В соответствии с Директивой президента Республики Беларусь от 14 июня 2007 года №3 «Экономия и бережливость - главные факторы безопасности государства», постановлением совета Министров Республики Беларусь от 30.05.2007 года № 972 «Об утверждении программы мер по экономии энергоресурсов и денежных средств» и постановлением совета Министров Республики Беларусь от 30 июля 2007 года №972 «О некоторых мерах по реализации Директивы президента Республики Беларусь» от 14 июня 2007 года №3 в дипломном проекте разработаны мероприятия по энерго- и ресурсосбережению.
Снижение удельной энергоемкости продукции значительно уменьшает ее стоимость, тем самым, повышая конкурентоспособность. Наиболее простой способ достижения этой цели - энергосбережение. Поэтому энергосберегающие мероприятия являются приоритетом государственной политики, важным направлением в деятельности всех без исключения субъектов хозяйствования и самым дешевым, но не бесплатным, источником энергии. Энергосбережение обеспечивается за счет использования вложенных средств на модернизацию технологических процессов, систему энергосбережения и за счет организационных мероприятий.
Общие запасы древесины в Республике Беларусь оценивается в 1,09 млрд. м 3 , что составляет около 70 % древесины СНГ. Лесистость территории 38%. Основная часть лесов приходится на Минскую и Гомельскую области. В основных направлениях экономического и социального развития Республики отмечается необходимость усилить работу по рациональному использованию растительного и животного мира, обеспечить улучшение использования лесосырьевых ресурсов. Сушка пиломатериалов и заготовок высокого качества при рациональном использовании энергоресурсов обеспечивает минимальные потери ценного сырья и сохранность леса. Себестоимость тепловой энергии, полученной за счёт древесной массы, в 2-4 раза ниже, чем тепловой энергии, полученной за счет ископаемого топлива. Газ, полученный из древесины экологически более чистый, чем из угля и мазута. В условиях нашего государства приоритетность дров перед углём и торфобрикетом возрастает.
Оперативный учёт использования ТЭР на предприятии - один из главных факторов эффективности их работы. Наиболее точным и прогрессивным является учет с помощью КИП и А, которые обеспечивают регистрацию первичных показателей количества и качества всех видов энергии. Для этого вводятся журналы, в которые заносят сведения, необходимые для составления энергобаланса и технического, отчёта по эксплуатации оборудования и его состава, а также позволяющие выделить составляющую выпускаемой продукции. Установка электросчётчиков и расходомеров газа, жидкого топлива даёт возможность рассчитывать удельную теплоёмкость каждого вида продукции. Это позволяет выявлять участки, где нерационально используется энергия, эффективно применять меры по устранению их и оценивать резервы экономии ТЭР. Для обогрева производственных помещений наиболее эффективно применение инфракрасного излучателя. Для внутреннего освещения наиболее эффективными являются люминесцентные лампы, для наружного - галогеновые.
Установка окон из стеклопакетов в бытовых и вспомогательных помещениях сохраняет тепло лучше, чем стекло, также эффективно утепление стен и кровли зданий. Запыленные стёкла поглощают до 30% света.
Мероприятия по энергосбережению:
Использование отходов производства;
Организация суточного и сезонного регулирования потребления теплоты;
Внедрение автоматической системы правления освещением;
Использование вторичных тепловых энергоресурсов в системах теплоснабжения:
Уменьшение оконных проёмов в производственных помещениях;
Использование тепловой изоляции для трубопроводов;
Замена насосного оборудования на потребляющее меньше мощности;
Установка биметаллических калориферов;
Замена ламп накаливания на энергосберегающие;
Совершенствование технологии сушки;
Внедрение автоматизированных систем;
Кадровое обеспечение специалистами в области энергетики и энергосбережения;
Децентрализация систем теплоснабжения;
Установка инфракрасных излучателей для локального обогрева рабочих мест в механической мастерской;
Улучшение использования оборудования.
Лекция 1. ВВЕДЕНИЕ
Современное состояние вопроса и постановка проблемы энерго- и ресурсосбережения
Проблема снижения энергетических затрат, проблема энергосбережения становится все более актуальной в мировом аспекте. Особенно актуальна эта проблема для российской экономики, поскольку в России энергоемкость промышленного производства и социальных услуг оказывается во много раз выше общемировых показателей. Эта проблема еще более обостряется в связи с постоянным увеличением в нашей стране стоимости энергоносителей: природного газа, нефтепродуктов, электроэнергии и т.д. В себестоимости продукции в России доля энергозатрат часто становится доминирующей. В связи с этим конкурентоспособность отечественной продукции все больше зависит именно от экономного расходования энергетических ресурсов. Подавляющую часть энергоресурсов представляют в настоящее время так называемые невозобновляемые источники энергии в виде органических минеральных топлив. Это природный газ, нефть, уголь, торф и другие виды топлив.
