Учебник - Энергосбережение в теплоэнергетике и теплотехнологиях

УчебникРАЗДЕЛ 1. Актуальность энергосбережения в России и в мире.1.1.1.2.1.3.Состояние с производством и потреблением топливно-энергетических ресурсов (ТЭР) вмире и в России.Состояние энергетики страны.Проблема повышения эффективности использования ТЭР в стране и основные направления ее решения.РАЗДЕЛ 2. Государственная политика в области повышения эффективности использования энергии. Управление энергосбережением в России.2.1.2.2.2.3.Государственная энергетическая политика России. История, настоящее время и перспектива.Федеральный закон "Об энергосбережении".Федеральный уровень управления энергосбережением.РАЗДЕЛ 3.3.1.3.2.3.3.Нормативно-правовые документы.Нормативно-техническая база энергосбережения.Информационные технологии в энергосбережении.РАЗДЕЛ 4.4.1.4.2.4.3.4.4.7.2.Энергосберегающие мероприятия в промышленности.Эффективность использования энергии в отраслях теплоэнергетического комплекса итиповые энергосберегающие мероприятия.Энергосбережение в теплотехнологиях.РАЗДЕЛ 8.8.1.8.2.Методы энергосбережения при производстве и распределении тепловой иэлектрической энергии.Энергосбережение в промышленных котельных.Энергосбережение на тепловых электрических станциях.Энергосбережение в системе транспорта тепловой энергии.Энергосбережение при электроснабжении промышленных предприятий.РАЗДЕЛ 7.7.1.Основы энергоаудита объектов теплоэнергетики.Законодательная база проведения энергетических обследований и энергоаудита.Виды энергоаудита.Инструментальный энергоаудит.РАЗДЕЛ 6.6.1.6.2.6.3.6.4.Методы и критерии оценки эффективности энергосбережения.Структура энергетического баланса промышленного предприятия.Интенсивное энергосбережение.Эксергетические балансы теплотехнологических установок.Натуральные и экономические критерии оценки эффективности использования энергии.РАЗДЕЛ 5.5.1.5.2.5.3.Нормативная база энерогосбережения.Энергосберегающие мероприятия на объектах жилищно-коммунального хозяйства.Теплоснабжение объектов жилищно-коммунального хозяйства.Типовые энергосберегающие мероприятия в жилищно-коммунальном хозяйстве.РАЗДЕЛ 1.

Актуальность энергосбережения в России и в мире.1.1.1.1.1.Состояние с производством и потреблением топливно-энергетических ресурсов(ТЭР) в мире и в России.1.1.1.Виды первичных энергоресурсов. Понятия условного топлива, первичного условного топлива, нефтяного эквивалента.1.1.2.Динамика топливно-энергетического баланса (ТЭБ) в мире, в России.1.1.3.Тенденции и причины изменения структуры ТЭБ России.Виды первичных энергоресурсов. Понятия условного топлива,первичного условного топлива, нефтяного эквивалента.Теплота сгорания топливаДля получения тепловой энергии и ее возможного дальнейшего превращения в механическую иэлектрическую энергию люди сжигают органическое топливо в энергетических котлах, промышленных печах и транспортных двигателях.Теплота сгорания топлива - это количество теплоты, выделяющееся при полном сгорании 1 кгтвердого или жидкого топлива или 1 м3 газообразного топлива.

Часто теплоту сгорания называюттакже теплотворной способностью топлива.На практике теплота сгорания чаще всего определяется экспериментальным путем. Для топливаизвестного химического состава можно приближенно определить теоретически по формулам, таким, например, как известная формула Менделеева.Высшая теплота сгорания топлива – это максимальное количество теплоты, которое можно получить в результате химической реакции горения топлива.Низшая теплота сгорания топлива отличается от высшей на то количество тепла, которое затрачивается на испарение воды, содержащейся в топливе, а также образующейся в результатехимической реакции горения топлива.Если мы сжигаем абсолютно сухой уголь, который по химическому составу представляет собойуглерод, то значения низшей и высшей теплоты сгорания будут совпадать.Однако, если мы будем сжигать сухой природный газ, состоящий, в основном из метана, то водаобразуется в результате химической реакции.СН4 + 2О2 = СО2 + 2Н2О.На испарение этой воды требуется определенное количество теплоты и высшая теплота сгоранияне будет равна низшей.Поскольку теплота, затраченная на испарение влаги чаще всего удаляется из энергетических установок в виде паров с дымовыми газами, то она редко полезно используется на практике.

