Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  


Загрузка...

Анализ основных видов тепловых ВЭР текстильной промышленности - файл Контрольная Энергосбережение Готовая в печать.doc


Анализ основных видов тепловых ВЭР текстильной промышленности
скачать (1157 kb.)

Доступные файлы (1):

Контрольная Энергосбережение Готовая в печать.doc1330kb.21.03.2009 16:27скачать

содержание
Загрузка...

Контрольная Энергосбережение Готовая в печать.doc

Реклама MarketGid:
Загрузка...
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

УО «Витебский государственный технологический университет»


КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА


по предмету: «Основы энергосбережения»


Выполнил:

студент гр. ЗА-17

шифр 051424

Тюлюкин С.В.


Проверил:

доц. Ольшанский А.И.


г. Витебск

2009 г.


Вопрос №1

Анализ основных видов тепловых ВЭР текстильной промышленности.


К основным видам тепловых вторичных энергоресурсов текстильной промышленности следует отнести конденсат глухого пара, сбросные растворы и паровоздушную смесь. Оценивая показатели качества конденсата глухого пара как, вида ВЭР следует принимать во внимание сравнительно высокий уровень его температуры (порядка 120... 150° С), высокий коэффициент теплоотдачи [порядка 10000 Вт/(м2*К)]; плотность и сравнительно низкую вязкость; отсутствие загрязняющих примесей и низкую химическую активность, что позволяет использовать для изготовления теплообменной аппаратуры и трубопроводов конструкционные стали. Совокупность всех этих показателей дает возможность утилизировать теплоту конденсата, используя простые теплообменники с небольшой поверхностью теплообмена, а следовательно, и при минималь­ных капитальных и эксплуатационных затратах. На текстильных предприятиях теплоту конденсата чаще всего применяют для нагрева технологической воды. При этом - охлаждение конденса­та производят до температуры не ниже 70...80°С, после чего возвращают конденсат на ТЭЦ или в котельную для использо­вания его в качестве питательной воды котлоагрегатов. Переохлаждение конденсата до более низких температур приводит к повышению растворимости в нем различных газов, что в ко­нечном итоге вызывает коррозию поверхностей трубопроводов и теплообменников.

Различают чистый и условно - чистый конденсат. Чистым называют конденсат, который не может быть загрязнен нагре­ваемой средой, например конденсат от сушильных машин. Чистый конденсат после утилизации его теплоты направляют непо­средственно в котельную для использования в качестве пита­тельной воды котлоагрегатов. Условно-чистым называют кон­денсат, который может быть загрязнен при наличии течи в теплообменнике, вызванной коррозией, механическими повреж­дениями, не плотностью соединений. Например, в машинах с разогревом жидкостей и растворов глухим паром получается условно - чистый конденсат. Условно чистый конденсат подвер­гают химическому анализу и в зависимости от степени его за­грязнения направляют или в котлоагрегат, или на химводоподготовку, или сбрасывают в канализацию. В последнем случае охлаждение конденсата при утилизации его теплоты следует вести не до температуры 70…80° С, а до возможно более низ­ких температур (обычно до 35 ...40°С).

Несмотря на то, что конденсат глухого пара возвращается в котельную, его все же следует отнести к видам ВЭР, так как температура и соответственно энтальпия конденсата, возвращаемого в котлоагрегат, должна быть существенно ниже темпера­туры (энтальпии) конденсата на выходе из теплоиспользующей установки. Возврат в котельную конденсата повышенных пара­метров, а тем более с наличием пролетного пара, приводит к увеличению расхода пара, требуемого для теплоснабжение теплоиспользующих установок, увеличению потерь теплоты при транспортировке конденсата, ухудшению гидравлического режима конденсатопроводов, перекачивающих насосов. При определении выхода вторичной теплоты с конденсатом энтальпию конденсата на выходе аз теплоутилизационной установки сле­дует устанавливать соответственно требуемой температуре конденсата на входе в котлоагрегат.

Горячие сбросные растворы, как вид ВЭР, характеризуются сравнительно низким уровнем температуры (порядка 40...70°С), высокой химической активностью, высоким уровнем загрязнения. Первый из перечисленных недостатков не явля­ется существенным, гак как дли сбросных растворов характерны высокие значения коэффициента теплоотдачи порядка 4000 Вт(м2*К), что позволяет, несмотря на невысокий темпера­турный напор, использовать теплоту горячих сбросных раство­ров для подогрева технологической воды с помощью небольших теплообменников. Высокая химическая активность горячих сбросных растворов требует выполнения теплообменной аппаратуры для утилизации их теплоты из коррозиестойких материа­лов, что существенно удорожает ее изготовление. Высокая сте­пень загрязнения растворов требует их фильтрации перед по­дачей в теплообменник. Конструкция теплообменника должна позволять выполнение периодической Чистки поверхности теплообмена.

