Анализ энергобаланса.

Тепловой баланс (например котельной установки) представляет собой распределение введенной теплоты сгорания топлива между полезно использованной в установке теплотой и тепловыми потерями согласно соотношению

где q₁ - полезно воспринятая теплота; q₂ - потери с уходящими газами; q₃, q_A - потери от химического и механического недожога; q₅ - потери в окружающую среду; q₆ - потери с очаговыми остатками.

Коэффициент полезного действия котельной установки представляет собой отношение полезно воспринятой теплоты Q к затраченной для парового котла он определяется по формуле

для водогрейного котла

Во многих случаях при испытаниях нет возможности определить расходы топлива или количества пара (воды). Это в особенности относится к установкам, работающим на твердом топливе, для которых измерение расхода топлива возможно лишь в эпизодических случаях. В этих условиях величину т|_к определяют по уравнению обратного баланса, вычитая из располагаемой теплоты сгорания топлива вышеуказанные тепловые потери, отнесенные к единице сжигаемого топлива (1 кг твердого и жидкого или 1 м газообразного)

При сжигании жидкого и газообразного топлива всегда имеют место потери теплоты: с уходящими газами (q₂), в окружающую среду (q₅), а в случае неполного сгорания - от химического недожога (q₃).

При сжигании твердого топлива в пылевидном состоянии в камерных топках к указанным добавляются еще потери от механического недожога (q ₄), а в слоевых топках дополнительные потери теплоты со шлаком. Из указанных потерь наибольшую величину имеют потери с уходящими газами q₂, зависящие от температуры уходящих газов t_yx, а также от степени их разбавления воздухом. Количественно степень разбавления выражается коэффициентом избытка воздуха а, представляющего собой отношение действительного количества поступающего в газовый тракт воздуха У_д к теоретически необходимому V₀:

Величину q₂, %, можно определить по формуле

при жидком и газообразном топливе

при сжигании пылевидного топлива в камерных топках

Потери зависят от вида топлива, типа топочного устройства и ориентировочно могут приниматься: для слоевых топок

Потери q₅ зависят от мощности котла и составляют для всех видов топлива следующие величины:

Анализ энергоиспользования в энергетических установках, технологических процессах и на предприятии в целом необходимо про водить с целью качественной и количественной оценки состояния энергохозяйства. Он позволяет решить следующие основные задачи: оценку фактического состояния энергоиспользования и выявление причин и значений потерь энергоресурсов.

По способу разработки энергобалансы разделяют на: опытный, составленный по замерам параметров и расходов; расчетный, составленный на основании расчета энергопотребления; опытно-расчетный, составленный с использованием замеров и расчетов.

В результате оценки и рассмотрения энергетических балансов определяют фактическое состояние энергоиспользования предприятия и его отдельных элементов (цехов, участков и т. д.). При этом следует иметь в виду, что все элементы и структуры предприятия, подлежащие обследованию, подразделяют на группы процессов и установок, однородных по виду используемых энергоносителей. При оценке и анализе энергобаланса предприятия, его цехов и участков, а также энергобаланса основных энерготехнологических процессов и установок, следует использовать данные, находящиеся в энергетическом паспорте предприятия, технологических регламентах, режимных картах, паспортах установок, а также в формах статистической отчетности.

При анализе энергобаланса промышленного предприятия необходимо изучить и оценить технические и энергетические характеристики основных технологических процессов и установок, которые должны содержать материальные потоки (материальный баланс) на предприятии: расходы и параметры сырья, топлива, энергии и отходов; конструктивные особенности установок (габаритные размеры, состояние изоляции и т. п.), наличие установок по утилизации теплоты вторичных энергоресурсов, наличие контрольно-измерительных приборов и автоматики и т. п.; режимы работы оборудования (периодичность использования, продолжительность нахождения в «горячем резерве» и т. п.). На основании данных энергобаланса предприятия (цеха) оценивают потери энергоресурсов и намечают пути совершенствования энергоиспользования на предприятии.

На ряде предприятий отсутствуют данные по учету расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию. Поэтому количественная оценка расхода тепла на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение по цехам проводится по укрупненным методам расчета, изложенным в СНиП-2-04-05 - 91 (отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха).

Данные расходной части балансов тепловой и электрической энергии на предприятии (цех, участок) согласно табл. 5 и 6 позволяют сделать оценку состояния использования тепловой и электрической энергии и потерь с целью дальнейшей проработки вопросов рационального энергоиспользования и разработки конкретных технических решений.

При. более углубленном обследовании (например, для составления энергетического паспорта промпредприятия) выполняется расчет составляющих энергетического баланса при нормативных условиях. После чего проводится сопоставление фактических данных расходной части энергобаланса с расчетно-нормативными. Полученная при этом разница указывает на нерациональный расход энергоресурсов.

Результаты данной работы после обсуждения с ответственным за проведение обследования предприятия докладывают главному энергетику (главному механику) с целью решения вопроса о проведении балансовых испытаний энергоемкого оборудования и составления энергобаланса предприятия (цеха).

Таблица 5. Расходная часть баланса тепловой энергии, тыс. Гкал/год

Таблица 6. Расходная часть баланса электроэнергии, тыс. кВт ч/г