Т7 Энергосбережение

случае более эффективным будет решение о покупке ресурсов у энергоснабжающей организации.

Далее, при рассмотрении задач модернизации оборудования

предприятий энергосбережение играет важную, но не всегда определяющую роль при принятии решений. Модернизация оборудования осуществляется во многих случаях, исходя из новых функциональных задач, которые призвано выполнять оборудование. Естественно, что новое оборудование должно быть более энергоэффективным. Поэтому, с точки зрения энергосбережения, задачи модернизации должны решаться по

критерию минимума показателей энергоемкости при выполнении всей совокупности поставленных требований к функциональным и конструктивным характеристикам оборудования. Энергосбережение здесь представляет собой позитивный, но не всегда ведущий аспект при решении задачи модернизации. Однако, именно при модернизации оборудования достигается наибольший эффект энергосбережения!

При принятии решений по повышению эффективности использования энергии определяющее значение имеет срок окупаемости соответствующих мероприятий. Так, для энергетического оборудования вследствие его большой капиталоемкости приемлемые сроки окупаемости составляют от 4, 5 до 12 лет. Напротив, для энергосберегающих мероприятий на стороне потребителей приемлемые сроки окупаемости значительно более низкие: 1 ÷ 2, 3 года. Столь жесткие требования к срокам окупаемости позволяют отнести к собственно энергосберегающим мероприятиям относительно малозатратные мероприятия с большим потенциалом энергосбережения, например – ликвидация прямых потерь

энергоресурсов, оптимальная наладка режимов технологических процессов по критерию минимума потребления энергетических ресурсов, приборный учет и автоматическое регулирование потребления ресурсов, оперативное управление и диспетчеризация энергетических потоков и др.

_____________________________________________

Важную роль в обеспечении энергетической эффективности производственных процессов играют автоматизированные системы контроля и управления. Энергосбережение на производстве – это

управление энергией, энергетический менеджмент. Инструментальную поддержку энергосбережения на производстве осуществляют автоматизированные системы на базе современных вычислительных систем и сетей. Существуют, как правило, специализированные автоматизированные системы по видам энергетических ресурсов: АСУ Газ,

АСУ Электро, АСУ Тепло, АСУ Пар и др. Специализированные АСУ

объединяются в автоматизированную систему энергетического

443

менеджмента предприятия - АСЭМ (АСУ Энерго). В свою очередь, АСЭМ (АСУ Энерго) включается как подсистема в корпоративную информационно-управляющую систему предприятия (КИУС).

Управление энергетической эффективностью производства на предприятии необходимо осуществлять на основе системного подхода с

использованием современных интеллектуальных технологий. В общем случае управление энергетической эффективностью производства носит

многоуровневый характер (рис. 7.2).

Рис. 7.2. Общая структура управления энергетической эффективностью производства

В основе управления энергетической эффективностью производства лежит проведение на постоянной основе энергетической экспертизы технологических и производственных процессов. Задачами энергетической экспертизы являются:

-проведение энергетического обследования производства с целью выявления мест нерационального использования и прямых потерь ресурсов;

-построение энергетического баланса производства;

-оценка энергоемкости локальных производственных процессов и всего производства в целом;

-факторный анализ энергетических характеристик производственных процессов;

444

Общая схема автоматизированного управления технологическими процессами при оптимальном ведении режимов по показателям энергетической эффективности приведена на рис. 7.4.

Рис. 7.4. Схема производственной системы управления эффективностью технологических процессов

Здесь управляющие воздействия на технологический комплекс АТП поступают от блока формирования задания на управление (ФЗУ) и оперативно диспетчерского управления (ОДУ). Задание оптимальных режимов является одним из звеньев подсистемы автоматической оптимизации режимов технологического процесса, составляющими которой в общем случае являются блок выработки оптимальных корректирующих воздействий (АО), обеспечивающий достижение экстремума показателей эффективности, а также подсистема мониторинга режимных параметров и показателей эффективности процесса (М-ТП).

Ведение технологического процесса осуществляется на основе

оперативно-диспетчерского управления ОДУ, необходимая информация для которого поступает от подсистемы мониторинга текущего состояния процесса М-ТП, и планового задания, поступающего от подсистемы планирования и контроля (ПиК). Оперативно-диспетчерское управление осуществляется в ручном режиме. При этом, исходя из задания номинальных режимов (ЗНР), управляющие воздействия направляются

446

непосредственно на технологический комплекс АТП и блок формирования задания на управление ФЗУ.

Задание номинальных режимов (ЗНР) осуществляется на основе технологического регламента процесса. Технологический регламент процесса составляется при его проектировании и в дальнейшем корректируется по результатам эксплуатации, регламентных испытаний и технологической экспертизы. Технологический регламент должен быть оптимизирован по критериям энергетической эффективности. В общем случае он зависит от режимных параметров технологического процесса. Поэтому при ведении технологического процесса задание номинальных режимов осуществляется с учетом текущего состояния процесса, информация о котором поступает от подсистемы мониторинга М-ТП, а также планового задания, поступающего от подсистемы планирования и контроля (ПиК).

