Лекция 9

Желэнергетикалық қондырғылары. 40 Жел қондырғысы дегеніміз – жел энергиясын механикалық энергияға түрлендіретін қондырғы.

Бұны желқозғалтқыш деп те атауға болады. Желқондырғысына негізгі әсер етуші күш – ауа ағыны (жел). Ауа ағыны барлық қозғалатын заттар сияқты қозғалыс энергиясы немесе кинетикалық энергияның қоры болады. Ауа ағынының кинетикалық энергиясын жел дөңгелегі немесе басқадай жұмыс органы арқылы механикалық энергияға түрлендіреді. Қондырғының міндетіне байланысты механикалық энергия орындаушы механизмдердің көмегімен электрэнергия, жылулық, механикалық және де қысылған ауа энергиясына айналдыруы мүмкін. Желдің энергетикалық сипаттамасы. Жел бұрыннан адам қолданылып жүрген қуатты энергия көздерінің біреуі болып табылады. Жел қуатын қазіргі кездегіденде айтарлықтай үлкен аумақтарда халық шаруашылығы, өндіріс және үй тұрмысына да көп қолдануға болады. МИРЭК зерттеулері бойынша әлемде жылына 3 млрд. т жуық шартты отын пайдаланылады. Дамыған елдерде адам басына шаққанда жылына 0,6 т шартты отын, дамушы елде бұл көрсеткіш 3 есе аз қолданылады. Орта есеппен жерге келіп түсетін күннің энергиясы 1011ГВт-тан асып түседі. Бұл жел қондырғылары өндіретін болжамдық энергия көлемін анықтайды. Шамамен 1,18·1013 кВт-сағ болса, ол жер бетіндегі тұтынатын энергия көлемінен бірнеше есе асып түседі.

Әлемдік нарықта 95 % пайыз көлденең айналу осі бар желқондырғыларының сұлбасы қолданылады. Екі сұлбада да бірқатар артықшылықтар бар – олар ауаны ластамайды, салқындатуға суды қажет етпейді, жылулық ластау тудырмайды және отынды қолданбайды. Барлық айтылып кеткен жел қозғалтқыштары жұмыс органының айналымы түзілген кезде пайда болатын, алдыңғы жағы мен артқы жағындағы қысымның айырмашылығы нәтижесінде жұмыс істейді. Олардың қуаттары желдің энергиясын қаншалықты түрлендіруіне байланысты. Сәйкесінше, түрлендіру мүмкіндігі жел қозғалтқышының түрлеріне байланысты желкеннің немесе қалақшаның жұмыс аймағының ауданына тура пропорционал. Бұл жел қозғалтқыштар құрылысы әр түрлі болғанымен жұмыс істеу принципі бірдей – жел энергиясын механикалық энергияға түрлендіреді. Кейбір жел қозғалтқыштар орнатылуы кезінде ауданның жағрафиялық қасиеттері ескерілуі тиіс. Көптеген