Запольских Сергей Алексеевич : другие произведения.

Повышение эффективности потребления энергии жилыми и общественными зданиями, а также промышленными

Самиздат: [Регистрация] [Найти] [Рейтинги] [Обсуждения] [Новинки] [Обзоры] [Помощь|Техвопросы]
Ссылки:
Школа кожевенного мастерства: сумки, ремни своими руками
 Ваша оценка:
  • Аннотация:
    Может кому пригодится взглянуть для примера.

   Содержание
  1. Введение..............................................................................3
  2. Уровень потребления энергии жилыми и общественными зданиями...........................................................................4-5
  3. Мероприятия по энергосбережению в быту и общественных зданиях.................................................................................5
  3.1 Энергосбережение в жилых домах.......................................5-8
  3.2 Энергосбережение при освещении зданий.............................9-11
  4. Общее снижение энергопотребления за счет использования
  энергосберегающих технологий и административных решений.....11-12
  4.1 Места с наибольшими энергозатратами..............................12-13
  4.2 Способы экономии электроэнергии....................................13-15
  5. Повышение эффективности систем отопления. Автономные энергоустановки................................................................15-16
  5.1 Тепловые системы. Источники потерь................................16-19
  5.2 Потери тепла на участке его транспортировки к потребителю. Существующие трубопроводы теплосетей...............................19-20
  5.3 Потери на объектах потребителей тепла. Системы отопления и ГВС существующих зданий............................................................21-22
  5.4 Автономные энергоустановки..........................................22-25
  6. Заключение...........................................................................25
  7. Список использованных источников.......................................25-26
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
   2
   Введение
  Для чего же в наше время нам необходимо снижать потребление электроэнергии и улучшать энергетическую эффективность? Собственно, ответ прост. При уменьшении потребления электроэнергии за счет повышения энерго-эффективности к примеру, в промышленности можно будет уменьшить издержки при производстве и в следствии чего продукция станет более рентабельна. Это, во-первых, а во-вторых при той же выработке электроэнергии можно будет обеспечить большее количество потребителей за счет повышения их энергетической эффективности. Благодаря чему будет снижено потребление энергоресурсов.
  Конечно данные преобразования потребуют вложений, но в все же они себя окупят, за счет меньших расходов на электроэнергию.
  В итоге благодаря снижению потребления электроэнергии и будет использоваться меньше энергоресурсов в следствии чего уменьшится вред окружающей среде так как большая часть электричества в мире вырабатывается за счет сжигания ископаемого топлива.
  В данном реферате будут рассмотрены вопросы по увеличению энерго-эффективности в быту и общественных зданиях, а также энергосберегающие технологии, системы отопления и автономные энергоустановки.
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
   3
  Уровень потребления энергии жилыми и общественными зданиями.
  
  За 2017 год в России было произведено 1 091,000 млрд киловатт-часов если брать среднюю стоимость в 3,8 рубля за один киловатт-часов, то примерная стоимость электроэнергии составила 4,145 трлн. рублей.
  Сколько же приходится на рядовых потребителей по составленному графику видно, что восемь процентов это около 87,28 млрд. киловатт-часов то примерная стоимость электроэнергии составила 331,7 млрд. рублей.
  Это если брать только расходы людей на электричество без учета отопления и водоснабжения. Которые идут по разделу ЖКХ и составляют четырнадцать процентов или около 152,7 млрд. киловатт-часов. Если же исчислять в денежном эквиваленте 580,3 млрд. рублей.
  В итоге за 2017 год на обеспечение бытовых нужд было затрачено 240 млрд. киловатт-часов.
  Весьма существенные расходы электроэнергии. Далее в представленной таблице можно более подобно ознакомится с возможными расходами.
  
  
   4
  
  Собственно, получается, что люди могут потратить 308 киловатт-часов электроэнергии в месяц или в среднем примерно 3696 кВт*ч в год.
  Конечно у каждого потребителя идет свой расчет по потребляемой электроэнергии. Это надо учитывать.
  Основные же расходы электричества в общественных зданиях идут на освещение и на питание необходимой аппаратуры.
  К примеру, средне статистическая школа использует в день до трехсот кВт*ч.
  
  Мероприятия по энергосбережению в быту и общественных зданиях.
   Энергосбережение в жилых домах.
  Энергосбережение в быту начинается с квартиры, собственного дома. Прежде всего, следует утеплить дверные и оконные рамы имеющимися материалами; завесить окна и балконные двери толстыми занавесками, но так, чтобы они не закрывали радиаторы и не препятствовали циркуляции тепла; дополнительно укрепить прозрачную полиэтиленовую пленку на окнах (тройное остекление); закрыть более чем наполовину вентиляционные отверстия в туалете, ванне, на кухне, а также дымоходы плотной бумагой или картоном.
  
