Анализ энергетических балансов

Анализ энергетических балансов установок, технологических про- цессов и предприятия в целом проводится с целью качественной и ко- личественной оценки состояния энергетического хозяйства и энергоис- пользования в следующих направлениях:

• исследование структуры поступления и потребления топливно- энергетических ресурсов на предприятии;

• определение показателей эффективности энергоиспользования;

• расчет обобщенных показателей состояния энергетического хо- зяйства предприятия;

• исследование влияния качества энергоносителей на рациональ- ное их использование;

• решение задач оптимизации структуры энергетического баланса предприятия.

Исходя из анализа структуры приходной и расходной частей энер- гетического баланса, определяется специфика энергопотребления на предприятии, выявляется различие в уровнях энергопотребления и эф- фективности энергоиспользования по сравнению с аналогичными пред- приятиями и намечаются пути совершенствования структуры энергети- ческого баланса.

В результате исследования аналитических энергетических балансов определяется фактическое состояние энергоиспользования в отдельных элементах предприятия и на предприятии в целом. При проведении ана- лиза все элементы предприятия или элементы, подлежащие обследова- нию, классифицируются на группы процессов и установок, однородных по виду используемых энергоносителей и сходных по методике анализа энергоиспользования.

Анализ использования энергоносителей заключается в сравнении фактических показателей энергоиспользования с нормативными, фак- тическими за прошлый год, перспективными, аналогичными на других предприятиях и т. п. При этом необходимым условием сравнения пока- зателей является обеспечение условий сопоставимости.

Основными показателями эффективности энергоиспользования яв- ляются:

• коэффициент полезного действия, энергетической установки;

• коэффициент полезного использования энергии;

• коэффициент полезного использования энергии по отдельным видам и параметрам энергоносителей;

• удельный (фактический) расход энергоносителя.

В ходе анализа энергоиспользования на предприятии определяются и сопоставляются с аналогичными данными однородных предприятий обобщенные показатели состояния и развития энергетического хозяйст- ва, в том числе: коэффициент электрификации, теплоэлектрический ко- эффициент, электротопливный коэффициент, энергоемкость продукции, электроемкость продукции и теплоемкость продукции.

Анализ энергетических балансов должен выявить исходную ин- формацию, необходимую для решения отдельных задач оптимизации структуры энергетического баланса предприятия, касающихся вопросов возможности замены в технологических процессах и установках одного энергоносителя другим, использования в качестве замещающего энер- гоносителя вторичных энергетических ресурсов, имеющихся на рас- сматриваемом предприятии и вне его.

В результате составления и анализа энергетических балансов должны быть сформулированы конкретные направления экономии топ- лива и энергии на предприятии и количественные показатели резервов экономии.

В соответствии с выбранными направлениями намечаются кон- кретные мероприятия по экономии топлива и энергии.

 

Энергосбережение и экология

В современных условиях рыночных отношений энергосбережение и экология признаны главными приоритетами стратегии России.

Производство тепловой энергии и пара для нужд ЖКХ базируется на сжигании твердых, жидких и газообразных топлив в котельных и печках, в результате чего в воздух поступают значительные количества твердых и газообразных выбросов.

Объем вредных веществ, образующихся при сжигании топлива, за- висит от его вида, количества и способа сжигания.

При использовании в котельной твердого топлива образуется пыль, объем которой зависит от вида топки и способа подготовки топлива, от химического и механического недожога, от зольности топлива и содер- жания горючего в уносе.

Если котельная работает на жидком топливе, то основным выбро- сом будет сернистый ангидрид, количество которого зависит от содер- жания серы в топливе.

Образование оксида углерода и диоксида азота для всех видов топ- лива зависит от химической неполноты и низшей теплоты сгорания то- плива в рабочем состоянии.

Для котлов, работающих на мазуте, возможен выброс пятиокиси ванадия, объем которого определяется его содержанием в топливе. По- этому любое снижение количества использованного топлива при со- блюдении норм теплопотребления снижает нагрузку на атмосферу с за- метным экологическим эффектом (табл. 1.3.1).

Продукты сгорания органических топлив содержат в своем составе различные количества загрязняющих веществ, каждое из которых обла- дает различной токсичностью.

Суммарный показатель вредности Пå энергетических топлив и продуктов их сгорания можно выразить суммой частных показателей вредности:

Пå = åП, i

(1.3.1)

где П i   – значения частных показателей вредности, характеризующих удельное количество вредного вещества и его относительную токсич- ность.

Эти показатели должны быть приведены к безразмерному виду, в количественном отношении – пересчитаны на условное топливо, а их токсичность – выражена как отношение ПДК данной примеси к ПДК золы.

Частные показатели вредности для топлива с золой определяются по формуле:

П i  = 0,35Г× (1 i 0×0 F ×)

- h × Мr ,

(1.3.2)

н

Q р × ПДК

I ×  Mm

где Г i   – масса примеси в рабочем топливе, %;

h – степень удаления данной примеси из дымовых газов перед их выбросом в атмосферу, %;

F – безразмерный коэффициент, изменяющийся для твердых час-

тиц в пределах от 2 до 3;

M m  , M r

– относительные молекулярные массы примеси в топливе

и продуктах его сгорания;

ПДК I   – предельно допустимая концентрация примеси в приземном слое атмосферного воздуха, мг/м³.

