Технические и технологические задачи энергосбережения. Исполнитель

Технические и технологические задачи энергосбережения.

Цель работы: Изучение технических и технологических задач и методы их решения.

План:

1. Энергосбережение в народном хозяйстве и в быту.
2. Мероприятия по уменьшению потребления и потерь электроэнергии.
3. Технологические меры по энергосбережению.

4. Технические и технологические вопросы энергосбережения 

 {spoiler=Подробнее}

Проблема экономии и снижения потерь электроэнергии в системах электроснабжения промышленных предприятий занимает важное место в экономике народного хозяйства нашей страны. Экономия электроэнергии на промышленных предприятиях может быть получена за счет уменьшения потерь электроэнергии в системе электроснабжения (трансформаторах, реакторах, линиях и пр.), а также за счет рационализации и усовершенствования технологического процесса потребления электроэнергии электродвигателями, электропечами, электрическими светильниками и пр.

При определении места установки статических конденсаторов следует учитывать возможное увеличение мощности электрооборудования цехов промышленных предприятий и электроснабжение цехов от комплектных встроенных подстанций типа КТП с трансформаторами до 1000 кВА и выше. В этих случаях основным способом повышения коэффициента мощности cosφ становится установка на шинах 0,38 кВ КТП. При этом чаще применяется групповая компенсация с размещением конденсаторов у силовых щитов и магистральных шинопроводов, так как большинство типовых проектов ТП или ТП-РП не предусматривает места для установки комплектных конденсаторных установок (ККУ).

Во избежание недокомпенсации в часы максимальной нагрузки и при отсутствии вышеуказанных точных данных рекомендуется мощность компенсирующих устройств принимать по наибольшей реактивной мощности наиболее загруженной смены Q = Q_см = Р_см tgφ.

При определении расчетной нагрузки, по которой выбирается мощность компенсирующего устройства, следует учитывать выполнение мероприятий по повышению коэффициента мощности нагрузки потребителей, не требующих наличия компенсирующих устройств.

Компенсирующие устройства могут размещаться в сетях напряжением до 1000 В и выше; при этом их суммарная реактивная мощность должна равняться общей расчетной мощности компенсирующего устройства.

Проблема экономии и снижения потерь электроэнергии в системах электроснабжения промышленных предприятий занимает важное место в экономике народного хозяйства нашей страны. Экономия электроэнергии на промышленных предприятиях может быть получена за счет уменьшения потерь электроэнергии в системе электроснабжения (трансформаторах, реакторах, линиях и пр.), а также за счет рационализации и усовершенствования технологического процесса потребления электроэнергии электродвигателями, электропечами, электрическими светильниками и пр.

Потери электроэнергии в меди трансформатора могут быть также определены по его каталожным данным ΔР_м.ном., максимальной нагрузке S_макс и времени потерь τ, найденным по графику:

Потери электроэнергии в стали определяются потерями мощности при холостом ходе (ΔР_ст = ΔР_х.х) и временем включения трансформатора Т_в:

ΔW_ст = ΔР_стТ_в

Тогда суммарные активные потери электроэнергии

Суммарные реактивные потери электроэнергии определяются по реактивным потерям мощности с учетом времени потерь и времени включения трансформатора:

Потери мощности и электроэнергии в реакторах. Величина потерь активной мощности в реакторах

где ΔР_ном.ф. – потери активной мощности в одной фазе реактора при номинальной нагрузке (даются в каталогах определенного типа реактора); k_з = I / I_ном – отношение действительного тока, протекающего через реактор, к номинальному току реактора.

         Величина потерь реактивной мощности

где ΔQ_ном.ф. – потери активной мощности в одной фазе реактора при номинальной нагрузке (даются в каталогах определенного типа реактора).

         Потери активной и реактивной электроэнергии в трех фазах реактора:

ΔW = ΔP_pТ_в

ΔV = ΔQ_pТ_в

где Т_в – время включения реактора.

Технологические меры по энергосбережению.

1. В начальном этапе формирования Программы энергосбережения необходимо провести укрупненную оценку имеющегося организационно-технологического потенциала энергосбережения и их капиталоемкости. Под технологическим потенциалом энергосбережения понимается разница между реально существующим уровнем энергопотребления и той ее величиной, которая имело бы место при сохранении структуры производства продукции (работ, услуг), но при замене его технического базиса на освоенную в зарубежной практике энергосберегающую технологию, оборудование и другие передовые технические средства.

