- •МІнІстерство освІти і науки украини
- •Тема 1.1. Енергетична політика держави та енергозбереження
- •1.1.1. Енергетична політика України.
- •1.1.2. Основні напрямки енергозбереження та ефективність.
- •1.1.1. Енергетична політика України
- •1.1.2. Основні напрямки енергозбереження та ефективність
- •Тема 2.1. Енергетичний аудит теплового обладнання
- •2.1.1.3 Газові пальники
- •2.1.1.4 Пиловугільні пальники.
- •2.1.1.5 Типові причини зниження енергетичної ефективності пристроїв
- •2.1.1.6 Оцінка енергетичної ефективності пристроїв
- •2.1.1.7 Енергозаощаджуючі заходи
- •2.1.2. Печі, паровиробні установки та котли.
- •2.1.2.1. Загальна характеристика паровиробних установок і котлів, що застосовуються в Україні
- •2.1.2.2. Оцінка енергетичної ефективності котельних установок
- •2.1.2.3. Заходи щодо підвищення ефективності котельних установок
- •2.1.2.3. Енергетичний аудит печей
- •2.1.2.3.1 Загальна характеристика ефективності печей
- •2.1.2.3.2 Енергозаощаджуючі заходи в печах
- •2.1.3. Системи теплопостачання.
- •2.1.4. Системи забезпечення природним газом.
- •2.1.3. Системи теплопостачання
- •2.1.3.1. Системи теплопостачання та фактори, які впливають на їх ефективність
- •2.1.3.2. Розрахунки ефективності теплової ізоляції
- •2.1.3.3. Втрати теплоти внаслідок витоку теплоносія і надмірного тиску
- •2.1.3.4. Енергозаодщаджуючі заходи підвищення ефективності систем теплопостачання і їх елементів
- •2.1.4. Системи забезпечення природним газом
- •2.1.4.1 Локалізація витоків, відбудовні й ремонтні роботи
- •2.1.4.2 Виміри й контрольно-вимірювальна апаратури
- •2.1.4.3 Можливості економії
- •Тема 2.2. Енергетичний аудит електрообладнання
- •2.2.1. Системи забезпечення електричною енергією.
- •2.2.2. Електроприводи.
- •2.2.1. Системи забезпечення електричною енергією.
- •2.2.2. Електроприводи
- •2.2.3. Системи стисненого повітря та компресійні установки.
- •2.2.3.1. Загальна характеристика систем
- •2.2.3.2. Витрати енергії на вироблення стисненого повітря. Витрати енергії при виробленні, транспортуванні і споживанні стисненого повітря. Створення карти споживання енергії
- •2.2.3.3. Основні шляхи підвищення енергетичної ефективності систем
- •2.2.3.4. Підвищення енергетичної ефективності компресорних установок
- •2.2.3.5. Удосконалення магістральних і розподільних повітропроводів
- •2.2.3.6. Утилізація теплоти, яка відводиться від стисненого повітря в проміжних та кінцьових повітроохолодниках
- •2.2.3.7. Розрахунок ефективності від впровадження енергоощадних заходів
- •2.2.4. Холодильне обладнання та теплові насоси.
- •2.2.4. Холодильне обладнання та теплові насоси
- •2.2.4.1. Загальна характеристика холодильних систем
- •2.2.4.2. Зменшення теплоприпливів в холодильну камеру і від охолоджуємих об’єктів
- •2.2.4.3. Регулювання коефіцієнту навантаження компресорів
- •2.2.4.4. Зниження температури конденсації
- •2.2.4.5. Типові можливості по економії енергії
- •2.2.4.6. Портативні прилади для виміру параметрів роботи установки
- •2.2.4.7. Приклад оцінки економічного ефекту від впровадження енергозберігаючих заходів
- •2.2.4.8. Теплові насоси
- •2.2.4.8. Аналіз потоків енергії в холодильній установці
- •Контрольні запитання
- •2.2.5. Електричні насоси.