Использование этих топлив как энергетических источников приводит и к значительным выбросам как парниковых газов, так и вредных веществ (пыли, оксидов серы и азота и т.д.). Поэтому проблема энергосбережения тесно связана с решением ряда важных экологических проблем, в том числе и глобальных.
При решении проблем энергосбережения важно определить основные стратегические подходы и методы рационального использования энергоресурсов, которые могут быть как общими для всей экономики, так и специфичными для отдельных отраслей промышленности, сельского хозяйства и социальной сферы. Среди таких наиболее общих подходов в стратегии энергосбережения можно было бы назвать применение ресурсосберегающих технологий в сфере энерготехнологических объектов, использование методов математического моделирования и оптимизации при проектировании и реконструкции предприятий различных отраслей промышленности, замену дорогостоящих энергоемких видов энергоносителей, таких как электроэнергия, кокс на более дешевые, в частности, на природный газ, все более широкое использование возобновляемых источников энергии - ветра, солнца, биомассы и др.
Несмотря на имеющуюся литературу по проблемам энергосбережения, в том числе и выпускаемые периодические журналы, все же освещение этих вопросов остается недостаточным. Это затрудняет как принятие обоснованных решений в области энергосбережения, так и обеспечение соответствующего кадрового сопровождения.
Необходимо изучить блок вопросов, связанных с законодательно-правовой базой в энергосбережении, стандартами, лицензированием, паспортизацией, энергоаудитом, нормированием и тарифообразованием на энергоносители.
В курсе дисциплины “Энерго- и ресурсосбережение” отражены основные направления экономии энергоресурсов в топливо- и электропотребляющих установках. Существенное внимание уделено освещению теоретической базы энергосбережения, напрямую связанной с рациональным использованием энергоресурсов - обобщенной теории эффективностей процессов тепломассообмена и современным методам математического моделирования этих процессов.
В курсе лекций особое внимание уделено вопросам, связанным с определением энергоёмкости продукции, с оценкой основных факторов энергоемкости, что особенно важно для решения задач снижения энергозатрат в нашей стране и приближению к мировому уровню.
Полно и на достаточно современном уровне представлены также рекомендации по энергосбережению в самых различных сферах народного хозяйства – в промышленности, сельском и коммунальном хозяйстве.
В учебном процессе основное внимание уделяется именно российским проблемам энергосбережения, которые часто являются более острыми и злободневными, чем это имеет место на Западе.
Можно полагать, что представленный конспект лекций по полноте охвата и значимости проблем заметно восполнит тот пробел, который существует в настоящее время в области литературы по энерго- и ресурсобережению. Конспект может быть использован для решения актуальных задач рационального использования и экономии энергоресурсов, а также для повышения квалификации специалистов в области энергосбережения.
Одна из особенностей современной жизни в России - это формирование определенной системы и структуры по рациональному снабжению и потреблению энергии, которую можно назвать также проблемой энергосбережения. Такая проблема была всегда, но на протяжении десятилетий она оставалась инициативной и периодически директивной. В настоящее время ситуация изменяется коренным образом.
Государственной Думой 13 марта 1996 года принят Федеральный закон N228-Ф3 “Об энергосбережении”, который ставит своей целью регулирование отношений, возникающих в процессе деятельности в области энергосбережения, в целях создания экономических и организационных условий для эффективного использования энергетических ресурсов.
Опыт освоения рыночных отношений последнее десятилетие показал, что Россия оказалась не готовой по своим показателям энергоэффективности быть достойным конкурентом в едином мировом экономическом пространстве.
В связи с этим, проблема энергосбережения стала остро актуальной в различных отраслях промышленности - определяя в немалой степени и конкурентоспособность нашей продукции, и устойчивость всей экономики.
Жизнь заставляет нас жить по правилу - расходовать как можно меньше энергии, используя ее рационально и эффективно.
За последние годы принято большое количество самых различных нормативных актов, напрямую или косвенно связанных с энергосбережением, накоплен определенный опыт, сложилось несколько конкретных направлений формирования энергосберегающей политики на региональном уровне.
Все это требует подготовки высококвалифицированных специалистов по проблемам энергосбережения, знающих законодательные и нормативные положения по рациональному использованию энергии, умеющих на практике предлагать конкретные рекомендации.
На наш взгляд, задача рационального и эффективного использования энергоресурсов в конечном счете должна стать одной из общенациональных идей, имеющей не только техническое, экономическое, но и политическое значение.
Таким образом, все более возрастающее внимание к проблемам энергосбережения вызывает необходимость изучения средств и методов решения данной проблемы, обеспечивающих исследование эффективности проводимых мероприятий, их обоснованный выбор, научный подход к анализу и оптимизации принятых решений.
