Типовые объекты энергоаудита: рекомендации по энергосбережению

Типовые объекты энергоаудита: рекомендации по энергосбережению

Электроснабжение предприятия. Распределительные пункты, трансформаторы

В системы электроснабжения входят понижающие трансформаторы и электрические сети напряжением 0,4 кВ или 10 кВ.

Задача энергоаудитора:

- составить баланс электропотребления как по всем подразделениям, так и по видам нагрузки;

- провести анализ электропотребления и предложить энергосберегающие мероприятия.

Действия энергоаудитора - составить схему электроснабжения предприятия (если на предприятии такой нет). Схема составляется от точки раздела с энергосистемой до энергоприемников. На схеме электроснабжения намечаются точки, в которых нужно проводить инструментальное исследование. Для составления баланса электроэнергии и получения общей картины энергопотребления проводятся обследования каждой из подстанций и наиболее крупных потребителей с использованием анализатора электропотребления и измерительных микропроцессорных клещей.

Необходимо помнить, что при составлении баланса всегда нужно сопоставлять величины, полученные суммированием по отдельным подстанциям и потребителям с общим электропотреблением, снятым со счетчиков на вводах (как правило, коммерческих). Это подтвердит корректность полученных данных и позволит убедиться, что вся основная нагрузка была учтена.

Измеряемые параметры:

- Для понижающих трансформаторов записываются показания счетчиков активной и реактивной энергии через каждый час в течение суток и показатели качества напряжения (отклонения, колебания, несимметрию и несинусоидальность) в течение суток.

- Для сетей до и выше 1000 В определяются их параметры (тип, сечение, длина, способ прокладки) и записываются графики тока в период максимума нагрузки в течение часа.

- Измеряются суточные и недельные графики напряжений, токов, активной и реактивной мощности по отдельным трансформаторам и фидерам, температуры контактов и проводников.

- Анализируется пиковая мощность, коэффициент загрузки трансформаторов и кабелей, несимметрия фаз, cosφ, нестабильность напряжения, гармонические искажения.

Возможные рекомендации по энергосбережению:

- Выравнивание графика нагрузки, более полная загрузка трансформаторов, установка фильтров, стабилизаторов и компенсаторов реактивной мощности, установка диспетчерских систем, симметрирование фаз.

- Перевод внешних и внутренних сетей на повышенное напряжение и реконструкция сетей.

- Включение под нагрузку резервных линий электропередачи.

Электропривод

Силовые процессы на предприятиях в основном осуществляются электроприводами. Для данных электроприемников необходимо определить их паспортные данные (тип, номинальное напряжение и номинальную мощность, КПД, коэффициент мощности, режим работы).

Измеряемые параметры:

- Измерения проводятся для определения фактических показателей режимов работы (коэффициентов загрузки, коэффициента включения и коэффициента мощности).

- Измеряются суточные и недельные графики напряжений, токов, активной и реактивной мощности, коэффициенты скорости вращения, крутящий момент. Измерения можно проводить путем записи графиков тока или показаний счетчиков активной и реактивной энергии в режиме максимальной нагрузки. Интервал записи 1 час. Необходимо также определить время холостого хода в течение суток.

- Анализируется пиковая мощность, cos φ, соответствие нагрузки и мощности двигателя, время холостого хода.

Возможные рекомендации по энергосбережению:

- Увеличение нагрузки рабочих машин.

- Установка двигателей соответствующей мощности, двигателей повышенной экономичности. Применение контроллеров мягкого пуска, частотно регулируемого привода, таймеров холостого хода, статических компенсаторов реактивной мощности и фильтров.

Котлы

Необходимо:

- Определить потери тепла в котельной.

- Уточнить значение вырабатываемого количества тепла.

- Определить потери тепла в сетях распределения.

- Определить количество тепла на технологию.

- Определить количество тепла на отопление.

- Определить количество тепла на ГВС.

Действия энергоаудитора - составить технологическую схему котельной и наметить точки проведения замеров и провести анализ составляющих потерь тепла:

- потери с дымовыми газами,

- потери через стенки котлов,

- потери с продувкой,

- тепло на водоподготовку,

- потери в распределительных сетях.

Потери с дымовыми газами определяются с помощью переносного анализатора дымовых газов, который определит потери в процентах к количеству сжигаемого топлива. Потери через стенки рассчитываются как сумма конвективных и излучательных потерь. Температура стенок и сводов измеряется цифровым электронным термометром.

