Основы энергосбережения и энергоаудита - Фокин В.М. 2006г
..pdf
ОГЛАВЛЕНИЕ
ПРЕДИСЛОВИЕ ………………………………………………….. 3
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ …………………...……………. 4
ВВЕДЕНИЕ ………………………………………………………... 5
1.ОСНОВЫ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ………..………………. 6
1.1.Основные термины и понятия энергосбережения….......... 6
1.2.Нормативно-методическое обеспечение энергосбережения …………………………………………. 12
1.3.Энергетический паспорт промышленного потребителя-
топливно-энергетических ресурсов ……………...……… |
18 |
1.4. Основные направления энергосбережения ……………… |
24 |
2. ОСНОВЫ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ В ВОПРОСАХ |
|
ТЕПЛООБМЕНА …………………………………………...… |
28 |
2.1. Основные положения теплообмена ……………………… 28
2.2.Основные положения и законы теплопроводности ……... 29
2.3.Условия однозначности процессов теплообмена………... 32
2.4.Дифференциальные уравнения теплопроводности ……... 33
2.5.Основные положения конвективного теплообмена …….. 36
2.6.Теоремы и критерии теплового подобия ……………….... 41
2.7.Расчет теплоотдачи по критериям подобия ………...….... 45
2.8. Основные положения и законы лучистого теплообмена |
52 |
2.9.Теплообмен при конденсации пара ………………………. 58
2.10.Теплообмен при кипении жидкости ………………...….. 60
2.11.Процессы теплопередачи через плоские и цилиндриче-
ские системы ……………………………..…. |
62 |
2.12.Интенсификация процессов теплопередачи ……………. 66
2.13.Тепловая изоляция ……………………………………….. 68
2.14.Общий или сложный теплообмен ……………………..... 72
2.15.Теплообменные аппараты ……………………………….. 74
3. ОСНОВЫ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ В ТЕП- |
|
ЛОГЕНЕРИРУЮЩИХ УСТАНОВКАХ ………….. |
80 |
3.1.Общие понятия топлива и горения …...…….……………. 80
3.2.Состав органического топлива ……………..…………….. 81
3.3. Теплота сгорания топлива ………………………………… 83
3.4.Способы сжигания органического топлива ……………... 83
3.5.Расчет горения органического топлива ………………….. 85
3.6. Коэффициент избытка воздуха …………………………… 86
3.7.Тепловой баланс теплогенератора ……………………….. 87
3.8.Коэффициент полезного действия и расход топлива теп-
логенератора …………………………………………... |
88 |
3.9. Тепловые потери теплогенерирующей установки ……… |
89 |
3.10. Мероприятия по энергосбережению в теплогенери- |
|
рующих установках ………………………... |
90 |
3.11.Эксплуатационные испытания котлов ………………….. 91
4.ОСНОВЫ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ В КОТЕЛЬНЫХ И
СИСТЕМАХ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ ………….….…….…... |
95 |
4.1. Классификация тепловых схем котельных …………..….. |
95 |
4.2. Классификация систем теплоснабжения ………………… |
101 |
4.3. Энергосбережение в производственно-отопительных ко- |
|
тельных с паровыми котельными агрегатами ………... |
103 |
4.4. Энергосбережение в отопительных котельных с водо- |
|
грейными котельными агрегатами …………………. |
110 |
4.5. Энергосбережение в котельных с паровыми и водогрей- |
|
ными котельными агрегатами …………………. |
114 |
4.6. Мероприятия по энергосбережению в котельных ………. |
118 |
5. ОСНОВЫ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ В ТЕП- |
|
ЛОТЕХНОЛОГИЯХ …………………..……………… |
120 |
5.1. Особенности теплотехнологических процессов, ком- |
|
плексов и систем ……………………………………… |
120 |
5.2.Классификация теплотехнологических установок, схем
иисточников энергии ………………….…………………. 123
5.3.Технологические котлы-утилизаторы ……………...……. 126
5.4.Энергетическая эффективность теплотехнологических установок ………………………………………………….. 127
5.5.Прогрессивные источники энергии теплотехнологиче-
ских установок ………………………... |
132 |
5.6. Энергетическая эффективность топок теплотехнологи- |
|
ческих установок ………………………... |
133 |
5.7. Энергетическая эффективность ограждающих конст- |
|
рукций теплотехнологических установок ………… |
135 |
5.8.Графоаналитический и номографический методы определения плотности теплового потока ограждающих конструкций ……………………………………………….. 139
5.9.Тепловой баланс теплотехнологических установок …….. 142
6.ОСНОВЫ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ В ЗДАНИЯХ И
СООРУЖЕНИЯХ ………………………………………...…… 151
6.1.Энергетическая эффективность зданий и сооружений ….. 151
6.2.Классификация систем отопления, вентиляции и конди-
ционирования воздуха ……………………………. |
152 |
6.3. Мероприятия по энергосбережению в зданиях и соору- |
|
жениях ……………………………………………….. |
155 |
6.4. Мероприятия по энергосбережению в системах отопле- |
|
ния, вентиляции и кондиционирования воздуха ... |
159 |
6.5.Энергосбережение тепловыми трубками ………………... 164
7.ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ ЗА СЧЕТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ АЛЬТЕРНАТИВНЫХ ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ И
ВТОРИЧНЫХ ЭНЕРГОРЕСУРСОВ ……………………….. |
166 |
7.1. Мероприятия по энергосбережению за счет использова- |
|
ния вторичных энергоресурсов ……………... |
166 |
