- •Мета і завдання дисципліни. Базові Поняття Енергозбереження
- •1.2. Одиниці виміру та співідношення потужності та кількості енергії.
- •1.3. Суб’єкти та об’єкти енергозбереження.
- •1.1. Мета і завдання дисципліни
- •1.2. Одиниці виміру та співвідношення кількості та потужності енергії
- •1.3. Суб’єкти та об’єкти енергозбереження
- •1.4. Законодавство з енергозбереження.
- •У адміністративному примусі до реалізації робіт з енергозбереження;
- •У економічному заохоченні до реалізації робіт з енергозбереження;
- •1.5. Взаємозв’язок енергозбереження і енергетичного аудиту.
- •1.6. Взаємозвязок енергозбереження і енергоменеджменту.
- •Циклічність дій енергоменеджера представлена на рис. 1.1.
- •Енергетичний план виробничої діяльності енергоменеджера промислового підприємства представлений в табл. 1.1.
- •1.7. Логіка практичного використання знань з енергозбереження.
- •2.1. Загальні положення. Види енергозбереження.
- •2.2. Експлуатаційні параметри енергоносіїв та агрегатів об’єкту еа.
- •Слід запам’ятати, що назву “параметр” носять ознаки та властивості будь-якого явища, наприклад, теплопередачі, енергопостачання, характеристик енергоносіїв, тощо, що допускають кількісну оцінку.
- •2.3. Енергозбереження у теплотехнологічних процесах
- •2.4. Енергозбереження у агрегатах та установках
- •В подальшому, визначення обягів економії пер виконується в порядку, визначеному ф-лами (2.1 – 2.4), за формулами:
- •2.5. Енергозбереження у промислових підприємтсвах
- •2.6. Показники енергетичної ефективності об’єктів енергозбереження
- •2.6.1 Система ккд.
- •3.1. Структура собівартості продукції.
- •3.2. Енергетична складова собівартості продукції.
- •3.3. Собівартість електричної енергії.
- •Ціни на електроенергію для промислових і комунально побутових споживачів.
- •3.4. Собівартість теплової енергії.
- •Інформація: Ціна теплової енергії на енергоринку для споживачів теплової енергії у м. Києві у 2012 р була:
- •3.5. Співвідношення собівартості теплоти, одержаної з різних пер.
- •3.5.1. Визначення вартості Гкал теплоти через закупівлю органічного палива.
- •3.5.1. Визначення вартості Гкал теплоти через закупівлю електричної енергії і її ринкову вартість.
- •3.5.3. Висновок.
- •3.5.4. Співвідношення “паливної” та “електричної” вартості теплової енергії, відпущеної джерелами енергопостачання.
- •3.6. Вартість пари
- •4.1. Собівартість штучного холоду, одержаного від одноступеневої парокомпресорної холодильної установки (оху). Методологія.
- •4.1.1. Визначення енергетичної складової штучного холоду, одержаного від оху.
- •Годинний відпуск холоду становить:
- •4.1.2. Визначення повної собівартості штучного холоду, одержаного від оху.
- •4.1.3. Висновки по штучному холоду від оху.
- •4.2. Вартість штучного холоду та теплової енергії, одержаних від парокомпресійного теплового насосу (птн). Методологія.
- •4.2.1. Визначення енергетичної складової собівартості теплової енергії, одержаної від птн.
- •4.2.2. Визначення повної собівартості теплової енергії, одержаної від птн.
- •Для порівняння:
- •4.2.3. Висновки щодо теплової енергії від птн.
- •4.2.4 Визначення енергетичної складової собівартості штучного холоду, одержаного від птн.
- •4.2.5. Визначення повної собівартості штучного холоду від птн.
- •4.2.6. Висновки по штучному холоду від птн.
- •5.1. Технічні рішення з енергозбереження.
- •5.2. Витрати енергоресурсів
- •5.3. Втрати теплоти в технологічних процесах і установках
- •В практичній роботі з енергозбереження витрати пер на об’єкті представляються у відповідних розділах звіту по виконану роботу, як правило, або у вигляді таблиць або у вигляді гістограм.
- •5.4. Ефекти енергозбереження.