Паровоздушная смесь, как вид ВЭР, по показателям каче­ства существенно уступает конденсату пара. Для отработавшего воздуха сушильных машин характерны сравнительно высокая температура порядка 60... 120°С, низкий коэффициент тепло­отдачи порядка 50 Вт/(м2*К), малая плотность, наличие при­месей, способных загрязнять поверхность теплообмена. Сово­купность этих показателей требует использования для утили­зации теплоты паровоздушной смеси сравнительно громоздких теплообменников, позволяющих очищать поверхность теплооб­мена, установки фильтров предварительной очистка воздуха от частиц волокна в других примесей. Особенностью применения теплоты паровоздушной смеси валяется то, что при ее охлаж­дении ниже точки росы на поверхности теплообмена выпадает влага, а это может привести к коррозии элементов конструк­ции. Особую сложность представляет собой использование теплоты отработавшей паровоздушной смеси карбонизационных машин, так как она сильно загрязнена продуктами карбониза­ции. Перечисленные причины объясняют то обстоятельство, что теплота отработавшей паровоздушной смеси сушильных машин в текстильной промышленности используется редко, так как требуются сравнительно большие капитальные и эксплуатационные расходы. Тем не менее утилизация теплоты паровоздушной смеси в настоящее время необходима, так как выход ВЭР этого вида соизмерим с суммарным выходом всех других видов вторичных энергоресурсов текстильной промышленности.

Источником отработавшей паровоздушной смеси являются не только сушильные машины, но и машины для влажно - тепло­вой обработки материала. Если сравнивать показатели качества, то паровоздушная смесь, выходящая из машины для влажно - тепловой обработки, имеет температуру не ниже 100ºС и значительно большее влагосодержание, чем паровоздушная смесь, выходящая из сушильных машин. Наименьшие значения содержания воздуха в отработавшей паровоздушной смеси характерны для таких машин, как восстановительные зрельники, запарные камеры. Соответственно снижение содержания воздуха при прочих равных условиях приводит к повышению энтальпии и паровоздушной смеси и коэффициента теплоотдачи от нее к поверхности теплообмена. Следовательно, показатели качества отработавшей паровоздушной смеси машин для влажно - тепловой обработки существенно выше, чем показатели качества паровоздушной смеси, получаемой от сушильных машин.


Вопрос №2

Использование теплоты конденсата «глухого» пара и теплоты паровоздушной смеси (как ВЭР).


^ Использование теплоты конденсата.

Конденсат глухого пара как вид ВЭР получается при работе машин для обработки материала в жидкости, сушильных ма­шин, машин для влажно - тепловой обработки материала.

Конденсат глухого пара, выходящий из рекуперативных теплообменников теплоиспользующих установок при нормальной работе конденсатоотводчнков, как правило, имеет давление 0,3…0,8 МПа и массовую долю пролетного пара 0.03... 0.05. Следовательно, энтальпия конденсата может составлять 580... 780 кДж/кг. Столь высокий энергетический потенциал конденсата обусловливает целесообразность создания утилизационных установок для использования теплоты данного теплоносителя. При этом экономия расхода греющего пара, поступающего на теплоснабжение теплотехнологических установок, может достигать 12… 24%.

Различают открытую и закрытую схемы сбора конденсата В открытой схеме конденсат от теплоиспользующих установок поступает в конденсатосборный бак, сообщающийся с атмосферой В связи со снижением давления конденсата образуется пар вторичного вскипания, с которым бесполезно теряется в атмосферу значительное количество теплоты. Кроме того, прямой контакт воздуха с конденсатом вследствие растворения в последнем кислорода приводит к развитию коррозии конденсатопровода.

