Теплоносители. Энергосберегающие мероприятия и их экономический эффект

Теплоту отработавшей паровоздушной  смеси можно использовать как  для подогрева свежего воздуха, поступающего на вход в сушильную машину, так и для подогрева технологической воды, или воздуха для нужд вентиляции. С точки зрения увеличения коэффициента утилизации ВЭР, экономической эффективности использования капиталовложений и компактности теплообменной аппараты вариант подогрева воды паровоздушной смесью предпочтительнее, так как комбинация теплоносителей паровоздушная смесь - вода имеет коэффициент теплопередачи примерно в 2-3 раза выше, чем при комбинации теплоносителей паровоздушная смесь - воздух. При этом, чем больше массовая доля пара в смеси, тем выше коэффициент теплоотдачи от нее к поверхности теплообменника, и тем выше экономическая целесообразность использовать в качестве нагреваемого теплоносителя воду. Кроме того, при такой комбинации теплоносителей возможно применение в схемах утилизации ВЭР смесительных теплообменников, которые отличаются простотой изготовления и компактностью. Данное утверждение является справедливым для комбинации теплоносителей дымовые газы - вода.

Однако практическое использование теплоты отработавшей паровоздушной смеси для подогрева воды не всегда оказывается возможным. Горячая вода в таком количестве, в котором она может быть получена, оказывается не нужна. Поэтому варианты использования тепла паровоздушной смеси решают не только на основе экономической целесообразности, но и исходя из практических нужд конкретного предприятия. При применении рекуператоров для утилизации ВЭР паровоздушной смеси поверхность теплообмена со стороны смеси обязательно оребряется для увеличения поверхности теплообмена. В качестве теплообменников паровоздушная смесь - вода широко используется калориферы КФС, КФБ, СТД и др. При этом более предпочтительнее применение калориферов с пластинчатыми ребрами, которые легко поддаются очистке. Широкое применение для подогрева воды паровоздушной смесью получили барботажные смесительные аппараты, в которых смесь барботируется сквозь слой нагреваемой воды. В нагреваемую воду попадают примеси, содержащиеся в паровоздушной смеси. Для получения горячей воды, удовлетворяющей санитарным нормам, применяют схемы утилизации с промежуточным теплоносителем. В этом случае схема утилизации выглядит так: барботируемая смесь - промежуточная горячая вода; промежуточная горячая вода - горячая вода. Схема утилизации ВЭР будет иметь дополнительный смесительный аппарат.

      В случае использования теплоты отработавшей паровоздушной смеси для нагрева воздуха широко используются регенеративные теплообменные аппараты, а также пластинчатые теплообменники, которые имеют по сравнению с рекуператорами других типов наибольшую в единице объема поверхность теплообмена.

Для изготовления поверхности  теплообмена пластинчатого рекуператора используются листы из конструкционной стали с коррозиестоиким покрытием, используются алюминий, стекла, полимерные пленки и др. материалы. Поверхности теплообмена выполняются плоскими или гофрированными.

Наибольшей тепловой эффективностью при утилизации ВЭР теплоты паровоздушной  смеси обладают вращающие регенеративные теплообменники и простые, дешевые контактные теплообменники, в которых процессы тепломассообмена протекают при соприкосновении двух теплоносителей.

Однако необходимо отметить, что  перспективным направлением в экономии топливно-энергетических ресурсов в сушильных установках является не утилизация ВЭР паровоздушной смеси в различных установках, а сокращение потерь тепла, за счет применения рециркуляции или многократного использования сушильного агента с осушкой его в специальных аппаратах.

 

 

Бытовое энергосбережение

 

Коммунально-бытовой сектор экономики является одним из крупнейших потребителей топлива, тепловой и электрической энергии. Современный быт немыслим без энергетических услуг:

• комфортные условия жизни людей обеспечиваются освещением, отоплением, вентиляцией, бытовыми электрическими приборами и устройствами, кондиционированием и т.п.;
• бытовые коммуникации, информационно-развлекательный сервис осуществляются с помощью телефонов, телевизоров, магнитофонов, компьютеров и т.д.

