Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
петруша / ЭнЭф к зачету ДО / учебники / СпрДокументОнаилучших достижениях.pdf
Скачиваний:
100
Добавлен:
26.03.2016
Размер:
21.13 Mб
Скачать

Хотя утечки могут иметь в любых местах системы, наиболее часто они связаны со следующими элементами:

муфты, рукава и фитинги;

регуляторы давления;

действующие конденсатоотводчики и изолирующие клапаны;

соединения и уплотнения резьбовых соединений;

устройства с пневмоприводом, потребляющие сжатый воздух.

Применимость

Вцелом применимо к любым системам сжатого воздуха (см. табл. 3.23).

Экономические аспекты

Затраты на выявление и устранение утечек зависят от особенностей конкретной системы сжатого воздуха и квалификации обслуживающего персонала. Типичная величина экономии для системы средней мощности (50 кВт) составляет:

50 кВт · 3000 час/год · 0,08 евро/кВт·ч · 20% = 2400 евро/год

При этом характерный объем затрат на регулярное выявление и устранение утечек составляет 1000 евро/год.

Поскольку устранение утечек широко применимо (80%) и обеспечивает наибольшие объемы энергосбережения (20%), оно представляет собой наиболее важное направление сокращения энергопотребления систем сжатого воздуха.

Мотивы внедрения

Данных не предоставлено.

Примеры

По состоянию на 1994 г., предприятие Van Leer Ltd (Великобритания) использовало 179 кВт·ч для производства 1000 м3 сжатого воздуха, а затраты составляли 7,53 евро/1000 м3. Мероприятия по сокращению утечек привели к сокращению годового энергопотребления на 189200 кВт·ч и связанному с этим снижению затрат на 7641 евро/год или на четверть всех затрат на производство сжатого воздуха. При этом затраты на обследование системы составили 2235 евро, а на устранение выявленных утечек (включая стоимость деталей, использованных для замены, и оплату труда) – 2874 евро. Таким образом, при размере экономии 7641 евро/год срок окупаемости программы по сокращению утечек составил 9 месяцев (использовался обменный курс на 1 января 1994 г., 1 британский фунт = 1,314 евро).

Справочная информация

[168, PNEUROP, 2007]

3.7.7. Техническое обслуживание фильтров

Общая характеристика

Потери давления в системе сжатого воздуха могут быть связаны с недостаточным уровнем технического обслуживания фильтров – неадекватной чисткой фильтров или недостаточно частой заменой сменных фильтров.

Экологические преимущества

энергосбережение;

сокращение выбросов масляных паров и/или аэрозолей.

Воздействие на различные компоненты окружающей среды

Увеличение расхода фильтров и соответствующее увеличение объемов образования отходов.

248

Производственная информация

Данных не предоставлено.

Применимость

Любые системы сжатого воздуха.

Экономические аспекты

См. табл. 3.23.

Мотивы внедрения

Данных не предоставлено.

Примеры

Данных не предоставлено. Справочная информация

3.7.8. Использование холодного наружного воздуха для питания компрессоров

Общая характеристика

Во многих случаях главная компрессорная установка размещается рядом с основными потребителями сжатого воздуха с целью снижения потерь при транспортировке сжатого воздуха по трубопроводам. Как следствие, компрессорные установки часто находятся в подземных или внутренних помещениях производственных объектов. При этом, как правило, приток свежего наружного воздуха к компрессорам ограничен, и для их питания используется воздух помещений, температура которого обычно превышает температуру наружного воздуха. Согласно законам термодинамики, сжатие теплого воздуха требует больших затрат энергии, чем холодного. В технической литературе отмечается, что каждые 5°C повышения температуры на входе компрессора требуют увеличения потребляемой мощности примерно на 2%. Поэтому снижение энергопотребления может быть достигнуто посредством простой организации питания компрессора наружным воздухом, особенно в зимний период, когда во многих районах разница между температурой наружного воздуха и температурой в помещениях может превышать 5°C в несколько раз. Подведение наружного воздуха к компрессору или компрессорной в целом может быть организовано при помощи воздуховода. В зависимости от длины последнего, может потребоваться установка дополнительного вентилятора, энергопотребление которого должно быть учтено при планировании данного мероприятия. Воздухозабор должен находиться на северной стороне объекта или, по крайней мере, в месте, которое большую часть времени находится в тени.