- •5.5 Техніко-економічне обґрунтування технічних рішень з енергозбереження
- •5.6. Види енергозбереження.
- •5.7. Методи енергозбереження
- •5.7.1 Стандартні методи енергозбереження:
- •5.7.2. Не стандартні методи енергозбереження: До нестандартих методів енергозбереження відносять нові ресурсо- та енергоощадні технології, а саме:
- •Теплова обробка бетону гарячими газами замість парової.
- •6.1. Основні визначення
- •6.2. Умови впровадження вер.
- •6.3. Напрями використання теплоти вер.
- •6.4. Технічні рішення з використання теплоти вер.
- •6.5. Умова ефективного використання теплоти вер.
- •6.6. Енергетичний ефект використання вер.
- •6.7. Економічний ефект використання вер.
- •План лекції
- •1.7. Загальні положення.
- •2.7. Етап 1. Вибір стратегії енергозбереження.
- •7.3. Етап 2. Визначення макро-показників енергоспоживання та показників енергетичної ефективності.
- •7.4. Етап 3. Визначення бази наближення об’єкту енергозбереження.
- •7.5. Етап 4. Формування та реалізація методики енергетичного (тепло-технологічного) розрахунку об’єкту енергозбереження.
- •7.6. Етап 5. Виявлення “вузлів” енергетичної недосконалості.
- •7.7. Етап 6. Формування повної системи енергоощадних технічних рішень.
- •7.8. Етап 7. Формування енергозберігаючих технічних рішень першочергового впровадження.
- •8.1. Етап 8. Визначення очікуваних макро-показників енергоспоживання та показників енергетичної ефективності об’єкту.
- •8.2. Етап 9. Визначення очікуваних обсягів зекономлених пер.
- •8.3. Етап 10. Визначення економічних показників енергозбереження.
- •8.4. Етап 11. Формування проміжного звіту.
- •8.5. Етап 12. Формування переліку необхідного енергоощадного обладнання.
- •8.6. Етап 13. Впровадження проектних рішень з енергозбереження.
- •8.7. Етап 14. Підтвердження результатів енергозбереження
- •8.8. Етап 15. Формування завершальної документації з енергозбереження.
- •Запитання для самоконтролю.
- •План лекції
- •9.1. Загальні положення.
- •9.2. Механічні процеси та методологія енергозбереження в їх реалізації.
- •9.2.1. Енергозбереження в процесі транспортування газових (газопарових) потоків компресорами.
- •9.2.2. Енергозбереження у процесі переміщення рідини відцентровими насосами
- •9.3. Тепло-технологічні процеси та методологія енергозбереження їх реалізації.
- •9.3.1. Енергозбереження в процесі нагрівння технологічного продукту.
- •Лекція 10. Енергозбереження ізолюванняМ тепловіддаючих поверхонь
- •10.1. Ізолювання, як фактор енергозбереження.
- •10.2. Закономірності втрат теплоти ізольованим трубопроводом від товщини ізоляційного шару.
- •10.3. Характеристики ізоляційних матеріалів
- •10.4. Втрати теплоти від ізольованих трубопроводів.
- •10.5. Розрахункові формули для визначення товщини ізоляційного шару для трубопроводів.
- •В результаті опрацювання вихідних даних і розрахунку за формулою 10.10 товщина ізоляційного шару – δізол для трубопроводу, зазначеного у вихідних даних, становить 0,051 м (51 мм).
- •10.6. Приклади.
- •10.7. Співставлення ізоляційних матеріалів.
- •Втрати теплоти та еквівалентні їм витрати вугілля в тец для ізоляційного матеріалу – Пінополіуретан-32
- •10.8. Визначення товщини ізоляційного шару для “холодних” трубопроводів.
- •План лекції
- •11.1. Загальні положення.
- •11.2. Енергозбереження в парогенераторі. Методологія реалізації.
- •11.3. Енергозбереження у випарних установках (ву) (на прикладі ву цукрового заводу).
- •11.4. Енергозбереження у теплових насосах.
- •11.4.1. Загальні положення.
- •11.4.2. Етапи енергозбереження в теплових насосах.
- •Запитання для самоперевірки.