В силу своего географического расположения Беларусь относится к странам с относительно холодным климатом. Продолжительность «отопительного периода» составляет около 200 дней, что определяет значительную долю энергозатрат на отопление. На бытовом уровне потребляется 30% от всего количества топлива, расходуемого республикой. Потребляемая жилищно-коммунальным сектором тепловая энергия используется для отопления домов – 60-70% и горячего водоснабжения – 30-40%.

К сожалению, бытовое энергопотребление в  нашем государстве весьма неэффективно. Для отопления и горячего водоснабжения квартиры среднестатистической белорусской семьи из 3–4 человек ежегодно на ТЭС или котельных сжигается около 2 тонн нефти. Кроме того, ею потребляется 1200–1800 кВт-ч электроэнергии в год. Эти цифры в 1,5–2 раза выше, чем в индустриально развитых европейских странах с сопоставимым климатом при значительно более низком энергетическом комфорте из-за неэффективного распределения и использования энергии.

Энергетический  комфорт во многом определяет качество жизни населения той или иной страны. В современном мире оценка качества жизни все больше смещается от материало- и энергоемких бытовых приборов и устройств: нагревательных печей, ламп накаливания, энергоемких холодильников – к энергоэкономичным приборам: микроволновым печам, газоразрядным осветительным установкам, батарейной радио-, телеаппаратуре и т.п.

Таким образом, очевидны наличие значительного  потенциала энергосбережения на бытовом уровне, прежде всего, по тепловой энергии, и необходимость его активной реализации как с целью экономии ТЭР, так и для повышения качества жизни белорусов. Для решения этих задач, согласно Государственной программе «Энергосбережение», предусмотрен и проводится целый комплекс долгосрочных и краткосрочных мероприятий. Обязательными условиями успеха их решения являются следующие:

• психологическая настроенность и желание населения экономно расходовать энергоресурсы;
• знание способов энергосбережения и умение их использовать в повседневной жизни;
• людей рачительное отношение людей к пользованию энергетическим комфортом на подсознательном уровне, внутренняя дисциплина бережного энергопотребления.

Если первые два условия могут  быть обеспечены в относительно короткие сроки благодаря государственному экономическому и организационно-административному стимулированию, информационно-образовательным мерам, то осуществление последнего условия требует длительного времени, так как предполагает формирование у человека с самого детства определенных культуры поведения и привычек, обусловленных заботой о будущем энергетическом и экологическом благополучии нашей планеты. Именно поэтому в республике организована и совершенствуется многоступенчатая система образования в области энергосбережения, постоянно проводится информационно-рекламная работа.

В значительной мере существующий потенциал  энергосбережения в жилищно-бытовом секторе может быть реализован за короткое время самими жильцами с помощью простых, недорогих и эффективных способов, представленных в таблице 8.5. Реальный потенциал экономии теплопотребления в жилых зданиях составляет 40-50%, причем половина этой экономии осуществима за счет снижения потерь тепла непосредственно в квартирах и приводит к улучшению микроклимата в них.

 

 

Таблица 8.5

Энергосберегающие мероприятия и их экономический  эффект

 