Потери с продувкой определяются измерением количества воды, выбрасываемой при продувке, с учетом тепла в паре вторичного вскипания и периодичности продувки.

Расход тепла на водоподготовку определяется по потоку питательной воды (при помощи счетчика), температуре с учетом потерь тепла в деаэраторе.

Потери тепла в распределительной сети внутри котельной определяются по длине и диаметрам паропроводов с учетом состояния теплоизоляции.

Уточненное количество пара, вырабатываемого в котельной, определяется как разность между количеством сжигаемого газа и суммой всех потерь котельной.

Потери тепла в распределительных сетях определяются расчетным путем по длине, диаметру трубопровода, температуре теплоносителя, теплопроводности и толщине используемого теплоизоляционного материала. Физически параметры трубопроводов определяются по чертежам, если они имеются, или измерениями. Визуальным осмотром определяется состояние теплоизоляции (разрушение, проникновение влаги) и вводятся поправочные коэффициенты при расчете тепловых потерь.

Потребление тепла в системе ГВС определяется с помощью двух ультразвуковых расходомеров жидкости, устанавливаемых на прямой и обратной линии системы непосредственно у бойлеров подогрева и трех датчиков температуры для измерения температуры подаваемой холодной воды, прямой и обратной воды в системе ГВС. Датчики температуры и расходомеры подсоединяются к многоканальному накопителю данных, и показания регистрируются в течение установленного срока. По этим данным определяется количество потребляемого тепла в системе ГВС.

Разность количества тепла, вырабатываемого котельной, и количества тепла, идущего на продажу, теряемого в сетях и потребляемого в системе ГВС, есть количество тепла, потребляемое в технологии и в системе отопления. Чтобы разделить эти две величины, можно воспользоваться сезонным изменением в энергопотреблении.

Исследовать системы автоматического управления горением и режимами работы котельной.

Составить общий тепловой баланс. Измеряемые параметры и ответственные места следующие:

- Измеряются режимные параметры, состав дымовых газов в различных точках, давление в топке и тракте котла, температура воды в различных точках, температура воздуха, параметры пара, качество питательной и продувочной воды, температура наружных поверхностей по всему тракту, характеристика электропривода насосов, вентиляторов и дымососов.

- Анализируются избыток воздуха в топке; фактический КПД; состояние изоляции котлов и теплопроводов; потери тепла излучением; потери с дымовыми газами и продувочной водой; общий тепловой баланс; присосы по тракту; уровень атмосферных выбросов.

Возможные рекомендации по энергосбережению:

- Настройка режимов котла, применение автоматических регуляторов, теплоизоляция наружных поверхностей, уплотнение клапанов и тракта, забор воздуха из помещений котельной, внедрение непрерывной автоматической продувки, утилизация тепла дымовых газов и продувочной воды, модернизация электропривода насосов, вентиляторов и дымососов.

- Для котельной – оптимизация графика работы котлов.

Печи

Измеряемые параметры и ответственные места следующие:

- Для газовых печей измеряются режимные параметры, состав дымовых газов в различных точках, давление в топке и тракте печи.

- Для электрических (резистивных) печей измеряется график активной нагрузки, для индуктивных и дуговых печей – дополнительно реактивная нагрузка и параметры качества электроэнергии.

- Измеряется масса, теплоемкость, скорость или частота загрузки, температуры наружных поверхностей по всему тракту, расход и температуры охлаждающей воды на входе и выходе, характеристики электропривода вытяжных вентиляторов и дымососов.

- Анализируется избыток воздуха, КПД, состояние изоляции и потери излучением, потери с дымовыми газами, общий тепловой баланс, присосы по тракту, уровень атмосферных выбросов.

Возможные рекомендации по энергосбережению:

- Настройка топочных режимов, применение автоматических регуляторов, теплоизоляция наружных поверхностей, уплотнение заслонок и тракта, забор воздуха из помещений цеха, утилизация тепла дымовых газов, установка регенераторов и регенеративных горелок.

Дуговые сталеплавильные печи

Путями снижения удельных расходов электроэнергии в дуговых печах могут служить:

- Предварительный подогрев шихты за счет утилизируемого тепла. Для электропечей – установка фильтров и компенсаторов реактивной мощности.

- Повышение массы садки и совершенствование подготовки шихты.