желқондырғылары құрылымы өте қарапайым болса да, өздерінің жел энергиясын қолдану коэффициенті мәні аз болғандықтан көп таралымға ие болмады. Көлбеу айналу осі бар жел қозғалтқышы жел бағыты өзгермеген жағдайда кішкентай және аз қуатты қондырғыға тиімді. Олардың қанаттарының құлашы үлкейген сайын тиімділігі төмендей түсті, яғни әр түрлі биіктікте желдің бағыты әр түрлі бағытта соғады. Бұндай жағдайда қондырғы жел бағытына қарсы басқарылуы қиынға соғып, қанаттарының бұзылуына қауіп төнеді. Егер де желқондырғыға жалпы сипаттама беретін болсақ, жел жылдамдығы 8 м/с болғанда 41 тиімділігі аз болғандықтан экономикалық пайдасыз, ал 20-25 м/с болғанда апаттан, ақаудан сақтау үшін оларды автоматты немесе қолмен тоқтату керек. Қолданылып жүрген желқозғалтқыштарының қуаты негізінен қанат санына, қанаттың ұзындығына және желдің сапасына тәуелді. Сол себепті неғұрлым қанаттары ұзын болып және жел жылдамдығы жоғары, тұрақты болса, соғұрлым, пайдаланылатын энергия мөлшері және сапасы жоғары. Осыдан шығатыны, биіктігі 100 м және одан да биік мачта немесе арнайы мұнара тұрғызу, диаметрі 90 м, әр қанаттың салмағы 10 т болатын жұмыс дөңгелегін жасау, осындай биіктікте генераторды, беріліс қорабын (кейбір үлкен және орташа желқозғалтқыштары үшін), электр сымдарын, контактілік сақинаны, қауіпсіздік жүйесін және қозғалтқышты тоқтату жүйесін (немесе дауыл соққанда қанаттарды желге қарсы бұратын бағыттауышын), автоматикасын орнату қажет. Бұл деген өте қиын, күрделі, қымбат және қауіпті құрылыс. Сондықтан, бұл типті желқондырғыларын өндіріске немесе тұрғын үйлерге жақын қоюға болмайды. Оларды негізінен биік, ашық алаңқайларға, құрылыстардан алыс жерге салынады. Оларға электр сымдарын тарту өте қолайсыз және экономикалық тиімсіз. Бұларды орнату өте қымбатқа түседі. Перифериялық аспаптардың жинағы (электроника, коммутациялық аспабы, қауіпсіздігі және т.б.), транспорттық шығындар, монтаждық шығындар, іске қосу – реттеуіші және басқа да орнату жұмыстарының шығыны осындай типтің шығарған әр кВт энергиясы 4000$ ға дейін жетеді. Осы айтылғандардан басқа қанатты жел қозғалтқыштары солтүстік және оңтүстік жақтарда қыс мезгілдерінде қанаттарының қырау басуы себепті жақсы жұмыс жасамайды.

