Учебник - Энергосбережение в теплоэнергетике и теплотехнологиях (989625), страница 22
Текст из файла (страница 22)
Энергоаудит системы воздухоснабжения (СВС)Сжатый воздух – самый распространенный энергоноситель на любом промышленном предприятии, аСВС является одним из самых энергоемких потребителей.Вместе с тем, сжатие воздуха - малоэффективный процесс. В промышленных компрессорах 80...90%потребляемой мощности выделяется в виде тепла и теряется при его отводе. Анализ энергопотребления во всей системе централизованного производства и распределения сжатого воздуха показывает,что потребители со сжатым воздухом используют не более 10% подаваемой на компрессор энергии.Структурно СВС (рис. 14) состоит из компрессорной станции (1-6), трубопроводного и баллонноготранспорта для подачи сжатого воздуха к потребителям (7) и потребителей сжатого воздуха (8).81234567Рис. 14 .
Блок-схема производства и распределения сжатого воздуха1 - воздухозаборные фильтры, 2 - компрессоры, 3 - воздухоохладитель, 4 - влагоотделитель (может устанавливаться вместо (6)), 5 - воздушный ресивер, 6 - воздухоосушитель (необязательно), 7 - распределительная сеть, 8 - потребители.В зависимости от необходимых потребителям расхода воздуха и его давления компрессорные станцииоборудуются центробежными компрессорами с избыточным давлением сжатого воздуха 0,35…0,9 МПа иединичной производительностью 250…7000 м3/мин или поршневыми компрессорами с давлением0,9…20 МПа и единичной производительностью не более 100 м3/мин.
[8].Целью энергетического обследования компрессорного оборудования, систем распределения и потребления сжатого воздуха на предприятии является анализ затрат, в основном, электрической энергии наего производство, а также оценка величины непроизводительных потерь сжатого воздуха и эффективности его использования у потребителей.В процессе обследования выявляются резервы экономии затрачиваемых на производство сжатого воздуха топливно-энергетических ресурсов (ТЭР) и возможности рационального использования вырабатываемого и потребляемого на предприятии сжатого воздуха.На этой основе осуществляется разработка предложений, направленных на повышение эффективностииспользования ТЭР и сжатого воздуха, реализацию конкретных энергосберегающих мероприятий, а также оценка затрат на их внедрение.На ознакомительном этапе обследования энергоаудитору рекомендуется составить схему производства, распределения сжатого воздуха с указанием размеров воздухопроводов и давления в местах потребления, а также перечень потребителей (технологические процессы, пневмоинструмент, системыавтоматики и т.п.).
При этом желательно иметь представления об энергохозяйстве предприятия и долезатрат энергии на производство сжатого воздуха в общем энергопотреблении предприятия.Анализ проектной документации (паспорта и регламенты компрессоров и потребителей и т.д.) и данныхстатистической отчетности (годовые и месячные отчеты о работе СВС, режимы работы компрессоров идр.) об эксплуатации СВС, а также конструктивных особенностей систем распределения сжатого воздухапозволяет по итогам ознакомительного этапа иметь данные о паспортной и фактической производи-40тельности компрессорной, удельных расходах электроэнергии на привод компрессоров, о максимальновозможной, максимально длительной и средней нагрузке компрессорной.На этом этапе обследования основными задачами являются: определение установленной, рабочей ирезервной производительности компрессорной станции, расходов электроэнергии на привод, расходовохлаждающей воды и вспомогательных материалов, диаметров внутрицеховых и межцеховых трубопроводов сжатого воздуха, установление фактических удельных расходов электроэнергии на выработкусжатого воздуха, на водоснабжение и собственные нужды.Фактическая производительность компрессора, которая определяет и все удельные энергетические показатели, оказывается при проверке значительно меньше паспортной.
Причин, вызывающих занижениепроизводительности компрессора, много: увеличенное против нормы вредное пространство, неплотности всасывающих и нагнетательных клапанов, неплотности поршневых колец, неплотности сальников,заниженные сечения клапанов, завышенные подъем и толщина клапанных пластин, завышенная температура всасываемого воздуха и др.Существуют разные методы определения производительности компрессора. Наиболее простым и точным методом является определение производительности при помощи дроссельного расходомера.Для испытания может быть использован дроссельный прибор, имеющийся на нагнетательном воздухопроводе компрессора и служащий для эксплуатационных измерений. К дроссельному прибору подключается дифманометр лабораторного типа.В компрессорной, оборудованной несколькими компрессорами, дроссельный прибор для целей испытания должен быть установлен на нагнетательной линии каждого компрессора.При определении фактической производительности также используют:1.
Пружинные манометры для измерения давления сжатого воздуха, воды и масла. Можно пользоватьсяустановленными на компрессорах эксплуатационными приборами после поверки их в измерительнойлаборатории.2. Ртутные термометры для измерения температур воздуха, воды и масла.3. Барометр.4. Тахометр для измерения скорости вращения вала компрессора.5.
