Энергоаудит: Рекомендации по энергосбережению (часть IV)

Отчет по энергетическому аудиту дает информацию о количестве энергии, потребляемой различными видами энергопотребителей (котельные, компрессоры, освещение, производственное оборудование). Энергоаудит, как правило, указывает потребления в энергетических и денежных единицах и отображает информацию как в таблицах (например, таблица общего количества купленного топлива), так и в графической форме.

    Общие рекомендации
    Описание промышленного предприятия и зданий
    Использование энергетического аудита
    Рекомнедации по энергосбережению
    Перекрестная проверка енергозаощаджень
    Сбережения первичных и вторичных энергоресурсов
    Жизнеспособность проекта
    Оценка потерь

Рекомнедации по энергосбережению (часть IV)

Четвертый раздел отчета содержит рекомендации по экономии энергии. В общем смысле, этот раздел - важнейший в отчете, поскольку обосновывает действия по энергосбережению - это обычно главная причина проведения энергоаудита на объекте.

Различные аспекты рекомендаций по экономии энергии.

Описание рекомендаций по энергосбережению - действия, которые должны быть сделаны, новые процедуры, установки нового оборудования.

Оценка энергосбережения - расчет энергии и средств, которые будут сэкономлены.

Эффект от экономии энергии - как рекомендации повлияют на показатели работы объекта, а именно, на показатели эффективности в условиях сокращения подачи энергии, на расходы по ремонту оборудования, на необходимые изменения технологии производства.

Вычисление стоимости проекта - расчет общей стоимости мероприятий по  энергосбережению относительно стоимости оборудования, рабочей силы, потерь производства.

Жизнеспособность проекта - определение, насколько жизнеспособно внедрение рекомендаций по энергосбережению при данных ограничениях, а именно, при необходимых остановках производства, чувствительности цен на топливо, жизнеспособности капитала.

Выявление менее очевидных мер по энергосбережению - важно учитывать, что перечисленные рекомендации по экономии энергии - это не только очевидные перестройки, например, модернизация энергетического оборудования. Необходимо уделить внимание менее очевидным возможностям достижения энергетической эффективности. Примерами «менее очевидных» возможностей энергосбережения являются изменение систем энергоснабжения, а именно, применение когенерации, или использование отходов в качестве топлива, или изменение методов производства для использования дешевых энергетических ресурсов.

Возможности энергосбережения условно можно разделить по категориям применения или альтернативным решениям одной и той же энергетической проблемы. Наиболее распространенным является разделение рекомендаций энергосбережения по их стоимости.

Незатратные рекомендации:
 

  •         экономнее использования имеющихся ресурсов;
  •         надлежащее техническое обслуживание;
  •         закупка топлива из дешевого источника.

Низкозатратные рекомендации:

  •         установление эффективного оборудования;
  •         установление новых (автономных) устройств управления;
  •         улучшение теплоизоляции цехов
  •         обучение персонала;
  •         контроль и оперативное планирование энергопотребления.

Высокозатратные рекомендации:

  •         замена большинства энергетических установок;
  •         установления комплексных систем управления;
  •         когенерация;
  •         рекуперация теплоты.

Каждая рекомендация по энергосбережению должна быть описана по следующим пунктам:

Необходимые изменения:

  •         модернизхация корпусов и зданий;
  •         замена оборудования;
  •         модернизация оборудования / систем управления / изоляции
  •         техническое обслуживание оборудования;
  •         новая процедура управления.

Как эти меры помогут сэкономить энергию (и / или средства):

  •         сокращение потерь;
  •         сокращение лишних операций;
  •         повышение эффективности использования энергии;
  •         применения дешевых энергетических ресурсов.

Финансовые затраты и выгоды:

  •         капитальные затраты;
  •         амортизация оборудования предприятия;
  •         расходы на техническое обслуживание;
  •         энергетические затраты;
  •         анализ эффективности финансовых затрат.

Рассмотрим на конкретных примерах различные меры экономии энергии. Из примеров будет видно, что методика оценки энергосбережения использует ту же логику, что и расчет энергопотребления на объекте за прошедший период и в настоящее время. Разница заключается в том, что при расчете энергосбережения следует учитывать, как изменится ситуация в результате внедрения рекомендованных мероприятий. Это вызывает изменение многих коэффициентов, таких как норма потребления, коэффициент использования мощности и годовая продолжительность эксплуатации оборудования.