В закрытой схеме сбора конденсата конденсатосборный бак не сообщается с атмосферой. При этом различают следующие основные варианты отвода тепла от конденсата: схема с предварительным охлаждением конденсата в рекуператоре (рис 1а) и схема с конденсатором пара вторичного вскипания (рис 1б)




Рисунок 1 – Схемы утилизации тепла конденсата:

а – схема с предварительным охлаждением конденсата: б – схема с конденсатором пара вторичного вскипания: 1- теплообменник технологической установки: 2 – конденсатоотводчик: 3 – охладитель конденсата: 4 – конденсатосборный бак: 5 – предохранительный гидрозатвор: 6 – насос: 7 – конденсатор:

Особенностью второго варианта является то, что образующийся в конденсатосборном баке пар вторичного вскипания направляется в теплообменник, где конденсируется и возвращается в бак. С точки зрения простоты изготовления и обслуживания, а также более полной утилизации теплоты пред­почтительна схема с предварительным охлаждением конденсата. Для схемы с конденсатором пара вторичного вскипания харак­терно снижение интенсивности теплообмена в конденсаторе при наличии в паре неконденсирующихся газов. Кроме того, если в конденсатосборном баке поддерживается давление, близкое к атмосферному, то при использовании схемы с конденсатором пара вторичного вскипания конденсат может охлаждаться лишь до температуры, близкой к 100° С.

Теплоту конденсата пара, получаемого от технологических установок, как правило, используют для нагрева воды, которая в дальнейшем расходуется на нужды технологии, для отопления и горячего водоснабжения.

При этом в теплоутилизационной системе обычно применяют секционные или кожухотрубные теплообменники. Конденсат как более чистый теплоноситель подается в их межтрубное пространство, нагреваемая вода – в полости труб трубного пучка.


^ Использование теплоты паровоздушной смеси.


Использование теплоты паровоздушной смеси, получаемой от теплотехнологических установок текстильной промышленности, осложнено сравнительно высокой её температурой (обычно 60…120ºС), низким коэффициентом теплоотдачи, загрязненностью частицами волокна и продуктами распада. Поэтому система утилизации теплоты паровоздушной смеси требует применения коррозиестойких материалов и покрытий, наличия сменных фильтров для

удаления примесей, использования теплообменной аппаратуры с развитой поверхностью теплообмена, доступной для очистка хотя бы со стороны паровоздушной смеси.

Теплоту отработавшей паровоздушной смеси, как правило, используют или для подогрева свежего воздуха, поступающего на вход в сушильную машину, или для подогрева воды, или для нужд вентиляции. С точки зрения увеличения .коэффициента утилизации ВЭР и компактности теплообменной аппаратуры второй вариант предпочтительнее, так как в рекуперативном теплообменнике с комбинацией теплоносителей паровоздушная смесь - вода коэффициент теплопередача при прочих равных условиях будет примерно в 2 и более раза выше, чем в рекупе­раторе с комбинацией теплоносителей паровоздушная смесь - воздух. При этом, чем больше массовая доля пара в паровоздуш­ной смеси, тем выше коэффициент теплоотдачи от нее к поверхности теплообмена, тем больше смысла использовать в качест­ве нагреваемого теплоносителя воду. Кроме того, при комбина­ции теплоносителей паровоздушная смесь - вода возможно применение в теплоутилизационной системе смесительных теп­лообменников, отличающихся компактностью, простотой изго­товления и повышенной теплопередающей способностью.

Однако практическое использование теплоты отработавшей паровоздушной смеси для подогрева воды, расходуемой на тех­нологические нужды, отопление, горячее водоснабжение, не всегда оказывается возможным. Горячая вода в таком коли­честве, в котором она может быть получена при утилизации различных видов ВЭР, в том числе и теплоты паровоздушной смеси, часто оказывается не нужна. Поэтому при утилизации вторичной теплоты приходится изыскивать другие объекты ис­пользования, в частности применять теплоту отработавшей па­ровоздушной смеси для предварительного подогрева воздуха.

В случае использования теплоты отработавшей паровоздуш­ной смеси для нагрева воды в качестве теплопередающих уст­ройств применяют рекуперативные и смесительные теплообменники.

При применении рекуператоров целесообразно наличие раз­витой поверхности теплообмена со стороны паровоздушной сме­си, чтобы площадь поверхности теплообмена была обратно про­порциональна коэффициенту теплоотдачи от соответствующего теплоносителя.

В качестве теплообменников паровоздушная смесь - вода можно попользовать калориферы КФС, КФБ, СТД и др. При этом предпочтительнее применение калориферов с пластинчаты­ми ребрами, так как спиральное оребрение быстрее засоряется и труднее поддается очистке. Если охлаждение паровоздушной смеси сопровождается выпадением влаги в теплообменнике, то поверхность теплообмена, соприкасающаяся с влагой, должна быть защищена от коррозии. Кроме того, должен быть предусмотрен отвод сконденсировавшейся влаги.

