Основы эффективного энергоиспользования на производственных предприятиях дорожной отрасли
.pdf
о с н о в ы ЭФФЕКТИВНОГО
ЭНЕРГОИСПОЛЬЗОВАНИЯ
НА ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ
ПРЕДПРИЯТИЯХ ДОРОЖНОЙ
ОТРАСЛИ
Под редакцией доктора технических наук, проф. Я.Н. Ковалева
Минск УП «Технопринт»
2001
УДК 620.9.004:188б25(075,9) ЕЕК31.19п75
Р69
Романюк В.Н.
Р69 Основы эффективного энергоиспользования на производственных пред приятиях дорожной отрасли/ В. Н. Романюк, В. Н. Радкевич, Я. Н. Ковалев; Под ред. Я.Н. Ковалева. — Мн.; — УП «Технопринт», 2001. — 292 с.
18ВК 985-464-118-Х.
Энергосбережение является ключевой энергетической проблемой современно сти, чрезвычайно актуальной для Республики Беларусь (РБ). Показана проблема обеспечения энергоресурсами РБ и ее пррмьппленньгх потребителей энергии.
Эффективному энергообеспечению конкретной теплотехнологии, независимо от ее степени энергосбережения, на примере прорводственных предприятий до рожной отрасли посвящена данная работа. Под этим углом изложены необходимые
теоретические основы энергосбережения, методы энергетического обследования и повышения эффективности энергоиспрльзования теплотехнологических произ водств, вопросы управления энергоиспрльзрванйем, Экологические аспекты энерго сбережения, возобновляемые и нетрадиционные источники энергии.
Книга предназначена для слушателей системы повышения квалификации ин женерно-технических работников дорожной отрасли, может быть учебным пособием для студентов высших учебных заведений соответствующих специальностей.
УДК 620.9.004.18:625(075.9) ББК31.19я75
|
' В. Н. Романюк, В. Н. Радкевич, Я. Н. Ковалев, 2001 |
18ВП 985-464-118-Х |
Оформление. УП «Технопринт», 2001 |
Содержание |
|
Предисловие................................................................................................................................................. |
5 |
Введение...................................................................................................................................................... |
10 |
1. Топливно-энергетический комплекс............................................................................................... |
17 |
1.1. Анализ топливно-энергетического комплекса Республики Беларусь.................................. |
18 |
1.2. Энергетическая политика Республики Беларусь....................................................................... |
27 |
1.3. Обеспечение энергоресурсами Республики Беларусь............................................................. |
37 |
1.4. Структура промышленного энергопотребления............................. |
43 |
2. Управление энергоиспользованием на производственном предприятии.............................. |
48 |
2.1. Общие сведения................................................................................................................................. |
48 |
2.2. Вопросы энергетического управления......................................................................................... |
50 |
2.3. Энергетическое обследование предприятия............................................................................... |
62 |
3. Теоретические основы энергосбережения..................................................................................... |
66 |
3.1. Общие положения............................................................................................................................. |
66 |
3.2. Энергетический баланс и энергетические характеристики.................................................... |
69 |
3.3. Эксергетический баланс и эксергетические характеристики................................................ |
78 |
3.4. Эксергетические характеристики и структура технической системы................................ |
94 |
3.5. Иерархические уровни энергетического обеспечения технических систем.................... |
104 |
4. Снижение энергопотребления в дорожном строительстве и при производстве |
|
железобетонных изделий....................................................................................................................... |
111 |
4.1. Производство железобетонных изделий................................................................................... |
111 |
4.2. Снижение энергопотребления в дорожном строительстве.................................................. |
120 |
4.2.1. Общие положения........................................................................................ |
120 |
4.2.2. Энергопотребление при транспортировании дорожной продукции............................... |
122 |
4.2.3. Энергопотребление строительного процесса....................................................................... |
124 |
4.2.4. Энергопотребление ремонта и содержания дорог............................................................... |
131 |
4.2.5. Энергопотребление производственных предприятий по выпуску основных дорожно |
|
строительных материалов..................................................................................................................... |
132 |
5. Повышение эффективности использования энергии в теплотехнологических системах 136 |
|
5.1. Общие сведения............................................................................................................................... |
136 |
5.2. Использование тепловых насосов............................................................................................... |
138 |
5.2. Рекомпрессия пара, использование пароструйных компрессоров..................................... |
146 |
5.3. Аккумулирование энергии............................................................................................................ |
150 |
5.4. Энерготехнологическое комбинирование................................................................................. |
154 |
5.4.1. Мини-ТЭЦ...................................................................................................................................... |
158 |
5.4.2. Высокотемпературные надстройки теплотехнологических процессов......................... |
165 |
6. Повышение эффективности использования электрической энергии.................................... |
170 |
6.1. Рациональное использование электроэнергии в промышленности................................... |
170 |
6.2.Энергетические расходные характеристики приемников ипотребителей
