- •1. Назначение промышленных печей. Общая схема устройства печи. Классификация промышленных печей.
- •2. Актуальность энергосбережения в России и мире.
- •1. Принципиальные схемы промышленных печей.
- •2. Общие понятия энергосбережения. Государственная политика в области повышения эффективности использования энергии.
- •Энерготехнологическое комбинирование.
- •2. Энергетическая безопасность.
- •1. Варианты использования топлива в промышленных печах.
- •2. Активные и пассивные методы экономии энергии. Интенсивное энергосбережение. Прямое и косвенное энергосбережение.
- •1. Особенности сжигания газообразного топлива в печах.
- •2. Первичные и вторичные энергоресурсы. Традиционная и нетрадиционная энергетика.
- •1. Классификация и устройство газовых горелок.
- •2. Невозобновляемые и возобновляемые источники энергии.
- •1. Особенности сжигания мазута в печах.
- •2. Производство теплоты традиционными методами. Энергосбережение при производстве тепловой энергии.
- •1. Особенности сжигания кускового твердого топлива в печах.
- •2. Котельные установки. Энергосбережение в промышленных котельных.
- •1. Особенности пылеугольного отопления печей.
- •1. Расчет полного горения топлива.
- •2. Производство электрической энергии. Энергосбережение при производстве электрической энергии.
- •1. Расчет неполного горения топлива.
- •2. Автономное энергоснабжение.
- •1. Расчет двухступенчатого горения топлива.
- •2. Потребление энергии и эффективность энергоустановок.
- •1. Режимы теплообмена в нагревательных и плавильных печах.
- •2. Энергосбережение при производстве энергии на основе возобновляемых источников.
- •1. Рециркуляция газов как средство регулирования температуры и повышения тепловой эффективности печей.
- •2. Потенциал возобновляемых источников энергии.
- •1. Геометрический напор газов. Движение газов в каналах.
- •2. Биомасса.
- •1. Расчет тяго-дутьевой установки.
- •1. Типичные тепловые балансы печей.
- •2. Ветроэнергетика.
- •1. Удельные расходы топлива и способы их уменьшения.
- •2. Комбинированные системы тепло- и энергоснабжения.
- •1. Материальные балансы печей.
- •2. Энергосбережение при распределении энергии.
- •1. Способы нагрева компонентов горения (воздуха и газообразного топлива).
- •1. Экономия топлива от применения горячего воздуха.
- •2. Транспортировка первичных энергоресурсов. Энергосбережение при транспортировке первичных энергоресурсов.
- •1. Автономный высокотемпературный нагрев воздуха. Эффективность автономного нагрева воздуха.
- •Транспортировка теплоты. Энергосбережение при транспортировке и распределении тепловой энергии.
- •1. Регенераторы и рекуператоры для нагрева воздуха и газа.
- •2. Системы теплоснабжения.
- •1. Котлы-утилизаторы.
- •2. Транспортировка электрической энергии.
- •Энергосбережение при электроснабжении промышленных предприятий, объектов аграрно-промышленного комплекса, жилищно-коммунального хозяйства.
- •2. Экологические аспекты энергосбережения. Парниковый эффект. Взаимосвязь экологии и энергосбережения.
- •2. Невозобновляемые источники энергии и окружающая среда.
- •Основные вещества, выбрасываемые в атмосферу энергетическими объектами
- •1. Рециркуляция газов как средство регулирования температуры и повышения тепловой эффективности печей.
- •2. Возобновляемые источники энергии и окружающая среда.
- •1. Назначение промышленных печей. Общая схема устройства печи. Классификация промышленных печей.
- •2. Задачи и методы энергетического обследования промышленного предприятия.
- •1. Энергетическая безопасность.
- •Энергетический баланс предприятия.
- •1. Активные и пассивные методы экономии энергии. Интенсивное энергосбережение. Прямое и косвенное энергосбережение.
- •Эффективное использование электроэнергии.
- •1. Производство теплоты традиционными методами. Энергосбережение при производстве тепловой энергии.
- •2. Энергосбережение в зданиях и сооружениях.
- •1. Котельные установки. Энергосбережение в промышленных котельных.
- •2. Учет и регулирование потребления энергии.
Энергетический баланс предприятия.