Большой интерес представляет использование дли нагрева воды теплотой отработавшей паровоздушной смесительных теплообменных аппаратов. Они особенно эффективны при большой массовой доле пара в паровоздушной смеси. Возможно применение разновидностей конструкций смесительных теплообменников.

Представляет интерес использование для подогрева воды барботажных теплообменных аппаратов, в которых паровоздушная смесь барботируется сквозь слой нагреваемой воды. Эта теплообменная аппаратура характеризуется несколько большим по сравнению с другими видами смесительных теплообменников гидравлическим сопротивлением, но в то же время и повышенной интенсивностью теплообмена, что позволяет уменьшить её массу и габаритные размеры.

Помимо преимуществ нагрев воды теплотой отработавшей паровоздушной смеси в смесительном теплообменнике имеет весьма существенный недостаток: примеси, содержащиеся в паровоздушной смеси, неизбежно попадают в нагреваемую во­ду.

С точки зрения получения горячей воды без ее загрязнений в процессе нагревания весьма заманчива комбинация смесительного и рекуперативного теплообменников. В этом случае паровоздушная смесь отдает теплоту промежуточной жидкости. Последняя в свою очередь контактирует с поверхностью рекуперативного теплообменника, по другую сторону которой дви­жется нагреваемая вода. При этом возможно использование как вынужденной, так и естественной циркуляции промежуточной жидкости. Высокая интенсивность теплообмена при смешивании паровоздушной смеси с промежуточной жидкостью и высокая интенсивность теплообмена между последней и нагреваемой в рекуператоре водой позволяют создать компактный теплообменник с повышенной теплоотдающей способностью и исключающий загрязнение воды.

Вопрос №3

Использование теплоты сбросных растворов и теплоты дымовых (топочных) газов.


^ Использование теплоты сбросных растворов.

Горячие сбросные растворы в текстильной промышленности являются видом ВЭР машин для обработки материала в жидкости. Для сбросных растворов характерно значительное содержание химически активных технологических веществ и наличие частиц волокон обрабатываемого материала. В связи с эти элементы систем утилизации теплоты сбросных растворов необходимо выполнять из коррозиестойких материалов. Кроме этого, необходимо наличие сменных фильтров для очистки растворавора перед теплообменником.

Так как сброс растворов из большинства машин для обработки материала в жидкости осуществляется периодически, в системе утилизации данного вида ВЭР необходимо наличие бака-аккумулятора, служащего накопителем раствора при его сбросе из теплоиспользующей установки и обеспечивающего постоянство расхода раствора через теплообменную аппарату системы.

В качестве нагреваемого раствором теплоносителя, как правило, используют воду. При этом в .теплообменном аппарате достигаются коэффициенты теплопередачи порядка 1000… 3000 Вт/{м2*К), что позволяет уменьшить площадь поверхности теплообмена.

Прямой контакт нагреваемого теплоносителя со сбросным раствором недопустим. Поэтому для утилизации теплоты данного вида ВЭР можно использовать только рекуперативные теплообменники.

Рекуперативный теплообменник для системы утилизации теплоты горячих сбросных растворов должен иметь такую конструкцию, которая сводила бы к минимуму образование отло­жении на поверхности теплообмена и позволяла бы производить периодическую ее чистку со стороны сбросных растворов.

В системах утилизации теплоты горячих сбросных растворов получили распространение разборные пластинчатые теплооб­менники типа ТПР, характеризующиеся компактностью и относительной простотой разборки и очистки поверхности теплообмена. Однако загрязнение поверхности теплообмена подобных рекуператоров отложениями, выпадающими из сбросных растворов, происходит сравнительно быстро. При применении реку­ператоров с трубчатой поверхностью теплообмена теплообмен­ник получается более громоздким, чем пластинчатый.

В связи с загрязнением поверхности теплообмена теплооб­менников традиционных типов вызывают интерес конструкций рекуператоров для утилизации теплоты сбросных растворов с подвижными элементами.

Из зарубежных конструкций рекуператоров для утилизации теплоты сбросных растворов с подвижными элементами пред­ставляет интерес теплообменник фирмы «Поции Леопольдо» (Италия). В цилиндрическом корпусе этого теплообменника размещается система пустотелых вращающихся дисков, в поло­сти которых подается нагреваемая вода. Сбросный раствор дви­жется в зазоре между корпусом теплообменника и дисками. Использование в рекуператоре движущихся поверхностей теп­лообмена позволяет избежать образования на них отложений и заметно увеличить коэффициент теплопередачи. Основная сложность создания подобных теплообменников заключается в обеспечении надежности уплотнительных устройств подвижны элементов.