Для некоторых рекомендаций по энергосбережению (например, устранение потерь пара) сбережения равна суммарной потере энергии до внедрению рекомендации. Расчет других  рекомендаций сложнее, поскольку содержит оценки потребления после усовершенствований:
                                                                        Исходная ситуация                               Улучшенная ситуация
Мощность оборудования                                         A, кВт                                                         X, кВт
Коэффициент средней
загрузка                                                                      B                                                                Y
Годовая продолжительность
эксплуатации оборудования                                     C, ч                                                            Z, ч
Годовое энергопотребление:                          A • B • C, кВт × ч                                       X • Y • Z, кВт × ч

Таким образом, годовое энергосбережения рассчитывается по формуле:

                                             Годовое энергосбережение = (A • B • C) - (X • Y • Z), кВт • час.

Выше показано, как можно осуществить энергосбережения путем сравнения существующей ситуации в существующих условиях с ситуацией, которая планируется. На практике такое сравнение часто требует дополнительных вычислений, чтобы оценить коэффициенты, например, коэффициент использования мощности.

Основные категории изменений в энергопотреблении.
 

  •         Ликвидация непосредственных потерь (изолирование труб, устранение утечек, возврат конденсата)
  •         Сокращение чрезмерного энергопотребления (управление продолжительностью работ и температурой, эффективная передача энергии);
  •         Сокращению излишней мощности (использование оборудования с меньшей мощностью, ликвидация подачи энергии в места, где она нужна)
  •         Максимизация эффективности преобразования энергии (повышение эффективности котла, компрессора);
  •         Утилизация тепла отводится (рекуперация теплоты, рециркуляция воздуха в системах ГВС);
  •         Использование экономичного источника энергии (дешевое топливо, возобновляемая энергия).

Пример 1. Энергоэффективное освещение.

Задача: Автостоянка освещается десятью вольфрамо-галогенными лампами мощностью 500 Вт каждая. Лампы включают и выключают охранники вручную, но иногда случайно оставляют их включенными в дневное время.
Предлагается для экономии энергии заменить эти лампы десятью натриевыми лампами высокого давления мощностью 114 Вт (включая потери механизма управления), которые благодаря высокой эффективности обеспечивают такой же уровень освещенности. Кроме того, предложено установить автоматическое управление системой освещения с помощью фотоэлементов.

Вопрос:

    Какой будет величина годового энергосбережения?
    Какие факторы должны быть учтены?

Примечание. Предполагается, что в ожидании текущего ремонта в нерабочем состоянии находятся, в среднем, две из вольфрамо-галогенных ламп и, благодаря высокой надежности, - лишь одна натриевая лампа высокого давления.

Решение:
                                                                                           Исходная ситуация             улучшенная ситуация
Установленная мощность:                                                           5,00 кВт                               1,14 кВт
Коэффициент загрузки:                                                                 0,8                                       0,9
Продолжительность работы системы:                                  5400 ч                                  3650 ч
Годовое энергопотребление:                                               21600 кВт • ч                         3745 кВт • ч

                                   Годовая экономия электроэнергии = (21600 - 3745) кВт • ч = 17 855 кВт • час.

Примечание:
 

  •         не учтены затраты на замену ламп;
  •         не учтены затраты на оплату труда по техобслуживанию ламп;
  •         качество освещения не должна снижаться.

Пример 2. Повышение энергоэффективности водяной помпы.

Задача: Водяная помпа приводится в движение электродвигателем мощностью 90 кВт. Производительность помпы регулируется затвором с сервоприводом, работа которого согласуется с давлением в системе. Измерение расхода воды показывает количество воды, необходимой в разное время суток:

        10 часов / сутки: 100% максимального расхода;
        
6 часов / сутки: 70% максимального расхода;
        
6 часов / сутки: 40% максимального расхода;
        
2 часа / сутки: 20% максимального расхода.

Предлагается в целях экономии энергии установить привод с регулируемой скоростью, который автоматически реагирует на рост или падение давления в системе.

Вопрос:

        Какой будет величина годового энергосбережения?
        
