Глава 11(особен.ПТЭ) (995089), страница 3

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

Расчет теоретического расхода энергии в термических, электро- и термохимических и физических, а также в механических процессах, связанных с перемещением материалов (подъемниках, транспортерах, насосах), ведется по известным физическим формулам и не вызывает затруднений. 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 между величинами мощности, потребляемой установкой под нагрузкой и на холостом ходу.

Анализ энергоиспользования в механических процессах несколько отличается по составу энергозатрат от термических процессов. При исследовании энергозатрат в механических процессах анализу подвергается система «рабочий механизм — передаточное устройство (редуктор) — двигатель».

При анализе в механических процессах возникает возможность разделения сверхнормативных превышений расходов энергии и потерь, т.е. эксплуатационных и режимных потерь по характеру их возникновения – из-за износа или ухудшенного состояния оборудования, эксплуатационных факторов – эксплуатационные потери и из-за отклонений или нарушений в режимах работы – режимные потери. Причем эксплуатационные отклонения практически нельзя устранить, их можно только снизить (примерно в 3 раза). А режимные потери можно ликвидировать полностью, если не допускать отклонений от заданного порядка работы, хотя бы с применением простейшей автоматики – реле времени, ограничителей холостого хода и т.п.

Структура энергозатрат показывается в процентах отдельных статей к общему расходу. При этом процент теоретического расхода есть коэффициент полезного использования (КПИ) энергии. Для условно-полезного расхода вводится коэффициент эффективного использования (КЭИ). Сумма КЭИ и процента нормативных потерь в энергоприемнике – это коэффициент норматива энергозатрат (КНЭ).

Таким образом, используя приведенную систему показателей энергоиспользования в технологических установках и процессах, можно судить о рациональности использования энергии с помощью КПИ, КЭИ и КНЭ. Если в понятие нормативные потери в энергоприемнике (точнее – потери передачи и трансформации энергии) войдут потери в цеховых и заводских сетях, то КПИ и КЭИ покажут рациональность использования энергии в цехе и на предприятии. Любой из этих коэффициентов, включая КНЭ, представляет собой разность между единицей и суммарной долей потерь энергии (р_i):

=1-р_i.

Для вычисления КНЭ берутся суммарные эксплуатационные и режимные потери в технологической установке:

р_i = %Ээкс.

При расчете КЭИ кроме этого вычитается также процент нормативных потерь в энергоприемнике:

р_i = %Э_ЭКС + %Э_ТР (в долях единицы),

а для КПИ — еще и процент сопутствующего расхода (%Э_СОП):

р_i = %Э_ЭКС + %Э_ТР + %Э_СОП (в долях единицы).

Каждый из этих показателей может быть рассчитан для фактического и нормативного режимов. При этом для фактического режима принимается полная (фактическая) величина эксплуатационных и режимных потерь (Э_ЭКС), а после нормализации — примерно 1/3 от их фактической величины. И в зависимости от того, какие потери учитываются, может быть вычислена технологическая норма энергозатрат (Э_ТЕХ):

- (ед. энергии/ед. продукции).

Для практических расчетов при анализе энергоиспользования в термических и механических процессах разработаны машинные программы для персональных компьютеров. Эти программы, работающие в диалоговом режиме, позволяют заполнять таблицы по формам табл. 11.1 и 11.2, по специальной команде нормализовать эти энергобалансы, рассчитать все относительные показатели энергоиспользования — КПД, КПИ и КНЭ, а также определить фактические удельные расходы энергии на единицу продукции или работы и возможные технологические нормы энергозатрат на исследуемую установку (процесс).

Как видно из изложенных методических принципов проведения энергоэкономического анализа, здесь требуется довольно обширная исходная информация, которая должна черпаться из справочно-нормативных и паспортных данных по исследуемому виду оборудования, но самое главное — из данных энергетического учета и отчетности или, если в отчетах нужных данных нет, специальных замеров и испытаний оборудования

11.3. Вторичные энергетические ресурсы (ВЭР)

Утилизация отходов цивилизации, существенную помощь в которой может оказать биоэнергетика, является сама по себе общечеловеческой проблемой, связанной с охраной природы. Особым типом отбросов человеческой жизнедеятельности являются энергетические отходы, именуемые вторичными энергетическими ресурсами, причем наибольшее их количество возникает в сфере промышленного производства.