Таким научным подходом является теория тепломассообменных эффективностей энерготехнологических процессов, включающая анализ органически сочетающихся тепловых и физико-химических (массообменных) процессов на базе термодинамических подходов.
В течение ряда десятилетий наша страна занимала ведущее место в мире в плане создания и применения математических моделей тепломассообменных процессов.
Особенно важны в настоящее время разработки по методам оценки энергоемкости продукции и про ведение анализа по ее снижению. В частности, российскими учеными впервые предложен сквозной (полный) энергетический анализ в рамках разработанного диссипационного метода оканчивается не только оценкой энергоемкости продукции, но, в соответствии с теорией тепломассообмена, определением глобального энергетического к.п.д. энерготехнологических процессов.
Этим проблемам уделяется все возрастающее внимание и за рубежом. Об этом свидетельствует, большой успех разработанной в Манчестере под руководством профессора Б. Линнхофа так называемая пинч-технология, направленная на оптимальное построение сложных систем теплообмена. Эта система широко внедрена в промышленности целого ряда стран. Несмотря на то, что эта методика часто имеет серьезные недостатки связанные с точностью решения.
На актуальность проблемы указывают также ежегодные международные конференции серии ECOS, регулярные международные круглые столы, Всемирный энергетический конгресс в Лас-Вегасе и так далее. Широко используются также эксергетический метод анализа энергетических потерь и другие методы, основанные на втором законе термодинамики. Этим методам также будет уделено определенное внимание в процессе обучения.
Данный курс органически сочетает представление нормативных материалов, теоретических подходов и конкретных рекомендаций по энергосбережению в отдельных отраслях производства и коммунального хозяйства. Следует все же отметить практическую невозможность ответить на все вопросы, касающиеся конкретных объектов и процессов промышленного производства в данном курсе, поэтому ряд вопросов выносится для самостоятельного изучения. Отдельные сферы производственной деятельности будем описывать достаточно схематично. Но при этом представление о наиболее общих подходах к энергосбережению на основе теории энергетического и эксергетического анализа, на базе теории обобщенных эффективностей тепломассообменных процессов постараемся рассмотреть более детально.
Из последних отечественных изданий, касающихся вопросов энергосбережения в промышленности с большим количеством справочных материалов, следует отметить справочно-методическое пособие В.Г. Лисиенко, Г.Я. Вагина, Л.В. Дудникова, Е.А. Зенютича и др. Эти материалы представляют большой интерес в области промышленности.
Все представленные в курсе материалы тесно связаны между собой единой идеологией и неразрывны по своему содержанию. Большое внимание уделено рассмотрению стратегических проблем энергопотребления, законодательно-правовой базе, методикам энергоаудита, тепломассообменного и энергетического анализа, моделирования и расчета процессов тепломассообмена и оценки показателей эффективности.
В настоящее время для большинства отечественных промышленных предприятий наиболее остро стоит вопрос повышения конкурентоспособности выпускаемой продукции. Безусловно, решение такой задачи может достигаться только на основе комплексного рассмотрения всех элементов деятельности хозяйствующего субъекта, которые включают используемые технологии, оборудование, подходы к ценообразованию, эффективность внутренних бизнес-процессов. Это лишь малая часть тех элементов, которые оказывают влияние на конкурентоспособность продукции. Тем не менее, общепризнанно, что одним из системообразующих факторов конкурентоспособности является то, насколько эффективно предприятие использует необходимые ресурсы.
Следовательно, предприятие, стремящееся обеспечить свою конкурентоспособность на рынке, должно осуществлять управление ресурсосбережением. Конечным результатом такого управления должна быть последовательная практическая реализация утвержденной хозяйствующим субъектом ресурсосберегающей политики, как одного из основополагающих внутренних нормативных документов.
При этом ресурсосбережение мы определяем как совокупность плановых и практических мер, направленных на повышение эффективности функционирования предприятия, с учетом рационального использования всех факторов производства: земля, труд, капитал, предпринимательская деятельность.
Необходимо отметить, что в украинской практике хозяйствования термин “ресурсосбережение” зачастую выступает как синоним “энергосбережения”. Объяснением этому может служить то, что энергоемкость технологических процессов в отечественной промышленности в 2,5-3,0 раза выше, чем в развитых странах мира. Около одной трети используемых энергоресурсов расходуется неэффективно из-за низкой загруженности производственных мощностей, несовершенства технологии, а также отсутствия учета и контроля расходования топлива и энергии.