   5
  Много тепла бесполезно теряется от радиаторов через стены и открываемые иногда окна. Уменьшить эти потери можно установкой отражающего экрана из блестящей пленки, алюминиевой фольги или оцинкованной жести,
  наклеенной на фанеру, картон или древесноволокнистую плиту за радиатором под подоконником. Лучшим способом регулирования температуры в квартире является установка кранов и терморегуляторов на радиаторах, которые не следует загораживать мебелью во избежание затруднения циркуляции теплого воздуха в комнате'. Другими мерами по рачительному использованию электроэнергии в быту могут быть:
  1) Выключение света в том случае и в тех местах, где он не нужен, без ухудшения жизненного комфорта. Это правило должно быть обязательным для всех членов семьи.
  2) Замена, где возможно, обычных ламп накаливания энергосберегающими, которые обеспечивают такое же количество света, потребляя при этом на 70-80 % энергии меньше, и горят в 5-6 раз дольше обычных.
  3) Установка ламп разной мощности, в зависимости от требуемого количества света в определенных местах. Следует знать, что при загрязнении ламп и плафонов освещенность в квартире снижается на 10-15 %.
  4) Отключение тех электроприборов, для которых предусмотрено дистанционное управление (телевизор, радиотелефон), не только на ночь, но и в тот период, когда ими не пользуются (уход из дома по делам, перерыв и т. п.), поскольку они потребляют электроэнергию, будучи подключенными к сети.
  5) Использование стиральной машины при полной загрузке, настраивая ее на как можно меньшую температуру. Следует помнить, что на стирку при температуре + 90№С тратится в 3 раза больше энергии, чем на стирку при температуре + 40№С. При этом известен тот факт, что стиральный порошок растворяется и активно реагирует с грязным бельем при температуре + 40 №С.
  6) Холодильники и морозильники являются одними из самых значительных "потребителей" электроэнергии в квартире. На их долю приходится примерно 40 % всей электроэнергии в наших квартирах. Добиться снижения расхода до 25 % электричества можно, если следовать нескольким простым принципам:
  - регулярно размораживать холодильник во избежание образования в морозильной камере льда толщиной более 5-10 мм;
  
   6
  - устанавливать эти приборы на значительном расстоянии от нагревательных элементов и в местах, не подвергающихся воздействию прямых солнечных лучей;
  обеспечивать вокруг холодильника свободное пространства не менее 1-2 см;
  -класть в холодильник и морозильник только холодные продукты;
  обращать внимание на плотность примыкания дверей к корпусу этих приборов;
  держать дверцу приборов открытой как можно меньше;
  удалять не реже 1 раза в год пыль с обратной стороны приборов;
  -отключать холодильник от электросети, если семья уезжает из квартиры на несколько дней.
  7) Использование газовых плит является с точки зрения экологии лучшим вариантом, чем приготовление пищи на электроплитах. Но если в квартире установлена электроплита, то экономии электроэнергии можно достигнуть за счет:
  - подбора кастрюли или сковороды с идеальной плоской внешней поверхностью, диаметр дна которых должен быть больше примерно на 3 см диаметра нагревательной поверхности плиты;
  - выключения электроплиты на несколько минут раньше окончания варки или жаренья продуктов;
  - использования посуды с крышкой;
  - добавление оптимального количества воды.
  8) Установление автоматических выключателей в местах, где требуется освещение в небольшой промежуток времени, например, на лестничных площадках многоквартирного дома, при входе во двор отдельно стоящего одноквартирного дома.
  9) При покупке электробытовых приборов в первую очередь необходимо интересоваться не только ценой, но и энергосберегающими параметрами, и лишь сопоставив цену с эксплуатационными расходами, следует принимать решение о возможности приобретения нужного электробытового товара'.
  10) Так же нельзя оставлять электроприборы в режиме ожидания.
  
  
   7
  
  
  11) Важным моментом в экономии электроэнергии, используемой на обогрев жилых помещений, является надежное утепление окон, дверей, балконов и других элементов квартир, домов. Наиболее простой и быстрый способ - это свернутые из газет трубки вкладываются в зазоры между створками окна и откосами оконного проема. Этот способ применим только к современным свинчивающимся рамам и эффективен в сильные морозы, но при условии, что щели в окнах невелики
  Надежный способ защиты окон от вторжения холода в квартиры - использование пасты из мела и мучного клея. Приготовленную пасту из этих компонентов в соотношении 1:1 заполняют зазоры по всему периметру окна. Если в доме установлены рамы старого образца, то "такой же меловой пастой, только с меньшим содержанием клея (3:1 или 4:1) заполняют щели между оконной коробкой и створками. Для этого все створки открывают, наносят по периметру оконной коробки пасту и затем створки закрывают. Излишки пасты, выдавливаемые через щели, сразу же удаляются. При открытии оконных рам весной, высохшая замазка отлетает без остатков с переплетов.
  Щели между входными дверями и косяком можно уплотнить с помощью аптечной резиновой трубки, прибивая ее к косякам мелкими гвоздиками. Если щель велика, одна прикрепляется к косякам, а другая - к двери.
  
