регулирования подачи теплоносителя на отопление в зависимости от погодных условий. Использование "погодного" регулирования способно снизить потребление тепла при одновременном повышении комфортности в помещениях зданий. | Снижение на 10-15% |
| 6 | По возможности оборудование отопительных приборов радиаторными регуляторами температуры в помещении, что дает возможность снижения тепловой нагрузки здания. | До 10 – 20% |
| 7 | Обеспечение надежной работы рециркуляции ГВС внутри объекта, что позволит сэкономить тепловую энергию, затрачиваемую на нагрев воды. | До 25% |
| 8 | Обеспечение эффективной работы регуляторов температуры на бойлерах ГВС. | До 15% |
Этот перечень можно расширить за счет:
1. Установки приборов учета тепловой энергии на объектах потребления тепла. Появление картины потребления тепла во времени даст возможность провести анализ сложившейся ситуации и выбрать наиболее эффективный способ использования тепловой энергии.
2. Промывки системы отопления.
3. Настройки «гидравлики» внутренней системы отопления с помощью шайбирования или балансировочных клапанов, циркуляционных насосов. При необходимости - внесение изменений в схему подключения отопительных приборов, а возможно - использование более экономичных радиаторов.
4. Оборудования теплового пункта надежной и современной запорно-регулирующей арматурой.
5. Ревизии существующих бойлеров ГВС и при необходимости - замена их на высокоэффективные пластинчатые теплообменники.
6. Проведения в случае необходимости комплекса работ по утеплению наружных ограждающих конструкций зданий.
Для реализации указанного потенциала энергосбережения необходима распределенная многоуровневая система регулирования теплопотребления зданиями. Комплексный энергетический аудит и уточнение теплового баланса зданий, находящихся на балансе котельной, позволили обнаружить расхождения реального энергопотребления с договорными значениями, предложить комплекс мероприятий сокращения энергозатрат, разветвленную систему регулирования. Здания с данными значениями термических сопротивлений стен (1,15-1,5 м²К/Вт) достаточно приемлемо удерживают тепло, приводя в ряде случаев к «перетопам»; в процессе энергообследования выявлены существенные значения «перетопов» зданий в пределах 13-15%.
Для прояснения этих вопросов в зданиях были проведены дополнительные исследования связи тепловлажностных режимов в помещениях с особенностями функционирования отопления. Результаты эксперимента в целом подтвердили принятые ранее допущения по коррекции удельных отопительных характеристик, расчетам тепловых балансов зданий практически во всем диапазоне значений температур наружного воздуха. Значения удельных расходов на отопление зданий с различными тепловыми сопротивлениями ограждений практически не отличаются, т.к. определяются исключительно режимами функционирования отопительной системы, работой узлов смешения на входе в здание и гидравлическими особенностями конкретных объектов. Существенный разброс в полученных значениях удельных энергозатрат за отопительный сезон лишний раз свидетельствует о несбалансированной работе системы как в отдельных домах, так и по всем потребителям в целом.
На основе анализа данных обследований ряда объектов предполагается уточнить состав критериев, удельные показатели, описывающих системы теплоэнергоснабжения зданий (теплоплотность, удельная протяженность, удельные потери при транспортировке и др.) для выявления максимальных потерь энергии и, соответственно, потенциала энергосбережения.
Все эти факторы приводят к необходимости коррекции энергетических паспортов зданий. Коррекция энергетического паспорта здания целесообразна именно в направлении выявления функциональной эффективности здания и составляющих его инженерных систем. Паспортизация зданий в результате проведения энергетических обследований должна давать ясные представления об эффективности здания с точки зрения степени достижения оптимальных параметров. При этом само понятие «оптимальности» здания как теплоэнергетической многоуровневой системы также требует дополнительной теоретической и методологической проработки.
5. Выводы
Рост экономики страны не должен сдерживаться энергодефицитом, поэтому энергосбережение сегодня единственный и безальтернативный инструмент, который в гораздо более сжатые сроки и наименее затратным способом (по сравнению со строительством генерирующих мощностей) может позволить снизить энергопотребление, не снижая темпов роста промышленности и строительства, и достичь снижения уровня энергоемкости ВВП.
Экономический эффект от внедрения мероприятий по энергосбережению, и иных, можно увеличить методами систем качества на основе анализа, посредством планирования и управления затратами, моментом и сроками внедрения и другими приёмами. Так, например, можно выполнить оценку эффективности использования помещений котельных по теплопроизводительности на отпуск 1 Гкал теплоты, приведенной на 1м² площади и на 1м³ объема помещений, и по эффективности использования топлива котлоагрегатами.
Учитывая опыт внедрения и эксплуатации современных автоматизированных котельных, реконструкция отдельно выбранных котельных с их переводом на класс котлов, имеющих те же габариты, но с более высокими теплопроизводительностью и коэффициентом использования топлива, позволит повысить резерв тепловой мощности существующих котельных и дополнительно принять нагрузки, высвободив устаревшие котельные мощности в резерв или ликвидировав их.
Анализ схем компоновки котельной, теплопункта или иного объекта, конструктивного исполнения и габаритно-весовых показателей оборудования может существенно сократить занимаемые площади объектов, что позволяет оптимизировать затраты и получать наибольшую выгоду при эксплуатации и в новом строительстве объектов недвижимости, особенно в крупных городах.
Если учесть, что за десятки лет изменилась структура потребления тепла и состав потребителей, сами нагрузки, то целесообразно пересматривать схемы теплоснабжения городов и районов в целом комплексе энергетического обследования, тем более, что этот сектор разнообразен и имеет высокую инвестиционную привлекательность.
ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОК
- Ганжа В.Л. Основы эффективного использования энергоресурсов: теория и практика энергосбережения / В.Л. Ганжа. – Минск : Белорус. наука, 2007. – 451 с. – ISBN 978-985-08-0810-3.
- Энергетические обследования – способ реального энергосбережения и получения дополнительной прибыли: методическое пособие (нормативные документы, информационно – справочные материалы) / под ред. Т.Е. Троицкого-Маркова и др. М.: Спорт и культура, 2002. 209 с.
- Основы энергосбережения: учебник / Н.И. Данилов, Я.М. Щелоков, под ред. Н.И. Данилова. Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2006. 564 с.
- Фокин В.М. Основы энергосбережения и энергоаудита. М: «Издательство Машиностроение-1», 2006. 256 с.
- Теплотехнический справочник/ Под ред. В. Н. Юренева и ПД. Лебедева. T. 1.М.: Энергия, 1975. 744 с.
- Преображенский Н.И. Контроль за рациональным использованием газа. Л.: Недра, 1983. 368 с.
- Качан А.Д. Режимы работы и эксплуатации тепловых электрических станций. Мн.: Высш. школа,1978. 288 с.
- Тепловой расчет котельных агрегатов (Нормативный метод) / Под ред. Н.В. Кузнецова. М.: Энергия, 1973. 296с.
- Роддатис К.Ф. Котельные установки. М.: Энергия, 1977.432 с.
- ЭСКО Электронный журнал энергосервисной компании «Экологические системы» № 5, май 2005.