СПОСОБ	МЕРОПРИЯТИЯ	РЕЗУЛЬТАТ
Снижение тепловых потерь сквозь оконные, дверные проемы и притворы, на нагрев поступающего извне холодного воздуха	- Устранить  щели, неплотности ватой, герметиком, монтажной пеной; утеплить дверные и оконные рамы толстой бумагой, липкой лентой, завесить окна и балконные двери толстыми занавесками, но не закрывать ими радиаторы; - укрепить  прозрачную полиэтиленовую пленку на окнах (тройное остекление или установить стеклопакеты; остеклить лоджию или балкон; - установить регулируемые решетки на вентиляционных каналах или закрыть частично вентиляционные отверстия в туалете, ванной, на кухне плотной бумагой или картоном.	Потери тепла снижаются на       20 – 25%           15 – 35%             39%
Повышение теплоотдачи отопительных приборов	Установить отражающий экран за радиатором и под подоконником из блестящей пленки, алюминиевой фольги, между экраном и стеной положить теплоизолирующий слой из войлока; установить краны, терморегуляторы на радиаторах, периодически очищать их от пыли; изолировать трубы горячей воды войлоком или пенистым материалом; не загораживать радиаторы мебелью, коврами, шторами и т.п.	Экономия тепла, улучшение микроклимата в помещении
Снижение потребления электроэнергии	Соблюдать дисциплину отключения осветительных приборов, применять их рациональное размещение и сочетание; рациональное пользование бытовыми электроприборами; - использовать энергосбе-регающие лампы, совре-менные бытовые приборы: электрочайники, кофе-варки, печи СВЧ и т.п.; - периодически размораживать холодиль-ник (морозильник), размес-тить его в холодном месте кухни, класть в него только охлажденные продукты.	Экономия электроэнергии на:     15 – 35%         30 – 40%             3 – 20%
Уменьшение расхода воды	Устранить течи в кранах и трубах, не оставлять краны открытыми, использовать рациональный напор струи; мыть посуду в емкости с водой и моющим средством, а не под струей воды; принимать душ вместо ванны; кипятить воды не больше, чем нужно; соединить выход раковины умывальника с бачком унитаза.	Экономия воды, электроэнергии, тепла
Учет, регулирование расхода энергии	Установить счетчики электроэнергии, тепла, газа, воды, терморегуляторы.	Экономия энерго-ресурсов 30 – 50%

 

Уделим внимание практическим приемам  правильного пользования электробытовыми приборами для повышения их энергетической эффективности. При приготовлении пищи или кипячении воды целесообразно выключать конфорки несколько раньше окончательной готовности или закипания воды, это позволяет сэкономить до 20% электроэнергии за счет тепловой инерции раскаленной конфорки. Более экономично пользоваться электрочайниками, электрокофеварками, яйцеварками, печами СВЧ и т.п., которые имеют КПД в 1,5–1,8 раза выше, чем обычные газовые и электрические плиты. При приготовлении нескольких блюд можно сберечь от 10 до 30% электроэнергии, если использовать еще не остывшие конфорки для предварительного нагрева воды, используемой в приготовляемых блюдах, если пользоваться предварительно отстоявшейся водой комнатной температуры, а не холодной (8–10°С) прямо из-под крана, если во время готовки накрывать кастрюлю крышкой. Все крупы имеет смысл замачивать с вечера, залив горячей водой, накрыв плотно крышкой, – это также сэкономит расход энергии на приготовление.

Добиться значительной экономии электроэнергии можно при разумном сочетании  общего и локального (местного) освещения на рабочем столе, в гостиной для просмотра телевизионных программ, у зеркала в прихожей и т.п. Хорошо предусмотреть возможность включения части ламп в светильниках, автоматического отключения освещения при выходе из комнаты, использовать современные энергосберегающие лампы. К ним относятся, например, компактные люминесцентные лампы КЛЛ, которые потребляют в 6–7 раз меньше электрической энергии по сравнению с лампами накаливания при одинаковой освещенности. Для любых типов ламп светоотдача увеличивается с увеличением мощности. Использование нескольких ламп малой мощности вместо одной мощной лампы в осветительных устройствах требует больше энергии. Так, 4 люминесцентных лампы по 20 Вт дают 2/3 света, который можно получить от двух ламп по 40 Вт, или 4/7 света, который дает одна лампа 75 Вт.

Действенным инструментом стимулирования экономии энергоресурсов в жилом  секторе послужило Постановление  Совета Министров от 7 июля 1994 г. «О введении приборного учета расхода газа, воды и тепловой энергии в домах жилищного фонда республики», которое обязало оснащать вновь вводимое и капитально ремонтируемое жилье приборами группового и индивидуального учета. Счетчик оказывает психологическое действие: когда платишь за реально потребленное количество воды, газа, тепла, осознаешь, что оно могло бы быть меньшим, и думаешь о возможностях экономии.

К мощным организационно-экономическим  инструментам повышения энергоэффективности бытовых приборов и устройств относится их маркировка по уровню удельного энергопотребления.

Цена на товары назначается в зависимости от маркировки и регулирует поведение производителя и потребителя на рынке: стимулирует производителя на выпуск более энергоэкономичного оборудования, а потребителя – на его приобретение. Кроме того, маркировка энергоэффективности позволяет населению ориентироваться в широкой номенклатуре бытовой техники.

