Основные типы используемых критериев и показателей

На практике используются большое количество различных критериев критериев, которые применяются в различных случаях. Основные типы критериев - термодинамические, натуральные , экономические. Некоторые из них приведены в таблице 1.

Название	Тип	Математическое выражение
Коэффициент полезного использования тепла	Термодинамический	Отношение
Энергетический КПД	Термодинамический	Отношение полезно использованной энергии к общему ее расходу
Эксергетический КПД	Термодинамический
Удельный расход топлива (тепловой, электрической энергии) на единицу вы­пускаемой продукции	Удельный нату­ральный
Удельный расход Топлива (тепловой, электрической энергии) на единицу пе­реработанного сырья	Удельный нату­ральный
Удельный расход топлива (тепловой, электрической энергии) на единицу стоимости выпускаемой продукции	Удельный нату­ральный
Годовой (месячный, суточный и т.д.) расход энергоресурсов на предприятии, регионе в т.у.т. или в тоннах первичного условного топлива	Удельный абсолют­ный
Срок окупаемости	Экономический
Чистая современная стоимость	Экономический
Коэффициент чистой приведенной стоимости	Экономический
Доля затрат на энергетические ресурсы в себестоимости продукции	Экономический

4-Экономические показатели оценки энергетической эффективности.

5 Нормирование расхода топливно-энергетических ресурсов

Современное энергосбережение и энергоэффективность базируются на трех основных принципах:

- рациональное использование электроэнергии, включая поиск и разработку новых нетрадиционных источников энергосбережения;

- повсеместное использование как бытовых, так и промышленных приборов учета и регулирования расхода электрической и тепловой энергии;

- внедрение новейших технологий, способствующих сокращению энергоемкости производства.

Исходя из этого, в энергосбережении можно выделить разработку программ организационно-технических мероприятий по экономии ТЭР, для которых исходными данными должны являться:

- основные направления энергетической политики Республики Казахстан;

- Республиканская программа энергосбережения;

- результаты анализа использования ТЭР за предыдущие годы;

- задания по снижению норм расхода топлива, электрической и тепловой энергии на планируемый период, установленные вышестоящими ведомствами;

- стандарты на машины и оборудование;

- результаты энергетического аудита;

- энергетические балансы предприятий и др.

Программы организационно-технических мероприятий (ОТМ) подразделяются на основные и дополнительные. Разработка основной программы направлена на снижение удельных норм расхода энергии на величину, установленную директивными указаниями вышестоящих организаций. Цель дополнительной программы ОТМ – обеспечить выполнение заданий по получению дополнительной экономии ТЭР. Основные программы мероприятий разрабатываются в предшествующий планируемому периоду год, дополнительные – в течение текущего года.

Эффективность основных и дополнительных мероприятий, т.е. запланированная экономия электроэнергии, должна подтверждаться отчетными данными. Все программы мероприятий должны быть подкреплены соответствующей правовой базой.

В сфере экономического управления энергосбережением необходимо разработать адресную систему стимулирования и кредитования энергосберегающих мероприятий, т.е. разработать экономические механизмы, стимулирующие предприятия добиваться энергосбережения.

Особое внимание следует уделить пересмотру строительных норм и правил, которые влияют на повышение эффективности использования топлива и энергии в промышленности, строительстве и жилищно-коммунальном хозяйстве.

Из вышеназванного мне хотелось бы выделить следующие позиции:

- задания по снижению норм расхода топлива, электрической и тепловой энергии на планируемый период, установленные вышестоящими ведомствами;

- стандарты на машины и оборудование.

Прежде чем получить от вышестоящих организаций задания по снижению норм расхода ТЭР на планируемый период для каждого предприятия, необходимо разработать нормы их расхода (потребления) на производство продукции и работ, доведение проектных норм до производственных участков и цехов, осуществление систематического контроля за их выполнением и дальнейшим совершенствованием.

Реальные нормы расхода ТЭР складываются в определенных условиях функционирования конкретного оборудования в технологических процессах и сопровождаются необходимыми потерями энергии.