Энергетическое хозяйство предприятия. Составление и анализ энергетических балансов - важнейший элемент энергетического менеджмента предприятия. Анализ энергобалансов дает возможность установить фактическое состояние использования энергоресурсов в отдельных элементах предприятия и на предприятии в целом. Объектом подобного анализа является система энергоснабжения промышленного предприятия.
Энергетическое хозяйство предприятия включает два сектора: систему энергоснабжения предприятия и потребителей энергии (рис. 6.4).
Система энергоснабжения служит для надежного удовлетворения потребностей предприятия в необходимых видах энергии нужных параметров и качества. Общие принципы построения систем энергоснабжения одинаковы для любых предприятий и различаются только количеством включенных в них компонентов.
Необходимые виды энергии и энергоносителей могут поставляться предприятию через централизованное энергоснабжение (рис. 6.5).
Рис. 6.4. Укрупненная схема энергосбережения и потребления энергии предприятием
Рис. 6.5. Система централизованного энергоснабжения промышленных предприятий
К ним относятся электроэнергия, теплота и органическое топливо. Источником энергии может также служить непосредственно окружающая среда с потоками прямой или преобразованной энергии Солнца, а также энергия недр Земли. Кроме того, для нормального функционирования энергетического хозяйства предприятия используются вода и воздух из водных и воздушных бассейнов Земли.
На следующей ступени системы энергоснабжения энергетические потоки при необходимости могут быть преобразованы в другие виды энергии или изменить свои параметры в соответствии с условиями эксплуатации потребляющих устройств.
Преобразование энергии осуществляется на ТЭЦ, в котельных, на компрессорных станциях, в холодильных установках, на тепловых пунктах, трансформаторных подстанциях и других объектах, которые входят в энергетическое хозяйство предприятия (рис. 6.6).
Внешние системы Внутренние системы
Рис. 6.6. Схема энергосистемы промышленного предприятия: ТУ - технологические установки; УУ - утилизационные установки; ТП - трансформаторная подстанция; ТПУ - теплоузел; НС - насосная подстанция; ГРП -газорегуляторный пункт
Следует отметить, что в большинстве случаев размещение источников энергии и потребителей не совпадает. Поэтому энергетическое хозяйство предприятия должно включать разветвленную систему передачи и распределения энергии. В качестве источников энергии на предприятии могут служить также энергетические отходы (вторичные энергетические ресурсы). Эти отходы могут быть непосредственно готовыми к применению или использоваться после их преобразования. Данный вопрос рассматривается в следующей главе.
Основными потребителями энергии на предприятии являются:
технологические потребители, непосредственно связанные с выпуском готовой продукции или оказанием услуг;
системы освещения;
системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха;
горячее и холодное водоснабжение.
Технологические потребители в зависимости от отрасли промышленности и сферы услуг существенно отличаются друг от друга, хотя имеются и идентичные, например электропривод устройств, механизмов и агрегатов. В то же время вспомогательные потребители имеют общую основу и отличаются лишь деталями, учитывающими специфику производства. В целом энергетическое хозяйство предприятия представляет собой сложную разветвленную структуру, характеризующуюся взаимосвязанными энергетическими и материальными потоками различного вида и назначения.
Содержание и порядок проведения энергетического обследования предприятия. Обследование включает получение общей характеристики предприятия и данных, необходимых для оценки резервов экономии энергоресурсов.
Для всестороннего анализа использования ТЭР на предприятии составляются следующие виды энергобалансов:
по видам используемых энергоносителей (топливо, тепловая энергия, электрическая энергия, механическая энергия);
по целевому назначению, т. е. с выделением расхода на технологию и вспомогательные нужды (отопление, вентиляцию, освещение и др.);
по производственно-территориальным единицам (цехам, участкам и т. д.);
полный энергетический баланс.
Анализ приходной и расходной частей энергетического баланса позволяет установить специфику энергопотребления и эффективность использования энергоресурсов на промышленном предприятии. Полный энергетический баланс (в тепловом эквиваленте) включает все виды энергии, претерпевающие преобразование на предприятии.