На рис. 8.1 можно увидеть, сколько  электроэнергии потребляет в среднем за год каждый бытовой прибор. Современная промышленность выпускает сейчас электроприборы для домашнего хозяйства, потребляющие почти в 10 раз меньше электроэнергии, чем аналогичные десятилетней давности (рис. 8.2).

         В странах  Европейского Союза все холодильники  подразделяются на 7 категорий экономичности: А, В, С, D, E, F, G. Холодильники категории А и В являются высокоэффективными и потребляют в год около 300 кВт-ч электроэнергии. Холодильники категории G имеют самую низкую эффективность. Холодильники «Атлант» минского завода соответствуют среднеевропейскому стандарту и отвечают категории С. Имея в виду, что в Беларуси на долю холодильников и морозильников приходится 30-40% общего расхода электроэнергии в быту, переход на выпуск холодильной бытовой техники категории А даст экономию около 170000 т.у.т.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Об энергоаудите промышленного предприятия                    Энергетический аудит — это техническое инспектирование энергогенерирования и энергопотребления предприятия с целью определения возможности экономии энергии и предоставления предприятию помощи в осуществлении мероприятий, обеспечивающих экономию энергоресурсов на практике. 
       Термин этот пришел на постсоветское пространство в начале 90-х. Популяризации энергоаудита постсоветские страны в первую очередь обязаны международным программам TACIS и U.S.A.I.D. 
Почему же энергоаудит пришлось импортировать из-за границы? Ведь в ряде стран бывшего СССР энергетика является одной из наиболее развитых промышленных областей. Подготовка специалистов-энергетиков во многих постсоветских ВУЗах гораздо глубже, чем во многих странах Запада. Ответ на этот вопрос состоит, скорее всего, в следующем. 
         Во-первых, энергетики никогда не интересовались экономикой. Во главу угла ставились проблемы бесперебойного функционирования оборудования и техники безопасности при его эксплуатации. Во-вторых, преимущественно узкая специализация энергетиков не позволяла рассматривать предприятие в целом как комплекс взаимозависимых проблем. Отдельные технологические вопросы вообще были запретной темой, которая относилась к компетенции специализированных организаций. 
          Таким образом, энергоаудит возник на стыке энергетики, экономики и технологии. В некоторой степени сюда должна быть отнесена и экология — в особенности для тех производств, в которых эта составляющая имеет большой вес в себестоимости готовой продукции. 
          Что же является объектом энергоаудита? Наиболее сложным считается проведение энергоаудита на предприятиях. Обследование объектов коммунального хозяйства (котельных, тепловых сетей), жилого фонда и административных домов принципиально более просто в выполнении, если не принимать во внимание разную глубину решения проблемы. Сложность предприятия как объекта в целом складывается в тесной взаимосвязи всех систем. Так, предложение по экономии одного из энергоресурсов может вызвать увеличение потребления другого или отобразиться на выпуске продукции. 
          Задачи энергоаудита состоят в обнаружении источников нерациональных энергозатрат и неоправданных потерь энергии, разработке на основе технико-экономического анализа рекомендаций по их ликвидации, предложении программы экономии энергоресурсов и рационального энергоиспользования, а также в определении очередности реализации предложенных мероприятий с учетом объемов затрат и сроков окупаемости. 
Сегодня существует большое количество методической литературы по энергоаудиту. Несмотря на то, что многие методики существенным образом отличаются друг от друга, общий порядок проведения энергетического обследования предприятия можно описать следующим образом. 
            Во-первых, это энергоаудит системы электроснабжения и электропотребления (анализ схем электроснабжения и режимов работы трансформаторных подстанций и системы регулирования косинуса "фи", обследование основного электропотребляющего оборудования и системы освещения, составление электробаланса и оценка потерь в системе электроснабжения). 
           Во-вторых, анализ режимов работы систем водоснабжения и водоотвода. 
           В-третьих, энергоаудит теплотехнического оборудования (анализ тепловых схем, аудит котельных, обследование систем отопления и ГВС, анализ режимов работы теплопотребляющего и теплоутилизационного технологического оборудования, составление теплового баланса). 
          В-четвертых, обследование компрессорного оборудования, системы раздачи и потребления сжатых газов. 
         В-пятых, анализ режимов работы холодильного оборудования. 