Экологические преимущества

Сокращение потребления первичных энергоресурсов. Как правило, компрессоры приводятся в действие электродвигателями.

Воздействие на различные компоненты окружающей среды

Известные воздействия отсутствуют.

Производственная информация

Поскольку при работе компрессора образуется значительное количество тепла, в компрессорных всегда наблюдается повышенная температура независимо от того, организована ли утилизация этого тепла. Нередко температура воздуха в компрессорных даже в зимний период достигает 30– 35°C. Чем больше разница между температурой в помещении и температурой наружного воздуха, тем больше потенциал энергосбережения. При этом следует иметь в виду, что объемы энергосбережения пропорциональны времени работы компрессора.

249

Применимость

Снижение температуры воздуха, поступающего в компрессор, за счет холодного наружного воздуха возможно практически в любых условиях. Иногда достаточно проделать в наружной стене круглое отверстие, соединив его с компрессором при помощи воздуховода. Если расположение компрессорной делает подачу наружного воздуха затруднительной, следует улучшить ее вентиляцию. Согласно оценкам, подобные меры применимы в 50% случаев.

Экономические аспекты

Организация подачи холодного наружного воздуха не влечет за собой значительных затрат, поскольку атмосферный воздух является бесплатным, и связана с такими экономическими преимуществами, как сокращение времени работы компрессоров или потребляемой ими электрической мощности.

В табл. 3.26 приведена оценка возможного экономического эффекта мероприятия подобного рода. Данные взяты из материалов обследования реального производства.

 

Описание

Значение

Ед. изм.

Формула

Комментарии

A

Установленная мощность

135

kW

 

 

компрессора

 

 

 

 

B

Время работы при

2000

час/год

 

 

полной нагрузке

 

 

 

 

C

Энергопотребление

270000

кВт·ч

A·B

 

D

Снижение температуры

5

°C

Оценка

 

потребляемого воздуха

 

 

 

 

E

Сокращение

2,00

%

Из тех.

 

энергопотребления

 

 

 

литературы

F

Ежегодное

5400

кВт·ч

C·E

 

 

энергосбережение

 

 

 

 

G

Стоимость

0,1328

евро/кВт·ч

Средние данные

 

электроэнергии

 

 

 

 

H

Ежегодное снижение

717

евро/год

F·G

 

 

затрат

 

 

 

 

I

Объем инвестиций

5000

евро

Оценка для

 

 

 

 

 

воздуховода и

 

 

 

 

 

вентилятора

L

Внутренняя норма

6,7

%

По данным

 

рентабельности (до

 

 

 

анализа затрат и

 

налогообложения)

 

 

 

выгод (*)

M

Чистый приведенный

536

евро

По данным

 

доход

 

 

 

анализа затрат и

 

 

 

 

 

выгод (*)

N

Период окупаемости

7,0

лет

По данным

 

 

 

 

 

анализа затрат и

 

 

 

 

 

выгод (*)

(*) Для срока службы 10 лет и процентной ставки 5 %

 

 

 

Таблица 3.26: Экономический эффект в результате организации питания компрессора холодным наружным воздухом

Мотивы внедрения

простота установки;

энергосбережение и сокращение затрат.

Примеры

Предприятие по производству полупроводников в Италии.