  
   8
   Энергосбережение при освещении зданий
  Сокращение расхода электроэнергии на эти цели возможно двумя основными путями:
  снижением номинальной мощности освещения;
  уменьшением времени использования светильников.
  Системы автоматического управления освещением можно разделить на два основных класса: локальные и централизованные.
  Локальные системы управления освещением помещений представляют собой блоки, размещаемые за полостями подвесных потолков или конструктивно встраиваемые в электрораспределительные щиты. Системы этого типа, как правило, осуществляют одну функцию либо их фиксированный набор. В число этих функций входит, например, учет присутствия людей и уровня естественной освещенности в помещении, а также работа с системами беспроводного дистанционного управления. Локальные "системы управления светильниками" в большинстве случаев не требует дополнительной проводки, а иногда даже сокращают необходимость в прокладке проводов. Конструктивно они выполняется в малогабаритных корпусах, закрепляемых непосредственно на светильниках или на колбе одной из ламп.
  Централизованные системы управления освещением, наиболее полно отвечающие названию "интеллектуальных", строятся на основе микропроцессоров, обеспечивающих возможность практически одновременного многовариантного управления значительным (до нескольких сотен) числом светильников. Такие системы могут применяться либо для управления освещением, либо также и для взаимодействия с другими системами зданий (например, с телефонной сетью, системами безопасности, вентиляции, отопления и солнцезащитных ограждений.
  В настоящее время повышенным вниманием со стороны потребителей пользуются энергосберегающие светильники и светотехнические изделия. Они подразделяются на три группы:
  Светильники люминесцентные
  Светильники галогенные
  Светильники специального назначения.
  
  
   9
  Люминесцентные светильники использоваться в подвесном и потолочном исполнении и имеют следующее преимущества:
  - экономия электроэнергии до 30 % по сравнению с питанием от электромагнитного пускорегулирующего аппарата (ЭмПРА) и шестикратная экономия электроэнергии по сравнению с аналогичной лампой накаливания;
  - гарантийное мгновенное включение без дополнительного стартера и бесшумная работа:
  - ровный, без мерцания свет, не утомляющий зрение;
  - отсутствие стробоскопического эффекта - зрительной иллюзии
  - отсутствие электромагнитных помех.
  Компактные люминесцентные лампы потребляют электроэнергии в 5 раз меньше, чем лампы накаливания с такими же светотехническими характеристиками, а срок службы у них в 8 раз больше.
  В качестве источника света в светильниках применяются также галогенные лампы, которые имеют целый ряд существенных преимуществ по сравнению с обычными лампами накаливания:
  - снижение потребления электроэнергии в 2-2,5 раза;
  - стабильность светового потока в течение срока службы;
  - яркость света, обеспечивающего великолепную цветопередачу и возможность создания разнообразных цветовых эффектов;
  - увеличение в 2 раза срока службы по сравнению с обычными лампами накаливания;
  - компактность.
  Светильники специального назначения серии ИВУ с галогенными лампами мощностью 20 или 50 Вт предназначены для непосредственной установки на поверхности из сгораемого материала, а также рекомендуются для установки в бассейнах, фонтанах, аквариумах, причальных сооружениях, в помещениях с противопожарными установками, в душевых, в химчистках, на садовых участках, на стоянках автомобилей, пешеходных дорожках,
  лестницах, подземных переходах, на автоматических мойках машин, в мастерских и рыбных магазинах.
  Важное значение в экономии электроэнергии при применении любых ламп имеет оптимальное размещение осветительных приборов,
   10
  позволяющее экономить до 20 % электроэнергии. Для освещения цехов, складов и других производственных помещений лучшим способом является устройство светящейся линии.
  Одним из экономичных источников для освещения улиц, площадей, скоростных магистралей, транспортных пересечений, протяжных тоннелей, спортивных сооружений, аэродромов, строительных площадок, архитектурных сооружений, вокзалов, аэропортов и др. являются натриевые лампы высокого давления, обладающие самой высокой световой отдачей среди всех известных газоразрядных ламп и незначительным снижением светового потока при длительном сроке службы.
  Мероприятия по энергосбережению в быту можно условно разделить на три группы:
  Мало затратные, к которым относятся ремонт и утепление дверей и окон в подъездах, установка приборов учета, в т. ч. и терморегуляторов, применение местных систем теплоснабжения, использование солнечных коллекторов для предварительного нагрева воды и систем отопления с тепловыми насосами;
  средне затратные, к которым относится использование качественной тепловой изоляции для трубопроводов и внутренних инженерных систем, замена окон на стеклопакеты;
  -высоко затратные - это утепление стен, кровли, в т. ч. и так называемых "хрущевок". За счет ремонта и надстройки мансард и еще одного этажа на них вместе с утеплением значительно снижается стоимость приращенной таким образом жилплощади.
   Общее снижение энергопотребления за счет использования энергосберегающих технологий и административных решений.
  Что бы добиться общего снижения энергопотребления необходим комплексный подход. Для этого нужно снижать потребление энергии во всех сферах экономики и в особенности в промышленности на долю которой приходится 48,9 процентов от общего потребления электроэнергии.
  Работы по энергосбережению ведутся по таким направлениям:
  • Увеличение эффективности производственного процесса;
  • Экономия энергоресурсов.
  На сегодняшний день используется ряд эффективных способов для экономии электроэнергии. Основные из них:
  • модернизация оборудования;
   11
  • применение энергосберегающих технологий;
  • уменьшение потерь электроэнергии в электроприемниках и системах электроснабжения;
  • регулирование режимов работы оборудования;
  • улучшение качества электроэнергии.
  В промышленности можно применить очень много способов энергосбережения. Энергия и деньги - это две важные мотивации на пути к энергосбережению. Если доступ к энергии имеет лимит, то это дополнительная мотивация к экономии (например, лимитирование на использование газа).
  Места с наибольшими энергозатратами
  Большая часть технологических процессов на предприятиях происходят с использованием энергоносителей различного вида и назначения.
  Во время организации своей деятельности предприятия используют энергоресурсы различных:
  • параметров;
  • видов;
  • назначений.
  В качестве энергоресурсов чаще всего на предприятии используются:
  • вода;
  • тепло;
  • электроэнергия;
  • воздух.
  На обеспечение производственного процесса и содержание зданий затрачивается до 30% закупаемых энергетических ресурсов и воды. Эти затраты складываются из затрат на отопление и освещение зданий, хозяйственно-питьевое водоснабжение и других точек обеспечения.
  Освещение и обеспечение работы оборудования - самые энергозатратные направление. Отопление, водоснабжение и кондиционирование идут сразу после обеспечения освещения.
  Наибольший эффект дает правильная, комплексная экономия, которая коснулась всех точек потребления - отопления, освещения, водоснабжения!
   12
  Нельзя экономить на отоплении и при этом злоупотреблять освещением. Такие полумеры значительно снизят эффект экономии, а то и вовсе не дадут нужного оптимизационного эффекта. Действовать надо комплексно.
  Большинство зданий и помещений не отвечают современным требованиям по энергосбережению. Поэтому требуется дополнительные энергосберегающие стеклопакеты, утеплители, установка эффективной вентиляции и так далее.
  Способы экономии электроэнергии
  Мероприятия по экономии электроэнергии должны носить комплексный характер. Эффективность принятых мер зависит от качества, проведенного вами энергоаудита предприятия и скрупулезного выполнения предписаний энергоаудиторов по вопросам экономии электрической энергии на производстве. Ниже представлены три раздела.
  Простые способы
  