По каждому технологическому переделу (производству) в разрезе предприятий, входящих в состав подведомственной отрасли, оценивается технологический потенциал экономии каждого используемого энергоносителя -как разность между действительным и лучшими из достигнутых в мире показателями расхода энергоресурсов на производство соответствующей продукции (работ, услуг).

2. Основой для формирования этого раздела Программы служат два основных источника.

Первый - это программа энергосбережения предприятий, отраслей, регионов. Раздел технологических мер занимает в них ключевое место и представляет собой перечень планируемых энергосберегающих мероприятий в производстве, передаче, распределении и потреблении энергоресурсов с указанием объема ожидаемой экономии, стоимости и источников финансирования и сроков окупаемости мероприятий (приложения № 2 и 2а)

Вторым источником являются проекты, представляемые предприятиями ТЭК и отраслей экономики на конкурс энергосберегающих проектов для финансирования международными кредитными организациями (приложение №3)

3. При формировании данного раздела каждая отрасль должна подходить к решению проблемы энергосбережения творчески, с учетом специфики производимой продукции, используемых технологий, оборудования и технических средств и возможности совершенствования работы и внедрения современных технологий.

Значительная часть потенциала энергосбережения, использование которого намного дешевле, чем увеличение добычи топлива, сосредоточена в топливно-энергетическом комплексе, коммунально-бытовом секторе, в отраслях химии, металлургии, промышленности стройматериалов.

Ниже приводится краткий анализ потенциала энергосбережения по направлениям деятельности экономики в порядке справки.

В электроэнергетике наиболее значительными технологическими мерами являются строительство менее энергоемких и реконструкция энергоемких, объектов, в том числе конденсационных электростанций и ТЭЦ на базе парогазовых и газотурбинных установок, реконструкция ТЭЦ, утилизация сбросной теплоты и низкопотенциальных энергоресурсов на станциях, внедрение АСУ. Одним из наиболее важных проблем в энергетике является принятие неотложных практических мер по приостановлению значительного увеличения потерь энергии при ее производстве, транспорте и распределении, происходящего во первых из-за устарения оборудования, во вторых из-за отсутствия четкой системы контроля за использованием энергии. Необходимо определить влияющие на него факторы и осуществить комплекс мер по сокращению потерь.

В газовой промышленности значительные резервы газосбережения заключены в повышении КПД газоперекачивающих агрегатов (ГПА), который составляет около 23%, в то время как за рубежом - 33-36%. Использование современных агрегатов и утилизация избыточного давления при его транспортировке и распределении позволяет снизить удельный расход топлива на 80-100 г.у.т. на кВт/ч.

В нефтяной промышленности основные резервы экономии состоят в сокращении потерь нефтяного газа, нефти при транспортировке и хранении, сокращении расхода топлива на нагрев нефти и водонефтяной. эмульсии, повышении эффективности промысловых насосов.

Энергоемкость нефтепереработки может быть сокращена за счет модернизации и внедрения новых технологических установок, применения эффективных катализаторов, использования утилизационного оборудования, газификации твердых отходов нефтепереработки, устранения потерь. Наиболее энергоемкими являются процессы первичной переработки нефти, имеющие невысокий технический уровень, что приводит к низкому отбору светлых фракций, потерям нефти, нефтепродуктов и выбросам газов. Эксплуатируются энергоемкие технологические печи, внедрение в которых систем контроля и регулирования режима горения, оснащение теплоутилизационным оборудованием позволит повысить КПД на 10-15%.

В угольной промышленности наиболее крупными энергосберегающими мероприятиями являются - модернизация оборудования и техперевооружение отрасли; использование попутных продуктов, отходов угледобычи, снижение зольности угля за счет его обогащения; снижение затрат топлива и энергии при транспорте низкокалорийного и высокозольного угля; газификация угля на месте добычи; сокращение затрат на транспортировку пустой породы; организация соответствующей технологической эксплуатации угледобывающего оборудования.

В химической промышленности необходимо модернизировать технологические процессы, особенно энергоемкие, внедрять парогазовые установки на ТЭЦ и котельных отрасли, осуществлять структурные преобразования в развитии производства органической, химии пластических масс, синтетических смол, химических волокон, применение которых снижает потребность в энергоемкой металлопродукции, утилизировать внутренние энергоресурсы (горячие газы и теплоэнергию, сопутствующие химическому производству).