^ Использование теплоты дымовых (топочных) газов.


Согласно общепринятому определению, топочное устройство, устройство для сжигания органического топлива с целью получения высоконагретых дымовых газов; теплота газов либо преобразуется в котловых установках в электрическую или механическую энергию, либо используется для технологических и др. целей. В общем случае топочное устройство представляет собой камеру, в которую подаётся топливо (твёрдое, жидкое, газообразное) и окислитель, обычно воздух. В топке котлоагрегатов продукты сгорания отдают свою теплоту теплоносителю (воде, пару), циркулирующему по трубам, которые размещаются на стенах камеры. В печных топках теплота дымовых газов используется в рабочем пространстве печи для тепловой обработки материалов (или изделий) либо для отопления. Для более полного использования топлива топочный процесс ведётся с избытком воздуха, то есть количество воздуха, фактически подаваемого в топку., больше теоретически необходимого для горения. Для интенсификации горения применяется обогащение воздуха кислородом. .По организации топочного процесса топки. котлоагрегатов подразделяют на 3 основные группы: слоевые, факельные и вихревые. Исторически первыми конструкциями котельных топок были топки для сжигания твёрдого топлива в слое - слоевые топки, которые длительное время являлись основными устройствами для сжигания больших количеств топлива и широко применялись для котлов с паропроизводительностью 20-30 т/ч. В конце 20-х гг. 20 в. были разработаны топки для сжигания твёрдого топлива в пылевидном состоянии в факельном процессе, что позволило с высокой надёжностью и экономичностью использовать топливо пониженного качества, значительно повысить единичную производительность котлоагрегатов. Топливо перед подачей в факельную топку очищается, измельчается и высушивается в системе пылеприготовления. Факельные топки оказались весьма удобными для сжигания газообразного и жидкого топлива, причём газообразное топливо не требует предварительной подготовки, а жидкое должно быть распылено форсунками. В 50-х гг. получили распространение вихревые (или циклонные) топки, в которых частицы твёрдого топлива (размером до нескольких десятков мм) почти полностью сгорают в камере - предтопке где создаётся газо-воздушный вихрь, факельные и вихревые топки объединяются в общий класс камерных топок; область их применения - котлоагрегаты средней и высокой паропроизводительности (до 2000 т/ч и более).

Теплота в отопительных печах частично аккумулируется поверхностями топливника, воспринимающими её, в основном, в виде лучистой (радиационной) энергии. Другая часть тепловой энергии переходит в дымовые газы, направляющиеся, под действием тяги, в атмосферу. Использование теплоты дымовых газов — задача конвективных поверхностей печей. Конвективными поверхностями называют поверхности, расположенные в газоходе и обогреваемые движущимся потоком горячих дымовых газов, которые отдают свою теплоту надтопочной части печи, в результате контакта со стенками каналов. Газоход большинства печей представляет собой разветвлённую систему кирпичных каналов, которые формируют единый газовый тракт, начинающийся в дымоотводящем проёме топливника (хайле) и завершающийся в месте присоединения массива печи к дымовой трубе. Совокупность дымооборотов, состоящая из соединённых между собой вертикальных и горизонтальных каналов, которые предназначены для аккумуляции теплоты отходящих газов, называют конвективной системой. Та часть печи, где расположена эта система, называется конвективной зоной. При конструировании конвективной зоны, стремятся к тому, чтобы тепловая энергия дымовых газов использовалась оптимально, т.е., дымообороты должны аккумулировать теплоту отходящих газов таким образом, чтобы, поступая в атмосферу, их температура несколько превышала уровень, за пределами которого наступает конденсация газов и происходит интенсивное выпадение сажи в каналах. Для максимального использования теплоты отходящих газов следует развивать площадь тепловоспринимающих поверхностей конвективной зоны печи, путём увеличения числа каналов и протяжённости пути дымовых газов.


Вопрос №4

Ценовое и тарифное регулирование в области энергосбережения.