  • Покраска стен помещений в светлые тона. Это послужит увеличению уровня освещенности помещения. Экономия - 5-15% электроэнергии;
  • использование окон с увеличенной площадью стеклопакета, с рациональным расположением относительно хода Солнца. Экономия - до 20%;
  • не допускать отсечения и рассеивания поступающего света из окон шторами или иными предметами. Экономия - 1-5%;
  • очень важно поддержание чистоты источников света: окна, осветительные приборы должны обязательно быть чистыми и хорошо пропускать свет. Экономия от 3%;
  • Замена устаревших и энергозатратных ламп накаливания в светильниках на энергосберегающие лампы, наиболее экономичны лампы со светодиодами. Экономия в сегменте потребления электричества на освещение - от 50 %;
  • Контроль режима работы освещения. Включать источник света только по надобности, в вечернее время и избегать их работы в нерабочее время. Экономия - от 5%.
  Продвинутые способы
  • Назначение сотрудника, который будет нести ответственность за
   13
  потребление электричества вашим производственным оборудованием и компьютерной техникой;
  • Обучение сотрудников предприятия правильному обращению с оборудованием и компьютерной техникой. Постоянно включать и выключать персональный компьютер не надо (он потребляет не более 400 Вт в час). Как правило, современная компьютерная техника оснащена современным импульсным блоком питания, у которого потребление электричества в режиме простоя очень мало. Режим сна - наилучшее решение для компьютера во время кратковременного отсутствия сотрудника. Что касается принтеров, сканеров и прочей техники - необходимо просто их отключать тогда, когда не работаете с ними;
  • Планомерная замена всего старого электрооборудования, аудио-видеоаппаратуры, силовых частей оборудования на современную и экономичную электротехнику. Разовые высокие расходы на приобретение вскоре будут компенсированы значительным снижением энергопотребления и своей повышенной эффективностью работы по сравнению с более старыми моделями. Простой пример, светильник с двадцатилетним стажем имеет КПД 65%, а современный новый светильник - КПД 95%. Экономия - от 20 до 80%;
  • Оптимизация системы отопления и отключение непредусмотренных электронагревательных приборов отопления, которые были дополнительно использованы для обогрева помещения.
  Высокотехнологические способы
  
  • Установка приборов учета электроэнергии с классом точности 1,0;
  • для потребителей с присоединенной мощность равной 150 кВт?ч - установка устройств компенсации активной и реактивной энергии;
  • высокую эффективность доказала установка всевозможных датчиков: присутствия, движение, реле времени. Позволяет экономить от 30% затрат на электроэнергию за счет сокращения "холостой" работы ламп освещения;
  • снижение электропотребления за счет оптимизации работы производственного оборудования путем установки частотно-регулируемых приводов для управления электродвигателей. Данная мера также эффективна в настройке параметров работы и регулирования режима работы оборудования, оптимизации рабочего процесса. Эффективность - от 20% затрат электроэнергии на работу электродвигателей;
   14
  • установка качественных устройств плавного пуска оборудования. Необходимо для снижения вероятности перегрева и поломки электродвигателей.
   Повышение эффективности систем отопления. Автономные энергоустановки.
  В целом ранее речь шла больше про снижение затрат электроэнергии. Теперь же поговорим о системах отопления. Для начала вспомним какая же сейчас, в большинстве, зданиях старой постройке система отопления и как туда доставляется теплоноситель. Для этого нужно разобрать как выглядит и что из себя представляет система теплоснабжения и что нужно сделать что бы повысить её эффективность.
  Данная система выглядит так:
  