В металлургии наибольшие резервы экономии заключены в совершенствовании технологии производства, модернизации печей, повышении качества и ассортимента проката, утилизации внутренних энергоресурсов.

В промышленности может быть сэкономлено значительное количество ТЭР путем совершенствования схем энергоснабжения, модернизации и замене устаревшего оборудования, а также более полной загрузки действующих мощностей, не допуская работу отдельных технологических процессов с низкой производительностью. Необходимо повышать параметры пара утилизационных установок и котельных и использовать его в теплофикационных турбинах, в теплоснабжение жилищно-коммунального сектора вовлекать вторичные энергетические ресурсы предприятий.

Значительные резервы энергоресурсов заключены в совершенствовании пламенных термических и нагревательных печей машиностроения и других отраслей промышленности, в совершенствовании конструкций, оснащении рекуператорами, современными автоматизированными горелочными.

В жилищно-коммунальном секторе к основным направлениям энергосбережения относятся оснащение всех потребителей, в том числе и населения приборами учета расхода газа, тепла и воды и системой управления, теплоэнергией и газом; совершенствование существующей системы централизованного теплоснабжения; перевод систем теплоснабжения на закрытый принцип; внедрение современной децентрализованной системы теплоснабжения; повсеместная модернизация и замена в первоочередном порядке мелких и средних котельных, около 50% которых физически и морально устарели, работают с низким КПД; улучшение теплоизоляции тепловых сетей; использование возобновляемых источников энергии.

Основными мерами энергосбережения в жилых и общественных зданиях являются применение в новом строительстве панелей с улучшенными теплозащитными свойствами; совершенствование оконных и дверных блоков в жилых и общественных зданиях; автоматизация центральных и индивидуальных тепловых пунктов, позволяющая устранить перетоп в помещениях. За счет повышения теплозащитных свойств существующих зданий возможно снизить тепловые потери через ограждающие конструкции на 20-30%. Из-за отсутствия учета расхода газа у населения оплата за газ осуществляется по установленным расчетно нормативам, которые значительно превышают уровень потребления аналогичных домов западных стран. Во многих

газифицированных домах, особенно в сельской местности, используются нестандартные газовые, отопительные приборы, которые употребляют газ в несколько раз больше, чем стандартные приборы. В большинстве газифицированных домах регулирование температуры в помещениях осуществляется не системой автоматики, а открыванием форточек и окон. Оснащение населения приборами учета расхода газа и системой регулирования его потребления и внедрение дифференцированных тарифов в зависимости от расхода газа в соответствии с нормативами, позволит сократить расход газа в жилом секторе без ущерба населению на 30-40%. Если учесть, что сегодня население потребляет 44% всего товарного газа республики (оставшиеся 56% используются во всех остальных секторах экономики: в энергетике, промышленности, строительстве, транспорте, сельском хозяйстве и других), то его экономия составит около 5-7 млрд. куб. м. Следует отметить, что расходы на установку газовых счетчиков в десятки раз дешевле, чем на увеличение мощностей по добыче, переработке и транспортировке аналогичного объема газа, и они окупятся практически в течении года.

Тепло на горячее водоснабжение используется с низкой эффективностью из-за отсутствия экономичных приборов водораспределения, счетчиков и узкого ассортимента сантехарматуры (создающих населению удобные возможности рационального водопользования), имеют место значительные утечки из-за плохой эксплуатации и качества запорной арматуры. В связи с этим потребление горячей воды у нас в 2-3 раза превышает уровень потребления западных стран,

Из-за неоснащенности бытового сектора приборами учета расхода холодной воды неэффективно расходуется большое количество очищенной холодной воды, что вызывает потери энергоносителей.

Реформирование коммунального хозяйства с переводом его на самоокупаемость невозможно осуществить в полной мере без наведения должного порядка в учете расхода и использовании ТЭР населением.

Отрасли ТЭК в приложении № 6 отражают все виды производимых ими топливно-энергетических ресурсов в натуральных величинах и т.н.э., а также должны составить балансы ТЭР до 2010 года по каждому виду производимых энергоресурсов

Программа энергосбережения должна охватить все разделы, приведенные в Макете Программы энергосбережения (прилагается).

Важнейшей адресной частью Программы являются конкретные 'мероприятия по энергосбережению, которые оформляются в приложениях № 2, 2а, 3, 4, 5, 6 к Программе. Приводимые в приложениях показатели энергосбережения должны быть подкреплены технико-экономическими расчетами.