- •2.2.6. Системи вентиляції.
- •2.2.5. Електричні насоси.
- •2.2.6. Системи вентиляції.
- •2.2.6.1. Загальні положення
- •2.2.6.2. Побудова карти споживання енергії вентиляційними установками
- •2.2.6.3. Економія енергії в системах промислової вентиляції
- •2.2.6.4. Зменшення навантаження на систему
- •1) Модернізація обладнання з метою зменшення теплового або іншого навантаження на систему
- •2) Зменшення втрат в системі
- •2.2.6.5. Удосконалення конструкції системи
- •2.2.6.6. Автоматичне регулювання системою і диспетчеризація
- •2.2.6.7. Утилізація теплоти
- •2.2.6.8. Типи теплоутилізаторів
- •2.2.6.9. Системи приливо-витяжної вентиляції для адміністративних і житлових приміщень
- •Тема 3.1. Енергетичний аудит у будівництві
- •3.1.1. Утеплення житлових домів
- •Тема 3.2. Енергетичний аудит систем життєзабезпечення
- •3.2.2. Системи теплопостачання
- •3.2.3. Системи гарячого водопостачання
- •3.2.2. Системи теплопостачання
- •3.2.3. Системи гарячого водопостачання Оборотне водопостачання. Удосконалення систем охолодження. Підбір насосів та електродвигунів. Розрахунки ефекту від впровадження нового обладнання
- •3.2.3.1. Загальна характеристика систем виробничого водопостачання
- •3.2.3.2. Водний і тепловий режими відкритих систем оборотного водопостачання
- •3.2.3.3. Вентиляторні градирні. Вибір градирні з урахуванням її енергетичної ефективності і надійності роботи
- •3.2.3.4. Економія енергії від застосування оборотного водопостачання
- •3.2.3.5. Електронасоси
- •3.2.3.6. Аналіз карти енергоспоживання насосними станціями
- •3.2.3.7. Розрахунок споживання електроенергії насосами
- •3.2.3.8. Модернізація гідравлічних систем з метою організації ефективної роботи
- •3.2.3.9. Заходи по економії енергії насосними станціями
- •Контрольні запитання
- •Список літератури
2.2.3.3. Основні шляхи підвищення енергетичної ефективності систем
До основних шляхів, які дозволяють підвищити енергетичну ефективність систем стисненого повітря, можна віднести наступні.
Підвищення ефективності компресорних станцій (компресорів і другого обладнання).
Удосконалення конструкції магістральних і розподільних повітропроводів.
Утилізація теплоти, яка відводиться від стисненого повітря в проміжних і кінцьових повітроохолодниках.
Використання високоефективного обладнання для виведення вологи із стисненого повітря.
Використання ефективних конденсатовідвідників для виведення рідини з ресиверів, низьких місць системи та водовіддільників.
2.2.3.4. Підвищення енергетичної ефективності компресорних установок
На промислових підприємствах України для вироблення стисненого повітря використовуються поршневі і відцентрові компресори.
Ефективність роботи компресорів може бути підвищена різними шляхами.
Застосування сучасних конструкцій поршневих компресорів. В них споживання енергії на холостому ході складає 30% від споживання при повному навантаженні. В типових компресорах старої кон-струкції ця цифра складає 90 %.
Застосування резонансного наддуву на поршневих компресорах. Один із способів підвищення продуктивності поршневих компресорів полягає в збільшення тиску у всмоктувальному трубопроводі на заключному етапі всмоктування. В технічній літературі немає чітких рекомендацій відносно вибору довжини всмоктувального трубопроводу. Рекомендації в основному зводяться до того, щоб забирання по-вітря здійснювалось зовні приміщення компресорної станції на висоті не менше 3 м від рівня землі і щоб всмоктувальний трубопровід був захищений від попадання в нього атмосферних опадів та забруднень.