  Более подробно:
  
  
  
  
  
   15
  
  Рис. 1. Схема автоматической электронной системы регулирования теплоснабжения: 1-электронный блок; 2-циркуляционный насос; 3-регулирующий клапан (задвижка); 4-рязевый фильтр; 5-обратный клапан; Т1-температура наружного воздуха; Т2-температура внутри здания; Т3-температура отработанного теплоносителя
  Тепловые системы. Источники потерь.
  Любую теплоэнергетическую систему с целью анализа можно условно разбить на 3-х основных участка:
  1. участок производства тепловой энергии (котельная);
  2. участок транспортировки тепловой энергии потребителю (трубопроводы тепловых сетей);
  3. участок потребления тепловой энергии (отапливаемый объект).
  Каждый из приведенных участков обладает характерными непроизводительными потерями, снижение которых и является основной функцией энергосбережения. Рассмотрим каждый участок в отдельности.
  1. Участок производства тепловой энергии. Существующая котельная.
  Главным звеном на этом участке является котлоагрегат, функциями которого является преобразование химической энергии топлива в тепловую и передача этой энергии теплоносителю. В котлоагрегате происходит ряд физико-химических процессов, каждый из которых имеет свой КПД. И любой котлоагрегат, каким бы совершенным он не был, обязательно теряет
  