Лекция 10

Электр энергиясымен қамтамасыз ету жүйесіндегі энергия үнемдеу негіздері. Бүгінде Қазақстан ғана емес, бүкіл дүниежүзі табиғи менералды ресурстарды мейлінше үнемдеп пайдалануға қатты көңіл бөліп отыр.

Еліміздің қазіргі қарқынды экономикалық дамуы, күнделікті тұрмыста энергия тұтынудың жаппай өсуі, сонымен қатар, тұтынушылар тарапынан ысырапшылдықтың орын алуы – соңғы кезде 43 энергияны үнемдеу мәселесін мемлекеттік деңгейге қоюға алып келді. Электр және жылу энергиясын, ауыз суды тұтынудың өсімінен туындаған мәселені тек мемлекет шешуі керек деп қарауға болмайды. Оның үстіне энергия өндіретін кәсіпорындарды жаңадан салу қомақты материалдық шығындармен қатар уақыт шығынын да қажет ететінін ескеруіміз қажет. Міне сондықтан да, әрбір азамат, барлық мемлекеттік және коммерциялық құрылымдар энергияны үнемдеудегі жауапкершілікті түсініп, оған өз үлестерін қосуы тиіс, бұл еліміздің экономикасын тиімді дамытуға және азаматтардың тұрмысын жақсартуға әсерін тигізеді. Өйткені, электр, жылу және су құбырлары желісін тұтынушылардың өздері пайдаланады. Мамандардың айтуынша біздің елімізде энергия ресурстарын пайдалану тиімділігі бүгінгі күні 30 пайыздан аспайды, яғни, тұтынылатын энергияның үштен екісін ысыраппен пайдаланып отырмыз деген сөз. Қазіргі уақытта дүние жүзінің барлық өнеркәсібі дамыған елдерінде энергияны үнемдеу мәселелері жоғары қарқынмен шешілу үстінде. Соңғы ширек ғасырдың ішінде энергия үнемдейтін мақсатты саясатты іске асыру есебінен осы Евпорпалық дамыған елдерде жалпы ішкі өнімнің энергияны пайдалану көрсеткішін 30 пайызға дейін азайтуға қол жеткізілді. Елбасы өзінің Қазақстан халқына Жолдауында электр қуатын үнемдеуге ерекше назар аударатын кездің келгенін айтып өтті. Энергияның тапшылығы экономикалық өсімді тежейтін факторлардың бірі болуы ықтимал. Қазақстан Республикасы Үкіметі мемлекеттік бағдарламалар қабылдап, энергия үнемдеуші технологияларды енгізу, электр энергиясының сараланған тарифтерін енгізу, энергия таратушылардың тұтыну және есепке алу жүйесін дамыту бағытында заңнамалық актілер қабылданды. Әрине, мемлекет еліміздің энергиялық қауіпсіздігін қамтамасыз ету, Отандық өнеркәсіптің қалыпты жұмыс жасауын, еліміздің индустриялық-инновациялық дамуын қамтамасыз ету мақсатында шаралар алатыны, жаңа электр қуатын өндіретін станциялар салуға басымдылық беретіні сөзсіз. Дегенмен бұның барлығы, қомақты қаражатты, жылу, атом электр станцияларын салу экологиялық жағдайға әсер ететіні белгілі. Қолда барды үнемдеп пайдалану, ысырапшылдыққа жол бермеу бүгінгі күннің талабы. Сондықтан, барлық мемлекеттік, коммерциялық құрылымдар, жеке тұрғындар энергияны үнемдеп пайдалануға өз үлестерін қосады, мемлекеттік тұрғыдан маңызды мәселеге түсіністікпен қарайды деген сенімдеміз.

Лекция 11

Энергоаудит негіздері. Энергоаудиттің негізгі құрылымы. Энергоаудиттің мақсаты мен кезеңдері. Статистикалық, құжаттық және техникалық мәліметтерге шолу. Тұтынушыларды метрологиялық және термографиялық зерттеу. Метрологиялық және термографиялық зерттеудің қателіктері.

