6948

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

М.М.Соколов

РЕКОНСТРУКЦИЯ, ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ И ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТЬ СИСТЕМ ТЕПЛОГАЗОСНАБЖЕНИЯ

Учебно-методическое пособие по подготовке к лекционным, практическим и лабораторным занятиям (включая рекомен-

дации по организации самостоятельной работы, выполнению расчетно-графической работы) по дисциплине «Реконструкция, энергосбережение и энергоэффективность систем теплогазоснабжения» для обучающихся по направлению подготовки 08.03.01 Строительство, профиль Теплогазоснабжение, вентиляция, водоснабжение и водоотведение зданий, сооружений, населенных пунктов (заочное отделение).

Нижний Новгород

2016

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

М.М.Соколов

РЕКОНСТРУКЦИЯ, ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ И ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТЬ СИСТЕМ ТЕПЛОГАЗОСНАБЖЕНИЯ

Учебно-методическое пособие по подготовке к лекционным, практическим и лабораторным занятиям (включая рекомен-

дации по организации самостоятельной работы, выполнению расчетно-графической работы) по дисциплине «Реконструкция, энергосбережение и энергоэффективность систем теплогазоснабжения» для обучающихся по направлению подготовки 08.03.01 Строительство, профиль Теплогазоснабжение, вентиляция, водоснабжение и водоотведение зданий, сооружений, населенных пунктов (заочное отделение).

Нижний Новгород ННГАСУ

2016

УДК 697.1:696.2 (075.8)

Соколов М.М. Реконструкция, энергосбережение и энергоэффективность систем теплогазоснабжения. [Электронный ресурс]: учеб.- метод. пос. / М.М. Соколов; Нижегор. гос. архитектур. - строит. ун - т – Н. Новгород: ННГАСУ, 2016. – 31 с; ил. 1 электрон.

опт. диск (CD-RW)

В настоящем учебно-методическом пособии по дисциплине «Реконструкция, энергосбережение и энергоэффективность систем теплогазоснабжения» даются конкретные рекомендации учащимся для освоения как основного, так и дополнительного материала дисциплины и тем самым способствующие достижению целей, обозначенных в учебной программе дисциплины. Цель учебно-методического пособия — это помощь в подготовке к практическим занятиям, а также в написании расчетно-графической работы.

Предназначено обучающимся в ННГАСУ для подготовки к лекционным, практическим и лабораторным занятиям (включая рекомендации по организации самостоятельной работы и выполнению реферата) по дисциплине «Реконструкция, энергосбережение и энергоэффективность систем теплогазоснабжения» для обучающихся по направлению подготовки 08.03.01 Строительство, профиль Теплогазоснабжение, вентиляция, водоснабжение и водоотведение зданий, сооружений, населенных пунктов (заочное отделение).

3

4

1. Общие положения

1.1 Цели изучения дисциплины и результаты обучения

Целями освоения учебной дисциплины Б.1.57.02. Реконструкция, энергосбережение и энергоэффективность систем теплогазоснабжения являются: приобретение теоретических знаний и практических навыков по проектированию и реконструкции систем теплогазоснабжения с позиции энергосбережения и энергоэффективности.

В процессе освоения дисциплины студент должен Знать:

−особенности построения систем теплогазоснабжения на планах, разрезах и на различных схемах.

−нормативные документы: федеральные законы и технический регламент по данной дисциплине.

−нормативные документы: основные СП, ГОСТы по данной дисциплине.

−особенности разработки технической документации по проектированию систем теплогазоснабжения.

−особенности контроля качества технологических процессов а также контроль технологической дисциплины и экологической безопасности в отношении систем теплогазоснабжения.

Уметь:

−выполнять чертежи систем теплогазоснабжения.

−выполнять инженерные решения в строгом соответствии с действующей нормативной базой.

−выполнять инженерные решения в строгом соответствии с действующей нормативной базой.

−выполнять гидравлический расчет систем телогазоснабжения. Выполнять проектирование систем теплогазоснабжения в соответствии с действующими нормативными документами.

−применять современные методы эффективной организации в области систем теплогазоснабжения.

Владеть:

−навыками построения систем теплогазоснабжения на представленных в виде исходных данных планах.

−навыками для оформления проектной и рабочей техническими документациями.

−методами осуществления инновационных идей, организации производства и эффективного руководства работой людей, подготовки документации.

Данная дисциплина позволит студентам не только систематизировать полученные теоретические знания, укрепить исследовательские навыки, но и даст возможность ориентироваться в области реконструкции, энергосбережение и энергоэффективности систем теплогазоснабжения.

