Учебное пособие Экономика энергетики Н.Д.Рогалёв МЭИ 2005 (995077), страница 42
Текст из файла (страница 42)
11.1. Структура энергозатрат в технологической установке (процессе):а — структура энергозатрат в расходной части энергобаланса (до штриховой линии);б — структура приходной части баланса; Этеор — теоретический (безусловно полезный)расход энергии; Эсоп — сопутствующий расход энергии (потери в технологическомаппарате); Этр — потери передачи и трансформации энергии — нормативные потери вэнергоприемнике технологической установки; Эпол — условно-полезный расход энергии(количество энергии, переданной из энергоприемника в технологический аппарат внормативном режиме); Эн — нормативный расход энергии в технологической установке;ΔЭтеор, ΔЭсоп, ΔЭтр —эксплуатационные и режимные превышения расхода энергии наднормативными значениями теоретического, сопутствующего расходов, потерь передачи итрансформации энергии в фактическом режиме; Ээкс — эксплуатационные и режимныепотери энергии в технологической установке; Эф — фактический расход энергии втехнологической установке; Эап — количество энергии, переданной из энергоприемника втехнологический аппарат в фактическом режиме; Эп.ф — фактический приход энергии втехнологическую установку извне; Эп.тех —технологическая норма прихода энергии;Эр.тех — технологическая норма расхода энергии в технологической установке; Эвн —внутренние выделения энергии в технологическом аппарате241Расчет теоретического расхода энергии в термических, электро- итермохимических и физических, а также в механических процессах,связанных с перемещением материалов (подъемниках, транспортерах,насосах), ведется по известным физическим формулам и не вызываетзатруднений.
Для механических процессов, где происходит деформация материала (механообработка, дробление, перемешивание и т.п.),рассчитать теоретически необходимые затраты очень сложно, практически невозможно, поэтому они определяются как разница междувеличинами мощности, потребляемой установкой под нагрузкой и нахолостом ходу.Анализ энергоиспользования в механических процессах несколькоотличается по составу энергозатрат от анализа термических процессов.
При исследовании энергозатрат в механических процессах анализу подвергается система «рабочий механизм — передаточное устройство (редуктор) — двигатель».При анализе в механических процессах возникает возможностьразделения сверхнормативных превышений расходов энергии и потерь, а именно эксплуатационных и режимных потерь, по характеруих возникновения, т.е. из-за износа или ухудшенного состояния оборудования, из-за эксплуатационных факторов — эксплуатационныхпотерь и из-за отклонений или нарушений в режимах работы — режимных потерь. Причем эксплуатационные отклонения практическинельзя устранить, их можно только снизить (примерно в 3 раза). Арежимные потери можно ликвидировать полностью, если не допускать отклонений от заданного порядка работы, хотя бы с применением простейшей автоматики — реле времени, ограничителей холостогохода и т.п.Структура энергозатрат показывается в процентах отдельных статей к общему расходу.
При этом процент теоретического расхода естькоэффициент полезного использования (КПИ) энергии. Для условнополезного расхода вводится коэффициент эффективного использования (КЭИ). Сумма КЭИ и процента нормативных потерь в энергоприемнике — это коэффициент норматива энергозатрат (КНЭ).Таким образом, используя приведенную систему показателейэнергоиспользования в технологических установках и процессах,можно судить о рациональности использования энергии с помощьюКПИ, КЭИ и КНЭ.
Если в понятие нормативные потери в энергоприемнике (точнее — потери передачи и трансформации энергии) войдутпотери в цеховых и заводских сетях, то КПИ и КЭИ покажут рацио-242нальность использования энергии в цехе и на предприятии. Любой изэтих коэффициентов, включая КНЭ, представляет собой разность между единицей и суммарной долей потерь энергии (Σрi):η = 1 – Σрi.Для вычисления КНЭ берутся суммарные эксплуатационные и режимные потери в технологической установке:Σрi = Ээкс.При расчете КЭИ, кроме того, вычитается также процент нормативных потерь в энергоприемнике:Σрi = Ээкс + Этр (в долях единицы),а для КПИ — еще и процент сопутствующего расхода (Эсоп):Σрi = Ээкс + Этр + Эсоп (в долях единицы).Каждый из этих показателей может быть рассчитан для фактического и нормативного режимов.
При этом для фактического режимапринимается полная (фактическая) величина эксплуатационных и режимных потерь Ээкс, а после нормализации — примерно одна третьих фактической величины. И в зависимости от того, какие потериучитываются, может быть вычислена технологическая норма энергозатрат Этех, ед. энергии/ед. пр.:Э теор (или Энол , или Эн )Э тех =.1 − Σр iДля практических расчетов при анализе энергоиспользования втермических и механических процессах разработаны машинныепрограммы для персональных компьютеров. Эти программы, работающие в диалоговом режиме, позволяют заполнять таблицы поформам табл. 11.1 и 11.2, по специальной команде нормализоватьэти энергобалансы, рассчитать все относительные показатели энергоиспользования — КПД, КПИ и КНЭ, а также определить фактические удельные расходы энергии на единицу продукции или работы ивозможные технологические нормы энергозатрат на исследуемуюустановку (процесс).Как видно из методических принципов проведения энергоэкономического анализа, здесь требуется довольно обширная исходная информация, которая должна черпаться из справочно-нормативных ипаспортных данных по исследуемому виду оборудования, но самоеглавное — из данных энергетического учета и отчетности или, если вотчетах нужных данных нет, из специальных замеров и испытанийоборудования.24311.3.