Справочная информация

[229, Di Franco, , 231, The motor challenge programme, , 233, Petrecca, 1992]

250

3.7.9. Оптимизация давления системы

Общая характеристика

Чем ниже рабочее давление системы, тем более эффективным с экономической точки зрения является производство сжатого воздуха. Однако система должна обеспечивать всех потребителей воздухом достаточного давления в любое время, когда это необходимо. Снижение пикового давления может быть достигнуто посредством совершенствования системы управления. В принципе, существует несколько способов «сузить» диапазон давлений системы и, как следствие, уменьшить давление производимого сжатого воздуха. Эти варианты описаны ниже и представлены на рис. 3.35:

непосредственное регулирование при помощи механических переключателей самого компрессора представляет собой простейший способ установки рабочего диапазона давлений. Поскольку со временем величина давления, установленная таким образом, может самопроизвольно сбиваться, регулировка системы должна периодически повторяться;

интеллектуальная система управления, основанная на использовании привода переменной скорости (с преобразователем частоты) или запуска компрессора оптимальной мощности (в системах из нескольких компрессоров). При этом давление регулируется посредством использования компрессора с приводом переменной скорости в качестве компрессора пиковой нагрузки, мощность которого определятся, исходя из текущих потребностей системы, или при помощи централизованной системы управления, обеспечивающей запуск компрессора (или группы компрессоров) оптимальной мощности;

сокращение диапазона давлений до допустимого предела (оптимизированная интеллектуальная система управления). Такая система позволяет снизить верхний уровень диапазона давлений до величины, лишь незначительно превышающей минимально допустимый уровень давления. Результаты применения различных подходов представлены на рис. 3.34.

Рисунок 3.34: Различные подходы к управлению работой компрессора

[28, Berger, 2005]

251

Содержание рис. 3.34 описано ниже:

горизонтальные жирные линии представляют среднее давление сжатого воздуха для соответствующих подходов к регулированию;

в ситуации, представленной столбиками с диагональной штриховкой, среднее давление сжатого воздуха равно 8,2 бар;

столбики с вертикальной штриховкой показывают, что при помощи механических переключателей может быть установлен только диапазон давлений (разница между верхним и нижним уровнями) 0,4 бар вследствие существующих пределов допуска. При этом среднее давление сжатого воздуха составляет 7,8 бар. Предполагается, что уровень, при котором включается первый компрессор пиковой нагрузки, остается неизменным и составляет 7,6 бар;

интеллектуальная система управления (второй столбик справа) способна снизить диапазон рабочих давлений для всей группы компрессоров в целом до величины 0,2 бар. Такая система способна более оперативно реагировать на изменения давления. В предположении, что заданный нижний предел давления является тем уровнем, при котором запускается первый пиковый компрессор, средняя величина давления для такой системы составляет 7,7 бар.

Величина 7,7 бар все еще выше по сравнению с давлением других сопоставимых компрессорных станций. Поскольку величина давления, при которой включается второй пиковый компрессор составляет 6,8 бар, эта величина является нижним уровнем давления сжатого воздуха. Средняя величина давления при этом составляет 6,9 бар.

Экологические преимущества

На практике было продемонстрировано, что снижение давления на 1 бар приводит к сокращению энергопотребления на 6-8%. Кроме того, снижение давления приводит и к сокращению утечек.

Воздействие на различные компоненты окружающей среды

Данных не предоставлено.

Производственная информация

Данных не предоставлено.

Применимость

Как правило, управление компрессорами при помощи приводов с переменной скоростью (в интеллектуальных или оптимизированных интеллектуальных системах управления) является экономически эффективным лишь в случае установки нового оборудования, поскольку производители не рекомендуют оснащать преобразователями частоты уже установленное оборудование.

Экономические аспекты

Использование оптимизированной интеллектуальной системы управления позволяет снизить среднее рабочее давление системы с 8,2 до 6,9 бар, что соответствует сокращению энергопотребления на 9,1 %. Оптимизация системы управления, будучи сопряжена с относительно небольшими затратами, позволяет обеспечить энергосбережение в объеме нескольких сот МВт·ч/год, что соответствует экономии десятков тысяч евро в год (например, при установленной мощности компрессора 500 кВт и времени работы 8700 час/год может быть достигнуто энергосбережение в объеме около 400 МВт·ч/год и экономический эффект в размере около 20 тыс. евро/год).

Мотивы внедрения

Сокращение затрат.

Примеры

Установка автоматизированной системы управления компрессорами на предприятии Land Rover (Великобритания) позволила снизить общие затраты на производство сжатого воздуха на 18,5%.

252