1.2 Содержание дисциплины

Материал дисциплины сгруппирован по следующим разделам:

1. Введение

Введение в дисциплину. Основные термины и определения. Анализ существующих

5

систем теплогазоснабжения с позиции энергосбережения.

2. Нормативно-методическое обеспечение энергосбережения.

Основные нормативные документы, государственные стандарты, технологические регламенты, методические документы в области энергосбережения.

Оценка эффективности использования энергетических ресурсов в различных отраслях промышленности.

Энергетический паспорт промышленного потребителя топливно-энергетических ресурсов.

Составление энергетического паспорта здания.

3. Реконструция.

Реконструкция.

Техническое перевооружение. Особенности.

Основные этапы реконструкции на примере котельной.

4. Энергосбережение.

Энергосбережение в системах вентиляции.

Применение рекуператоров в приточно-вытяжных установках. Энергосбережение в котельных.

Схемы использования теплоты уходящих газов. Энергосбережение в ТЭЦ.

Схемы и особенности работы когенерационных установок с позиции энергоэффективности.

Энергосбережение в различных отраслях промышленности.

Расчеты комлексных установок по использованию теплоты продуктов сгорания природного газа.

5. Конструктивные особенности энергосберегающего оборудования.

Элементы систем энергосбережения. Котельные агрегаты. Конденсационные котлы. Котлы-утилизаторы. Высокотепературные поверхности нагрева: рекуператоры и регенераторы. Низкотемпературные поверхности нагрева: контактные утилизаторы, поверхностные утилизаторы, контактно-поверхносные утилизаторы. Паровые турбины. Основные элементы. Газовые турбины. Основные элементы. Возобновляемые источники энергии: солнечная энергетика. Возобновляемые источники энергии: использование биотоплива.

1.3 Порядок освоения материала

На освоение материала студентам выделяется 4 часа лекционных, 2 часа практических и 2 часа лабораторных занятий, а также отводится 127 часов на самостоятельное обучение. За это время, по мере освоения учебного материала, студенты также должны выполнить расчетно-графическую работу. По окончанию курса сдается экзамен. Студенты, не выполнившие расчетно-графическую работу, до экзамена не допускаются.

6

2. Методические указания по подготовке к лекциям

2.1 Общие рекомендации по работе на лекциях

Лекция – это важнейшее звено дидактического цикла обучения, цель которой - формирование основы для последующего усвоения учебного материала. В ходе лекции преподаватель в устной форме, а также с помощью презентаций передает обучаемым знания по основным, фундаментальным вопросам изучаемой дисциплины.

Назначение лекции состоит в доходчивом изложении основных положений изучаемой дисциплины и ориентации на наиболее ее важные вопросы.

Большие возможности для реализации образовательных и воспитательных целей предоставляет личное общение на лекции преподавателя со студентами.

При подготовке к лекционным занятиям студенты должны ознакомиться с презентаций, предлагаемой преподавателем, отметить непонятные термины и положения, подготовить вопросы с целью уточнения правильности понимания. Рекомендуется приходить на лекцию подготовленным, так как в этом случае лекция может быть проведена в интерактивном режиме, что способствует повышению эффективности лекционных занятий.

2.2Общие рекомендации при работе с конспектом лекций

Входе лекционных занятий необходимо вести конспектирование учебного материала. Он помогает внимательно слушать и лучше запоминать в процессе осмысленного записывания. Также конспект незаменим, как опорный материал при подготовке к семинару, зачету, экзамену.

Вслучае неясности по тем или иным вопросам необходимо задавать преподавателю уточняющие вопросы. Следует ясно понимать, что отсутствие вопросов без обсуждения означает в большинстве случаев неусвоенность материала дисциплины.

2.3Общие рекомендации по изучению материала лекций и их теоретический базис

2.3.1 Раздел 1: Введение

Внастоящее время появляется все больше новых технологий в промышленной теплоэнергетике, позволяющих более эффективно использовать различные виды энергии. Но не все они способны найти должное применение в различных отраслях промышленности. Разработка современного и надежного оборудования для котельных установок достаточно хорошо развита за рубежом. В России более чем в 60% котельных установок агрегаты устарели, и замена их зарубежным оборудованием не представляется возможным ввиду некоторых причин.

Основными причинами являются:

Значительный недостаток инвестирования отрасли теплоснабжения; Климатические условия, характерные для нашей страны; Вместе с тем эксплуатация отечественного оборудования связана со значительными

экологическими проблемами. Основной причиной экологических проблем является выброс недостаточно охлажденных продуктов сгорания в атмосферу. В таких котельных агрегатах также имеет место неэкономичное использование топлива.