Следовательно, ресурсосберегающая политика предприятия должна включать в себя реализацию комплекса мер по техническому, экономическому, финансовому и правовому аспектам рационального использования различных видов ресурсов. Значительная экономия ресурсов на промышленных предприятиях может быть достигнута путем использования энергоэффективных технологий и энергоэффективного оборудования. Возможности их внедрения определяются спецификой производства и уровнем его развития на предприятии.
Приоритетными направлениями в проведении активной ресурсосберегающей политики на предприятиях должными быть следующие:
· повышение уровня ответственности и контроля за рациональным использованием всех видов ресурсов;
· приобретение или собственная разработка и выпуск современных перспективных средств производств, отвечающих требованиям ресурсосберегающей политики;
· совершенствование и реконструкция систем теплоэнергоснабжения предприятий на основе выявления и вовлечения в технологический процесс вторичных энергоресурсов, комплексной оптимизации технологических процессов;
· осуществление технического переоснащения, обеспечивающее ориентацию на снижение себестоимости выпускаемой продукции;
· проведение энергетических обследований с целью выявления потерь и непроизводительных расходов энергоресурсов, составление энергетических балансов с разработкой энергетических паспортов, включающих данные по динамике и тенденциям изменения энергоемкости производств и оценка степени влияния выявленных факторов на энергопотребление в перспективе;
· создание и внедрение в практику планирования научно обоснованной нормативной базы расходов всех видов ресурсов;
· формирование системы ресурсоаудита, включающей весь комплекс работ, от диагностики нерационального использования ресурсов на предприятии до внедрения и реализации ресурсосберегающих проектов и мероприятий;
· внедрение безотходных или малоотходных технологий, максимальное использование вторичных ресурсов, попутных и побочных продуктов производства;
· повышение эффективности использования производственных площадей и оборудования;
· диспетчеризация и компьютеризация отдельных производств предприятия, их взаимная кооперация и интеграция.
Целесообразным является проведение данных мероприятий не только на уровне конкретного предприятия, но последовательная их реализация при непосредственном участии исполнительной власти региона, например, через разработку и утверждение соответствующих целевых программ.
Следовательно, на региональном уровне необходимо осуществить те организационно-технические мероприятия, которые не требуют значительных инвестиций (не более 5% доходной части бюджета региона) и могут быть осуществлены в кратчайшие сроки самими предприятиями (т.е. в течение 1-2 лет):
· оснащение всех предприятий сертифицированными средствами учета и контроля за использованием ресурсов, в первую очередь - топлива, электрической и тепловой энергии;
· нормирование расходов ресурсов на технологические процессы с постоянным выявлением резервов их экономии.
Одним из основных направлений программы ресурсосбережения предприятия является совершенствование и реконструкция систем теплоэнергоснабжения, комплексной оптимизации технологических процессов. Анализ теплоэнергоснабжения большинства предприятий показывает, что оно осуществляется с малой эффективностью, оборудование внутренних котельных предприятий и тепловых сетей устарело морально и физически, что приводит к нерациональному использованию топливно-энергетических ресурсов, завышенному потреблению топлива и удорожанию себестоимости продукции. Практика показывает, что на большинстве промышленных предприятий существуют большие возможности экономии топливно-энергетических ресурсов при проведении мероприятий, связанных с их модернизацией и внедрением нового энергоэффективного оборудования.
Мировой опыт показывает, что одним из путей развития малой энергетики и соответственно энергетического потенциала отдельно взятых хозяйствующих субъектов является использование высокоэффективных газотурбинных электростанций. При этом необходимо отметить, что производство таких станций уже существует в России.
Внедрение на предприятии газотурбинных электростанций (ГТЭС) характеризуются следующим преимуществами:
один из основных показателей надежности - коэффициент готовности предлагаемых ГТЭС значительно выше (~0,99), чем средний на существующих электростанциях (?0,35);
· Высокой эффективностью - значения КПД находятся на среднем мировом уровне, либо превышают его;
· Низкими выбросами СОх - на уровне 50-70 мг/нм3, позволяет существенно улучшить экологическую обстановку;
· Низкой удельной стоимостью руб./кВт - по сравнению с конкурентами;
· Большей наработкой до капремонта - 25-35 тыс. часов.
Таким образом, ресурсосберегающая политика отдельно взятого предприятия в самом общем виде может быть представлена как хронологическая последовательность реализации ряда инвестиционных проектов. Далее, первый вопрос, который возникает при формировании любого инвестиционного решения - это финансирование. При выборе правильного направления реализации планируемого проекта необходимо разработать и оценить существующие альтернативы, основными из которых являются модернизация существующих основных фондов либо приобретение новых.
В случае принятия решения о приобретении нового оборудования необходимо выбрать - закупать отечественное или импортное оборудование.