Практика показала, что определить централизованно нормы расхода ТЭР, характеризующие полезную (конечную) работу предприятий, не представляется возможным ввиду существенного различия величин потерь энергии, определяемых индивидуальными особенностями производственных процессов, качеством и составом исходного сырья и топлива, нередким отсутствием учета расхода ресурсов и т.д. В отличие от теоретических реальные расходы ТЭР изменяются во времени и имеют различные числовые значения для каждого объекта.

Постановлением Правительства Республики Казахстан от 26.01.09 года для отраслей экономики приняты «Нормативы энергопотребления» - то есть предельные значения показателей экономичности энергопотребления оборудования по отдельным регламентированным режимам работы оборудования, операциям, видам работы. И надо понимать, что принятые нормативы – именно предельные значения экономичности энергопотребления оборудования для данного производства, с которыми можно сравнивать экономичность идентичных предприятий одной отрасли.

Однако для каждого отдельного предприятия даже одной отрасли необходима разработка своей «Нормы расхода энергоресурсов» с учетом предусматриваемых мероприятий по экономии. И надо понимать, что нормы расхода энергоресурсов - это постоянно изменяющаяся в результате совершенствования производства величина.

Проблемы определения нормативов расходов ТЭР на производство основных видов продукции не существовало бы, если бы удельные расходы на один и тот же вид продукции на разных предприятиях были бы близки друг к другу, то есть имели бы незначительный разброс.

Но так как структура предприятий, номенклатура выпускаемой продукции, условия функционирования каждого предприятия существенно различны, то и величины удельных расходов (нормативов) на выпуск одинаковых видов продукции на разных предприятиях отличаются существенно.

Кроме того, удельные нормы, полученные для одной и той же продукции на разных предприятиях могут быть различны в зависимости от качества сырья, потребляемого при выпуске продукции.

Таким образом удельные расходы (нормативы) ТЭР по одинаковым агрегатам на разных предприятиях могут быть близки друг к другу, а удельные расходы (нормативы) по производству, заводу, цеху на разных предприятиях могут отличаться значительно.

В 2008 году в соответствии с Государственной программой по энергосбережению с целью обеспечения единых требований к определению технически и экономически обоснованных норм расхода топлива, тепловой и электрической энергии фирмой «Казэнергоналадка» был разработан и предоставлен в Комитет по Госэнергонадзору проект «Положения по нормированию расхода топлива, тепловой и электрической энергии в отраслях экономики», однако далее этот проект не был рассмотрен.

Данное «Положение…» должно было регламентировать единый порядок и методический подход к нормированию расхода топливно-энергетических ресурсов на производство единицы продукции (работы, услуги) на предприятиях республики.

Кроме этого проекта «Положения…» в Комитет были представлены «Критерии статотчетности», в которых сравнивались отчетные данные по потреблению энергоресурсов с нормативными. Эти документы постигла участь «Положения…».

Ведомственные организационно-методические и технические документы по нормированию расхода ТЭР (отраслевые (ведомственные) методики по нормированию), разработанные в каждой отрасли производства, являются необходимой основой для расчета нормативов и норм расхода ТЭР.

Необходимо было бы внести дополнения и поправки к налоговому законодательству, предусматривающие соответствующие льготы за проведение энергосберегающих мероприятий. Необходимо, чтобы были льготы за применение энергосберегающих мероприятий, а также наложение санкций за нерациональное использование ТЭР базировались на показателях и нормативах, установленных стандартами и другими нормативно-техническими и директивными документами.

К началу 1986 года показатели и нормативы экономичности энергопотребления были внесены в 548 государственных стандартов на машины и оборудование. Однако с распадом Союза работы в данном направлении были замедлены.

Так что задачами стандартизации оборудования на современном этапе являются:

- уточнение перечня оборудования, задействованного в энергоемких процессах, по видам потребляемых ТЭР;

- составление перечня первоочередных работ и организация разработки стандартов на это оборудование;

- установление в этих стандартах показателей экономичности энергопотребления.

Можно пойти по пути создания специальных стандартов, в которых бы устанавливались только показатели и нормативы экономичности энергопотребления и условия их проверки.

Ситуация с созданием базы стандартизации энергосбережения оказывается еще сложнее, если стандартизировать энергопотребление не только для отдельных машин и оборудования, но в целом для технологических процессов. Реализовать такой подход при оценке экономичности энергопотребления, когда задается лишь входной показатель (количество потребленных ресурсов) и учитывается выходной показатель (количество произведенной работы или продукции), очень трудно, так как он требует углубленного анализа сразу двух факторов одновременно: экономичности машин и самого процесса производства, то есть технологии.