С другой стороны анализ оценки обеспеченности топливно-энергетических ресурсов показывает, что наиболее дефицитным видом топлива является нефть. Ее хватит по разным источникам на 30-40 лет. Затем, через 30-70 лет, истощатся запасы горючего газа и урана. Лучше всего обстоит дело с углем, запасы которого в мире достаточно велики, и обеспеченность углем составит 230-330 лет. Поэтому в последние годы широкое распространение наравне с невозобновляемыми получили возобновляемые источники энергии.

7

Таким образом, в данной дисциплине рассматривается как применение современного оборудования, которое позволит более рационально использовать энергетический потенциал топлива, так и альтернативные источники энергии, такие как энергия солнечного излучения и др.

2.3.2 Нормативно-методическое обеспечение энергосбережения.

Целью политики государства в сфере энергосбережения является достижение намеченных стратегических ориентиров роста энергоэффективности с использованием широкого спектра мер, стимулирующих потребителей энергоресурсов и обеспечивающих:

•структурную перестройку российской экономики в пользу малоэнергоемких обрабатывающих отраслей и сфер услуг;

•создание условий для реализации потенциала технологического энергосбереже-

ния;

•обоснованное повышение внутренних цен на энергоносители до бездотацион-

ного уровня экономически оправданного, приемлемыми для потребителей темпами;

• постепенную ликвидацию перекрестного субсидирования в тарифообразовании. Импульс в реализации государственной политики энергосбережения и энергоэф-

фективности был дан Указом Президента Российской Федерации от 4 июня 2008г.

«О некоторых мерах по повышению энергетической и экологической эффективности российской экономики» и соответствующими поручениями Президента и Правительства Российской Федерации. В соответствии с этим Указом Президента РФ, решениями расширенного заседания президиума Государственного совета Российской Федерации 2 июля 2009 г. и поручениями Правительства Российской Федерации, в стране активизировалась работа по реализации государственной политики энергосбережения и повышения энергетической эффективности.

Сегодня в России практически сформирована нормативная правовая база в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности, начался этап практической реализации намеченного курса.

1. Разработан и принят Федеральный закон от 23.11.2009 № 261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации»

2.Разработан и в июле 2009 г. введен в действие Федеральный закон «О внесении изменений и дополнений в Федеральный закон «О техническом регулировании», в соответствии с которым показатели энергоэффективности предъявляются в качестве обязательных требований к объектам технического регулирования.

3.В целях реализации Федерального закона от 23.11.2009 № 261-ФЗ, с участием Минэнерго России разработаны и приняты постановления Правительства РФ: № 67 от 20.02.2010 г. «О внесении изменений в некоторые акты Правительства Российской Федерации по вопросам определения полномочий федеральных органов исполнительной власти в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности»;

№ 1220 от 31.12.2009 «Об определении применяемых при установлении долгосрочных тарифов показателей надежности и качества поставляемых товаров и оказываемых услуг»;

№ 1221 от 31.12.2009 « Об утверждении Правил установления требований энергетической эффективности товаров, работ, услуг, размещение заказов на которые осуществляется для государственных и муниципальных нужд»;

№ 1225 от 31.12.2009 «О требованиях к региональным и муниципальным программам в области энергосбережения и повышения энергоэффективности».

Федеральный закон “ Об энергосбережении и повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации” – базовый документ, определяющий государственную политику в области

8

энергосбережения.

Закон направлен на создание правовых, экономических и организационных основ стимулирования энергосбережения и повышения энергетической эффективности. Закон предусматривает:

-введение обязательного информирования потребителя об энергоэффективности, включая сведения о классе энергоэффективности приобретаемых ими бытовых энергетических устройств в соответствующей маркировке на этикетке товара;

-оснащение многоквартирных домов, зданий, строений, сооружений, как существующих, так и вводимых в эксплуатацию после строительства, реконструкции и капитального ремонта приборами учета энергоресурсов;

-введение требований по энергоэффективности новых зданий, строений, сооружений с запретом на ввод их в эксплуатацию без соответствия установленным требованиям;

-введение классов энергоэффективности зданий с обязательным информированием

оклассе энергоэффективности;

-создание системы государственного информационного обеспечения в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности, распространение социальной рекламы, пропагандирующей правильное потребление энергоресурсов;

-возможность установления запретов или ограничений оборота на территории России товаров с высокой энергоемкостью.

«Энергоаудит» или энергетическое обследование предприятий и организаций предполагает оценку всех аспектов деятельности предприятия, которые связаны с затратами на топливо, энергию различных видов, воду и некоторые энергоносители.