Ключевым звеном в экономическом механизме стимулирования энер­госбережения является система тарифов на энергоносители. Общий прин­цип тарифообразования в условиях регулируемой рыночной эконо­мики заключается в соответствии тарифов на энергоносители и цен на топливо для всех категорий потребителей (промышленность, транспорт, энергетика, сельское хозяйство, коммунально-бытовой сектор) фактическим затратами на производство и транспорт всех видов энергоносителей одной стороны, система тарифов служит важным элементом системы управления энергосбережением, с другой - сред­ством государственного регулирования взаимоотношений поставщиков и потребителей энергии для реализации энергетической политики.

Тарифы, в том числе на электрическую и теп­ловую энергию, воду, газ, являются разновидностью монопольной цены, отличаются от цен на вещественную продукцию относительно боль­шей устойчивостью и более сложным дифференцированием ставок, в большей степени подвержены государственному регулированию. Тарифы, как и цены, представляют собой денежное выражение стоимости продукции и призваны возмещать сумму всех затрат предприятия на производство и продажу продукции, обеспечивая прибыль.

В Беларуси цены на энергоносители резко возросли. Сложилась по­рочная практика перекрестного субсидирования на оплату за энергоно­сители, которая не стимулирует потребителей эффективному энергоиспользованию Сутъ ее состоит в том, что промышленные предприятия при оплате за энергию вынуждены покрывать льготы, предоставленные населению и сельскому хозяйству. Сегодня жильцы оплачивают лишь 1/3 стоимости услуг по воде и теплоснабжению, 2/3 - по электроэнергии и 35% стоимости газа. В результате население не заинтересовано в учете и уменьшении расхода энергоносителей. Необоснованно высокие тарифы на энергоносители для промышленной группы потребителей приводят к тому, что многие из них создают альтернативные автономные источники энергии, уходя от перекрестного субсидирования. Усугубляется положе­ние части промышленных потребителей, использующих энергию от цен­трализованных источников. Увеличивается доля расходов на тепло в себестоимости производимой ими продукции, падает её конкурентоспо­собность при увеличении цены Структура цен толкает потребителей к нерациональному использованию .электроэнергии на цели теплоснабжения.

Таким образом, экономически необоснованные энергетические тарифы приводят к негативным последствиям государственного масштаба. Необходим отказ от перекрестного субсидирования. Система тарифов должна создавать условия для эффективного использования энергоносителей всеми категориями потребителей. В настоящее время для расчетов с потребителями в Беларуси применяются одно- и двухставочные тарифы на электроэнергию. Одноставочные тарифы служат для расчетов с населением, учреждени­ями, организациями, маломощными промышленными потребителями с присоединенной мощностью до 750 кВт, с предприятиями сельского хозяйства и электрифицированным транспортом. Размер платы опреде­ляется как произведение цены за единицу энергии на общее потребленное ее количество за данный промежуток времени:


П=Тэ*Э, (1)


где Тэ - тариф на электроэнергию, руб/кВт*ч,

Э - объем отпущенной электроэнергии, кВт*-ч.


Количество потребленной энергии учитывается по счетчикам установленным у потребителей.

Недостаток одноставочного тари­фа - экономическая незаинтерссованностъ потребителей, в выравнивании графика за счет снижения пиков нагруз­ки, что облегчило бы условия работы и улучшило экономические показатели энергосистемы Положительной же стороной этого тарифа является его простота, по­нятность абонентам и минимум измерительных приборов учета - счетчиков активной энергии.

Для расчетов с промышленными потребителями с присоединенной мощностью 750 кВт и выше применяется двухставочный тариф, состоящий из двух частей:

* основной ставки за 1 кВт мощности, участвующей в максимуме нагрузки ЭС, . ъ

* дополнительной ставки за 1 кВт*ч потреблённой энергии, как при расчетах по одноставочному тарифу.

Одно- и двухставочные тарифы, весьма грубо отражая реальный процесс энергопотребления, не позволяют устранить противоречие между заинтересованностью ЭС. продать как можно больше энергии для поу­чения наибольшей прибыли, интересами потребителей в получении энер­гии в необходимое для них время по более низкой цене и интересами государства в целом по рациональному использованию национале энергоресурсов и меньшим затратам на приобретение импортных. Развитие тарифных систем во всей мировой практике направлено на гармонизацию интересов поставщиков, потребителей энергии и государства

Принципы и функции тарифов в условиях регулируемой ры­ночной экономики:

В Республике Беларусь взят стратегический курс на создание регулируемой рыночной экономики. Так как государство обладает естественной монополией на энергоснабжение, то оно и уста­навливает тарифы на энергию. При этом основными принципами яв­ляются следующие:

• соответствие тарифов реальным затратам на получение и до­ставку ТЭР,

• учет экономических интересов производителей и потребителей энергии,

• создание условий для конкуренции между энергоснабжающими организациями, которая

способствует снижению тари­фов.