         Основная ценность этой части работы состоит в разработке энергетических балансов, которые разрешают детализировать энергетические потоки по цехам и подразделениям предприятия, а также дать количественную оценку энергетическим потерям и указать участки и причины их возникновения. Трудоемкость работы аудитора во многом зависит от степени детализации, которая обсуждается с заказчиком на этапе вывода договора. Очевидно, что погрешность баланса должна быть меньше, чем суммарная экономия, ожидаемая после внедрения предложенных аудиторами мероприятий. 
          Второй проблемой, как правило, является отсутствие на предприятии приборов внутреннего учета. Поэтому аудиторская организация должна иметь необходимый комплект портативного измерительного оборудования, позволяющий установить фактическое энергопотребление разными производственными участками. 
          Заключительная часть энергоаудита состоит в разработке рекомендаций по энергосбережению и их технико-экономическом обосновании. Это наиболее сложная часть работы, так как она требует от аудитора значительного опыта и творческого подхода к проблеме. Действительно, с одной стороны, существует ряд известных типичных решений по повышению энергетической эффективности разных систем. В этом случае аудитору нужно лишь сделать технико-экономическую оценку и осуществить отбор технических решений на основании финансовых критериев. Однако каждое предприятие уникально, и типовые решения покрывают только часть проблемы. Поэтому разработка рекомендаций по экономии энергии на самом деле является серьезным научным исследованием. 
          Все предлагаемые мероприятия разбиваются на три группы по степени необходимых капитальных вложений: беззатратные, среднезатратные и капиталоемкие. При этом специалисты технических служб предприятий, как правило, достаточно компетентны для того, чтобы иметь собственную версию пути модернизации энергохозяйства. Задачей же аудитора является поиск новых решений или осуществление оптимального выбора из нескольких известных. 
         Первое, чем должен быть озабочен руководитель предприятия, — знание реальной картины распределения энергоресурсов внутри него. Степень достоверности внутреннего учета распределения энергоресурсов определяет трудоемкость и продолжительность работ по составлению балансов, а также программу приборных измерений. При этом на величину потерь энергии может влиять не только степень несовершенства энергетического хозяйства. Второй составляющей является нерациональное использование энергии технологическим оборудованием. 
         В то же время многие руководители стремятся ограничиться обследованием энергетического хозяйства, не вдаваясь в сферу технологических линий. Такой подход оправдан только в том случае, если предприятие имеет высокие постоянные затраты на отопление и освещение — например, в легкой промышленности.                 Скажем, в металлургии, где технология чрезвычайно энергозатратна, рекомендуется исключительно комплексный подход. 
          Энергетическая составляющая — это весомая часть структуры себестоимости готовой продукции. Отсутствие же внутрипроизводственного учета энергоносителей не позволяет отделить постоянные затраты от переменных или разнести затраты по разным видам продукции. Расчет удельной энергоемкости каждого вида продукции при большой номенклатуре изделий обычно не входит в программу энергоаудита, однако по желанию заказчика может быть выполнен. 
         В ситуации же недостаточности оборотных средств, когда деньги на модернизацию производства выделяются в меньших, чем это необходимо, объемах, энергоаудитор должен помочь руководству предприятия расставить приоритеты в перечне запланированных мероприятий для того, чтобы эти мероприятия принесли наивысший экономический эффект. 
         Какие задачи встают перед руководством после проведения энергоаудита (помимо, разумеется, реализации тех мероприятий, которые рекомендованы осуществившими энергоаудит экспертами)? 
         Специалисты энергетических служб предприятия должны учиться самостоятельно осуществлять непрерывный контроль распределения энергоресурсов. Энергоаудиторы оставляют им сформированные системы критериев, которые характеризуют положение предприятий на момент аудита. 
         На этой почве должен развиваться современный энергетический менеджмент, который начинается с создания команды специалистов, способных не только решать оперативные задачи, связанные с исправностью отдельных систем, но и рационально руководить энергетическим хозяйством, используя как критерий энергетическую составляющую себестоимости продукции.