- •План лекції
- •12.4. Енергозбереження у виробництві цукру.
- •12.1. Загальні положення. Цей розділ робіт з енергозбереження є масштабним і потребує значної бази знань і опанування методів розрахунку складних систем.
- •12.2. Енергозбереження у процесах вироблення теплової енергії в котельних.
- •12.3. Енергозбереження у процесах вироблення електроенергії в кес.
- •12.4. Енергозбереження у виробництві цукру.
- •Очікувані техніко-економічні показники 1-го етапу
- •Очікувані техніко-економічні показники 2-го етапу
- •13.1. Загальні положення
- •12.2. Етапи енергетичного аудиту
- •12.3. Методи енергетичного аудиту.
- •12.3.1. Метод збору вихідних даних.
- •12.3.2. Метод формування принципових схем споживання пер.
- •12.3.3. Метод виявлення вузлів енергетичної недосконалості (вен).
- •3.12.5. Метод порівняння технічних рішень та показників.
- •12.3.6. Метод інструментального виміру параметрів
- •12.3.7. Метод складання енергетичних, теплових, матеріальних балансів.
- •12.3.8. Метод визначення обсягу та степені використання теплоти вторинних енергоресурсів (вер)
- •12.3.9. Метод виявлення втрат теплової єнергії.
- •12.3.10. Метод визначення степені завантаження обладнання.
- •12.3.11. Метод “перехресної” перевірки параметрів енергоносіїв.
- •12.3.12. Метод термодинамічного аналізу.
- •12.3.13. Метод використання стандартних (ліцензованих) методик.
- •12.3.14. Метод використання наукових та навчальних методик.
- •12.3.18. Метод поетапного визначення результатів енергетичного аудиту.
- •12.3.19. Метод представлення результатів енергетичного аудиту.
- •14.1. Загальні положення
- •14.2. Інструментальні засоби виміру параметрів енергоносіїв.
- •14.3. Формули та діаграми для визначення експлуатаційних параметрів енергоносіїв.
- •14.4. Формули показників енергетичної ефективності.
- •14.4.1. Формули та графічні залежності для визначення ккд агрегатів.
- •14.4.3. Формули для визначення ккд енергетичних установок:
- •14.5.1.Методики розрахунку теплових схем промислових підприємств.
- •14.5.2. Методики розрахунку джерел енергопостачання.
- •14.5.3. Методики теплового розрахунку установок, що споживають теплову та електричну енергію.
- •14.6. Методики визначення показників енергетичної ефективності.
- •14.6.1. Методики визначення показників ефективності джерел енергопостачання.
- •14.6.2. Методики визначення показників енергетичної ефективності промислових підприємств.
- •14.7. Методики визначення економічних показників енергозбереження
- •14.8. Енергоощадне обладнання.
- •14.9. Енергоощадні технічні рішення.
- •14.10. Енерго та ресурноощадні технології.
- •14.12. Нормування енергоресурсів.
- •14.13. Енергоємність продукції.
- •14.13.1. Основні поняття енергоємності продукції.
- •14.13.2. Методологія визначення енергоємності продукції.
- •Лекція 15. КогенераціЯ і енергозбереження . План лекції
- •15.1. Когенерація. Загальні положення.
- •15.2. Енергетична та фінансова ефективність когенерації.
- •15.3. Передумови створення когенераційних установок на об’єктах енергоспоживання.
- •15.3.1. Технічні передумови створення когенераіційних установок.
- •15.3.2. Економічні передумови створення когенераіційних установок. Економічними передумови створення когенераіційних установок системі енергопостачання промислових підприємств є:
- •15.4. Когенераційні потенціали підприємства та енергоустановки.
- •15.4.1. Когенераційний потенціал промислового підприємства.
- •15.4.2. Когенераційний потенціал енергетичної установки.
- •15.4.3. Взаємовідповідність когенераційних потенціалів приємства та енергоустановки.
- •15.6. Розподіл витрати палива в когенераційних енергоустановках.
- •15.7. Показники енергетичної ефективності когенераційних установок
- •Рекомендована література: [13], [14], [26], [29].
- •Актуальні питання енергозбереження
- •16.1. Роль законодавства в енергозбереженні.