В этой связи предстоит решить три основных аспекта тариф­ной проблемы в Беларуси:

  • построить систему тарифов на энергоносители, соответству­ющую формирующимся рыночным отношениям в энерго­снабжении, с механизмом адаптации ее к их изменениям,

  • осуществлять государственное регулирование тарифов,

  • устранить практику перекрестного субсидирования и обес­печить в сфере энергоснабжения социальную защиту низкооплачиваемых слоев населения.

Регулирующая роль государства заключается в созданий конкурентной среды между производителями энергии и стиму­лировании как производителей, так и потребителей энергии на энергосбережение

Государство может установить льготные энергетические тарифы для отдельных предприятий, продукция которых пользуется спросом на внешнем рынке, тем самым повысить ее конкурентоспособность за счет снижения энергетической составляющей в себестоимости продукции

Останавливая энергетические тарифы, государство может исполь­зовать их как мощный экономический инструмент для реализации своей энергетической политиков зависимости от соотношения та­рифов и стоимости производимой энергии энергоисточники оказы­ваются конкуренте- или неконкурентоспособными на энергетичес­ком рынке. Соотношение тарифов на тепловую и электрическую энергию, их внутренняя структура влияют на развитие комбиниро­ванного производства тепловой и электрической энергии, т. е. даль­нейшее ускорение теплофикации в республике.

Дифференциация тарифов на электроэнергию по зонам графика электрической нагрузки стимулирует потребителей к снижению потреб­ления в период максимума нагрузки ЭС.




График энергопотребления и зонные тарифы на электроэнергию


Вопрос №5

Тепловые сети. Тепловая изоляция. Потери энергии при транспортировании.


^ Тепловые сети.

Тепловая сеть - это система прочно и плотно соединенных между собой участников теплопроводов, по которым теплота с помощью теплоносителей (пара или горячей воды) транспортируется от источников к тепловым потребителям.Основными элементами тепловых сетей являются трубопровод, состоящий из стальных труб, соединенных между собой с помощью сварки, изоляционная конструкция, предназначенная для защиты трубопровода от наружной коррозии и тепловых потерь, и несущая конструкция, воспринимающая вес трубопровода и усилия, возникающие при его эксплуатации. Наиболее ответственными элементами являются трубы, которые должны быть достаточно прочными и герметичными при максимальных давлениях и температурах теплоносителя, обладать низким коэффициентом температурных деформаций, малой шероховатостью внутренней поверхности, высоким термическим сопротивлением стенок, способствующим сохранению теплоты, неизменностью свойств материала при длительном воздействии высоких температур и давлений. Снабжение теплотой потребителей (систем отопления, вентиляции, горячего водоснабжения и технологических процессов) состоит из трех взаимосвязанных процессов: сообщения теплоты теплоносителю, транспорта теплоносителя и использования теплового потенциала теплоносителя. Системы теплоснабжения классифицируются по следующим основным признакам: мощности, виду источника теплоты и виду теплоносителя. По мощности системы теплоснабжения характеризуются дальностью передачи теплоты и числом потребителей. Они могут быть местными и централизованными. Местные системы теплоснабжения - это системы, в которых три основных звена объединены и находятся в одном или смежных помещениях. При этом получение теплоты и передача ее воздуху помещений объединены в одном устройстве и расположены в отапливаемых помещениях (печи). Централизованные системы, в которых от одного источника теплоты подается теплота для многих помещений. По виду источника теплоты системы централизованного теплоснабжения разделяют на районное теплоснабжение и теплофикацию. При системе районного теплоснабжения источником теплоты служит районная котельная, теплофикации-ТЭЦ. По виду теплоносителя системы теплоснабжения делятся на две группы: водяные и паровые.Теплоноситель – среда, которая передает теплоту от источника теплоты к нагревательным приборам систем отопления, вентиляции и горячего водоснабжения. Теплоноситель получает теплоту в районной котельной (или ТЭЦ) и по наружным трубопроводам, которые носят название тепловых сетей, поступает в системы отопления, вентиляции промышленных, общественных и жилых зданий. В нагревательных приборах, расположенных внутри зданий, теплоноситель отдает часть аккумулированной в нем теплоты и отводится по специальным трубопроводам обратно к источнику теплоты. В водяных системах теплоснабжения теплоносителем служит вода, а в паровых - пар. В Беларуси для городов и жилых районов используются водяные системы теплоснабжения. Пар применяется на промышленных площадках для технологических целей. Системы водяных теплопроводов могут быть однотрубными и двухтрубными(в отдельных случаях многотрубными). Наиболее распространенной является двухтрубная система теплоснабжения (по одной трубе подается горячая вода потребителю, по другой, обратной, охлажденная вода возвращается на ТЭЦ или в котельную). Различают открытую и закрытую системы теплоснабжения. В открытой системе осуществляется "непосредственный водоразбор", т.е. горячая вода из подающей сети разбирается потребителями для хозяйственных, санитарно - гигиенических нужд. При полном использовании горячей воды может быть применена однотрубная система. Для закрытой системы характерно почти полное возвращение сетевой воды на ТЭЦ (или районную котельную).