При проведении энергетического обследования в общей характеристике предприятия должны быть отражены следующие вопросы:
номенклатура продукции и фактические удельные расходы энергоресурсов на ее производство за год, предшествовавший началу проведения энергетического обследования;
источники и схема энергоснабжения;
показатели суточных (зимнего и летнего) графиков электрической и тепловой нагрузки;
доля энергетической составляющей в себестоимости продукции;
• организационная структура энергетической службы.
Для оценки эффективности энергопользования проводится обследование по следующим направлениям:
• состояние технического учета:
способы учета (расчетный, приборный, опытно-расчетный);
формы получения, обработки и представления информации о контроле расхода энергии по цехам, участкам, энергоемким агрегатам;
соответствие схемы учета энергии структуре норм; оснащение приборами расхода ТЭР;
• состояние нормирования:
наличие на предприятии утвержденных норм расхода энергоресурсов;
охват нормированием статей потребления энергоресурсов;
фактическая структура норм и соответствие ее технологии и организации производства;
динамика норм и удельных расходов за три предшествующих обследованию года;
• определение резервов экономии энергетических ресурсов на основании обследования оборудования и технологических процессов, состояния использования ВЭР.
По результатам проведения энергетического обследования предприятия составляется перечень организационно-технических мероприятий (ОТМ) по экономии топлива и энергии.
Системный подход к анализу энергоэффективности технологических процессов предполагает выделение иерархических уровней соподчинения энерготехнологических элементов систем энергоснабжения и энергопользования промышленного предприятия (рис. 6.7).
Составление подобных схем помогает не только систематизировать и осмыслить исходную информацию о состоянии потребления ТЭР на предприятии, но и является основой для проведения интегрированного анализа эффективности реализации организационно-технических мероприятий по их экономии.
Расчетный анализ энергетических балансов. Расчетный анализ расходов электрической энергии может быть выполнен на основе следующих соотношений:
• расход электроэнергии на технологические установки, кВтּч,
где NH - номинальная мощность электродвигателя технологической установки, кВт; kи - коэффициент использования мощности электродвигателя; t - рассматриваемый промежуток времени, ч;
Рис. 6.7. Уровни иерархии энергосистемы промышленного предприятия
• расход электроэнергии на освещение, кВт-ч,
Wc = (EjSjz/Cj)tj ·10-3,
где Еj - норма освещенности в j-м помещении, лк (люкс -единица измерения освещенности); Sj - площадь j-го помещения, м2; z - коэффициент неравномерности освещения, принимающий значения от 1,1 до 1,15; tj -время работы светильника в j-м помещении, ч; Сj -световая отдача светильника, лм/Вт (люмен - единица измерения светового потока), определяется по соотношению
где Ф - световой поток лампы светильника, лм; Nc - номинальная мощность лампы, Вт; пс - КПД светильника.
Расчетный анализ содержания тепловой энергии в приходной и расходной частях энергетического баланса может быть выполнен на основе следующих соотношений:
• содержание химической энергии, теплота фазовых превращений, Гкал,
где М - расход материального потока за рассматриваемый промежуток времени (час, год), кг или м3; r - удельная химическая энергия, энергия фазовых превращений, ккал/кг или ккал/м3;
• теплосодержание материальных потоков, Гкал,
где с - массовая или объемная удельная теплоемкость материального потока М, ккал/(кг-град) или ккал/(м град); Т — температура потока, °С;
• расход теплоты на отопление, Гкал,
где q0- объемная отопительная характеристика объекта, ккал/(м2ּчּград); V — внешний объем объекта, м3; Твн, Тос -температуры внутри и вне объекта, °С; t - рассматриваемый промежуток времени, ч;
• расход тепла на вентиляцию, Гкал,
где qВ = тсв (VB/V); m - кратность воздухообмена, 1/ч; св -объемная удельная теплоемкость воздуха, ккал/(м3ּтрад); Vв — вентилируемый объем, м3;
• потери теплоты с дымовыми газам, Гкал,
где Vдг - выход дымовых газов на 1 м3 газообразного или на 1 кг твердого топлива, м3/м3 или м3/кг; cдг - объемная удельная теплоемкость дымовых газов, ккал/(м3ּград); Тдг - температура дымовых газов;
• тепловой эквивалент электрической энергии, Гкал,
Q = Wּ0,86 10-3,
где W - подведенная (потребленная) за рассматриваемый промежуток времени (час, год) электрическая энергия, кВт.
Билет 36.