В методологическом отношении в стандартизации технологий главный вопрос состоит в следующем: по какому уровню энергопотребления устанавливать норматив в стандарте?

Как известно, государственные стандарты – это компромисс между изготовителями и потребителями оборудования. Но если потребитель не представлен должным образом в органах, утверждающих стандарты, а производителю нет резона устанавливать жесткие нормативы, получается стандарт, фиксирующий нормативы давно освоенного и выпускаемого оборудования. Поэтому нужно обеспечить систему мер по процедурам разработки и утверждению стандартов, которая обеспечит установление объективного значения норматива энергопотребления.

6-Основные виды энергетических балансов. Их назначение.

Основным методом планирования и анализа энергопотребления в промышленности являются энергетические балансы. Они позволяют устанавливать необходимые величины и соотношение между потреблением, производством и получением энергоресурсов. Во энергобалансе понимают систему взаимосвязанных показателей, отражающих количественное соответствие между поступлением и использованием всех видов энергетических ресурсов. Он является основным обобщенным документом для комплексного анализа использования энергоресурсов и планирования мероприятий по повышению эффективности энергопотребления. Таким образом, разработка энергобалансов позволяет создать научно-техническую основу для нормализации энергопотребления в промышленности. Существует несколько разновидностей энергобалансов. Классифицируют их по двум основным признакам. В зависимости от масштаба решения задач, от объектов составления энергетические балансы подразделяются на балансы отдельных агрегатов, групп агрегатов или установок и балансы отдельных технологических процессов, участков, цехов, промышленных предприятий. В данном разделе речь пойдет о энергобалансы отдельных агрегатов и установок. Эти балансы составляются с целью анализа эффективности энергопотребления в производстве, установления рациональных режимов работы энергоустановок, а также для разработки обоснованных прогрессивных норм пи-Томо затраты энергии на единицу выпускаемой продукции соответствующими агрегатами. По своему назначению энергобалансы подразделяются на фактические и плановые. Фактические балансы являются отчетными и отражают существующее положение использования энергии со всеми оправданными и неоправданными ее расходами и потерями при реально достигнутых значениях удельного расхода энергии. Плановые (перспективные) показатели энергобаланса, в свою очередь, необходимо подразделить на нормализованы и рациональны. Нормализованы энергобалансы разрабатываются на основе фактических балансов на основе прогрессивных норм и нормативов потерь и полезного использования энергии. Такие энергобалансы отражают потенциально возможный уровень эффективности энер-госпоживання, по которому выявляются резервы и намечаются мероприятия по экономии энергоресурсов. Рационализированы энергобалансы также составляются на основе фактических балансов, но с учетом проведения всех реально возможных в данных условиях производства мероприятий по снижению полезной расходы и др. потерь энергии. Энергетический баланс любого вида содержит две части: доходную и расходную. Каждая из частей баланса заключается, в свою очередь, из одной или нескольких статей. Статьи доходной части баланса отражают виды энергоресурсов и источников их поступления (от энергоснабжающей организации, от собственной генерирующей установки и т.д.). Статьи расходной части баланса отражают объект или направление использования энергии, а также виды ее потерь. При этом удельный вес статей в общей величине поступления или расходования энергии, выраженная в процентах, характеризует структуру соответствии доходной или расходной части энергобаланса. Таким образом, подводя итоги сказанному в данном разделе, нужно еще раз подчеркнуть, что энергетические балансы агрегатов и установок является одним из основных инструментов решения задач энергосбережения. В частности, составление и анализ энерго-балансов позволяют: - Выявить излишние потери энергии и разработать меры по их устранению: - Определить направления реконструкции морально и физически устаревшего оборудования; - Обосновать выбор наиболее экономичных видов и параметров энергоносителей, используемых в производственных процессах; - Обосновать величину и режимы энергопотребления; - Выбрать рациональные схемы энергоснабжения установок и др...

7 -Энергетический баланс промышленного предприятия

Энергетический баланс промышленного предприятия является наиболее важной характеристикой энергетического хозяйства предприятия. Он составляется с целью выявления всех резервов экономии энергоресурсов.