электроэнергии....................................................................................................................................... |
174 |
6.3. Основы рационального использования электродвигателей................................................. |
180 |
6.4. Насосные установки....................................................................................................................... |
189 |
6.5. Вентиляционные установки........................................................................................................ |
194 |
6.6. Производство сжатого воздуха................................................................................................... |
197 |
6.7. Электросварочные установки...................................................................................................... |
208 |
6.8. Электрическое освещение........................................................................................................... |
219 |
6.9. Влияние напряжения сети на электропотребление................................................................ |
226 |
6.10. Снижение потерь мощности и электроэнергии в системах электроснабжения........... |
231 |
7.Энергоэффективное обеспечение теплотехнологическихпроцессовпредприятий
дорожной отрасли.................................................................................................................................. |
238 |
7.1. Производство асфальтобетонных смесей................................................................................ |
238 |
7.2. Энергообеспечение производства железобетонных изделий......................... |
259 |
8. Экологические аспекты энергосбережения................................................................................ |
262 |
9. Возобновляемые и нетрадиционные источники энергии........................................................ |
272 |
Заключение..................................................................................................................................... |
288 |
Литература................................................................................................................................................ |
290 |
ПРЕДИСЛОВИЕ
Проблема энергообеспечения считается во всем мире одной из самых приори тетных. Энергосбережение является важнейшей ее составляющей, которой в про мышленно развитых странах уделяется самое серьезное внимание в рамках обшенациональных задач. За последне время в этих странах заметно снижена энергоем кость валового продукта.
В Республике Беларусь эта проблема имеет особую остроту, что связано с дву мя обстоятельствами: остром дефиците собственных первичных энергоресурсов и энергоемкостью производимой продукции. Последняя почти в два раза выше, чем на аналогичных предприятиях Западной Европы.
Большинство производственных предприятий, включая и дорожную отрасль, пока не имеет рациональной системы энергоиспользования, что обуславливает пе рерасход энергоресурсов на 4-10*%, что жизненно необходимо ликвидировать в ближайшее время.
Основные причины столь сложной ситуации связаны, прежде всего, с низким уровнем проектных решений производственных предприятий в части энергоисполь зования. Ситуацию осложняет недогруженность оборудования, нарушение режимов его работы, неудовлетворительное содержание энергетического хозяйства, непродуманность, с точки зрения энергопотребления, всего технологического процесса, неэффективный контроль потребления тех или иных энергоресурсов, наконец, от сутствие кадров с должной энергетической подготовкой.
В 1997 году была разработана и утверждена правительством Государственная программа «Дороги Беларуси». Одним из главных блоков научно-технического обеспечения этой программы является энергосбережение в дорожной отрасли. Наи больший вклад в решение указанной отраслевой проблемы должно дать повышение эффективности энергопотребления на производственных предприятиях отрасли, к которым относятся асфальтобетонные заводы и заводы железобетонных изделий. С целью решения указанной задачи на производственных предприятиях необходимо проведение энергетических обследований, аудитов, которые послужат основой для разработки и внедрения энерготехнологических паспортов предприятий. Последние
должны стать основным исходным документом для лицензирования технологиче ского процесса выпускаемой продукции со строго фиксируемым показателем энер гопотребления на каждую операцию. Настоящая работа является введением в рас сматриваемую проблему и преследует цель ознакомить с ней широкий круг специа листов дорожной отрасли.
Рациональное использование всех видов энергоресурсов в производственных процессах различных отраслей народного хозяйства, в том числе и дорожной, наря ду со специфическими особенностями, имеет и общие закономерности преобразова ния энергии одного вида в другой. При этом существует тесная взаимосвязь про мышленных объектов с системами энергообеспечения и окружающей средой. До биться ощутимого эффекта в энергосбережении можно лишь на основе системного подхода ко всему производственному комплексу, совместными усилиями специали стов разного профиля, обладающими знаниями не только по своей специальности, но и по основам эффективного энергоиспользования.
Особую актуальность вопросы рационального использования топлива и энергии приобретают в странах, не обладающих в требуемых объемах собственными запаса ми органического топлива: нефти, угля, природного газа и т. п. Это обуславливается тем, что энергетическая составляющая существенно влияет на себестоимость про дукции, а в энергоемких производствах доминирует в ее структуре. Стоимость по требленных энергоресурсов сказывается на конкурентоспособности продукции, прибыли и рентабельности предприятий и, в конечном чсете, на состоянии экономи ки страны. Таким образом, вопросы энергосбережения важны не только для отдель ных предприятий, но и для государства в целом. Тем более, что органическое топли во используется не только в энергетических целях, но и является ценным сырьем для химической промышленности. Запасы органического топлива лграничены и не возобновляются. В связи с этим рациональное использование органических энерго ресурсов на современном этапе развития мировой цивилизации является одной из наиболее актуальных научно-технических задач.