Поэтому в теплотехнических расчетах теплоты, получаемой при сжигании топлива используется низшаятеплотворная способность топлива.Условное топливоДля сопоставления энергетической ценности различных видов топлива и его суммарного учетавведено понятие условного топлива. В качестве единицы условного топлива принимается топливо, которое имеет низшую теплоту сгорания, равную 7000 ккал/кг (29,33 МДж/кг).Введение понятия условного топлива позволяет, например, сопоставить энергетические затратыдвух различных регионов страны, не уточняя какое количество тех или иных конкретных видов топлива сжигается в этих регионах.Этот способ применим и для перевода тепловой и электрической энергии в условное топливо.

Таккак 1 Гкал равна 1000 тыс. ккал, а 1 т у.т. имеет теплотворную способность 7000 тыс. ккал, то 11Гкал эквивалентна 0,143 т у.т. Экономию энергии также удобно представлять в тоннах условноготоплива (т.у.т.).Зная теплотворную способность любого вида топлива, можно определить его эквивалент в условном топливе.1 т.у.т. эквивалентна:1,2–1,8 тонн каменного угля1,8–3,2 тонны бурого угля0,7 – 0,75 тонны мазута0,8 – 0,9 куб.м.

природного газа.Надеемся, читателю понятно, что разброс цифр связан с тем, что различные марки угля, мазута идругих топлив имеют различную низшую теплоту сгорания.Нефтяной эквивалентДругой универсальной мерой потребления топлива и энергии, является нефтяной эквивалент. Этопонятие чаще встречается в зарубежной литературе. Различные марки нефти имеют различныйхимический состав, а следовательно и различную теплотворную способность, что во многом определяет их цену на мировых рынках энергоносителей. В среднем, 1 тонна нефти имеет теплотворную способность 11000 тыс. ккал, и она эквивалентна 1,57 тонн условного топлива (т у.т.).

Зная этуцифру легко выразить любое количество другого топлива в нефтяном эквиваленте. Например1000 куб. м. природного газа с низшей теплотворной способностью 8400 тыс. ккал эквивалентна0,76 т в нефтяном эквиваленте.Первичное условное топливоПри использовании в понятия условного топлива для оценки полученной тепловой и электрической энергии мы не учитываем того обстоятельства, что коэффициент полезного действия энергетических установок всегда меньше 100%, т.е. при преобразовании топлива в тепловую и электрическую энергию мы теряем существенную часть получаемой при его сжигании теплоты. Кроме того, при добыче топлива, его транспортировке потребителю, его подготовке или переработке мыдолжны также использовать энергию.Учесть эти обстоятельства при анализе энергопотребления позволяет введение другой единицы –1 тонны первичного условного топлива.Что дает эта единица измерения? Представим себе, что мы рассматриваем энергопотреблениеконкретного промышленного предприятия.

Нам известно количество использованной электрической энергии, тепловой энергии в виде пара и горячей воды, поступающих на предприятие отвнешних источников тепло и электроснабжения, а также количество различных видов топлива,сжигаемых в котельных и печах непосредственно на предприятии.Путем перевода всех составляющих энергопотребления предприятия в первичное условное топливо, мы можем определить фактические затраты топлива для обеспечения работы предприятия.Мы можем сопоставить фактические энергетические затраты предприятий имеющих различныеисточники энергоснабжения и различную структуры потребления энергии.Пересчет различных видов энергоресурсов в первичное условное топливо.(по книге: Исакович Г.А., Слуцкий Ю.Б.Экономия топливно-энергетических ресурсов в строительстве.

-М.:Стройиздат, 1988. –214 с. –(Экономия топлива и электроэнергии).)Топливо. На добычу 1 т нефти всеми способами расходуется в настоящее время 80,8 кВт⋅ч электроэнергии, 0,225 Гкал тепловой энергии и 74,3 кг у.т. котельно-печного топлива. В пересчете наусловное топливо в целом расход ТЭР на добычу 1 т нефти составляет 154,5 кг у.т. Расчеты показали, что для получения 1 т у.т.

мазута на все перечисленные нужды необходимо израсходовать107 кг у.т., т.е. для полезного использования 1 т у.т. мазута необходимо добыть 1,107 т у.т., или врасчете на 1 т мазута –1,46 т у.т.На добычу 1 тыс. м куб. газа в среднем по стране расходуется 0,6 кВт⋅ч электроэнергии, 0,0057Гкал тепловой энергии и 5,5 кг у.т. котельно-печного топлива. В пересчете на условное топливо на2добычу 1 тыс. м куб. газа затрачивается 7 кг у.т. На переработку 1 тыс.

м куб. газа расход ТЭР составляет 16,9 кг у.т., в том числе электроэнергии 14,5 кВт⋅ч тепловой энергии 0,023 Гкал и котельно-печного топлива 6,5 кг у.т. Энергоемким процессом является транспортирование газа. Всего жесуммарная величина затрачиваемых ТЭР на добычу, транспортирование и переработку 1 т у.т.природного газа составляет 167 кг у.т.