Этапы аудиторского обследования утверждены и сертифицированы в международной системе сертификации ISO 9001.

1)Натурное обследование объекта, выполнение измерений и сбор информации в различных условиях. В зимнее время для жилого дома проводят тепловизионную съёмку, которая позволяет определить источники нарушения теплоизоляционного материала и выявить тепловые протечки.

2)Определение качества строительных конструкций, типы и свойства используемых материалов при строительстве здания или сооружения.

3)Анализ полученных результатов, построение энергетических изолиний и

графиков распределения энергии.

4)Составление и анализ теплоэнергетического баланса объекта.

5)Разработка долгосрочной программы по увеличению энергоэффективности сооружения с подробным поэтапным планом разгрузки энергетических сетей.

6)Формирования отчёта по каждому из вышеперечисленных пунктов с подробным анализом эффективности принимаемых мер по рациональному расходу энергии.

Результатом энергоаудита является подробный отчёт с рекомендациями по снижению энергопотребления, а также энергетический паспорт здания. В энергетический паспорт заносятся результаты, полученные в ходе энергетического обследования, данные по энергоэффективности, класс энергоэффективности здания, а также смета потребляемых ресурсов и т.д.

2.3.3 Реконструция.

Техническое перевооружение и реконструкция предприятий — прогрессивные формы воспроизводства основных производственных фондов действующих предприятий.

9

РЕКОНСТРУКЦИЯ – это работы по переустройству объекта, связанному с совершенствованием производства. Целью реконструкции может быть увеличение производственных мощностей, улучшение качества или изменение номенклатуры продукции.

Реконструкция действующих предприятий предусматривает переустройство существующих цехов и объектов основного, подсобного и обслуживающего назначения, как правило, без расширения зданий и сооружений основного назначения, и связана с совершенствованием производства и повышением его технико-экономического уровня на основе достижений научно-технического прогресса.

Реконструкция обеспечивает устранение диспропорций в технологических звеньях; внедрение малоотходной, безотходной технологии и гибких производств; сокращение числа рабочих мест; повышение производительности труда; снижение материалоемкости и себестоимости продукции, повышение фондоотдачи и улучшение других техникоэкономических показателей.

ТЕХНИЧЕСКОЕ ПЕРЕВООРУЖЕНИЕ - комплекс мероприятий по повышению технико-экономического уровня отдельных производств, цехов и участков на основе внедрения передовой техники и технологии, механизации и автоматизации производства, модернизации и замены устаревшего и физически изношенного оборудования новым, более производительным, а так же по совершенствованию общезаводского хозяйства и вспомогательных служб.

Т. п. действующих предприятий осуществляется по проектам и сметам на отдельные объекты или виды работ, разрабатываемым на основе единого технико-экономического обоснования и в соответствии с планом повышения технико-экономического уровня отрасли (под отрасли), как правило, без расширения производственных площадей.

Целью Т.п. действующих предприятий является всемерная интенсификация производства, увеличение производственных мощностей, выпуска продукции и улучшение ее качества при обеспечении роста производительности труда и сокращения рабочих мест, снижения материалоемкости и себестоимости продукции, экономии материальных и топ- ливно-энергетических ресурсов, улучшения других технико-экономических показателей работы предприятия в целом.

При Т.п. действующих предприятий могут осуществляться: установка дополнительно на существующих производственных площадях оборудования и машин, внедрение автоматизированных системуправления и контроля; применение радио, телевидения и других современных средств в управлении производством; модернизация и техническое переустройство природоохранных объектов, отопительных и вентиляционных систем, присоединение предприятий, цехов и установок к централизованным источникам тепло- и электроснабжения. При этом допускаются частичная перестройка и расширение существующих производственных зданий и сооружений, обусловленные габаритами размещаемого нового оборудования, и расширение существующих или строительство новых объектов подсобного и обслуживающего назначения (например, объектов складского хозяйства, компрессорных, котельных, кислородных и других объектов), если это связано с проводимыми мероприятиями по Т. п.

Пример реконструкции котельной путем установки конденсационного теплооменни-

ка.

Поверхность теплообмена конденсационных теплообменников развита значительно больше по сравнению с обычными экономайзерами. Конденсационные теплообменники могут иметь такой же высокий КПД, как и теплообменники контактного типа, однако отсутствие в них непосредственного контакта между продуктами сгорания и нагреваемой водой делает их более надежными в эксплуатации с точки зрения качества нагреваемой воды. В то же время конденсационные теплообменники являются более металлоемкими конструкциями по сравнению с контактными аппаратами.

В качестве примера приводится следующая схема: