9.2.2. Енергозбереження у процесі переміщення рідини відцентровими насосами

Етап 1. Процес переміщення рідини відцентровими насосами є спо­жи­ва­чем електричної енергії. Стратегія енерго­збе­ре­ження полягатиме у змен­шенні як абсолютних – W_насос, (кВт.год/год), так і питомих – w_насос, (кВт.год/т рідини), витрат електричної енергії.

В нашому конкретному випадку розрахункова формула для визначення годин­ної вит­ра­ти електричної енергії на в насосній установці W_насос, кВт.год/год, що входить до складу стан­­ції перекачування конденсату від цукрового заводу в ТЕЦ, (наприклад, для на­сосу СОТ-100) має наступний вигляд:

W_насос = [Q_насос·H_насос / (3600·η_насос·η _{ел.прив})] · ρ_рід · ĝ · 10^{– 3} (9.6)

де:

W_насос – годинна витрата електричної енергії (чисельно дорівнює електричній потужності), яку споживає насос, (кВт.год/год) або кВт.

Q_насос– фактична подача насосу, з урахуванням рециркуляції (у разі її наяв­нос­ті), м³/год;

H_насос– напір, що розвиває насос, з урахуванням дроселювання (у разі його наяв­ності) потоку у нагнітальному трубопроводі, м.вд.ст.;

ρ_рід – питома густина рідини, що перекачується, кг/м³;

ĝ – прискорення вільного падіння, дорівнює 9,8 м/с²;

η_насос – ККД насосу, од. Визначається за паспортом насоса у відповідності до фактичної подачі насосу.

η_{ел.прив} – ККД (електромеханічний) електропроиводу компресора, од. Визна­ча­ється за паспортом електроприводу.

Реальними енергетичними параметрами, що впливають на зменшення вит­ра­ти електричної енергії на переміщення рідини відцентровими насосами є:

• Q_насос, потрібно його зменшення, технічні рішення відомі;

• Н_насос, потрібно його зменшення, технічні рішення відомі;

• ρ_рід, потрібно її зменшення, технічні рішення відомі;

• η_насос, потрібно його збільшення, технічні рішення відомі;

• η_{ел.прив,} потрібно його збільшення, технічні рішення відомі.

Етап 2. Макропоказником енергоспоживання процесу переміщення рідини насосами є годинна витрата теплоти, що визначається формулою (6.9)

Показником енергетичної ефективності процесу переміщення рідини насосами є питома витрата електроенергії на одну тонну рідини, що переміщується – w_насос, кВт.год/(кг/год), або кВт/кг:

w_насос = W_насос / G_насос (9.7)

де G_насос – масова витрата паро газової суміші у компресорі, кг/год. Визнача­ється за формулою: G_насос = Q_насос· ρ_рід.

Етап 3. За базу порівняння визначаємо насосну установку аналогічного європейського підприємства такої ж виробничої потужності у якого витрата електроенергії і питома витрати електроенергії на переміщення конденсату від заводу в ТЕЦ – (W_насос) ^Lim і (w_насос)^Lim на 20 % менші.

Етап 4. Формування методики розрахунків не становить труднощів. Мето­ди­ка розрахунку обсягів споживання електричної енергії та її питомої витрати зводиться до використання формул (6.9) та (7.9).

Етап 5. Енергетичні недосконалості процесу перміщення конденсату від заводу в ТЕЦ визначаються шля­хом порівняння фактичних експлуатаційних параметрів та параметрів на підприємстві – базі по­рів­няння.

Енергетичними недосконалостями є:

• завищена на 20 % подача насосу, внаслідок завищеної витрати технологічної пари на технологічні потреби заводу;

• завищений напір насосу, внаслі­док “завуженого” діаметру конденсатопроводу від заводу в ТЕЦ та наявності дросельного регулювання подачі насосу;

Таким чином, існуюча система станції транспортування конденсату налічує три вузли енергетичної недосконалості (ВЕН), що обумовлюють її енергозат­рат­ність.

Етап 6. Формуємо систему технічних рішень, що ліквідують всі три вияв­лені ВЕН, а саме:

• потрібно зменшити на 20 % подачу насосу за ра­хунок виконання відповід­них робіт у напряму зменшення паро споживання заводу;

• потрібно зменшити на 10 % напір, який розвиває насос, за рахунок збіль­шен­ня діаметру конденсатопроводу;

• потрібно зменшити на 15 % напір, який розвиває насос, за рахунок застосу­вання частотного регулювання подачі насосу;

Етап 7. Формуємо перелік пропозицій на перший (він же завершальний) етап робіт з енергозбереження, вклю­чивши в нього ліквідацію всіх трьох вияв­лених ВЕН.

Перелік пропозицій з енергозбереження включає в себе:

• провести роботу зі зменшення на 20 % подачі насосу за ра­хунок виконання відповід­них робіт у напряму зменшення пароспоживання заводу;

• зменшити на 15 % напір, який розвиває насос, за рахунок збіль­шен­ня діамет­ру конденсатопроводу;

• зменшити на 15 % напір, який розвиває насос, за рахунок застосу­вання частотного регулювання подачі насосу;

Етап 8. Експлуатаційними параметрами оновленої енергоощадної станції переміщення конденсату будуть:

• зменшена подача насосу;

• зменшений напір насосу.

Очікуваним результатом робіт з енергозбереження є зменшення вит­ра­ти еле­к­тричної енергії на перміщення конденсату, що визначено ф-лою (6.9) шляхом підстановки в неї змінених проектно-очікуваних (енергоощадних) параметрів, визначених на 6-му етапі.

Розрахунок засвідчує зменшення витрати теплової енергії – ΔW_насос на 10 % та зменшення питомої втрати теплової енергії – Δw_насос на 13 %.

Етап 9. Оскільки всі виявлені ВЕН були ліквідовані за один етап (тобто на 1-му етапі) то проектно-очікувані показники всії роботи будуть аналогічними, визначеним на 8-му етапі.

Етап 10. Економічним показником реалізованих робіт з енергозбереження буде зменшення витрат коштів на закупівлю електричної енергії на експлуатацію насосу СОТ-100 – ΔS, грн/міс (одиницю виміру часу потрібно узгодити із Замовником робіт). Відповідне визначення ΔS буде здійснено за формулами:

ΔS = S₂ – S₁, (9.8)

S₁ = Q₁ · C_q (9.9)

S₂ = Q₂ · C_е/е^Σ (9.10)

де:

S₁– витрата коштів на закупівлю електричної енергії на насос СОТ-100 до проведення робіт з енерго­збереження, грн/міс;

S₁– витрата коштів коштів на закупівлю електричної енергії на СОТ-100 після проведення робіт з енер­го­збереження, грн/міс;

C_е/е ^Σ– повна собівартість відпущеної від власної ТЕЦ електричної енергії для потреб цукрового заводу, грн/кВт.год.

Етапи 11 – 15 виконуються у разі наявності вимог Замовника щодо їх вико­нан­­ня і методологія їх виконання в лекційному матеріалі не наводиться.