Электроизмерительный прибор для измерения мощности, потребляемой компрессором.Производительность компрессора по условиям всасывания, м3/ч, определяется по формулеQ1 = Ad 2 hT1 / P1 ×P1T0P0T1где А - коэффициент, зависящий от: внутреннего диаметра трубы, диаметра отверстия диафрагмы, шероховатости трубы, заострения входной кромки диафрагмы, расширения воздуха при прохождении через диафрагму и расширения диафрагмы в среде горячего воздуха.
Величина А принимается в зависимости от отношения d/D ( D - внутренний диаметр воздухопровода, см, d - диаметр отверстия диафрагмы, см), h - перепад давления на диафрагме, показываемый дифманометром, мм рт. ст., Р0, P1 – абсолютное давление воздуха на всасе и сжатого воздуха перед диафрагмой, кг/см2 (ата), Т0, Т1 – абсолютная температура воздуха на всасе и сжатого воздуха перед диафрагмой, К.Номинальная производительность поршневых и ротационных компрессоров указывается в паспортах икаталогах обычно в м3/мин, поэтому при сравнении действительной производительности Q1 с номинальной, величину Q1 нужно делить на 60.Фактическая производительность компрессора должна быть не меньше 90% от номинальной.
Если фактическая производительность поршневого или ротационного компрессора меньше 90% от номинальной,а турбокомпрессора меньше 95%, то компрессор должен быть остановлен на капитальный ремонт.Удельный расход электроэнергии на 1000 нм3 воздуха определяется по данным испытаний компрессора, проводимых для определения его производительности, по формулеэ=Э × а × 1000Q×C,где Э – затраты электроэнергии по компрессорной и насосной за время испытаний, кВт⋅ч,Q – фактическая производительность компрессора, установленная испытанием по условиям всаса, м3/ч,41а – коэффициент перевода действительного состояния воздуха в нормальное,С – длительность испытания, ч.Коэффициент «а»" определяется по формулеа=1,293γ=2,79 × (273 + t 0 )В,где γ - плотность всасываемого воздуха, кг/м3,to - температура всасываемого воздуха, °С,В - барометрическое давление наружного воздуха во время испытания, мм рт.
ст.Величина Э зависит от типа компрессора, развиваемого им давления, наличия или отсутствия охлаждения и меняется в пределах 80…140 кВт⋅ч/1000м3 сжатого воздуха. В любом элементе СВС между компрессором и потребителем эта величина увеличивается вследствие потерь в системе, а у потребителяможет быть в 1,5-2 раза выше приведенного значения.Существует и расчетный метод определения удельного расхода электроэнергии на привод компрессораи насосов систем оборотного водоохлаждения, базирующийся на расчете работы сжатия для идеального и далее действительного процесса сжатия [12].На последующих этапах энергоаудита СВС составляют баланс сжатого воздуха в целом по предприятиюи проводят сопоставление нормированных и действительных расходов сжатого воздуха, определяютнепроизводительные расходы (утечки) воздуха в сетях и у потребителей.
Примерный вид балансов воздуха приведен на рис. 15.Распределение сжатого воздухаРМЗ0,3%ГДЦ0,2%ЦЛБ0,1%На сторону6,4%ЦПДС8,0%Варочныйцех5,9%ТЭЦ4,9%ЦРЩиПИ6,2%ПВВ5,9%Отбельныйцех14,6%БДМ-510,6%БДМ-410,6%ЦПХ5,3%БДМ-17,9%КДМ13,1%Рис. 15Анализ баланса по целевому направлению позволяет определить удельный вес различных направлений(потенциальная и кинетическая энергия) использования сжатого воздуха по предприятию в целом и поотдельным цехам, а также долю различных потребителей (пневмомеханизмов) в рамках каждого направления. Анализ данных о величине потерь энергии и утечках при производстве, транспортировке ираспределении сжатого воздуха по отдельным цехам и потребителям позволяют оценить резервы, связанные с повышением эффективности потребления и производства сжатого воздуха на предприятии вцелом, по компрессорным станциям и по отдельным наиболее крупным потребителям сжатого воздуха.Путем сравнения фактических показателей с нормативными, аналогичными на энергоэффективныхпредприятиях, проводят анализ эффективности использования сжатого воздуха, а также электроэнергиии энергоносителей на его производство.При инструментальном определении утечек воздуха исходят из:у=42Q ×τ pτ p +τx,гдеQ – расход воздуха в входе в компрессор,τ p ,τ x– средние за несколько циклов продолжительности работы компрессоров в рабочем и холостомрежимах.QДля инструментального определениянеобходимо включить все пневматическое оборудование,включить компрессор и дождаться, пока будет достигнуто полное давление в линии и компрессор перейдет на холостой ход (утечки вызовут падение давления, и компрессор снова выйдет в рабочий ре-τжим), за несколько циклов вычислить среднее время работы в рабочем режиме ( p ) и среднее времяτработы в холостом режиме ( x ).Утечки воздуха связаны с непроизводительными затратами электроэнергии (табл.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