Следующий шаг - выбор подхода к сравнительной оценке этих альтернатив. Необходимо также учитывать, что, зачастую, это по своей сути экологические капиталовложения, специфика оценки которых проявляется в различиях эффектов, достигаемых в результате, в видах учитываемых эффектов и методах их определения.
Тем не менее, расчеты должны строиться на основе общепринятой методики определения экономической эффективности капиталовложений, учитывающей неравноценность одинаковых сумм поступлений и платежей, относящихся к разным периодам времени, и позволяющей сопоставить их путем дисконтирования на базе расчетной ставки.
Методика предполагает расчет критериев эффективности инвестиций, которые представляют собой следующие показатели: чистая дисконтированная стоимость NPV (Net Present Value), внутренняя норма окупаемости IRR (Internal Rate of Return), индекс прибыльности PI (Profitability Index), срок окупаемости проекта с учетом дисконтирования нарастающего потока наличности DPP (Discount Payback Period).
Для расчетов по указанной методике необходимо определить длительность расчетного периода проекта, включая подготовительный этап и время эксплуатации, и ставку дисконта.
Для определения критериев эффективности формируется поток денежных средств (cash-flow), учитывающий денежные и неденежные притоки, а также оттоки средств. Денежные - выручка, издержки, налоги; неденежные - амортизация, в ряде случаем может учитываться и экономия на издержках.
Использование этих общепризнанных методик целесообразно не только в процессе сравнения альтернативных инвестиционных проектов, но и для выявления наиболее эффективных инструментов финансирования для конкретного инвестиционного проекта с учётом экономического состояния самого предприятия.
Совершенно очевидно, что такой подход требует высокопрофессионального использования всего спектра рыночных организационно-финансовых технологий, и в первую очередь глубокой проработки форм финансирования и обоснования эффективности инвестиций в ресурсосберегающие проекты. Такой подход, в конечном итоге, способствует повышению конкурентоспособности предприятия.
Таким образом, управление ресурсосбережением на предприятии включает в себя комплекс мер, направленных на эффективное использование всех факторов производства, при этом акцент делается на энергосбережении (как наиболее актуальном направлении для отечественной промышленности) и системной проработке инструментов организации финансирования, запланированных инвестиционных мероприятий.
ремонт автомобиль слесарный механический
ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ И РАЦИОНАЛЬНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТЭР
Энергосбережение представляет собой организационную, научную, практическую, информационную деятельность государственных органов, юридических и физических лиц, направленную на снижение расхода (потерь) топливно-энергетических ресурсов в процессах их добычи, переработки, транспортировки, хранения, производства, использования и утилизации.
Согласно мировому опыту энергосбережение практически выгодно всем:
* населению оно приносит улучшение качества окружающей среды, рост реальных доходов, увеличение количества рабочих мест;
* государству - снижение капитальных и текущих затрат, расширение базы налогообложения, увеличение доходов;
* производителям - снижение себестоимости продукции, рост прибыли, загрузку производства. Это в свою очередь приводит к повышению конкурентоспособности продукции, росту заработной платы, созданию новых рабочих мест.
Как уже указывалось, экономика республики имеет большой потенциал энергосбережения. Для его реализации необходимо на предприятиях проводить следующие технические мероприятия:
* внедрять новые энергосберегающие технологии при нагреве, термообработке, сушке изделий, современные эффективные строительные и теплоизоляционные материалы;
* применять парогазовые, газотурбинные установки, мини-ТЭЦ, ГЭС;
* модернизировать котельные с заменой теплоизоляции теплопроводов;
* заменять электрокотлы на топливные для возможности использования отходов производства, сельского и лесного хозяйства;
* переводить электросушильные агрегаты, электронагревательные печи на топливоиспользующие установки;
* осуществлять дизелизацию автотранспорта, перевод его на сжиженный и сжатый природный газ;
* производить топливо из бурых углей и сланцев, метанола и технического рапсового масла.
Для реализации энергосбережения в республике приняты одноименные республиканская, областные и отраслевые научно-технические программы.
Республиканские программы разрабатываются на каждые пять лет, начиная с 2001 г., а региональные - сроком на один год. Отраслевые программы бывают как долгосрочные, так и краткосрочные сроком на один год.
Так, в соответствии с Республиканской программой энергосбережения на 2006-2010 гг. запланированы следующие прогнозные показатели экономического развития республики на этот период.
В программе указывается, что энергосбережение является одним из приоритетных направлений национальной экономической политики и одновременно элементом региональных и глобальных природоохранных процессов, требующих координации деятельности различных стран. Кроме повышения энергоэффективности экономики, снижения зависимости от импорта ТЭР, повышения уровня энергетической безопасности энергосбережение и развитие нетрадиционных и возобновляемых источников энергии являются важными путями решения экологических проблем.