Энергобаланс – баланс добычи, переработки, транспортировки, преобразования, распределения и потребления всех видов энергетических ресурсов и энергии в производстве. Он является отражением закона сохранения энергии в условиях конкретного производства и состоит из приходной и расходной частей.

Приходная часть энергобаланса содержит количественный перечень энергии, поступающей посредством различных энергоносителей. Расходная часть энергобаланса определяет расход энергии всех видов во всевозможных ее проявлениях, потери при преобразовании энергии одного вида в другой при ее транспортировке и накапливаемую в специальных устройствах.

Энергетический баланс показывает соответствие, с одной стороны, суммарной подведенной энергией и, с другой стороны, суммарной полезно используемой энергией и ее потерями. При составлении баланса рассматриваются все виды потребляемой на предприятии энергии: электроэнергия, газ, мазут, вода, пар и т. п.

В зависимости от назначения энергетические балансы могут характеризоваться следующими признаками:

* по  назначению они делятся на отчетные и плановые;

* по видам энергоносителей – на частные (по отдельным видам топлива и энергии) и сводные;

* по объектам изучения – на балансы отдельных видов технологического оборудования, цехов и предприятия в целом;

* по принципам составления – на аналитические, синтетические, нормализованные и оптимальные;

* по принципам оценки использования топлива и энергии – на энтропийные (энтропия – поворот, превращение: например, процесс превращения топлива в энергию), эксергетические (от греч. ех – приставка, ergon – работа: максимально возможная работа, которую может совершить система при переходе из одного состояния в другое).

Отчетные балансы отражают фактические показатели производства и потребления энергии и топлива в истекшем периоде и фактический качественный уровень их использования. Плановые балансы являются основной формой планирования энергопотребления и энергоиспользования на предстоящий период. Аналитические балансы отражают глубину и характер использования подводимых энергоносителей. Они служат основой для оценки энергетической эффективности рассматриваемых процессов. Оптимальным энергетическим балансом является такой вариант его, при котором объем планируемого выпуска продукции осуществляется с минимальными затратами энергии.

8-Виды источников тепловой энергии

Источниками энергии, в том числе и тепловой, могут служить вещества, энергетический потенциал которых достаточен для последующего преобразования их энергии в другие ее виды с целью последующего целенаправленного использования. Энергетический потенциал веществ является параметром, позволяющим оценить принципиальную возможность и целесообразность их использования как источников энергии, и выражается в единицах энергии: джоулях (Дж) или киловатт (тепловых)- часах кВт (тепл.) -ч .

Все источники энергии условно делят на первичные и вторичные (рис. 1.1). Первичными источниками энергии называют вещества, энергетический потенциал которых является следствием природных процесов и не зависит от деятельности человека. К первичным источникам энергии относятся: ископаемые горючие и расщепляющиеся вещества, нагретые до высокой температуры воды недр Земли (термальные воды), Солнце, ветер, реки, моря, океаны и др. Вторичными источниками энергии называют вещества, обладающие определенным энергетическим потенциалом и являющиеся побочными продуктами деятельности человека; например, отработавшие горючие органические вещества, городские отходы, горячий отработанный теплоноситель промышленных производств (газ, вода, пар), нагретые вентиляционные выбросы, отходы сельскохозяйственного производства и др.

Первичные источники энергии условно разделяют на невозобновляющиеся, возобновляющиеся и неисчерпаемые. К невозобновляющимся первичным источникам энергии относят ископаемые горючие вещества: уголь, нефть, газ, сланец, торф и ископаемые расщепляющиеся вещества: уран и торий. К возобновляющимся первичным источникам энергии относят все возможные источники энергии, являющиеся продуктами непрерывной деятельности Солнца и природных процессов на поверхности Земли: ветер, водные ресурсы, океан, растительные продукты биологической деятельности на Земле (древесину и другие растительные вещества), а также и Солнце. К практически неисчерпаемым первичным источникам энергии относят термальные воды Земли и вещества, которые могут быть источниками получения термоядерной энергии.