7.2. Гелиоустановки с тепловым насосом для систем отопле- |
|
ния и горячего водоснабжения …………………... |
168 |
7.3. Теплонасосные установки ………………………………… |
172 |
7.4.Производство тепловой энергии из биомассы .………...... 176
7.5.Ветроэнергетические установки ………………………….. 181
7.6. Фотоэлектрические установки …………………………… 184
7.7.Термоэлектрические установки …………………………... 185
8.ОСНОВЫ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ В СИСТЕМАХ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ………………………………….…. 186
8.1.Основные организационные и технические мероприятия энергосбережения ………………………………………… 186
8.2.Основные мероприятия энергосбережения в системах электроснабжения предприятия …………………………. 187
8.3.Основы экономии электроэнергии при проектировании и эксплуатации электроустановок …………………………. 188
9.ОСНОВЫ ЭНЕРГОАУДИТА ………………………………... 190
9.1.Содержание и основные положения энергоаудита ……... 190
9.2.Цели и этапы энергоаудита ……………………………….. 192
9.3.Обзор статистической, документальной и технической информации ……………………………………………….. 193
9.4.Метрологическое и термографическое обследование по-
требителей ……………………………………………… |
194 |
9.5. Погрешности метрологического и термографического |
198 |
обследования ………………………………………………
9.6.Исследование теплового и эксергетического баланса ….. 201
9.7.Аналитический обзор энергетической деятельности предприятий ……………………………………………… 202
9.8.Оценка энергоэффективности оборудования предпри-
ятий ……………………………………………… |
204 |
9.9.Разработка основных рекомендаций и мероприятий по энергосбережению ……………………………………….. 207
9.10.Оформление отчета и составление энергетического пас-
порта …………………………………………………... 209
10. ОСНОВЫ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ОБСЛЕДОВАНИЙ …... 210
10.1. Структура энергетического отдела предприятия ……… 210
10.2.Цели и задачи энергетического обследования …………. 210
10.3.Организация энергетического обследования …………... 211
10.4.Порядок проведения энергетических обследований и энергетического аудита ………………………………….. 212
10.5.Оформление результатов энергетических обследований и энергетического аудита ………………………………... 219
10.6. Аккредитация энергоаудиторов ………………………… |
220 |
10.7. Примеры метрологического и термографического об- |
|
следования тепловых и электрических параметров … |
222 |
10.8. Пример метрологического и термографического обсле- |
|
дования теплофизических свойств материалов …. |
228 |
ЗАКЛЮЧЕНИЕ …………………………………………………... |
231 |
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ……………………………………….. |
233 |
ПРИЛОЖЕНИЕ …………………………………………………... |
237 |
ПРИЛОЖЕНИЕ
П1. Расчет тепловой схемы производственно-отопительной котельной
С ЗАКРЫТОЙ ДВУХТРУБНОЙ СИСТЕМОЙ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Расчет макси- |
|
Режим |
|
|
|
№ |
|
|
Расчетная формула или |
|
|
|
|
|||||
|
|
Параметры и размерность |
мальнозимнего |
макси- |
|
зим- |
лет- |
||||||
|
п/п |
|
|
метод определения |
режима |
мально- |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
зимний |
|
ний |
ний |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
Исходные данные |
|
|
|
|
|
||||
1 |
|
Технологическая нагрузка, МВт |
|
|
Qтн |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
10,2 |
|
9,0 |
8,0 |
||||||
2 |
|
Давление технологического |
|
|
Pтн |
|
0,8 |
|
0,8 |
0,8 |
|||
|
|
|
пара, МПа |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
Доля возврата конденсата от |
|
|
µ |
|
|
|
60 |
|
60 |
60 |
|
|
|
|
технологии, % |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
Расчетная температура наруж- |
р |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
ного воздуха, °С |
tо |
|
= −22 ; tнв |
|
− 22 |
|
− 9,2 |
+ 8 |
||
5 |
|
Нагрузка на отопление и венти- |
Q |
= Qр |
tвн −tнв |
|
3,5 18−(−22) |
3,5 |
|
2,38 |
− |
||
|
|
|
ляцию (расчетная) Qов , МВт |
tвн −tор |
|
||||||||
|
|
|
ов |
|
ов |
18−(−22) |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Продолжение табл. П1
|
|
|
|
|
Расчет макси- |
|
Режим |
|
|
№ |
|
Расчетная формула или |
|
|
|
|
|||
Параметры и размерность |
мальнозимнего |
макси- |
|
зим- |
лет- |
||||
п/п |
|
метод определения |
|
режима |
мально- |
|
|||
|
|
|
|
|
|
зимний |
|
ний |
ний |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
Нагрузка на горячее водоснаб- |
з |
л |
з |
−0,82 1,5 |
1,5− |
|
1,5− |
−1,23 |
|
жение Qгв , МВт |
Qгв |
(зима) Qгв = 0,82Qгв |
|
|||||
|
|
(лето) |
|
|
|
|
|
|
|
7 |
Сухой остаток исходной воды, |
Sив |
300 |
300 |
300 |
|
мг/кг |
||||
|
|
|
|
|
|
8 |
Солесодержание воды после |
Sхво = Sив |
300 |
300 |
300 |
|
ХВО, мг/кг |
||||
|
|
|
|
|
|
9 |
Солесодержание котловой во- |
Sкв |
3000 |
3000 |
3000 |
|
ды, мг/кг |
||||
|
|
|
|
|
10Энтальпия пара, кДж/кг, при давлении в МПа:
1,4 |
i1′′,4 |
2790 |
2790 |
2790 |
0,8 |
i0′′,8 |
2768 |
2768 |
2768 |
0,15 |
i0′′,15 |
2693 |
2693 |
2693 |
0,12 |
i0′′,12 |
2683 |
2683 |
2683 |