Основные направления энергосбережения в промышленности
Энергосбережение в промышленном производстве заключается в совершенствовании технологии и аппаратурного оформления с целью максимального использования первичных и утилизации вторичных энергоресурсов.
Министерство промышленности республики проводит работы по энергосбережению в следующих направлениях:
* создание комплекса новых энергонасыщенных машин и механизмов с низким потреблением энергоресурсов;
* разработка новых энергосберегающих и экологически чистых технологических процессов;
* оптимизация производственных процессов энергоемких производств;
* производство комплекса приборов учета потребляемых энергоносителей;
* внедрение автоматизированных систем управления (АСУ-Энергия) для оперативного контроля и управления параметрами потребления энергоресурсов в режиме реального времени по всем производственным участкам.
В рамках реализации этих направлений в республике создан новый класс энергонасыщенных тракторов типа МТЗ 1522 мощностью 150-180 л. с. Внедрение их в сельское хозяйство позволит снизить расход топлива на единицу обрабатываемой площади на 25-30%. Магистральные седельные тягачи нового поколения МАЗ 54421 только за счет прогрессивной конструкции двигателя, шин и мостов экономят до 15% топлива.
Одним из перспективных направлений энергосбережения является внедрение на многих машиностроительных предприятиях республики низкотемпературных красок, использование которых позволяет не только резко сократить энергозатраты на сушку окрашенных поверхностей, но и существенно снизить выбросы в атмосферу паров растворителей.
Энергосбережение может быть достигнуто за счет совершенствования технологических процессов, выбора рациональных видов сырья и методов его подготовки, комплексного использования сырья, применения эффективных катализаторов, организации энерготехнологических систем и установок, применения энергосберегающего оборудования, установки приборов учета и контроля.
Перспективным направлением рационального использования энергоресурсов является организация энерготехнологических систем - агрегатов, установок, производств, в которых теплота химических реакций и физико-химических процессов используется полностью. Наиболее эффективно комбинирование крупнотоннажных установок и производств, в которых энерговыделяющие устройства сочетаются с энергопотребляющими. В этих системах низко- и высокопотенциальная теплота дымовых и технологических газов утилизируется с максимальной полнотой, в том числе с подачей выработанного пара другим потребителям.
Отличительной особенностью энерготехнологических систем является строгая сбалансированность производства и потребления энергетического пара, основанная на утилизации ВЭР, в частности теплоты экзотермических реакций.
В настоящее время в промышленности наиболее широко используются тепловые ВЭР, которые чаще всего применяют для предварительного подогрева сырьевых материалов или воздуха, поступающих в производство с помощью различных теплообменников и рекуператоров теплоты. Для утилизации теплоты высокотемпературных потоков, например дымовых газов, применяют регенераторы - камеры, заполненные насадкой из огнеупорного кирпича. При этом утилизация теплоты осуществляется за счет попеременного переключения потоков дымовых газов и дутьевого воздуха из одного регенератора в другой.
Теплота нагретых сред снимается в котлах-утилизаторах и экономайзерах, в которых производится водяной пар или нагреваются вода или воздух.
Энергию сжатых газов можно использовать для вращения турбин насосов, подающих жидкость в реактор или магистральную сеть.
Перспективна возможность использования тепловых насосов - принципиально новых энергетических устройств для обогрева помещений. Принцип действия и устройство тепловых насосов аналогичны этим характеристикам холодильных машин, но они предназначены для выработки теплоты. Теплонасосные станции отбирают теплоту низкопотенциальных источников и обогревают объекты, где требуется умеренная температура не выше 60-80 °С. Эти устройства не загрязняют окружающую среду и экономичны, так как используют незначительное количество электроэнергии.
В последнее время в различных отраслях экономики начинают широко использоваться тепловые трубы, представляющие собой устройства, передающие большие тепловые мощности при небольших перепадах температур. Они состоят из герметичной трубы, частично заполненной жидким теплоносителем, который, испаряясь у одного конца трубы, поглощает теплоту, а затем, конденсируясь у другого конца трубы, ее отдает. На этом принципе производятся теплообменники на тепловых трубах.
Большой резерв энергосбережения имеется при эксплуатации холодильных машин. По данным Международного института холода, на охлаждение, необходимое для хранения продуктов и кондиционирование воздуха, используется более 10% мирового потребления энергии.
К энергосберегающим устройствам относятся трансформаторы теплоты - это установки для повышения температуры и переноса энергии (теплоты) от низкотемпературных источников к потребителям. К ним относятся криогенные установки, холодильные машины, кондиционеры, тепловые насосы и другие аналогичные устройства. В промышленности кроме низкопотенциальных тепловых имеются и высокотемпературные ВЭР, которые эффективно можно использовать с помощью сорбционных трансформаторов теплоты. По принципу действия они могут быть адсорбционными и абсорбционными. В адсорбционных трансформаторах применяются твердые сорбенты, поглощающие вещества пористой массой, а в абсорбционных - жидкости.
