Способы повышения энергоэффективности на производстве
Одной из наиболее важных задач в энергетической отрасли является энергосбережение. Высокие тарифы на электрическую и тепловую энергию, большие потери энергии при ее производстве и передаче являются очень серьезными проблемами для энергетики. Также далеко не всегда на предприятиях рационально используются топливно-энергетические ресурсы. Существуют различные способы решения этих проблем, которые прежде всего будут зависеть от характера и причин их возникновения.
1. Ни для кого не секрет,что большинство предприятий работают на морально и физически устаревшем энергооборудовании. Естественно, лучшее решение данной проблемы — установка современного оборудования взамен старого. Но основным препятствием для реализации данного способа зачастую служит высокая стоимость нового оборудования. При этом существует необходимость в остановке части технологической линии или снижения объемов производства на время проведения демонтажных работ, работ по подготовке и установке нового оборудования, проведения монтажных и пусконаладочных работ. Однако следует понимать, что средства, вложенные в модернизацию, как правило, возвращаются за несколько лет (путем повышения энергоэффективности объекта), в противном же случае, они будут потрачены на постоянные ремонты. Также замена устаревшего оборудования может производиться в несколько стадий, что позволит минимизировать снижение объемов производства.
Примером повышения энергоэффективности предприятия может служить реконструкция и модернизация котельного оборудования. Реконструкция котельных на предприятиях, с установкой нового тепломеханического оборудования и более эффективных котлов, позволит снизить затраты на топливно — энергетические ресурсы. Кроме того, вовремя проведенная реконструкция и модернизация котельной улучшает качество услуг по снабжению теплом абонентов и помогает сократить величину вредных выбросов в атмосферу (увеличивается уровень экологической безопасности объекта).
2. Еще одной немаловажной проблемой в области энергетики являются значительные потери тепловой энергии при ее генерации и передаче.
Можно выделить 3 основных компонента теплоэнергетической системы:
— Первый — это котельная, где происходит непосредственное производство тепловой энергии.
— Второй— это трубопровод, участок, где происходит перемещение тепла потребителю.
— Третий компонент системы — это непосредственно отапливаемый объект.
На участке, где производится тепловая энергия, потери могут присутствовать даже тогда, когда агрегат находится в хорошем и работоспособном состоянии. Прежде всего это потери, связанные с химическим недожогом топлива. Чтобы избежать этих потерь, требуется грамотное проведение пусконаладочных работ котла (установка оптимального соотношения газ/воздух) и правильный подбор горелочного оборудования. Также следует обратить внимание на состояние изоляции оборудования в котельной, так как при нарушении целостности обмуровки котла могут возникнуть дополнительные присосы воздуха, а плохое состояние изоляции трубопроводов котельной и теплоэнергетического оборудования вызывает дополнительные потери тепловой энергии.
Практически всегда большие потери тепла присутствуют на участке транспортировки тепла непосредственно к потребителю. При грамотном проектировании и наладке теплотрассы, величина потерь составляет порядка 7 %. Если трубопровод достаточно длинный, а состояние теплоизоляции оставляет желать лучшего, то потери могут достигать 50 % и это является довольно распространенной проблемой. Добиться повышения эффективности в первую очередь необходимо за счет максимального уменьшения длины теплотрасс, путем приближения источника энергии к объекту в случаях если это возможно. Очень важное значение имеет состояние изоляции трубопроводов. Частичная или полная замена теплоизоляции трубопроводов может значительно повысить эффективность использования топливных материалов в котельной.
Необходимо также обратить внимание, что при использовании отечественных сетевых насосов почти всегда происходит перерасход электроэнергии. Данный вопрос решается путем использования преобразователей частоты, применение которых позволяет сэкономить как минимум 30% электроэнергии по сравнению с традиционными способами управления.