Қазіргі уақытта заңмен ұсынылып бекітілген терминнің болмау кезінде екі түсінік бар: энергетикалық зерттеулер және энергоаудит. Біріншісі, мынандай жағдайға сәйкес келеді: мұнда жұмыс энергоресурстардың барлық түрлерін тарату мен қолдану, өндіріс жағдайын техникалық тексеру және рационалды емес энергия шығынын төмендету, энергоресурстарға төленетін қаржы шығыны жайлы энергоресурстарды тиімді пайдалану ұсыныстар мемлекеттік қадағалау органдарының нұсқауымен жүреді. Екіншісі – ерікті, кәсіпорынның ынтасымен өткізілетін, энергетикалық тексеру. Сондықтан келесі кезекте тек бір терминді қолданамыз, ол – энергоаудит. Энергоаудиттің негізгі тапсырамларынан мыналарды атауға болады: кәсіпорындарда энергия тұтыну мен энергия пайдаланудың фактілі жағдайын орнату; энергия тұтынудың рационалды өлшемдерін, энергияны транспарттау және өндіру кезінде анықтау, сонымен қатар өндірістік процестер мен қондырғыларда; пайда болу себебін анықтау, шығын мәнін және ЖЭР (жылу энергетика ресурстары) –да үнем резервтары; ЖЭР-ды қолданудың тиімділігін жоғарылату бойынша ұсыныстары жетілдіру. Алға қойған тапсырмаларды шешу тереңдігі және осыған қажет ақпарат көлемі өткізіп жатқан энегоаудит деңгейіне тәуелді. 44 Энегоресурстарды тұтынушыларды зерттеу түрлері. Энегия үнемдеудің дұрыс және нормативті базалары энергия пайдаланылатын қондырғыларды және жалпы кәсіпорындарды әр түрлі тексерулер жүргізуді қарастырады. Энергетика және индустрия министрлігімен бекітілген, энергетикалық қондырғыларды пайдаланудағы қауіпсіздікті қамтамасыз ету мақсатында мекеменің энергетикалық тексерудің 6 түрі қарастырылады: жұмыс істер алдындағы және пайдалануға беру алдындағы; бірлікті; периодтық; кезектен тыс; локальды; ПОП экспресс – зертеулер. Осы ережелерге сәйкес отынды және энергия пайдаланушы құрал -жабдықтарды іске қосар алдында және пайдалануға берер алдында, Қазақстанның аймақтық органдары мемлекеттік стандартқа және энерготиімділік көрсеткіштері бойынша СНПИ талаптарына және монтаждау талаптарына сәйкес келетіндігін тексері үшін құрал – жабдықты алдын – ала тексереді. Энергоресурстарды пайдаланудың тиімділігін бағалауға мүмкіндік беретін энергетикалық тексерулерге бірнеше тексерулер жатады. Осымен, біріншілікті тексеру кезінде ЖЭР пайдаланудың тиімділігінің бағалауы жүргізіледі (жабдық жұмысының тиімділігі тексеріледі, ЖЭР пайдаланылу жағдайының есебі, оны пайдалану бойынша есеп беру, отын және энергиямен қамтуға кеткен шығынды есептеу). Периодтық тексеру барысында бұрынғы берілген ұсыныстардың орындалуы тексеріледі, ЖЭР - ң тұтыну динамикасы бағаланады және олардың тауарды өндірудегі меншікті шығындары бағаланады (энергосыйымдылық, өндірісітің жалпы материалдық шығындарындағы ЖЭР - ң құны). Кезектен тыс тексеру Қазақстанның энергобақылауының аймақтық органынының бастауымен жүргізіледі, егер оларда ЖЭР-ды пайдалану тиімділігінің күрт төмендеуі жөнінже жаңаша белгілері пайда болса, энергоаудиторлардың жүргізген тексеріс нәтижесінде күдік тудырса, сонымен қатар отты – энергетикалық ресурсты тұтынумен байланысты тұтынушының ЖЭР-ң мемлекеттік билік органдарына жеңілдік алуға барған жағдайда. Локальды және экспресс тексерулері көлемі мен мерзіміне байланысты шектеулі сипатқа ие. Сонымен қоса ЖЭР-ң бір түрінің тұтынуы бойынша (электр мен жылу энергиялары; қатты, сұйық және газ тәріздес отын; екінші энергоресурстардың және агрегаттардың