Наибольшей распространенностью характеризуются абсорбционные трансформаторы. В них рабочим веществом служат двухкомпонентные (бинарные) смеси с различной температурой кипения. Рабочий агент имеет более низкую температуру кипения, а поглотитель (абсорбент) -более высокую. Температура кипения смеси в зависимости от концентрации раствора изменяется от минимальной до максимальной. Чаще всего в этих трансформаторах применяются водоаммиачные и бромисто-литиевые смеси.
Большой резерв энергосбережения представляет рационально организованная вентиляция производственных, общественных и жилых зданий, так как наибольшие потери теплоты из зданий происходят через системы принудительной вентиляции. Здесь необходимо широко использовать рециркуляцию воздуха, очистку воздуха от примесей непосредственно в помещении без выброса его в атмосферу, утилизацию теплоты вентиляционных выбросов. Энергосбережение в системах производственной вентиляции может быть достигнуто за счет:
* замены старых вентиляторов на новые, более экономичные;
* внедрения рациональных способов регулирования производительности вентиляторов (применение многоскоростных электродвигателей дает экономию электроэнергии на 20-25%);
* блокировки вентиляторов тепловых завес с устройствами открывания и закрывания ворот;
* отключения вентиляционных установок во время технологических и организационных перерывов (экономия электроэнергии до 20%);
* внедрения автоматического управления вентиляционными установками и др.
Одним из возможных путей решения проблемы отопления больших производственных зданий может быть децентрализация системы теплоснабжения по теплоносителю, воде и пару за счет внедрения газового лучистого отопления (ГЛО) и газовых воздухонагревателей. В данном случае поток лучистой энергии инфракрасного спектра нагревает поверхность пола, стен или оборудования в рабочей зоне. При этом теплота не теряется на нагревание воздуха. Системы ГЛО уже более 50 лет успешно функционируют за рубежом. В Беларуси они внедрены с большим энергосберегающим эффектом на некоторых предприятиях.
Практика работы энергетических предприятий свидетельствует о том, что рациональная организация сбора и возврата конденсата водяного пара дает экономию сотен тысяч тонн условного топлива в год.
В промышленности на освещение в среднем расходуется до 10% потребляемой энергии. Для этого используются различные источники света. Эффективность их характеризуется световой отдачей (отношением освещенности или светового потока к потребляемой мощности, лм/Вт). Наименьшей светоотдачей характеризуются лампы накаливания, у которых эффективность в два и более раз ниже, чем у остальных.
Кроме замены источников света более эффективными большое значение для энергосбережения имеют выбор способа размещения светильников, рациональное сочетание искусственного и естественного, общего и местного освещения, использование автоматических систем регулирования источников света, чистка ламп и светильников и т. п. Следует иметь в виду, что запыленные стекла окон поглощают до 30% светового потока. Регулярная очистка окон позволяет сократить продолжительность горения ламп при двухсменной работе предприятия на 15% в зимнее время и на 90% - в летнее.
Энерго-ресурсосбережение в заводской технологии – это комплексное понятие технического развития любого промышленного предприятия в направлении создания энергоэффективных, ресурсосберегающих и интенсивных технологий.
ЗАО Научно-технический центр «ЭТЭКА» осуществляет комплексный энергоменеджмент предприятий сборного железобетонаот энергоаудита (более 80 предприятий) до внедрения энергосберегающих проектов.
В настоящее время заводы сборного железобетона относятся к числу высокоэнергоёмких предприятий с годовым потреблением топлива от 8 до 20 и более тыс. тонн условного топлива в зависимости от производственной мощности (50–200 тыс.м 3 бетона в год).
Результаты энергетического обследования заводов ЖБИ, даже с относительно хорошей энергоэффективностью, позволили выявить достаточно высокие резервы энергосбережения 20–30% в технологи и 10–20% в системе хозяйственнобытового теплопотребления.
Резервы энергосбережения высокие. Чтобы снизить непроизводительные энергозатраты и повысить энергоэффективность существующего технологического оборудования достаточно перейти на энергетически нормализованную технологию с управляемыми потоками потребления и производства тепловой энергии.
Каждое предприятие должно быть введено в нормальное естественное состояние постоянного энергосбережения.
Стартовой позицией такого состояния предприятия является комлексный энергоаудит.
Два типа таких проектов предлагает НТЦ «ЭТЭКА» предприятиям после их энергетического обследования и экономического обоснования решений.
Первый тип проекта
- оптимизация энергоёмких технологических и общезаводских процессов при существующей централизованной системы теплоснабжения. Этот тип проекта экономически выгоден для заводов с растущей или стабильной производственной мощностью.