Цель данной книги — оказать помощь работникам производственных предпри ятий дорожной отрасли в организации рационального использования энергоресур сов в процессе производства. Книга может быть полезна энергетикам промышлен
ных предпррмтий, вне зависимости от их ведомственной принадлежности, а также студентам дорожно-строительных и энергетических специальностей.
При написании пособия авторы стремились изложить вопросы энергосбереже ния систематизированно, последовательно и доступно, сопровождая теоретический материал поясняющими иллюстрациями и концентрацией внимания на отдельных прикладных аспектах транспортного материаловедения, используя свой опыт науч ной и педагогической работы в Белорусской государственной политехнической ака демии.
Авторы выражают глубокую благодарность рецензентам: директору Белорус ского теплоэнергетического института, к. т. н. Ф. И. Молочко, сотрудникам Комите та по автомобильным дорогам министерства транспорта и коммуникаций Республи ки Беларусь Ю. Б. Барковскому и П. П. Марусенкову за внимательное прочтение ру кописи книги и ценные замечания, способствовавшие ее улучшению.
АБЗ — АБС — АИН —
ВВП — ВИЭ —
ВО — ВЭР — ВЭУ —
Г —
г д -
ГРС —
ГТУ —
д в с -
ДГРТ —
Д р -
ЖБИ — ЗЖБИ —
и—
ип —
к—
К д -
КА —
КЗ —
к п д -
Принятые сокращения
асфальтобетонный завод |
ЛМГ — |
лигносульфонаты техниче |
|
асфальтобетонная смесь |
|
ские модифицированные |
|
|
галитовым отходом |
||
автономный инвертор на |
л э п — |
||
линия электропередачи |
|||
пряжения |
М3 — |
|
|
внутренний валовой продукт |
минеральный заполнитель |
||
возобновляемый иеточник |
МО — |
модель окружения |
|
энергии |
|
|
|
внешний объект |
МП — |
минеральный порошок |
|
вторичный энергорееурс |
м т э ц — |
мини- и микро-ТЭЦ |
|
ветроэнергетическая уста |
н — |
насос |
|
новка |
|
|
|
генератор |
НПЗ — |
нефтеперерабатывающий |
|
газовый двигатель |
о в г — |
завод |
|
охладитель выхлопных га |
|||
|
|
зов |
|
газораспределительная стан |
ОС — |
окружающая среда |
|
ция |
|
|
|
газотурбинная установка |
ПАВ — |
поверхностно-активные ве |
|
|
|
щества |
|
двигатель внутреннего сго |
п г с — |
песчано-гравийная смесь |
|
рания |
|
|
|
двигатель с газообразным ра |
п п — |
пароперегреватель |
|
бочим телом |
п р а |
|
|
дроссельное местное гидрав |
пускорегулирующий аппа |
||
лическое сопротивление |
й с у — |
рат |
|
железобетонное изделие |
паросиловая установка |
||
завод железобетонных изде |
п т — |
паровая турбина |
|
лий |
|
|
|
испаритель |
РДВС — |
радиатор ДВС |
|
источник питания |
СА — |
сушильный агент |
|
компрессор |
СБ — |
сушильный барабан |
|
конденсатор |
СУВ — |
система управления выпря |
|
котлоагрегат |
СУП — |
мителем |
|
система управления инвер |
|||
короткое замыкание |
СЭС — |
тором |
|
система электроснабжения |
|||
коэффициент полезного дей |
ТБО — |
твердые бытовые отходы |
|
ствия |
|
|
К П Д е - |
коэффициент полезного дей |
т д е - |
термодинамическая система |
кэс — |
ствия эксергетический |
|
|
конденеационная тепловая |
ТНУ — |
теплонасосная установка |
|
|
электростанция |
|
|
т а |
тепловой потребитель |
УВ — |
управляемый выпрямитель |
т е — |
техническая система |
х и т — |
химический интенсифика- |
|
|
|
тор твердения |
ТЭК — |
топливно-энергетический |
ЭА — |
эксергетический анализ |
|
комплекс |
|
|
ТЭС — |
тепловая электростанция |
ЭГГУ — |
газотурбинная электростан |
тэспп — теплоэнергетическая система |
э о — |
ция |
|
энергетическое обследова |
|||
|
промышленного предприятия |
|
ние |
ТЭЦ — |
теплоэлектроцентраль |
ЭУ — |
энергетическая установка |