белгілі бір тобы бойынша жеке агрегат), немесе жекелей тиімділік көрсеткіші бойынша тиімділігінің бағалануы жүргізіледі. Біріншілікті, периодьы, кезектен тыс локальды және экспресс тексерістерін Қазақстанның энергобақылау мен энергоаудиторлары жүзеге асыруға құқылы. Шет елдерде энергетикалық тексерістердің методологиясы 6 этаптан тұрады: энергоресурстардың интегралды тұтынуы мен олардың қаржылай шығындарымен алдын-ала танысу; түрлі энергетикалық баланстарды құру (жалпы мекеме, жекелей цехтар, технологиялармен, энергоресурстармен және т.б.); энергосыйымды тұтынушыларды детальды тексеру және энергоүнемдеудің негізгі бағыттарының негізделуі; энегоүнемдеуші үлгілерді жасау; энергоүнемдеуші жобалар мекмелері үшін тиімді зерттеу; жүргізілген энергоаудит бойынша есеп жасау. Энергетикалық тексерулердің жүргізу тәжірибесі, олардың міндеттері: өнеркәсіптегі энергия тұтынудың нақты жағдайын бағалау, отын – энергетикалық ресурстардың шығын мағынасын анықтау; өндірістік процестерде және қондырғыларда энерготұтынудың рационалдық өлшемдерін анықтау, отын және энергия үнемдеуін бағалау мен айқындау; отын энергетикалық 45 ресурстарын шығындарын төмендетуге бағытталған жоба – жоспарларын жасау, осы жағдайлар энергетикалық тексерулерді 3 түрге бөліп көрсетеді: алдын – ала энергоаудит; бірінші деңгейдегі энергоаудит; энерготехнологиялық жүйелерді тереңдете тексеру және өндірістік жалпылай тексеру. Бірақ энергоаудиттің екі түрге бөлінуі мақсатқа лайықты болып табылады: экспресс – тексеру және тереңдетілген тексеріс (нақты айтақанда энергоаудит). Соңғысы өндірістің энергетикалық паспортын құрауды да ойластырады. Экспресс – тексеру Бұл энергоаудиттің түрі үндіріс туралы оның технологиялары, энергетикалық шаруашылығы, энегия тұтянушы жүйелер және сол көлемдегі қондырғылар туралыбастапқы статистикалық есеп ақпаратын алу болып табылады, бұл энергоаудиторларға энергия сақтау потенциалының көлемі мен бары туралы энергия тасығыштарға қаржылай шығынды түсіру мүмкіндігі туралы өндіріс орындарына энергия үнемдеудің негізгі бағыттарын беогілеуге дәлелді нәтиже жасауға мүмкіндік береді. Экспресс- - тексерумен танысу кезеңі кәсіпорвнмен танысудан тұрады (кәсіпорын құрылымы мен генпланы, энергия үнемдеудің, технологияның энергоресурстады есептеу жүйелерінің принципиалды сызбанұсқасы, энергиямен қамту және технологиялық қондырғылар жағдайын визуалды қарау). Осы кезеңнің нәтижесі бойынша энергоаудиторларға мыналар мәлім болады: энергоаудиторлардың әр түрлі кәсіпорын қызматімен арақатынас формасын, кәсіпорын туралы, оның энергия шаруашылығы туралы, бастапқы мәліметтер, кәсіпорының қаржылай шығындарындағы энергоресурстарға шығын үлесі. Соңғысы, осы кезеңдеэнергоаудитті жүргізудің қажетті деңгеййіне баға беруге мүмкіндік береді. Егер энергоресурстарға кететін қаржылай шығындар үшін кәсіпорынның жалпы шығындарында 10% -дан төмен болса, онда кәсіпорынның энергия тұтыну экспресс – анализі ары қарай жұмыс істеу үшін жеткілікті. Энергоресурстарға шығын үлесі 15% - ға дейін өссе, тек экспресс – тексеру жүргізу жеткіліксіз, бірақ тереңдетілген энергоаудит жүргізу қажет, өйткені энергоаудиторлармен жүргізген ұсыныстар кәсіпорынға энергоресурс шығындарын 3 - 4% түсіруге мүмкіндік береді. 15% - дан артық шығын үлесі кезінде энергоаудитті тез арада жүргізу керек, өйткені оның нәтижесінен шығатын болжамалы қаржылық пайда анықталады.