Последнее звено системы передачи тепла — это объект его потребления. Большие потери тепла происходят непосредственно здесь, прежде всего они связаны с неравномерностью распределения тепловой энергии по системе, а также с применением неграмотной внутренней тепловой схемы отопления. Причиной наличия и прогресса потери тепловой энергии является необеспеченность объектов теплопотребления приборами учета расхода тепла, так как в этом случае не представляется возможным анализировать количество потребляемой энергии, а следовательно и предпринимать дальнейшие действия направленные на энергосбережение. Решением данных проблем служит прежде всего внедрение на производстве наиболее рациональных тепловых схем отопления и ГВС, установка современного отопительного и теплообменного оборудования и приборов учета, использование автоматических средств регулирования отопительных систем, погодозависимое регулирование.
3. Величина потребляемого электричества в России возрастает с каждым годом. Растут тарифы снабжающих организаций для конечных потребителей. Кроме того остро стоит проблема бесперебойного снабжения предприятий энергодефицитных регионов. Внедрение когенерационных установок на предприятиях позволяет решить сразу несколько проблем и в разы повысить энергоэффективность.
Принцип работы данных установок довольно прост. Когенераторная станция (мини-ТЭЦ) позволяет использовать источник энергии (чаще всего газ) для выработки электроэнергии и теплоэнергии/энергии холода. Мини-Тэц вырабатывают электричество за счет преобразования химической энергии топлива в механическую энергию вращения вала электрогенератора, стоимость этой энергии получается значительно ниже стоимости электроэнергии забираемой из сети. В данном цикле вырабатывается большое количество тепла (тепло от работы двигателя и теплота уходящих дымовых газов), которое по себестоимости значительно дешевле, чем его выработка на котельных (если в обоих случаях используется одно и то же топливо).
КПД работы такой установки может достигать 90 процентов. В некоторых случаях возможно и целесообразно использование когенерационных установок для производства сразу трех видов энергии — тепловой, электрической и энергии холода. Также стоит отметить малые потери при транспортировке тепловой и электрической энергии по сравнению с системами централизованного тепло и электроснабжения. Огромный плюс когенерации и в том, что такую установку можно использовать совершенно автономно, благодаря постоянным и устойчивым режимам работы мини-ТЭЦ могут быть подключены к сети наряду с обычными генерирующими мощностями. Важно отметить возможность использования когенераторных станций в качестве резервных мощностей, которые могут быть активированы при перебоях в подачах электроэнергии, а также для покрытия пиковых нагрузок в жаркое и холодное время года.
4. Все большую роль в современной энергетике начинают играть альтернативные невозобновляемые источники энергии. Все чаще на различных современных предприятиях можно встретить солнечные батареи, ветрогенераторы, тепловые насосы и т. д., и это неудивительно. В связи с дефицитом существующих топливно-энергетических ресурсов, область применения альтернативных источников энергии с каждым годом будет только расширяться, а их количество увеличиваться. Одним из основных преимуществ возобновляемых источников энергии является, пожалуй, возможность значительно снизить отрицательное влияние на окружающую среду. Также немаловажным является экономическая составляющая — ведь вся эта энергия по-большому счету «бесплатная».
Главным недостатком данного направления в энергетике является зависимость от различных условий, прежде всего от погодных, что является следствием сложности прогнозирования графика выработки энергии. В связи с этим пока данное направление в энергетике развито относительно слабо, а существующие мощности в основном используются в качестве резервных. Поэтому данный вопрос требует тщательной предпроектной проработки. Проводится исследование объекта на котором планируется реализация альтернативного источника, исследуются погодные условия, приливы и отливы, ветровые нагрузки, число солнечных дней в году, тип и состояние грунта на местности и т.д. (в зависимости от того какой тип альтернативного источника планируется реализовать) — выявляются определенные закономерности, после чего оценивается экономическая целесообразность и устанавливается возможность внедрения проекта.
При заинтересованности государства, программа развития альтернативной энергетики в масштабах страны в скором будущем может значительно улучшить сложившуюся ситуацию в энергетике. За счет максимального вовлечения в работу альтернативных источников, можно достигнуть огромной экономии финансовых средств на предприятиях и в государственных учреждениях, значительно снизить выбросы вредных веществ в окружающую среду.