Тому у більшості випадків і параметри і розташування всмокту-вального трубопроводу на промислових компресорних станціях визначаються із зручності монтажу та експлуатації. Це приводить до того, що інколи навіть при відмінному стані компресорів, техніко-економічні показники їх роботи низькі, а продуктивність не досягає паспортної.
Це пояснюється тим, що при роботі поршневого компресору у всмоктувальному трубопроводі мають місце втрати тиску, які обумовлюють зниження загального тиску на всмоктувальній стороні. Як результат, зниження густини повітря, що надходить. Це призводить до зниження масової продуктивності компресора. Отже, зростання продуктивності потребує збільшення густини повітря і тиску у всмоктувальному трубопроводі. Враховуючи, що рух повітря у всмоктувальному трубопроводі представляє коливальний процес, добиваються найбільшої амплітуди цих коливань. А це можливо тоді, коли власна частота коливань повітряного стовпа рівна або кратна частоті обурюючого імпульсу. В цьому випадку має місце резонанс частот.
Встановлено, що при резонансі частот у всмоктувальному трубопроводі поршневих машин зростає тиск і підвищується об’ємний коефіцієнт. Тому використання явища резонансу у всмоктувальному трубопроводі поршневого компресору для підвищення його продуктивності, так званий резонансний наддув, представляє інтерес для широкого практичного впровадження. Резонансний наддув в порівнянні з другими методами підвищення продуктивності поршневих компресорів має безсумнівні переваги, оскільки не потребує яких-небудь значних пристосувань.
Збільшення тиску у всмоктувальному трубопроводі в кінці періоду всмоктування обумовлює збільшення густини всмоктуємого повітря. В результаті цього продуктивність компресора при резонансному наддуві може бути збільшена на 10…20%. Коливання повітряного стовпа при наддуві визначається частотою руху поршня компресора і параметрами всмоктувального трубопроводу. Так як на промислових повітряних компресорах в якості приводу, як правило, використовуються синхронні двигуни, то змінювати їх частоту обертання важко. Тому на промислових підприємствах підвищення продуктивності поршневих компресорів доцільно здійснювати зміною параметрів всмоктувального патрубка.
Це можна реалізувати двома способами:
підбором довжини всмоктувального трубопроводу;
підключенням відповідної ємкості до всмоктувального трубопроводу, який вибрано з умов зручності монтажу.
Здійснення резонансного наддуву на компресорній станції, яка обладнана кількома компресорами різних типів (2М10-50/8, 55-ВМ, 5Г-100/8) і має загальну продуктивність 400 м3/хвилину, дозволило збільшити продуктивність на 8…10%, а питомі витрати електроенергії знизились на 4…5 %. Капітальні витрати на впровадження резонансного наддуву незначні і складають 0,3…0,5 % вартості основного обладнання. Оцінка економічної ефективності впровадження наддуву показала, що собівартість 1 м3 стисненого повітря знизилась на 6 %.
Впровадження резонансного наддуву на компресорних станціях підприємств є простим і надійним способом збільшення продуктивності та підвищення ефективності роботи компресорів.
3. Використання кінцьових повітроохолодників для охолодження стисненого повітря в поршневих компресорах.
Охолодження повітря в процесі стиснення в компресорних агрегатах обумовлене наступними факторами. Перший фактор – економічний. Охолоджуючи повітря, яке стискується, знижують його внутрішню енергію. Це приводить до зниження роботи на його стиснення. Чим інтенсивніше охолодження, тим менше витрачається електро-енергії на стиснення повітря і вище ККД компресору. Другий фактор – безпека. При роботі компресорного агрегату змащування його рухомих елементів приводить до утворення нагару і вибухонебезпечних сумішей. Вибухонебезпечність нагару і сумішей збільшується з підвищенням температури стисненого повітря. Тому правила експлуатації компресорів вимагають, щоб температура повітря після кожної ступені стиснення компресора в нагнітаючому патрубку на перевищувала 170°С. Таким чином, ефективність роботи системи охолодження визначає економічність всього процесу одержання стисненого повітря, а від її надійності залежить надійна та безпечна робота компресорного агрегату.