Лекция 12

Жылулық және эксергетикалық тепе-теңдікті зерттеу. Мекеменің энергетикалық жұмысына аналитикалық шолу. Мекеменің құрал-жабдықтарының энергетикалық тиімділігін бағалау. Энергия үнемдеу бойынша өткізілетін шаралар мен ұсыныстар. Энергетикалық құжат дайындау.

Қазіргі уақытта заңмен ұсынылып бекітілген терминнің болмау кезінде екі түсінік бар: энергетикалық зерттеулер және энергоаудит. Біріншісі, мынандай жағдайға сәйкес келеді: мұнда жұмыс энергоресурстардың барлық түрлерін тарату мен қолдану, өндіріс жағдайын техникалық тексеру және рационалды емес энергия шығынын төмендету, энергоресурстарға төленетін қаржы шығыны жайлы энергоресурстарды тиімді пайдалану ұсыныстар мемлекеттік қадағалау органдарының нұсқауымен жүреді. Екіншісі – ерікті, кәсіпорынның ынтасымен өткізілетін, энергетикалық тексеру. Сондықтан келесі кезекте тек бір терминді қолданамыз, ол – энергоаудит. Энергоаудиттің негізгі тапсырамларынан мыналарды атауға болады: кәсіпорындарда энергия тұтыну мен энергия пайдаланудың фактілі жағдайын орнату; энергия тұтынудың рационалды өлшемдерін, энергияны транспарттау және өндіру кезінде анықтау, сонымен қатар өндірістік процестер мен қондырғыларда; пайда болу себебін анықтау, шығын мәнін және ЖЭР (жылу энергетика ресурстары) –да үнем резервтары; ЖЭР-ды қолданудың тиімділігін жоғарылату бойынша ұсыныстары жетілдіру. Алға қойған тапсырмаларды шешу тереңдігі және осыған қажет ақпарат көлемі өткізіп жатқан энегоаудит деңгейіне тәуелді. Энегоресурстарды тұтынушыларды зерттеу түрлері. Энегия үнемдеудің дұрыс және нормативті базалары энергия пайдаланылатын қондырғыларды және жалпы кәсіпорындарды әр түрлі тексерулер жүргізуді қарастырады. Энергетика және индустрия министрлігімен бекітілген, энергетикалық қондырғыларды пайдаланудағы қауіпсіздікті қамтамасыз ету мақсатында мекеменің энергетикалық тексерудің 6 түрі қарастырылады: жұмыс істер алдындағы және пайдалануға беру алдындағы; бірлікті; периодтық; кезектен тыс; локальды; ПОП экспресс – зертеулер. Осы ережелерге сәйкес отынды және энергия пайдаланушы құрал -жабдықтарды іске қосар алдында және пайдалануға берер алдында, Қазақстанның аймақтық органдары мемлекеттік стандартқа және энерготиімділік көрсеткіштері бойынша СНПИ талаптарына және монтаждау талаптарына сәйкес келетіндігін тексері үшін құрал – жабдықты алдын – ала тексереді. Энергоресурстарды пайдаланудың тиімділігін бағалауға мүмкіндік беретін энергетикалық тексерулерге бірнеше тексерулер жатады. Осымен, біріншілікті тексеру кезінде ЖЭР пайдаланудың тиімділігінің бағалауы жүргізіледі (жабдық жұмысының тиімділігі тексеріледі, ЖЭР пайдаланылу жағдайының есебі, оны пайдалану бойынша есеп беру, отын және энергиямен қамтуға кеткен шығынды есептеу). Периодтық тексеру барысында бұрынғы берілген ұсыныстардың орындалуы тексеріледі, ЖЭР - ң тұтыну динамикасы бағаланады және олардың тауарды өндірудегі меншікті шығындары бағаланады (энергосыйымдылық, өндірісітің жалпы материалдық шығындарындағы ЖЭР - ң құны). Кезектен тыс тексеру Қазақстанның энергобақылауының аймақтық органынының бастауымен жүргізіледі, егер оларда ЖЭР-ды пайдалану тиімділігінің күрт төмендеуі жөнінже жаңаша белгілері пайда болса, энергоаудиторлардың жүргізген тексеріс нәтижесінде күдік тудырса, сонымен қатар отты – энергетикалық ресурсты тұтынумен байланысты тұтынушының ЖЭР-ң мемлекеттік билік органдарына жеңілдік алуға барған жағдайда. Локальды және экспресс тексерулері көлемі мен мерзіміне байланысты шектеулі сипатқа ие. Сонымен қоса ЖЭР-ң бір түрінің тұтынуы бойынша (электр мен жылу энергиялары; қатты, сұйық және газ тәріздес отын; екінші энергоресурстардың және агрегаттардың белгілі бір тобы бойынша жеке агрегат), немесе жекелей тиімділік көрсеткіші бойынша тиімділігінің бағалануы жүргізіледі.