- Удельные расходы электроэнергии зависят от массы садки, поэтому целесообразно перегружать печи по емкости, увеличивая массу завалки против номинальной. Возможная перегрузка печи по емкости зависит от мощности печного трансформатора, размеров ванны печи, стойкости футеровки. В зависимости от этих факторов для каждой печи должно быть выбрано оптимальное значение нагрузки.

- Шихта до ее загрузки в печь должна быть подготовлена таким образом, чтобы в процессе плавки исключалась необходимость дополнительных ―подвалок‖.

- Предварительный подогрев шихты значительно снижает удельные расходы электроэнергии, улучшает условия работы печного трансформатора за счет значительного уменьшения бросков тока.

Целесообразно предварительный нагрев шихты осуществлять за счет тепла отходящих газов от различных термических установок в случае наличия их в цехе. Снижение электрических потерь за счет:

- обеспечения оптимальных плотностей тока в элементах вторичного токопровода;

- уменьшения сопротивления электрических контактов;

- уменьшения сопротивления электродной свечи;

- изменения схемы короткой сети.

Снижение тепловых потерь за счет:

- увеличения стойкости футеровки;

- улучшения качества футеровки печи;

- окраски наружных поверхностей кожуха печи алюминиевой краской;

- изготовления конической футеровки с соответствующим изменением формы кожуха печи;

- снижения потерь тепла с охлаждающей водой;

- уменьшения потерь тепла с отходящими газами;

- уменьшения потерь тепла на излучение через окна и отверстия печи;

- оптимизации графика работы, сокращения времени и нагрузки при простое;

- оптимизации электрических и технологических режимов работы печи.

Электропечи сопротивления

Путями снижения удельных расходов электроэнергии на термообработку в печах сопротивления могут служить:

- снижение тепловых потерь и улучшение теплоизоляции печей (улучшение герметичности печей);

- повышение производительности печей (увеличение мощности печи; рациональная загрузка печи);

- уменьшение потерь на аккумуляцию тепла и применение предварительного нагрева изделий (применение легких и эффективных огнеупорных и теплоизоляционных материалов для печей периодического действия; организация непрерывного режима работы печей; сокращение массы тары; применение предварительного нагрева изделий);

- рационализация электрических и технологических режимов работы печей (автоматизация управления режимом печей; сокращение длительности технологического процесса; применение индукционного нагрева);

- сокращение расхода охлаждающей воды;

- установки регулятора;

- модернизация электропривода вытяжныx вентиляторов и дымососов.

Бойлеры, теплообменники

Измеряемые параметры и ответственные места следующие:

- Входная и выходная температуры, теплоносителей, расходы и перепады давления, наружная температура поверхности, состояние изоляции, КПД, потери тепла.

Возможные рекомендации по энергосбережению:

- Промывка теплообменника, изоляция трубопроводов и наружных поверхностей. Установка пластинчатых теплообменников.

Паровые системы

Измеряемые параметры и ответственные места следующие:

- Температура и давление пара, наличие и состояние конденсатоотводчиков, состояние изоляции, утечки, наличие воздуха и неконденсируемых газов, пролетный пар, возврат конденсата.

- Возможные рекомендации по энергосбережению

- Теплоизоляция и устранение утечек.

- Установка конденсатоотводчиков, исключение острого пара, сбор и возврат конденсатa, утилизация тепла конденсата, замена пара на воду.

Возможные проекты по рационализации системы распределения пара:

- децентрализовать тепловые завесы;

- децентрализовать горячее водоснабжение;

- изолировать трубопровод;

- перекрыть подачу пара на отопление в летнее время;

- устранить утечки;

- снизить давление пара;

- обеспечить возврат конденсата под давлением.

Системы воздухоснабжения

Действия энергоаудитора - составить схему распределения сжатого воздуха с указанием размеров линий и давления, список потребителей сжатого воздуха, временные графики работы и определить объемы потребления, места утечек сжатого воздуха и их объем (в процентах объем утечки равен отношению мощности компрессора, необходимой для поддержания давления в системе при неработающем предприятии, к средней мощности компрессора в период обычной работы) и провести исследование режимов работы компрессоров, при этом следует помнить, что потребляемая ими мощность зависит от начального давления во всасывающей линии, конечного выпускного давления и числа ступеней сжатия.

Измеряемые параметры и ответственные места следующие:

- Характеристики электропривода, загрузка компрессоров, системы регулирования давления, соответствие диаметров воздухопроводов расходу воздуха, наличие конденсата, утечки, давления у потребителя.