Найбільш поширеною системою охолодження повітряних компресорів є система водяного охолодження. В зв’язку з широким викори-станням стисненого повітря на промислових підприємствах споживання води в системах охолодження досить значне, що і дорого і не завжди можливо. Крім того, застосування систем водяного охо-лодження має ще і ряд специфічних недоліків. Це високі капітальні і експлуатаційні витрати, корозія та утворення відкладень на поверхнях теплообміну. Названі недоліки призводять до підвищення температури охолодної води на виході з сорочок циліндрів і холодильників вище допустимої на 40°С.
Настійна необхідність економії води на промислових підприємствах та визначені недоліки обумовили використання в якості кінцьових холодильників компресорів апаратів повітряного охолодження (АПО), які використовуються в деяких галузях господарства. АПО мають ряд позитивних якостей, які можуть забезпечити підвищення економічності роботи компресорів промислових підприємств.
До переваг АПО відносяться низькі експлуатаційні і капітальні витрати, простота конструкції, можливість їх встановлення за будинком компресорної станції. При цьому скорочується, споживання води і витрати електроенергії на систему охолодження компресорів.
В ряді робот покотла доцільність застосування на компресорних станціях комбінованих систем охолодження. В цих системах стиснене повітря після циліндрів низького або високого тиску направляється спочатку в повітряний теплообмінник, який розташовується на відкритому повітрі, а потім доохолоджується в водяному теплообміннику до необхідної температури.
В літературі приводяться дані про те, що застосування комбінованого охолодження компресорних установок забезпечує зменшення споживання електроенергії на 2…5 %, а води – на 79,9…96 %.
4. При проектуванні компресорних станцій для промислових підприємств необхідно прагнути до укрупнення джерел енергопостачання шляхом застосування відцентрових компресорів (ЦК 138/8, К-250, К-500). Це дозволяє знизити витрати електроенергії на вироблення стисненого повітря на 10…15 %.
5. В компресор повинно всмоктуватись повітря, яке охолоджено до мінімально можливої температури. Збільшення температури повітря, яке всмоктується, на 4°С збільшує витрати електроенергії на стиснення повітря на 1 %.
В зв’язку з цим всмоктувальний трубопровід необхідно розміщувати в затінених місцях, вдалені від пароводів і печей. Ефективно використовувати теплоту, яка відходить від технологічного обладнання (печей, вагранок, пари тощо), для охолодження повітря, яке всмоктується, за допомогою адсорбційних холодильних машин.
Все це приводить до скорочення питомих витрат електроенергії на вироблення стисненого повітря.
6. Необхідно регулярно проводити очистку всмоктувального фільтру від забруднень.
Зниження тиску на кожні 25 мбар (2,5 Па) по причині забруднення фільтра знижує ефективність роботи компресора на 2 %.
7. Відвернути холостий хід роботи компресора при постійному нульовому навантаженні. (По можливості компресори належить відключати повністю).
8. Зниження навантаження шляхом відключення несправного інструменту.
9. Запобігати збільшенню тиску в системі вище 5 бар (0,5 МПа). Зниження тиску в системі на 1 бар (0,1 МПа) дозволяє зменшити витрати електроенергії на стиснення повітря на 5…10 %.
10. В якості приводів компресорів необхідно застосувати високоефективні електродвигуни.
11. При перемінному на протязі часу навантаженні компресора його продуктивність повинна контролюватись і управлятись (наприклад, за допомогою пресостата).
12. В окремих випадках є смисл вивчити можливість заміни пневматичного інструменту на інструмент з електроприводом.
13. Удосконалення системи управління мережею компресорів для досягнення оптимальності процесів включення і виключення.
14. Для зниження навантаження і споживання енергії в окремих випадках має смисл застосування високонапірних вентиляторів або повітродувок для постачання повітря споживачам.