На примере Кунцевского комбината ЖБИ-9 данным проектом были решены следующие задачи:
– реконструкция и усовершенствование систем технологического теплоснабжения;
– внедрение энергоэффективных тепловых режимов и согласование производства и потребления тепловой энергии;
– автоматизация учета и потребления тепловой энергии и регистрации параметров и характеристик тепловой обработки бетона.
Результативность проекта, реализованного на заводе в 1995 г., оценивается снижением технологических энергозатрат на 20–25%.
Второй тип проекта
- энергосберегающие системы децентрализованного энергоснабжения заводских потребителей тепловой энергии.
Этот тип проекта экономически выгоден для заводов с падающей, нестабильной производственной мощностью или в случае использования стороннего поставщика тепловой энергии. В этих случаях технологические тепловые установки целесообразно переводить на автономные источники энергии с реализацией энергоэффективных автоматизированных тепловых режимов.
Объектами эффективного применения данного проекта являются московские заводы ЭЗОИС (экспериментальный завод объемных инженерных сооружений) и ЗАО «Связьстройдеталь», где осуществлено автономное теплоснабжение камер тепловой обработки изделий на основе:
– дизельных теплогенераторов – ЭЗОИС (камеры полигона);
– электротермии – ЗАО «Связьстройдеталь» (камеры цеховые).
Технологическая энергоёмкость по расходу топлива была сокращена в 2 раза.
Децентрализация систем технологического теплоснабжения – наиболее результативный путь энергосбережения.
Основная доля энергосбережения, закладываемого в энергосберегающие проекты, заключена в оптимизации технологического теплопотребления, т.е. в конструктивном, технологическом и энергетическом совершенствовании тепловых агрегатов с централизованным или автономным энергоснабжением.
Примеры:
1.
В системе централизованного традиционного пароснабжения туннельных камер целесообразно глухие паровые регистры заменить на управляемые распределители острого пара, размещаемые под вагонетками. Достигается высокий эффект энерго- и ресурсосбережения. Повышается эффективность использования энергии пара, агрегатная энергоёмкость не превышает 0,1 Гкал/м 3 , технологическая заводская мощность выработки пара сокращается почти в 2 раза, снижается агрегатная металлоёмкость, повышается надежность управления и регулирования, удобство монтажных работ и эксплуатации оборудования. Такая схема пароснабжения туннельных камер внедрена на Краснопресненском ДСК (фирма НПКП «ТТ») и внедряется на Алексинском предприятии ДОАО «КЖИ-480».
2.
Примером эффективной децентрализации технологического энергоснабжения является автономная электротермия камерная или стендовая в заводской технологии тепловой обработки бетона.
Камерная автоматизированная электротермия на основе специальных панельных нагревателей внедрена НТЦ «ЭТЭКА» более чем на 10 предприятиях за последние 5 лет. Энергоёмкость процесса в сравнении с традиционным паропрогревом по условному топливу сокращается в 2–3 раза. Энергоэффективные мягкие тепловые режимы обеспечивают требуемое качество как легкого, так и тяжелого бетона.
Показательным примером стендовой электротермии может служить технология тепловой обработки железобетонных труб, разработанная НТЦ «ЭТЭКА» для московского завода ЖБИ-23 в 1998 г. Энергоёмкость метода составляет 65 кВт.ч/м 3 , что по расходу топлива в 2,5 раза ниже, чем при использовании пара. Стоимость энергозатрат сокращается на 15–20%.
3.
Высокоэнергозатратным на заводах сборного железобетона является процесс подогрева инертных материалов в зимнее время. Нормализовать данный процесс позволяют предлагаемые НТЦ «ЭТЭКА» автоматизированные системы подогрева заполнителей на основе использования глухих регистров и импульсов острого пара с централизованной или автономной его выработкой. Такая система разработана и внедряется в настоящее время на Московском заводе ЖБИ-10.
4.
Заметное сокращение хозбытовых энергозатрат достигается при замене применяемого еще на заводах парового отопления на водяное. Это мероприятие, реализованное на АО «ЭЗОИС», позволило снизить тепловую мощность на отопление в 2 раза.
5.
Нередко, по результатам энергетического обследования, целесообразно отдельные по назначению или отдаленности помещения переводить на автономные системы отопления газовые или электрические. Объектом использования электрического автономного лучевого отопления является московское предприятие «Амба».
Организационно-финансовые механизмы создания энергоэффективного производста строительных материалов и изделий могут быть различными и решаться как на уровне предприятий, так и в рамках региональных и федеральных программ.
Есть положительный опыт реализации энергосберегающих программ и проектов на регинально-отраслевом уровне.