Частные показатели вредности при образовании газообразных вы- бросов определяются по формуле:

П, i  =

3,5 × Ci × V r × (100 - h)

Q p × ПДК

 

(1.3.3)

н        i

где C i – концентрация данной примеси в 1 м ³ дымовых газов при нор-

мальных условиях, г/м³;

V r – объем дымовых газов, получающихся при сжигании 1 кг топ-

лива при нормальных условиях, м³/кг;

Q

н

p – низшая теплота сгорания топлива, ккал/кг;

h – степень очистки дымовых газов от данной примеси перед вы- бросом газов в атмосферу.

По формулам (1.3.1–1.3.3) выполнены расчеты суммарного показа-

теля вредности для трех видов топлива Пå и продуктов их сгорания.

 

Топливо                 Пå

ПSO2

ПNO2

Пз        ПV2O5

Кузнецкий 1СС   0,6843 0,0074 0,0569  0,45     0,17

Мазут Sp

1,5%= 0,0842 0,0221  0,044  0,0015 0,0166

Природный газ   0,0378 –    0,0378 – –

 

ПSO2

ПNO2

– показатель вредности по сернистому ангидриту;

– показатель вредности по диоксиду азота;

Пз – показатель вредности по золе;

ПV2O5

– показатель вредности по ванадию.

 

Чем больше Пå , тем выше затраты по защите окружающей среды и тем меньше выигрыш от энергосбережения.

Кроме того, за счет снижения расхода теплоносителя возможно уменьшение расхода электроэнергии на его перегонку.

Таким образом, при определении приоритетных направлений ре- сурсо- и энергосбережения и их иерархии выбираются те направления, которые одновременно способствуют рациональному использованию природных ресурсов, улучшению экологической ситуации, обеспече- нию качества среды жизнедеятельности, в том числе за счет улучшения микроклимата в жилых, общественных и производственных помещени- ях.

Таблица 1.3.1

Энергоэкологическая эффективность снижения выбросов загряз- няющих веществ при сжигании органического топлива в котлах

Метод, технология	Снижение выбросов, %						Удо- рожа- ние
	NO x	SO x	Твер- дые час- тицы	Сажа	CO	Бенз(а)- пирен
Повышение КПД котла на 1% при N = k 1 МВт	1,4	1,4	1,4	Более 1,5 раза			Эко- номия
То же, при N = k 10 МВт	1,1	1,1	1,1	1,3 раза			То же
Оборудование котлов и котельной КИП	4,7	4,7	4,7	Более 7 раз			Нет
Автоматизация поточ- ных процессов	11-14	4-7	11-14	Более 14 раз			Нет
Оптимизация подачи воздуха	20	4-7	–	5-10 раз			Нет
Ступенчатый подвод окислителя (только для газа)	20-50	–	–	–	–	–	Нет
Оптимизация режима работы котла	10-15	–	10	1,5-2 раза		Данных нет	Нет
Своевременная и качест- венная наладка оборудо- вания	10-15	0	10-20	Более 20		Тоже	Нет
Применение со- временных ТГУ	20-25	0	10-40	20-40		1,5 раза	Нет
Рециркуляция продуктов сгорания (на 1% рецир- кулянта)	1-3 (газ) (ма- зут)	80-90	–	Возмож- но уве- личение выбросов		Данных нет	10-30
Перевод на газовое топ- ливо с жидкого	20-25	–	99	5-10 раз	2-3 раза	2-10 раз	Нет
Использование искусст- венных видов топлива из угля и отходов	10-15	100	90	2-7 раз		–	70-110
Сжигание смеси из жид- ких видов топлива	15-20	3-5 раз	5-7 раз			–	Нет
Использование присадок к мазуту	15-20	20-25	20-40	1,5-2,0			10-25
Сжигание ВМЭ	30	50-80	50	50		–	Нет

Контрольные вопросы

1. Основная цель нормативно-методического обеспечения энерго- сбережения.

2. Назовите и охарактеризуйте основные принципы стандартиза- ции в области энергосбережения.

3. Каковы основные положения закона «Об энергосбережении»?

4. С помощью чего осуществляется формирование энергетическо- го рынка, контролируемого государством?

5. Перечислите основные нормативные документы по энергосбе- режению в РФ.

6. Какие задачи могут решаться при разработке энергосберегаю- щих установок?

7. Из чего складываются эксплуатационные затраты?

8. Перечислите и охарактеризуйте виды учета ТЭР.

9. Чем характеризуют производственную (хозяйственную) дея- тельность в области энергосбережения?

10. Какие различают основные показатели энергетической эффек- тивности?

11. Охарактеризуйте показатели энергоэффективности продукции.

12. Что такое энергетический паспорт? Какую информацию он должен содержать?

13. Каковы цели и задачи энергетических обследований?

14. Каким образом осуществляется организация энергетического обследования?

15. Назовите права и обязанности обследуемых организаций.

16. Какие предприятия подлежат энергетическому обследованию?

17. Перечислите и охарактеризуйте виды энергетического обследо- вания.

18. Какой метод энергетического обследования используется в слу- чае отсутствия расчетно-аналитической или документальной информа- ции?

19. Укажите сущность энергетических балансов.

20. В каких единицах производится количественное измерение энергоносителей при составлении частных энергетических балансов?

21. Что относится к первичной информации по разработке и анали- зу энергетических балансов промышленных предприятий?

22. В чём заключается анализ использования энергоносителей

23. Из каких частных показателей складывается суммарный пока- затель вредности?

24. От чего зависит эффективность энергосбережения?

2. ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ НА ИСТОЧНИКЕ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