   16
  часть энергии топлива в этих процессах. Упрощенно схема этих процессов изображена на рисунке.
  На участке производства тепловой энергии при нормальной работе котлоагрегата всегда существуют три вида основных потерь: с недожогом топлива и уходящими газами (обычно не более18%), потери энергии через обмуровку котла (не более 4%) и потери с продувкой и на собственные нужды котельной (около 3%). Указанные цифры тепловых потерь приблизительно близки для нормального не нового отечественного котла (с КПД около 75%). Более совершенные современные котлоагрегаты имеют реальный КПД около 80-85% и стандартные эти потери у них ниже. Однако они могут дополнительно возрастать:
  • Если своевременно и качественно не проведена режимная наладка котлоагрегата с инвентаризацией вредных выбросов, потери с недожогом газа могут увеличиваться на 6-8 %; • Диаметр сопел горелок, установленных на котлоагрегате средней мощности обычно не пересчитывается под реальную нагрузку котла. Однако подключенная к котлу нагрузка отличается от той, на которую рассчитана горелка. Это несоответствие всегда приводит к снижению теплоотдачи от факелов к поверхностям нагрева и возрастанию на 2-5% потерь с химическим недожогом топлива и уходящими газами; • Если чистка поверхностей котлоагрегатов производится, как правило, один раз в 2-3 года, это снижает КПД котла с загрязненными поверхностями на 4-5% за счет увеличения на эту величину потерь с уходящими газами. Кроме того, недостаточная эффективность работы системы химводоочистки (ХВО) приводит к появлению химических отложений (накипи) на внутренних поверхностях котлоагрегата значительно снижающих эффективность его работы. • Если котел не оборудован полным комплектом средств контроля и регулирования (паромерами, теплосчетчиками, системами регулирования процесса горения и тепловой нагрузки) или если средства регулирования котлоагрегата настроены неоптимально, то это в среднем дополнительно снижает его КПД на 5%. • При нарушении целостности обмуровки котла возникают дополнительные присосы воздуха в топку, что увеличивает потери с недожогом и уходящими газами на 2-5% • Использование современного насосного оборудования в котельной позволяет в два-три раза снизить затраты электроэнергии на собственные нужды котельной и снизить затраты на их ремонт и обслуживание.
  • На каждый цикл "Пуск-останов" котлоагрегата тратится значительное количество топлива. Идеальный вариант эксплуатации котельной - ее непрерывная работа в диапазоне мощностей, определенном режимной картой.
   17
  Использование надежной запорной арматуры, высококачественной автоматики и регулирующих устройств позволяет минимизировать потери, возникающие из-за колебаний мощности и возникновения нештатных ситуаций в котельной.
  Перечисленные выше источники возникновения дополнительных потерь энергии в котельной не являются явными и прозрачными для их выявления. Например, одна из основных составляющих этих потерь - потери с недожогом, могут быть определены только с помощью химического анализа состава уходящих газов. В то же время увеличение этой составляющей может быть вызвано целым рядом причин: не соблюдается правильное соотношение смеси топливо-воздух, имеются неконтролируемые присосы воздуха в топку котла, горелочное устройство работает в неоптимальном режиме др.
  Таким образом, постоянные неявные дополнительные потери только при производстве тепла в котельной могут достигать величины 20-25%!
  Алгоритм повышения экономичности работы уже существующего котлоагрегата в общем случае можно представить, как последовательность определенных действий (в порядке эффективности):
  1. Провести комплексное обследование котлоагрегатов, включая газовый анализ продуктов сгорания. Оценить качество работы периферийного оборудования котельной.
  2. Провести режимную наладку котлов с инвентаризацией вредных выбросов. Разработать режимные карты работы котлоагрегатов на различных нагрузках и мероприятия, которые обеспечат работу котлоагрегатов только в экономичном режиме.
  3. Произвести чистку наружных и внутренних поверхностей котлоагрегатов.
  4. Оборудовать котельную рабочими приборами контроля и регулирования, оптимально настроить автоматику котлоагрегатов.
  5. Восстановить теплоизоляцию котлоагрегата, обнаружив и устранив неконтролируемые источники присосов воздух в топку;
  6. Проверить и возможно модернизировать систему ХВО (Химводоочистки) котельной.
  7. Произвести перерасчет сопел горелок под реальную нагрузку.
  8. Оборудовать котельную эффективным и экономичным насосным оборудованием, надежной трубопроводной запорно-регулирующей арматурой.
   18
  При проектировании и строительстве новой котельной в пределах ценового коридора, выделенного на данное мероприятие, необходимо тщательно подобрать такое котельное оборудование, которое при высоком КПД и надежности, обеспечивало бы возможность интеграции котла и
  современных технологий автоматического регулирования процесса производства тепла, которая в основном и определит экономичность ее работы. Вариант комплектации котельной, место ее расположения, способ транспорта теплоносителя потребителю также являются немаловажными факторами, влияние которых способно значительно увеличить или снизить эффективность ее работы.
  Потери тепла на участке его транспортировки к потребителю. Существующие трубопроводы теплосетей.
  Обычно тепловая энергия, переданная в котельный теплоноситель, поступает в теплотрассу и следует на объекты потребителей. Величина КПД данного участка 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%. Однако:
  • гидравлическая налаженность теплотрассы является основополагающим фактором, определяющим экономичность ее работы. Подключенные к теплотрассе объекты теплопотребления должны быть правильно шайбированы таким образом, чтобы тепло распределялось по ним равномерно. В противном случае тепловая энергия перестает эффективно использоваться на объектах потребления и возникает ситуация с возвращением части тепловой энергии по обратному трубопроводу на котельную. Помимо снижения КПД котлоагрегатов это вызывает ухудшение качества отопления в наиболее отдаленных по ходу теплосети зданиях. • если вода для систем горячего водоснабжения (ГВС) подогревается на расстоянии от объекта потребления, то трубопроводы трасс ГВС обязательно должны
   19
   быть выполнены по циркуляционной схеме.
  Присутствие тупиковой схемы ГВС фактически означает, что около 35-45% тепловой энергии, идущей на нужды ГВС, затрачивается впустую. Одним из способов, позволяющих значительно снизить потери энергии в ГВС, является производство горячей воды прямо в тепло пунктах зданий - потребителей. Эффективным и современным способом для этого являются пластинчатые теплообменники, обладающие рядом существенных преимуществ по отношению к традиционно используемым кожух отрубным.
  Обычно потери тепловой энергии в теплотрассах не должны превышать 57%. Но фактически они могут достигать величины в 25% и выше!
  Алгоритм повышения экономичности работы теплотрассы в общем случае также можно представить, как последовательность определенных действий:
  1. Провести комплексное обследование теплотрасс от котельной к объектам теплоснабжения и выявить основные каналы появления в них тепловых потерь.
  2. Провести гидравлическую наладку теплотрасс с шайбированием потребителей по фактически потребляемой ими тепловой нагрузке.
  3. Восстановить или усилить теплоизоляцию теплотрассы или при экономической целесообразности переложить существующие трубопроводы использовав для замены предварительно изолированные трубопроводы.
  4. Для систем ГВС обеспечить циркуляционную схему включения. По возможности оборудовать тепло пункты потребителей тепла пластинчатыми теплообменниками для нужд ГВС.
  5. Заменить низкоэффективные отечественные сетевые насосы на современные импортные с более высоким КПД. При экономической целесообразности (большой мощности электродвигателей насосов) использовать устройства частотного регулирования скорости вращения асинхронных двигателей.
  6. Произвести замену запорной арматуры на трассе с использованием современных надежных поворотных заслонок (например, типа "Danfoss"), что значительно снизит тепловые потери в нештатных и аварийных ситуациях, а также исключит варианты появления утечек теплоносителя через сальники задвижек.
  