Ресурсы первичных источников энергии на Земле оцениваются общими запасами каждого источника и его энергетическим потенциалом, т. е. количеством энергии, которая может быть выделена из единицы его массы. Чем выше энергетический потенциал вещества, тем выше эффективность его использования как первичного источника энергии и, как правило, тем большее распространение оно получило при производстве энергии. Так, например, нефть имеет энергетический потенциал, равный 40 000—43 000 МДж на 1 т массы, а природный и попутный газы — от 47 210 до 50 650 МДж на 1 т массы, что в сочетании с их относительно невысокой стоимостью добычи сделало возможным их быстрое распространение в 1960—1970-х годах как первичных источников тепловой энергии.

Использование ряда первичных источников энергии до последнего времени сдерживалось либо сложностью технологии преобразования их энергии в тепловую энергию (например, расщепляющиеся вещества), либо относительно низким энергетическим потенциалом первичного источника энергии, что требует больших затрат на получение тепловой энергии нужного потенциала (например, использование солнечной энергии, энергии ветра и др.).

9-Способы повышения энергетической эффективности ТЭС.

10-Когенерация и тригенерация

Когенерация (название образовано от слов Комбинированная генерация электроэнергии и тепла) — процесс совместной выработки электрической и тепловой энергии. В советской технической литературе распространён термин теплофикация — централизованное теплоснабжение на базе комбинированного производства электроэнергии и тепла низкого (температура теплоносителя до 150 градусов) и среднего (температура теплоносителя от 150 до 350 градусов) потенциалов на теплоэлектроцентралях^[1].

Отличием от теплофикации является утилизация тепла после получения электроэнергии (фактически использование вторичного энергоресурса - тепла после отработки в установках по производству электроэнергии). При теплофикации процесс выработки электроэнергии и тепла идет параллельно. Когенерация широко используется в энергетике, например на ТЭЦ (теплоэлектроцентралях), где рабочее тепло после использования в выработке электроэнергии применяется для нужд теплоснабжения. Тем самым значительно повышается КИТТ — до 90 % и даже выше.

Смысл когенерации в том, что при прямой выработке электрической энергии создаётся возможность утилизировать попутное тепло.

Дальнейшим развитием когенерации является тригенерация, в которой тепло также используется для создания холода, например для использования в системах кондиционирования воздуха.

Когенерационные установки (когенераторы) широко используются в малой энергетике (мини-ТЭЦ, MicroCHP). И для этого есть следующие предпосылки:

• Тепло используется непосредственно в месте получения, что обходится дешевле, чем строительство и эксплуатация многокилометровых теплотрасс;

• Тригенерация (Trigeneration, CCHP - combined cooling, heat and power) — это процесс совместной выработки электричества, тепла и холода. Комбинированное производство тепловой и электрической энергий называется когенерацией.

• Тригенерация является более выгодной по сравнению с когенерацией, поскольку даёт возможность эффективно использовать утилизированное тепло не только зимой для отопления, но и летом для кондиционирования помещений или для технологических нужд. Для этого используются абсорбционные бромистолитиевые холодильные установки. Такой подход позволяет использовать генерирующую установку круглый год, тем самым не снижая высокий КПД энергетической установки в летний период, когда потребность в вырабатываемом тепле снижается.

• В конце 2007 года к георганизации энергии японские инженеры подключили четвёртую составляющую - солнечные батареи и провели опыты в на одном из высотных зданий мегаполиса.^[1] В настоящее время тригенерация набирает популярность как на заводах,так и на постиндустриальных объектах России ,например торговых и офисных центрах.

• Потребитель приобретает энергетическую независимость от сбоев в электроснабжении и аварий в системах теплоснабжения.

• Использование когенерации наиболее выгодно для потребителей с постоянным потреблением электроэнергии и тепла. Для потребителей, у которых имеются ярко выраженные «пиковые нагрузки» (например, жилое хозяйство, ЖКХ), когенерация мало выгодна вследствие большой разницы между установленной и среднесуточной мощностями - окупаемость проекта значительно затягивается.

11- Основные энергосберегающие мероприятия для паровых и водогрейных котлов в производственных котельных

Основные мероприятия по энергосбережению в котельных полностью совпадают с мероприятиями по энергосбережению в теплогенерирующих установках (п. 3.10) и включают в себя: увеличение КПД котельных уста­новок, экономию топлива, снижение потерь теплоты, качественную подго­товку воды для питания паровых котельных агрегатов и подпитки теплосе­ти, снижение присосов в топку и газоходы, работа по режимной карте и температурному графику с наименьшим коэффициентом избытка воздуха, проведение режимно-наладочных испытаний, автоматизация процессов горения топлива и питания котельных агрегатов и другие.