Какие еще факторы нужно учесть?

Примечание: Известно, что помпа потребляет 90 кВт энергии при 100% расходе, характеристики энергопотребления приведены на диаграмме (рис.5.2). Предполагается, что регулятор скорости имеет внутренние потери 1 кВт. Насос работает 24 часа в сутки, 350 дней в году.

Решение:

Таблица 3 содержит расчет средних нагрузок по данным графика.

 

Табл. 3. Расчет средних нагрузок
Нагрузка

Управление затвором

с сервоприводом

Управление приводом

с регулируемой скоростью

100% 90 кВт1,00 = 90 кВт (90 кВт•1,00) + 1 кВт = 91 кВт
70% 90 кВт•1,00 = 90 кВт (90 кВт•0,55) + 1 кВт = 50,5 кВт
40% 90 кВт•0,85 = 76 кВт (90 кВт•0,25) + 1кВт = 23,5 кВт
20% 90 кВт•0,50 = 45 кВт (90 кВт•0,15) + 1 кВт = 14,5 кВт

 Отсюда рассчитываем сбережения:

    10 часов / сутки x 350 дней / год = 3500 часов / год x (90 - 91) кВт = - 3500 кВт • ч
    
6 часов / сутки x 350 дней / год = 2100 часов / год x (90 - 50,5) кВт = 82950 кВт • ч
    
6 часов / сутки x 350 дней / год = 2100 часов / год x (76 - 23,5) кВт = 110250 кВт • ч
    
2 часа / сутки x 350 дней / год = 700 часов / год x (45 - 14,5) кВт = 21350 кВт • ч

Всего сэкономлено за год: 211 050 кВт • час.

Примечание:
 

  •         не учтена изменение затрат на техническое обслуживание затвора с сервоприводом дроссельного вентиля по сравнению с расходами на ремонт привода с регулируемой скоростью;
  •         не рассмотрен защиту регулируемого привода от попадания воды.

Пример 3. Повышение эффективности горения в котле.

Задача: В результате проведения теста на эффективность горения в котле обнаружено, что коэффициент средней эффективности составляет 79%. Котел имеет ручную систему продувки, которая оказывается очень неэкономной, поскольку количество энергии продувки по приблизительным подсчетам составляет 1% общего количества тепловой энергии, поглощенной котлом. В ходе аудита котельной определены следующие величины:
Энергия газ                                   62000 ГДж (100%)

Энергия потерь                            13020 ГДж (21%)
Теплота, поглощенная котлом    48980 ГДж (79%)
Всего                                              62000 ГДж (100%)

Теплопотери обшивки котла           1000 ГДж
Теплопотери продувки                      500 ГДж
Полезная теплота для пара          47480 ГДж
Всего                                               48980 ГДж

Предлагается установить в котельной систему автоматического триммированния кислорода и систему автоматического продувания. Предполагается, что первое из мероприятий повысит эффективность горения в среднем до 83%, а второе сократит продувку на 50% от существующего сейчас уровня.

Вопрос:

        Какой будет значение годовых энергосбережений?
        
Какие еще факторы должны быть учтены?

Решение:

Сокращение уровня продувки сэкономит 50% текущего потребления, т.е.

500 ГДж • 0,50 = 250 ГДж.

Отсюда, общее значение необходимой теплоты:

48980 ГДж - 250 ГДж = 48730 ГДж.

С повышенной средней эффективностью горения, равной 83%, количество энергии, необходимой для генерирования этой теплоты, составляет:

48730 ГДж / 0,83 = 58 711 ГДж.

Годовые энергосбережения: 62000 ГДж - 58711 ГДж = 3289 ГДж.

Примечание:
 

  •         не учтены капитальные и амортизационные расходы на системы автоматического управления;
  •         расходы на техническое обслуживание систем автоматического управления также не учтены;
  •         не рассмотрено снижение затрат на очистку воды.

Продолжение: Перекрестная проверка енергозаощаджень (часть V)

Предыдущая часть: Использование энергетического аудита (часть III)

Владимир Прокопенко

PATRIOT-NRG uses cookies to personalize content and your experience on our website. By continuing to browse this page, you agree to its use of cookies.
Read more I agree