5. Расчет вэр на экономическую эффективность

Для расчета выхода и возможного использования ВЭР необходимо иметь следующую исходную информацию:

• тепловые и материальные балансы основного технологического оборудования;

• объем выпуска продукции в рассматриваемом периоде;

• расчетный энергетический баланс предприятия;

• технико–экономические характеристики технологических агрегатов, энергетических и утилизационных установок;

• планы внедрения новой технологии и нового оборудования на перспективу.

В результате анализа всех этих материалов устанавливают виды ВЭР и их потенциал; выявляют агрегаты, ВЭР которых могут быть включены в энергетический баланс предприятия или использованы вне данного предприятия; определяют по каждому агрегату выход ВЭР; рассчитывают величину возможной, целесообразной и планируемой выработки энергии из каждого вида ВЭР4; определяют величины фактической выработки и фактического использования ВЭР.

Выход ВЭР зависит от факторов и режима работы технологической установки. В общем случае суточный и сезонный выход ВЭР характеризуется неравномерностью. Поэтому различают показатели удельного и общего выхода – максимальный, минимальный и средний как в суточном так и сезонном разрезе.

В любом случае утилизация ВЭР и эффективное их использование позволяет обеспечить экономию затрат на добычу, транспортировку т распределение топлива. Важным условием экономической эффективности ВЭР является правильное определение вида и количества топлива, которое экономится при их утилизации.

Экономия топлива зависит от направления использования ВЭР и схем топливо и энергоснабжения предприятия. При тепловом направлении использования ВЭР экономия топлива определяется путем сопоставления количества тепла, полученного от использования ВЭР с выработкой такого же количества и тех же параметров тепла в основных энергетических установках.

При определении экономической эффективности использования ВЭР сопоставляют варианты энергоснабжения, которые удовлетворяют потребности данного производства во всех видах энергии с учетом использования ВЭР и те же потребности без учета использования ВЭР. Основными показателями сопоставимости этих вариантов служит создание оптимальных условий их реализации, обеспечение одинаковой надежности энергоснабжения, достижение необходимых санитарно-гигиенических условий и безопасности труда, наименьшее загрязнение окружающей среды.

Одно из основных направлений повышения эффективности производства и использования энергетических ресурсов в промышленности – увеличение единичной мощности агрегатов, концентрации производства и создание укрупненных комбинированных технологических процессов. Особенно это эффективно для технологических процессов с большим выходом тепловых ВЭР, т.е. для предприятий химической, нефтеперерабатывающей, целлюлозно-бумажной и металлургической промышленности.

Создание крупных комбинированных производств позволяет использовать ВЭР одних процессов для нужд других, входящих в общий комбинированный комплекс.

Лекция 5 «Энергосберегающие технологии на основе использования ВЭР»

1. Трансформаторы тепла. Теплонасосные установки, их классификация.

2. Область применения ТН

3. Классификация ТН.

4. Принцип работы ТН.

5. Источники низкопотенциальной теплоты.

6. Сорбционные трансформаторы тепла.

7. Практическое применение ТН.

1 Трансформаторы тепла. Классификация теплонасосных установок.

Утилизация низкопотенциальных ВЭР не получила пока в Республике Беларусь широкое распространение. В основном утилизируются высокотемпературные ВЭР. Однако уходящие газы с температурой ниже 300 С, охлаждающая вода и конденсат с температурой ниже 70 С целесообразно утилизировать на промышленных предприятиях и использовать их в системах отопления, вентиляции и ГВС. Сбор и возврат конденсата является важным источником экономии теплоты, а следовательно и топлива. При рациональной организации сбора и использования конденсата экономия топлива исчисляется сотнями тысяч тонн у.т.

В настоящее время в перечень мероприятий по энергосбережению включено и повышение уровня использования ВЭР. На промышленных предприятиях проведена инвентаризация имеющихся ВЭР и разработаны предложения по экономически целесообразному их использованию. На правительственном уровне утверждено положение о взаиморасчетах между теплоснабжающими организациями и поставщиками утилизируемой теплоты ВЭР в системы централизованного теплоснабжения.

Общий энергетический потенциал ВЭР в РБ оценивается в интервале 1,9 – 3,1млн. т у.т. в год. Однако для вовлечения его в энергетический баланс республики необходимы значительные капитальные вложения, связанные с внедрением энергосберегающего оборудования и технологий. Факторами, затрудняющим использование ВЭР, является непостоянство их как источника энергии определенных параметров и несовпадение режимов работы установок, производящих ВЭР, с режимами спроса на тепловую энергию.

Трансформаторами тепла называют устройства для переноса энергии в форме теплоты от источников с низкой температурой к потребителям с более высокой температурой. Чтобы осуществить такое преобразование теплоты необходимо затратить внешнюю энергию. Трансформаторы тепла работают по обратному циклу тепловой машины, в котором механическая работа преобразуется в теплоту.

К трансформаторам тепла относятся холодильные машины, кондиционеры и тепловые насосы и криогенные установки. В настоящее время наибольшее распространение получили холодильные установки и кондиционеры.

В холодильных установках температура теплоотдатчика ниже температуры окружающей среды, а температура теплоприемника равна температуре окружающей среды.

В теплонасосных установках концентрируется низкотемпературное тепло из окружающей среды (плюс 4-5С) и переносится в систему теплоснабжения в виде нагретой воды или воздуха, (от плюс 60 до плюс 80С). Тепловой насос связан с источником низкопотенциальной теплоты (ИНТ) через испаритель и потребителем высокотемпературной теплоты (ПВТ) – через конденсатор. Между испарителем и конденсатором циркулирует хладагент. При осуществлении обратного термодинамического цикла хладагент переносит тепло от ИНТ к ПВТ. При этом необходимо затратить электроэнергию на привод компрессора. Здесь и кроется главной достоинство ТН – на 1кВт затраченной электрической энергии можно получить более 2,5 кВт тепловой энергии.

Тепловой насос с гидравлической обвязкой (насосами, теплообменниками, запорной аппаратурой и т.д.) называют теплонасосной установкой. Трансформаторы тепла, применяемые в качестве тепловых насосов, позволяют за счет преобразования низкопотенциальной теплоты вторичных энергоресурсов (ВЭР) и природных источников (водотоков, атмосферного воздуха) в теплоту потребительских параметров экономить 30…50% первичного топлива на теплоснабжение. Поэтому внедрение тепловых насосов одновременно с экономией первичного топлива снижает физическое и химическое загрязнение окружающей среды, повышает уровень комфортности в помещении, экономичность и надежность работы технологического оборудования, сокращает потребление водных ресурсов и объемы сброса сточных вод. Тепловые насосы выпускаются и применяются практически во всех развитых странах мира.

2 Область применения тепловых насосов.

Тепловые насосы нашли применение в различных отраслях промышленности, жилом и общественном секторе.

• В общественных зданиях обычно применяют совмещенные кондиционеры, обеспечивающие охлаждение воздуха в теплый период и нагревание в режиме теплового насоса в холодный период.

• В жилищно-коммунальном секторе с помощью тепловых насосов осуществляется автономное теплоснабжение и горячее водоснабжение коттеджей и отдельных зданий.

• На промышленных предприятиях применяются интегрированные системы на основе тепловых насосов, обеспечивающие утилизацию теплоты низкопотенциальных ВЭР, водооборотных систем, стоков с целью использования такого тепла для теплоснабжения, отопления и горячего водоснабжения.