При проектировании котельных следует производить сравнение тех­нико-экономических показателей, вариантов выбора основного и вспомога­тельного оборудования, степени автоматизации, компоновочных и схемных решений, а также размещения котельной на генплане [2, 3, 6]. Сравнение технико-экономических показателей следует производить по приведенным затратам: экономически целесообразным признается вариант с наимень­шими приведенными затратами, а при равных приведенных затратах пред­почтение отдается варианту с наименьшими, капитальными вложениями (или сметной стоимостью).

При выполнении расчетов определяют себестоимость тепловой энер­гии, отпущенной потребителям, которая отражает техническую вооружен­ность котельной, степень механизации и автоматизации процессов, расхо­дование материальных ресурсов. Для расчета себестоимости вычисляют годовые эксплуатационные расходы, которые включают следующие статьи: топливо, электроэнергию, воду, амортизацию, текущий ремонт, заработную плату персонала и прочие (на охрану труда, технику безопасности, пожар­ную и сторожевую охрану, приобретение спецодежды, реактивов для хи­мической очистки воды).

Предлагаемые в монографии методики расчета тепловых схем котель­ных позволяют, задаваясь определенными параметрами, получать парамет­ры различного уровня: требуемую или необходимую температуру любого теплоносителя (воды или пара), расход теплоносителя, расход топлива и тем самым выбрать наиболее экономичный и энергосберегающий вариант работы котельной. Разработанные методики обладают новизной и ориги­нальностью и поэтому являются перспективными для использования в ин­формационно-измерительных системах, компьютерных технологиях и про­граммах.

Кроме того, для экономии тепловой и электрической энергии в ко­тельных установках могут быть использованы комбинированные пароводо - грейные агрегаты, контактные теплообменники, различные схемы цирку­ляции теплоносителя для собственных нужд котельной.

В котельных с пароводогрейными котлами от одного агрегата полу­чают два теплоносителя: пар и воду с разными параметрами (давлением и температурой), что позволяет сократить число устанавливаемых котлов и вспомогательного оборудования. Общее количество работающих комбини­рованных котлов для максимально-зимнего режима выбирается из расчета, что один или два комбинированных котла переводятся в чисто водогрей­ный режим работы, а остальные котлы покрывают всю паровую и часть водогрейной нагрузок. В некоторых проектах котельных с водогрейными котлами предусмотрена шунтирующая линия, где устанавливается дрос­сельная шайба, для выравнивания гидравлических сопротивлений и другие мероприятия [6].

При выполнении развернутых тепловых схем котельных с водо­грейными котлами применяют общестанционную или агрегатную схему компоновки оборудования. Общестанционная схема характеризуется при­соединением сетевых и рециркуляционных насосов, при котором вода из обратной линии тепловых сетей может поступать к любому из сетевых на­сосов, подключенных к магистральному трубопроводу, питающему водой все котлы котельной (рис. 4.3). Рециркуляционные насосы подают горячую воду из общей линии за котлами в общую линию, питающую водой все водогрейные котлы.

При агрегатной схеме компоновки оборудования котельной для каж­дого котла устанавливаются сетевые и рециркуляционные насосы. Вода из обратной магистрали поступает параллельно ко всем сетевым насосам, а нагнетательный трубопровод каждого насоса подключен только к одному из водогрейных котлов. К рециркуляционному насосу горячая вода посту­пает из трубопровода за каждым котлом до включения его в общую по­дающую магистраль и направляется в питательную линию того же котло - агрегата. Также предусматривается установка одного резервного сетевого насоса для всех водогрейных котлов.

Выбор общестанционного или агрегатного способа компоновки обо­рудования котельных с водогрейными котлами определяется, исходя из эксплуатационных соображений, а именно, учета и регулирования расхода и параметров теплоносителя, протяженности в пределах котельной магист­ральных трубопроводов, ввода в эксплуатацию каждого котельного агрега­та и т. д.