Вторичные энергетические ресурсыУтилизация отходов цивилизации, существенную помощь в которой может оказать биоэнергетика, является общечеловеческой проблемой, связанной с охраной природы. Особый тип отбросов человеческой жизнедеятельности — энергетические отходы, именуемыевторичными энергетическими ресурсами, причем наибольшее их количество возникает в сфере промышленного производства.Понятие «энергетические отходы производства» включает все потери в энергоиспользующих агрегатах, а также энергетический потенциалготовой продукции.
Практически это означает, что вся энергия, подведенная к технологической энергоиспользующей установке, плюс внутреннее выделение энергии в конечном счете идут в отходы (исключаетсялишь теплота эндотермических, теплопоглощающих процессов, а такжескрытая теплота фазовых переходов: испарение—конденсация, плавление—затвердевание и т.п.). Однако не все эти отходы можно рассматривать как вторичные энергетические ресурсы (ВЭР).Под вторичными энергетическими ресурсами понимается энергетический потенциал продукции, отходов, побочных и промежуточныхпродуктов, образующихся в технологических агрегатах (установках),который не используется в самом агрегате, но может быть частично или полностью использован для энергоснабжения других потребителей.Эти энергетические отходы можно разделить на два рода:первый — недоиспользованный энергетический потенциал первичного энергоресурса — продукты неполного сгорания топлива, тепло дымовых газов, «мятый» пар из пароприводов, тепло конденсата,сбросных вод;второй — проявления физико-химических свойств материалов входе их обработки — горючие газы доменных, фосфорных и другихпечей, тепло готовой продукции, теплота экзотермических реакций,избыточное давление жидкостей и газов, возникающее при протекании технологического процесса.ВЭР первого рода следует стремиться устранить или снизить их выход, и только тогда, когда все подобные меры приняты, использовать.ВЭР второго рода — побочный результат технологии, поэтому необходимо либо создать на их базе комбинированный энерготехнологический агрегат с выработкой одновременно энергетической и неэнергетической продукции, либо утилизировать иным способом спомощью специального утилизационного оборудования.244По видам содержащегося энергетического потенциала ВЭР подразделяются на горючие, тепловые и избыточного давления, причемкаждый из этих видов может быть первого или второго рода.Горючие ВЭР — это химическая энергия отходов производства,которые не используются или непригодны для дальнейшей технологической переработки, но применимы в качестве топлива: доменный,конвертерный, ферросплавный газы, отходящий газ производства технического углерода, горючие кубовые остатки химических и нефтехимических производств, щелок целлюлозно-бумажного производства, отходы топливопереработки, переработки древесины и др.
Ихэнергетический потенциал определяется теплотой сгорания.Тепловые ВЭР — это тепло основной и побочной продукции: тепло рабочих тел из систем принудительного охлаждения технологических агрегатов и установок, тепло отходящих газов, пара и горячейводы, отработанных в технологических и силовых установках, и т.п.Энергетический потенциал определяется теплосодержанием теплоносителей.ВЭР избыточного давления — это потенциальная энергия газов ижидкостей, покидающих технологические агрегаты с избыточнымдавлением, которое необходимо снижать перед последующей ступенью использования или при выбросе в окружающую среду.
Энергетический потенциал определяется давлением для энергоносителейжидкостей; давлением и температурой, определяющими возможнуюработу газов и паров при расширении.Для количественной оценки вторичных энергоресурсов обычнорассматривается несколько показателей:выход — количество ВЭР, образующихся в процессе производствав данном технологическом агрегате за единицу времени;выработка энергии за счет ВЭР — количество тепла, холода, механической работы или электроэнергии, получаемое в утилизационных установках. При этом различаются:возможная выработка — максимальное количество тепла, холода,механической работы или электроэнергии, которое может быть практически получено за счет данного вида ВЭР с учетом режимов работыагрегата — источника ВЭР и КПД утилизационной установки;экономически целесообразная выработка — максимальное количество тепла, холода, механической работы или электроэнергии, целесообразность получения которого в утилизационной установке подтверждается экономическими расчетами с учетом энергоэкономического эффекта у потребителя;245фактическая выработка — фактически полученное количествотепла, холода, механической работы или электроэнергии на действующих утилизационных установках.Вторичные энергетические ресурсы представляют собой огромныйрезерв повышения экономичности топливно-энергетического комплекса.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