Понятие «энергетические отходы производства» включает все потери в энергоиспользующих агрегатах, а также энергетический потенциал готовой продукции. Практически это означает, что вся энергия, подведенная к технологической энергоиспользующей установке, плюс внутренние выделения энергии, в конечном счете, идут в отходы (исключается лишь теплота эндотермических, теплопоглощающих процессов, а также скрытая 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 промежуточных продуктов, 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 род — недоиспользованный энергетический потенциал первичного энергоресурса — продукты неполного сгорания топлива, тепло дымовых газов, «мятый» пар из пароприводов, тепло конденсата, сбросных вод и т.п.;

второй род — проявления физико-химических свойств материалов в ходе их обработки — горючие газы доменных, фосфорных и других печей, тепло готовой продукции, теплота экзотермических реакций, избыточное давление жидкостей и газов, возникающее по условию протекания технологического процесса и т.п.

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 путем при помощи специального утилизационного оборудования.

По видам содержащегося энергетического потенциала ВЭР подразделяются на горючие, тепловые и избыточного давления, причем каждый из этих видов ВЭР 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, ферросплавной газы, отходящий газ производства технического углерода, горючие кубовые остатки химических и нефтехимических производств, щелок целлюлозно-бумажного производства, отходы топливопереработки, переработки древесины и др. Их энергетический 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 горячей воды, отработавших в технологических и силовых установках и т.п. Энергетический потенциал определяется теплосодержанием теплоносителей.

ВЭР избыточного давления — это потенциальная энергия газов и жидкостей, покидающих технологические агрегаты с избыточным давлением, которое необходимо снижать перед последующей ступенью использования или при выбросе в окружающую среду. Энергетический потенциал определяется давлением для энергоносителей-жидкостей, давлением и температурой, определяющих возможную работу газов и паров при расширении.

Для количественной оценки вторичных энергоресурсов обычно рассматривается несколько показателей:

выход — количество ВЭР, образующихся в процессе производства в 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 работы агрегата — 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;

фактическая выработка — фактически полученное количество тепла, холода, механической работы или электроэнергии на действующих утилизационных установках.

ВЭР представляют собой огромный резерв повышения экономичности топливно-энергетического комплекса. По некоторым экспертным оценкам, их вовлечение в топливно-энергетический баланс страны в 10 раз дешевле, чем увеличение добычи природных энергоресурсов. Рациональное использование ВЭР как реализация важной части государственной энергосберегающей политики возможно при выборе оптимального направления их использования, которыми являются:

топливное — непосредственное использование горючих ВЭР в качестве топлива;

тепловое — использование тепла, получаемого непосредственно в качестве тепловых ВЭР или вырабатываемого за счет горючих ВЭР в утилизационных установках. К этому направлению относится также выработка холода за счет ВЭР в абсорбционных холодильных установках;

силовое (механическое) — использование механической энергии избыточного давления, механической энергии, получаемой в силовых установках за счет тепловых или горючих ВЭР;

комбинированное — получение тепловой и электрической энергии на утилизационных ТЭЦ (УТЭЦ) за счет горючих или тепловых ВЭР.

Производство и использование вторичных энергетических ресурсов в национальном хозяйстве является одним из важнейших и, пожалуй, самым эффективным направлением энергосбережения.

11.4. Организация работы по экономии энергоресурсов в промышленности

Добыча и использование запасов энергетических ресурсов в мире и в нашей стране теснейшим образом связаны с расходованием их потребителями, поскольку, как уже указывалось, одной из главных специфических черт энергетики и всего топливно-энергетического комплекса является полная зависимость объемов (иногда и времени) производства от масштабов потребления.

Уровень потребления энергетических ресурсов служит своеобразным показателем уровня экономического и социального развития страны, региона, народа. Поэтому характеристика масштабов энергопотребления важна не только с узкоотраслевых позиций, но и как оценка состояния всей экономики.

В России разработана Концепция энергетической политики страны в новых экономических условиях. Энергопотребление и производство энергии в нашей стране характеризуется показателями, приведенными в табл. 11.3.

В настоящее время в связи с кризисными явлениями в экономике трудно прогнозировать уровни энергопотребления в России. Однако общая тенденция к его увеличению остается неизменной, неясны лишь темпы роста общих энергетических нагрузок и годового потребления, которые, если судить по общемировому стремлению к сдерживанию энергозатрат, по-видимому, станут более низкими, чем в прежние годы.

Таблица 11.3.

Развитие энергетики России в 1990—1996 г.

Наиболее эффективно энергосбережение на предприятиях при комплексном решении технических, технико-экономических и организационных вопросов, относящихся ко всей энергетике предприятия — к системам энергоснабжения и энергоиспользования — и к управлению энергетическим хозяйством. Технико-экономические и организационные проблемы заключены в совершенствовании выполнения функций управления.

Характеристики

Список файлов книги