- •Енергетичний аудит:
- •Вторинні енергетичні ресурси:
- •Нетрадиційні та поновлювальні джерела енергії:
- •16.1.2. Створення правових підстав для економічного стимулювання ефективного використання пер.
- •16.2. Актуальні задачі енергозбереження.
- •16.2.1. За напрямом створення систем контролю та обліку.
- •16.2.2. За напрямом електрозбереження.
- •16.2.3. За напрямом теплозбереження.
- •16.2.4. За напрямом паливозбереження.
- •16.2.5. За напрямом інформаційно-методичне та законодавче забезпечення.
- •16.3. Енергозбереження у житлово-комунальному секторі.
- •16.4. Децентралізація теплопостачання у житлово-комунальному секторі.
- •16.6. Підсумковий аналіз дисципліни.
- •16.7. Контрольні запитання до екзамену
- •16.7.1. Види енергії, що споживає обладнання промислової теплоенергетики
- •16.7.2. Формули для визначення витрат пер
- •16.7.3. Структура втрат енергії
- •16.7.4. Структура витрат енергії
- •16.7.5. Вторинні енергоресурси
- •16.7.6. Етапи реалізації заходів з енергозбереження
- •16.7.7. Собівартість теплової, електричної енергії та штучного холоду
- •16.7.8. Макропоказники енергоспоживання та одиниці їх виміру
- •Список рекомендованої літератури
9.2. Механічні процеси та методологія енергозбереження в їх реалізації.
Розглядаємо енергозбереження поетапно у відповідності до сформованої в лекціях 7 та 8 методології.
9.2.1. Енергозбереження в процесі транспортування газових (газопарових) потоків компресорами.
Етап 1. Процес стиснення газового потоку в механічних компресорах є споживачем електричної енергії. Стратегія енергозбереження полягатиме у зменшенні як абсолютних – Wкомпр, (кВт.год/год), так і питомих – wкомпр, (кВт.год/кг газу), витрат електричної енергії.
В нашому конкретному випадку розрахункова формула для визначення витрати електричної енергії на процес стиснення газо-парового потоку в водокільцевому компресорі, що входить до складу вакуум-конденсаторної установки цукрового заводу, (наприклад, у ВВН-50) має наступний вигляд:
WВВН = QВВН· ρп.газ· laВВН / (3600 ·ηВВН ) · ηел.прив (9.1)
де:
QВВН – об’ємний пропуск паро-газової суміші через проточну частину компресора, за станом на вході в компресор, м3/год;
laВВН – адіабатична робота стискання паро-газової суміші в компресорі, кДж/кг. Визначається за побудовою процесу стискання в термодинамічній системі координат.
ρгаз – питома густина паро-газової суміші на вході в компресор, кг/м3. Може бути визначено за ф-лою Менделєєва-Клапейрона: p/ρп.газ=R п.газ·T п.газ.
ηВВН – ККД (адабатичний) компресора, од. Визначається за паспортом компресора.
ηел.прив – ККД (електромеханічний) електропроиводу компресора, од. Визначається за паспортом електроприводу.
Зрозуміло, що для визначення витрати електроенергії – WВВН, всі параметри, що входять в структуру формули (1.9) мають бути визначені, як і визначені технічні рішення, що впливають на їх зміну.
Реальними енергетичними параметрами, що впливають на зменшення витрати електричної енергії на стиснення є:
Qгаз, потрібно його зменшення, технічні рішення відомі;
laВВН, потрібно її зменшення, технічні рішення відомі;
ρгаз, потрібно її зменшення, технічні рішення відомі;
ηВВН, потрібно його збільшення, технічні рішення відомі;
ηел.прив, потрібно його збільшення, технічні рішення відомі.
Етап 2. Макропоказником енергоспоживання процесу стиснення є годинна витрата теплоти, що визначається формулою (1.9)
Показником енергетичної ефективності процесу стискання в компресорі є питома витрата електроенергії на один кг газового потоку, що стискається – wВВН, кВт.год/(кг/год), або кВт/кг:
wВВН = WВВН / GВВН (9.2)
де:
GВВН – масова витрата паро газової суміші у компресорі, кг/год. Визначається за формулою: GВВН = QВВН· ρп.газ.