При расчетах и определении объемов намечаемых мероприятий по энергосбережению необходимо обратить внимание на ключевые инструменты совершенствования производственной структуры, одним из которых является ценовое регулирование.

Оставшаяся прежняя вынужденная система искусственного сдерживания цен на энергоресурсы в целях поддержки отечественных товаропроизводителей вызывает перекос ценовых пропорций, нарушая объективные экономические отношения.

Главной задачей отраслей ТЭК в ценовой политике определенное время является всемерное сдерживание роста внутренних цен топлива и энергии в интересах конкурентоспособности эффективных отечественных товаропроизводителей, но при безусловном обеспечении финансовой устойчивости и инвестиционной привлекательности топливно-энергетических компаний страны.

В ближайшей перспективе требуется ликвидация диспропорций между ценами различных видов энергоносителей, применять оптимально дифференцированные цены на них. Однако необходимо иметь ввиду, что к концу рассматриваемого Программой периода цены на энергоносители должны быть приближены к мировым ценам, которые имеют тенденцию роста в связи с постепенным истощением мировых запасов минеральных топливных ресурсов.

Технологические мероприятия по энергосбережению формируются следующим образом:

Сначала по каждому технологическому переделу (производству) подведомственных предприятий оценивается технологический потенциал экономии каждого используемого энергоносителя. Для этого подготавливается систематизированный по технологическим переделам (производствам) перечень систем машин, оборудования, технологических средств, требующих замены, и тех, которые могут быть использованы взамен действующих с указанием фирм и стран их происхождения (рекомендуемая форма - приложение № 7), также учитываются вопросы модернизации существующего технологического парка, проводится первая укрупненная оценка технологического потенциала энергосбережения, экономической целесообразности очередности принятия мер и ее капиталоемкости в мировых ценах (долл. США).

По каждому технологическому переделу (производству) оценивается технологический потенциал экономии каждого используемого энергоносителя -как разность между действительными и лучшими достигнутыми в мире показателями расхода энергии на производство соответствующей продукции (работ, услуг). Изучается также динамика их энергоемкости (приложения № 8, 9).

Производится упорядочение конкретных мер энергосбережения по возрастанию затрат на их реализацию, что позволяет построить экономические характеристики энергосбережения По ним устанавливается очередность реализации мер по энергосбережению и реализовываются оптимальные

размеры энергопотребления в зависимости от стоимости энергоносителей.

Учитывая, что при расчетах энергоресурсов используются и натуральные величины, и нефтяной эквивалент, и тонн условного топлива, в приложении № 10 приводятся переводные коэффициенты натуральных величин на т.н.э. и т.у.т.

Разработанная Программа энергосбережения совместно с прогнозом развития отрасли или региона до представления в Минмакроэкономстат должны: быть обсуждены на коллегии (министерства), Совете директоров (акционеров), заседании хокимията и одобрены ими.

Прилагаются: Макет Программы энергосбережения на 3 страницах с приложением № 1-10 на 14 страницах.

В ряде приложений приведены примеры мероприятий, которые каждой отраслью, регионом должны уточняться и дополняться новыми мероприятиями.

Технические и технологические вопросы энергосбережения.

Технические:

1- решение задач по снижению технологического расхода энергии и уменьшению потерь энергии,

2- компенсация реактивной энергии,

3- повышение эффективности действующего оборудования,

4- модернизация и техническое перевооружение действующих предприятий, внедрение более современных схем и техники,

5- внедрение информационных технологий на потребление энергоресурсов,

6- оснащение рынка энергоуслуг новыми системами учета и контроля энергии.

Технологические:

1- совершенствование и рационализация технологических процессов,

2- внедрения прямого технологического использования энергии, создание нетрадиционных способов освоения угольных месторождений по технологиям подземной газификации (сжигания) угля,

3- внедрение автоматизированного и роботизированного электропривода 5 поколения,

4- переход к энергоактивным системам и производствам, использование парогазовых и газотурбинных установок,

5- обследование, оценка и замена оборудования на более высокие технологии, модернизация технологических агрегатов, отвечающие мировым стандартам,

6-  разработка и внедрение новых технологий, нанотехнологий, интелектуальных систем, новых технологий возобновляемых источников энергии,  использование и утилизация вторичных энергоресурсов.

Контрольные вопросы:

1. Что такое технические задачи и методы их решения в энергосбережении?
2. Что такое технологические задачи и их решение?
3. Каковы сходства и отличия решений технологических и технических задач в энергосбережении?   

{/spoilers}