- Система охлаждения: расход и температура охлаждающей воды на входе и выходе, состояние градирен, объем подпитки, утечки.

Возможные рекомендации по энергосбережению состоят в сокращении расхода электроэнергии, требуемой для обеспечения предприятий сжатым воздухом, которое возможно по следующим направлениям:

- улучшение работы компрессоров в результате регулирования производительности при колебаниях расхода сжатого воздуха;

- автоматизация открытия всасывающих клапанов;

- отключение лишних компрессоров при снижении расходов сжатого воздуха;

- снижение номинального рабочего давления компрессорной установки;

- внедрение в поршневых компрессорах прямоточных клапанов;

- осуществление резонансного наддува поршневых воздушных компрессоров;

- подогрев сжатого воздуха перед пневмоприемниками;

- замена компрессоров старых конструкций на новые с более высоким КПД;

- систематический контроль за утечками сжатого воздуха на отдельных участках, систематическое устранение неплотностей в сальниках, трубопроводах, соединительной и запорной арматуре;

- отключение отдельных участков или всей сети сжатого воздуха в нерабочее время;

- замена там, где это целесообразно, сжатого воздуха другими энергоносителями;

- замена пневмоинструмента на электроинструмент;

- устранение утечек, осушение воздуха, оптимизация системы распределения воздуха;

- установка системы регулирования давления, секционирование компрессоров, межступенчатое охлаждение, ограничение расхода охлаждающей воды;

- применение тепловых насосов;

- модернизация электропривода;

- применение экономичных компрессоров.

Вентиляция, кондиционирование

Действия энергоаудиторов следующие:

- Определить из проекта здания параметры всех элементов систем вентиляции и кондиционирования и их расчетные характеристики.

- Основными характеристиками, которые должны определяться при обследовании систем вентиляции, являются: фактические коэффициенты загрузки и включения, время работы установок в течение суток, температура воздуха внутри помещения, средняя температура наружного воздуха, кратность воздухообмена.

- Расчетную нагрузку вентустановок определяют из проекта предприятия или организации. При отсутствии таких данных ее можно определить аналитическими методами, с учетом требований СНиП, наружного и внутреннего объема здания, удельной вентиляционной характеристики и температуры воздуха внутри и вне здания.

- Определить фактические режимы работы и соответствие выбранной системы кондиционирования характеристикам помещения.

Измеряемые параметры и ответственные места следующие:

- Для определения фактических режимов работы производятся замеры: размеров помещений, температуры, относительной влажности, скорости воздуха, температуры подаваемого летом и зимой воздуха, температуры наружного воздуха, воздухообмена и фильтрации воздуха.

Возможные рекомендации по энергосбережению:

- Теплоизоляция трубопроводов, теплообменников и арматуры, устранение утечек.

- Внедрение центральных и индивидуальных регуляторов, рекуперация вентиляционного тепла.

- Исключение перегрева и переохлаждения. Включение только тогда, когда в помещении находятся люди или когда идут технологические процессы. Минимизация объемов приточного и отработанного воздуха.

Сокращение расхода электроэнергии на вентиляционные установки обеспечивают следующие мероприятия:

- замена старых вентиляторов новыми, более экономичными;

- внедрение экономичных способов регулирования производительности вентиляторов;

- блокировка вентиляторов тепловых завес с устройствами открывания и закрывания ворот;

- отключение вентиляционных установок во время обеденных перерывов, пересмен и т. п.;

- устранение эксплуатационных дефектов и отклонений от проекта;

- внедрение автоматического управления вентиляционными установками.

Освещение

Измеряемые параметры и ответственные места следующие:

- Соответствие уровня освещенности категории помещения и рабочему месту; состояние окон и осветительных приборов.

Возможные рекомендации по энергосбережению:

- Максимальное использование естественного и местного освещения в сочетании с автоматическим управлением, искусственным освещением; замена ламп накаливания на экономичные типы ламп; системы регулирования; детекторы присутствия; таймеры; секционирование осветительных сетей.

- Окраска помещений в светлые тона, регулярная чистка светильников и окон.

Водоснабжение. Насосные установки

Измеряемые параметры и ответственные места следующие:

- Утечки и непроизводительные потери, соответствие качества воды технологическим требованиям.

- Характеристики электропривода насоса.

Возможные рекомендации по энергосбережению:

- Устранение утечек, применение экономичной арматуры.