  
   20
  Потери на объектах потребителей тепла. Системы отопления и ГВС существующих зданий.
  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 в тепло пункте здания прибора учета тепловой энергии, т.н. теплосчетчика. Наш опыт работы с огромным количеством отечественных тепловых систем, позволяет указать основные источники возникновения непроизводительных потерь тепловой энергии. В самом распространенном случае таковыми являются потери:
  • в системах отопления связанные с неравномерным распределением тепла по объекту потребления и нерациональностью внутренней тепловой схемы объекта (5-15%); • в системах отопления связанные с несоответствием характера отопления текущим погодным условиям (15-20%); • в системах ГВС из-за отсутствия рециркуляции горячей воды теряется до 25% тепловой энергии; • в системах ГВС из-за отсутствия или неработоспособности регуляторов горячей воды на бойлерах ГВС (до 15% нагрузки ГВС); • в трубчатых (скоростных) бойлерах по причине наличия внутренних утечек, загрязнения поверхностей теплообмена и трудности регулирования (до10-15% нагрузки ГВС).
  Общие неявные непроизводительные потери на объекте потребления могут составлять до 35% от тепловой нагрузки!
  Главной косвенной причиной наличия и возрастания вышеперечисленных потерь является отсутствие на объектах теплопотребления приборов учета количества потребляемого тепла. Отсутствие прозрачной картины потребления тепла объектом обуславливает вытекающее отсюда недопонимание значимости принятия на нем энергосберегающих мероприятий. В общем случае алгоритм улучшения ситуации энергопотребления зданиях выглядит так:
  1. Установить приборы учета тепловой энергии на объектах потребления тепла. Появление картины потребления тепла зданием во времени даст возможность провести анализ сложившейся ситуации и выбрать наиболее эффективный способ использования тепловой энергии;
  2. Настроить гидравлику внутренней системы отопления с помощью шайбированы или балансировочных клапанов, циркуляционных насосов внутреннего контура. При необходимости - внести изменение в схему подключения отопительных приборов, а возможно - использовать более
   21
  экономичные радиаторы;
  3. Установить автоматическую систему регулирования тепловой нагрузки здания по погодным условиям. Использование "погодного" регулирования способно до 30% снизить потребление тепла зданием при одновременном повышении комфортности в его помещениях.
  4. По возможности оборудовать отопительные приборы радиаторными регуляторами температуры в помещениях, что дает возможность снижения тепловой нагрузки здания до 20%;
  5. Провести ревизию существующих бойлеров ГВС и при необходимости - заменить их на высокоэффективные пластинчатые теплообменники.
  6. Обеспечить надежную работу рециркуляции ГВС внутри объекта, что позволит сэкономить до 25% тепловой энергии, затрачиваемой на нагрев воды.
  7. Обеспечить эффективную работу регуляторов температуры на бойлерах ГВС. Работоспособный регулятор температуры на бойлере экономит порядка 15% тепла, идущего на нужды ГВС.
  8. Оборудовать теплопункты надежной и современной запорнорегулирующей арматурой.
  9. В случае необходимости провести комплекс работ по утеплению здания.
  Автономные энергоустановки.
  Главные преимущества этих автономных энергоустановок -умеренные капитальные затраты при строительстве, быстрый ввод в эксплуатацию, сравнительно простое обслуживание и хорошие экологические характеристики. При автономной системе электроснабжения не требуется вложений в линии электропередач и подстанции. Расположение автономных источников энергии непосредственно в местах потребления не только избавляет от потерь в сетях, но и повышает надежность электроснабжения.
  Хорошо известны такие автономные источники энергии, как малые ГТУ (газотурбинные установки), двигатели внутреннего сгорания, ветроустановки и солнечные батареи на полупроводниках.
  Газотурбинные установки.
  Газотурбинная установка состоит из двух основных частей: силовая турбина и электрический генератор, которые размещаются в одном корпусе. Поток газа высокой температуры воздействует на лопатки силовой турбины (создает крутящий момент). Использование тепла посредством
   22
  теплообменника или котла-утилизатора обеспечивает увеличение общего КПД установки.
  ГТУ может работать как на жидком, так и на газообразном топливе: в обычном рабочем режиме - на газе, а в резервном (аварийном) - автоматически переключается на дизельное топливо. Оптимальным режимом работы газотурбинной установки является комбинированная выработка тепловой и электрической энергии. ГТУ в энергетике работают как в базовом режиме, так и для покрытия пиковых нагрузок.
  Применение ГТУ
  В настоящее время газотурбинные установки начали широко применяться в малой энергетике ГТУ предназначены для эксплуатации в любых климатических условиях как основной или резервный источник электроэнергии и тепла для объектов производственного или бытового назначения. Области применения газотурбинных установок практически не ограничены: нефтегазодобывающая промышленность, промышленные предприятия, муниципальные образования. Блочно-модульное исполнение ГТУ обеспечивает высокий уровень заводской готовности газотурбинных электростанций. Степень автоматизации газотурбинной электростанции позволяет отказаться от постоянного присутствия обслуживающего персонала в блоке управления. Контроль работы станции может осуществляться с главного щита управления, дистанционно.
  Ветрогенератор.
  Ветрогенератор (ветроэлектрическая установка или сокращенно ВЭУ) - устройство для преобразования кинетической энергии ветрового потока в механическую энергию вращения ротора с последующим её преобразованием в электрическую энергию.
  Ветрогенераторы можно разделить на три категории: промышленные, коммерческие и бытовые (для частного использования).
  Промышленные устанавливаются государством или крупными энергетическими корпорациями. Как правило, их объединяют в сети, в результате получается ветровая электростанция. Её основное отличие от традиционных (тепловых, атомных) - полное отсутствие как сырья, так и отходов. Единственное важное требование для ВЭС - высокий среднегодовой уровень ветра. Мощность современных ветрогенераторов достигает 8 МВт.
  