Етап 3. За базу порівняння визначаємо ВКУ аналогічного європейського підприємства такої ж виробничої потужності у якого витрата електроенергії і питома витрати електроенергії на стискання паро газової суміші – (WВВН) Lim і (wВВН)Lim на 30 % менші.
Етап 4. Формування методики розрахунків не становить труднощів. Методика розрахунку обсягів споживання електричної енергії та її питомої витрати зводиться до використання формул (1.9) та (2.9).
Етап 5. Енергетичні недосконалості процесу стискання визначаються шляхом порівняння фактичних параметрів та параметрів на підприємстві – базі порівняння.
Енергетичними недосконалостями є:
завищена на 20 % подача компресора, внаслідок завищеної витрати утфельної пари та нещільності вакуумної системи;
завищена на 10 оС температура паро газової суміші на виході з конденсатора перед компресором, внаслідок конструктивної недосконалості конденсатора;
Таким чином, існуюча система станції транспортування газо-парового потоку налічує два вузли енергетичної недосконалості (ВЕН), що обумовлюють її енергозатратність.
Етап 6. Формуємо систему технічних рішень, що ліквідують всі два виявлені ВЕН, а саме:
- потрібно зменшити на 20 % подачу паро-газової суміші компресором за рахунок виконання відповідних робіт у продуктовому відділенні та на випарній
установці цукрового заводу;
потрібно зменшити на 10 оС температуру паро-газової суміші на виході з конденсатора, за рахунок удосконалення системи взаємодії парового потоку з потоками циркуляційної води в конденсаторі.
Етап 7. Формуємо перелік пропозицій на перший (він же завершальний) етап робіт з енергозбереження, включивши в нього ліквідацію всіх двох виявлених ВЕН.
Перелік пропозицій з енергозбереження включає в себе:
провести роботу зі зменшення на 20 % подачі паро-газової суміші компресором за рахунок виконання відповідних робіт у продуктовому відділенні та на випарній установці цукрового заводу;
провести роботу зі зменшення на 10 оС температури паро-газової суміші на виході з конденсатора, за рахунок удосконалення системи взаємодії парового потоку з потоками циркуляційної води в конденсаторі.
Етап 8. Експлуатаційними параметрами оновленої енергоощадної станції транспортування газо-парового потоку будуть:
зменшений пропуск паро-газової суміші через компресор;
зменшена температура паро-газової суміші на виході з компресора.
Очікуваним результатом робіт з енергозбереження є зменшення витрати електричної енергії на стиснення парогазоваого потоку, що визначено ф-лою (9.1) шляхом підстановки в неї змінених проектно-очікуваних (енергоощадних) параметрів, визначених на 6-му етапі.
Розрахунок засвідчує зменшення витрати теплової енергії – ΔWВВН на 10 % та зменшення питомої втрати теплової енергії – ΔwВВН на 20 %.
Етап 9. Оскільки всі виявлені ВЕН були ліквідовані за один етап (тобто на 1-му етапі) то проектно-очікувані показники всії роботи будуть аналогічними, визначеним на 8-му етапі.
Етап 10. Економічним показником реалізованих робіт з енергозбереження буде зменшення витрат коштів на закупівлю електричної енергії на експлуатації ВВН-50 – ΔS, грн/міс (одиницю виміру часу потрібно узгодити із Замовником робіт). Відповідне визначення ΔS буде здійснено за формулами:
ΔS = S2 – S1, (9.3)
S1 = Q1 · Cq (9.4)
S2 = Q2 · Cq (9.5)
де:
S1– витрата коштів на закупівлю електричної енергії на ВВН-50 до проведення робіт з енергозбереження, грн/міс;
S1– витрата коштів коштів на закупівлю електричної енергії на ВВН-50 після проведення робіт з енергозбереження, грн/міс;
Cе/е Σ– повна собівартість відпущеної від власної ТЕЦ електричної енергії для потреб цукрового заводу, грн/кВт.год.
Етапи 11 – 15 виконуються у разі наявності вимог Замовника щодо їх виконання і методологія їх виконання в лекційному матеріалі не наводиться.