- Замена на более дешевую воду (техническую, артезианскую, оборотную).

- Применение сухих градирен.

Снижение расхода электроэнергии на насосных установках достигается за счет следующих мероприятий:

- повышение КПД насосов (замена устаревших малопроизводительных насосов насосами с высоким КПД; повышение КПД насосов до паспортных значений);

- улучшение загрузки насосов и совершенствование регулирования их работы (обеспечение максимальной подачи насоса; регулирование работы насоса напорной или приемной задвижкой; изменение числа работающих насосов; изменение частоты вращения электродвигателя);

- уменьшение сопротивления трубопроводов (ликвидация резких поворотов, неисправностей задвижек, засоренностей всасывающих устройств);

- сокращение расхода и потерь воды (ликвидация утечек и бесцельного расхода воды; внедрение оборотного водоснабжения; сокращение расхода воды за счет совершенствования систем охлаждения; соблюдение установленного графиком перепада температур между прямой и обратной сетевой водой);

- модернизация электропривода насосов.

Холодильные установки

Действия аудитора - изучить параметры холодильных установок, их режимы работы и загрузку. При этом следует иметь в виду, что все холодильные установки должны работать только тогда, когда они загружены.

Измеряемые параметры и ответственные места следующие:

- характеристики электроприводов компрессоров, вентиляторов и насосов, системы регулирования температуры у потребителя, соблюдение параметров холодильного цикла (настройка дросселей), уровень жидкости в конденсаторе и испарителе;

- наличие воздуха в холодильном контуре, обмерзание холодных поверхностей, состояние теплоизоляции трубопроводов и камер, расход охлаждающей воды и температуры на входе и выходе, состояние градирен и трубопроводов оборотного цикла, величина подпитки.

Возможные рекомендации по энергосбережению:

- Устранение воздуха из хладагента и заполнение системы до нужного уровня, очистка холодных поверхностей.

- Установка систем регулирования температуры. Теплоизоляция трубопроводов и камер, установка пластиковых штор.

- Снижение расхода охлаждающей воды и величины подпитки.

- Модернизация электропривода компрессоров.

- Отключение установок, если охлаждение не нужно. Использование выделяющегося тепла. Правильный выбор числа одновременно работающих компрессоров.

Здания

Действия энергоаудитора - составить энергетический паспорт здания. Типовой энергетический паспорт здания должен включать:

- данные о геометрии и ориентации здания, его этажности и объеме, площади наружных ограждающих конструкций и пола отапливаемых помещений;

- климатические характеристики района, а также длительность отопительного периода и расчетную температуру внутреннего и наружного воздуха;

- данные о системах обеспечения микроклимата помещений и способах их регулирования;

- сведения о теплозащите здания и его энергетических характеристиках, включая приведенные сопротивления теплопередачи отдельных ограждений и здания в целом, максимальный и удельный расходы энергии на отопление здания за отопительный период и приходящийся на одни градусо-сутки;

- соответствие теплозащиты и энергетических параметров здания нормативным требованиям; данные о системе освещения здания;

- данные о системе водоснабжения здания.

Измеряемые параметры и ответственные места следующие:

- В процессе энергоаудита измеряются коэффициенты теплопередачи стен, перекрытий, оконных проемов. Замеряется площадь окон, средняя кратность воздухообмена за отопительный период, фактическая температура наружного воздуха и помещений, расходы электроэнергии, тепловой энергии, газа, горячей и холодной воды за сутки.

- Проверяется качество изоляции ограждающих конструкций, остекление, уплотнение дверных и оконных проемов.

- Комплексно исследуются системы отопления, вентиляции и кондиционирования, освещения и водоснабжения.

Возможные рекомендации по энергосбережению:

- Дополнительная изоляция стен и перекрытий, тройное и вакуумное остекление.

- Модернизация систем отопления, вентиляции и кондиционирования, освещения и водоснабжения.

- Установка интегрированных систем управления оборудованием зданий.

Источник: Энергетический менеджменти аудит: методология и стандарты, зарубежная и отечественная практика (краткое пособие, изданное в рамках проекта ПРООН/ГЭФ №00050819 «Устранение препятствий в повышении энергетической эффективности предприятий государственного сектора Беларуси»).

  • Дата публикации: 04.08.2011
  • 1174

Чтобы оставить комментарий или выставить рейтинг, нужно Войти или Зарегистрироваться