Одним из центральных звеньев системы управления эффективностью технологического процесса является подсистема мониторинга текущего состояния процесса М-ТП. Данная подсистема обеспечивает необходимой информацией все звенья выработки управляющих воздействий по достижению эффективности технологического процесса. Чтобы эффективно управлять, необходимо, прежде всего, "видеть" объект управления. Обеспечение полноты информационного "видения" технологического объекта управления является главной задачей подсистемы М-ТП.

В целом система управления энергетической эффективностью

должна осуществлять последовательную оптимизацию производства по направлению снижения показателей энергоемкости. Системное развитие данного процесса подчиняется общим закономерностям, раскрытым в очерке 3 настоящей работы. Технология развития данного процесса может быть характеризована как М&Т-технология (англ. Monitoring and Targeting - мониторинг и целеполагание). При этом постановка более совершенных целей повышения энергетической эффективности приводит к противоречивым постановкам задач энергосбережения. Разрешение возникающих противоречий может быть осуществлено, например, на основе метода ограничений. В методе ограничений выделяется критическое звено, которое составляет главное ведущее ограничение при решении задач энергосбережения. Сосредоточение усилий на снятии данного ограничения является необходимым условием достижения системного эффекта энергосбережения и последовательного прогресса в данном направлении.

Дополнительные сведения и примеры

447

66%

Рис.7.5. Диаграмма потребления топливных газов на ОАО «ММК» Рассматриваемая структура энергетического комплекса представлена

на рис. 7.6.

449

ЦЭС. Данная станция построена по структуре с поперечными связями, составными частями которой являются блок энергетических котлов ЭК, блок турбогенераторов ТГ и коллектор перегретого пара Кпп. Энергетические котлы потребляют природный газ Впг и доменный газ Вдг. При необходимости здесь могут быть использованы также коксовый газ и другие ВЭР. Доменный газ Вдг на котлы ЦЭС поступает с магистрали доменного газа Мдг. Магистраль доменного газа связана с первичным источником газа – доменным производством. Здесь Фдг – свеча, предназначенная для сжигания избыточных объемов доменного газа в атмосфере, Пдг – потребители доменного газа.

Турбогенераторы станции вырабатывают электрическую энергию Wэ

и тепловую энергию в теплофикационной воде Qт. Кроме того из парового коллектора Кпп через редукционно-охладительное устройство РОУ отбирается пар на технологические нужды Uп.

Вырабатываемая ЦЭС электрическая Wэ, тепловая Qт энергия и технологический пар Uп поступают в электрическую Сэ , теплофикационную Ст и паровую Сп сети предприятия соответственно. Пэ, Пт, Пп – соответствующие потребители электрической, тепловой энергии и пара.

Основным источником пара на технологические нужды Dб является энергетическая станция ПВЭС, работающая в базовом режиме. Дополнительными источниками пара Вп являются вторичные источники. Так как вторичные источники пара работают в переменном режиме, то для аккумулирования вторичного пара используются паровые аккумуляторы АК. Для сброса избыточного пара в атмосферу используется свеча Свп. С аккумуляторов АК при необходимости в паровую сеть Сп подается дополнительный пар Dп, который компенсирует резкие набросы паровой нагрузки потребителей.

В рассматриваемой энергетической структуре с целью энергосбережения на ЦЭС утилизируется вторичный энергетический ресурс – доменный газ. На этой основе себестоимость электроэнергии, вырабатываемой на ЦЭС, значительно снижается по сравнению с электроэнергией, покупаемой на оптовом рынке. Так как себестоимость продукции предприятия, такой как продукция прокатных цехов, существенно зависит от цены на электроэнергию, то отсюда следует непосредственный вывод – необходимо максимально нагружать ЦЭС выработкой электрической энергии.

Однако подобный прямой вывод не является системно обоснованным. Дело в том, что в зависимости от загрузки изменяется объем потребления топливных газов котлами ЦЭС. При этом для многих типов котлов существует нелинейная экстремальная зависимость объемов потребления доменного газа в зависимости от нагрузки. В качестве

451

примера на рис. 7.7 приведены энергетические характеристики котлов ЦЭС в зависимости от их загрузки.

Из рассмотрения рис. 7.7 следует, что при снижении нагрузки котлов относительный объем потребления доменного газа увеличивается, соответственно, относительный объем потребления природного газа снижается, себестоимость электрической энергии снижается. Поэтому для достижения системного эффекта энергосбережения в рассматриваемом энергетическом комплексе необходимо совместно решать целую совокупность задач, включающую такие задачи, как повышение выработки электроэнергии, снижение себестоимости электроэнергии, снижение потребления топливных газов, особенно – природного газа и др.

Рис.7.7

В общем случае диаграмма связи задач повышения эффективности рассматриваемого энергетического комплекса приведена на рис. 7.8.

Генеральной задачей проведения энергосберегающих мероприятий в рассматриваемом энергетическом комплексе является минимизация потребления топливных газов, особенно – природного газа, как покупного ресурса (minпг).

452