   23
  Солнечная батарея.
  Солнечная батарея - объединение фотоэлектрических преобразователей (фотоэлементов) - полупроводниковых устройств, прямо преобразующих солнечную энергию в постоянный электрический ток.
  Мощность потока солнечного излучения на входе в атмосферу Земли (AM0), составляет около 1366 ватт на квадратный метр (. В то же время, удельная мощность солнечного излучения в Европе в очень облачную погоду даже днём может быть менее 100 Вт/м. С помощью распространённых промышленно производимых солнечных батарей можно преобразовать эту энергию в электричество с эффективностью 9-24. При этом цена батареи составит около 1-3 долларов США за Ватт номинальной мощности. При промышленной генерации электричества с помощью фотоэлементов цена за кВт*ч составит 0,25 долл.
  В отдаленных населенных пунктах России можно использовать гибридные автономные энергоустановки к примеру:
  Одна из первых в мире гибридных дизель-солнечных энергоустановок мощностью 100 кВт установлена в Российской Федерации - объект сдан в эксплуатацию 1 марта 2013 года
  Место размещения установки: с. Яйлю, Республика Алтай, на территории ФГБУ "Алтайский государственный заповедник". Уровень солнечной инсоляции в регионе - один из самых высоких на территории Российской Федерации и сравним со странами Южной Европы.
  Результаты, достигнутые после установки АГЭУ:
  • График подачи электроэнергии изменен с 16 ч. до 24 ч. в день; • Снижено на 40% потребление дизельного топлива по отношению к потреблению при 16 ч. графике подачи электроэнергии;
  • Снижено время работы дизельного генератора с 16 ч. до 8 ч. в день в среднем по году, что позволило в 2 раза увеличить меж сервисные интервалы для дизельного генератора;
  • Увеличена максимальная мощность системы с 80 кВт до 120 кВт; • Улучшено качество электроэнергии;
  • ФЭС в составе АГЭУ вырабатывает от 10% до 60% электроэнергии, потребляемом поселком в сутки; • АГЭУ работает в автономной режиме и не требует круглосуточного нахождения обслуживающего персонала.
  За весь период наблюдений (март 2013 г. - январь 2014 г.):
   24
  Полезный отпуск электроэнергии АГЭУ: 157 255 кВт*ч; Из них выработано солнечными модулями: 41 127 кВт*ч (26%); Не выброшено в атмосферу СО2: более 31 000 кг;
  Среднее потребление электроэнергии в день: 450-500 кВт*ч; Средняя выработка электроэнергии фотоэлектрической системой: 100-150 кВт*ч; Максимальная мощность фотоэлектрической системы: 45,6 кВт. Экономия дизельного топлива: более 12 300 л.
  
   Заключение.
  Можно подвести итоги. За счет повышения энерго-эффективности в жилых, общественных и производственных зданиях решаются некоторые вопросы такие, как снижение потребления электроэнергии, уменьшение потерь теплоносителя и как следствие снижение расходов за счет уменьшения сжигаемого ископаемого топлива.
  Благодаря повышению энерго-эффективности снижаются затраты у производителей и как следствие производимые товары более конкурента способны.
  Следует отметить, чтобы добиться стабильной экономии ресурсов необходимо рассматривать не только техническую сторону вопроса потребления электроэнергии и теплоносителя, но и административную, то есть необходимо говорить о необходимость разумного подхода при использовании данных ресурсов. Это касается всех потребителей.
  В заключение хочу сказать сейчас очень многое делается для повышения энерго-эффективности, об этом было сказано ранее, и что самое главное в домах в социальных учреждениях, и на предприятиях данная работа ведется и уже сейчас можно увидеть результаты такие как датчики, на шум которые зажигают освещение в подъездах, приборы учета, электросберегающие лампы и так далее.
  
   Список использованных источников
  Богданович П. Ф., Григорьев Д. А., Пестис В. К. Основы энергосбережения: Учеб. пособие. - Гродно: ГГАУ, 2007.
  https://ru.wikipedia.org/wiki/Энергетика_России
  "Теплотехника". Под ред. Баскаков А.П. - М., 1991.
   25
  "Основы энергосбережения" Самойлов М.В., уч. пос. - Мн.: БГЭУ, 2002.
  "Основы энергосбережения" Врублевский Б.И. - Гомель, 2002.
  https://ru.wikipedia.org/wiki/Солнечная_батарея
  https://ru.wikipedia.org/wiki/Газотурбинная_установка
  https://ru.wikipedia.org/wiki/Ветрогенератор
  Теплотехника, учебник для вузов, Амерханов Р.А., Драганов Б.Х., 2006.
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
   26
 Ваша оценка:

Связаться с программистом сайта.

Новые книги авторов СИ, вышедшие из печати:
О.Болдырева "Крадуш. Чужие души" М.Николаев "Вторжение на Землю"

Как попасть в этoт список

Кожевенное мастерство | Сайт "Художники" | Доска об'явлений "Книги"