К теплоносителям систем централизованного теплоснабжения предъявляют следующие требования: санитарно- гигиенические (теплоноситель не должен ухудшать санитарные условия в закрытых помещениях - средняя температура поверхности нагревательных приборов не может превышать 70-80), технико-экономические (чтобы стоимость транспортных трубопроводов была наименьшей, масса нагревательных приборов - малой и обеспечивался минимальный расход топлива для нагрева помещений) и эксплуатационные (возможность центральной регулировки теплоотдачи систем потребления в связи с переменными температурами наружного воздуха).Направление теплопроводов выбирается по тепловой карте района с учетом материалов геодезической съемки, плана существующих и намечаемых надземных и подземных сооружений, данных о характеристике грунтов и т. д. Вопрос о выборе типа теплопровода (надземный или подземный) решается с учетом местных условий и технико-экономических обоснований.При высоком уровне грунтовых и внешних вод, густоте существующих подземных сооружений на трассе проектируемого теплопровода, сильно пересеченной оврагами и железнодорожными путями в большинстве случаев предпочтение отдается надземным теплопроводам. Они также чаще всего применяются на территории промышленных предприятий при совместной прокладке энергетических и технологических трубопроводов на общих эстакадах или высоких опорах.

В жилых районах из архитектурных соображений обычно применяется подземная кладка тепловых сетей. Стоит сказать, что надземные теплопроводные сети долговечны и ремонтопригодны, по сравнению с подземными. Поэтому желательно изыскание хотя бы частичного использования подземных теплопроводов.При выборе трассы теплопровода следует руководствоваться в первую очередь условиями надежности теплоснабжения, безопасности работы обслуживающего персонала и населения, возможностью быстрой ликвидации неполадок и аварий.В целях безопасности и надежности теплоснабжения, прокладка сетей не ведется в общих каналах с кислородопроводами, газопроводами, трубопроводами сжатого воздуха с давлением выше 1,6 МПа. При проектировании подземных теплопроводов по условиям снижения начальных затрат следует выбирать минимальное количество камер, сооружая их только в пунктах установки арматуры и приборов, нуждающихся в обслуживании. Количество требующих камер сокращается при применении сильфонных или линзовых компенсаторов, а также осевых компенсаторов с большим ходом (сдвоенных компенсаторов), естественной компенсации температурных деформаций.На не проезжей части допускаются выступающие на поверхность земли перекрытия камер и вентиляционных шахт на высоту 0,4 м. Для облегчения опорожнения (дренажа) теплопроводов, их прокладывают с уклоном к горизонту. Для защиты паропровода от попадания конденсата из конденсатопровода в период остановки паропровода или падения давления пара после конденсатоотводчиков должны устанавливаться обратные клапаны или затворы. По трассе тепловых сетей строится продольный профиль, на который наносят планировочные и существующие отметки земли, уровень стояния грунтовых вод, существующие и проектируемые подземные коммуникации, и другие сооружения пересекаемые теплопроводом, с указанием вертикальных отметок этих сооружений.

^ Тепловая изоляция.


Теплоизоляция, тепловая изоляция, термоизоляция, защита зданий, тепловых промышленных установок (или отдельных их узлов), холодильных камер, трубопроводов и прочего от нежелательного теплового обмена с окружающей средой. Так, например, в строительстве и теплоэнергетике теплоизоляция необходима для уменьшения тепловых потерь в окружающую среду, в холодильной и криогенной технике - для защиты аппаратуры от притока тепла извне. Теплоизоляция обеспечивается устройством специальных ограждений, выполняемых из теплоизоляционных материалов (в виде оболочек, покрытий и т. п.) и затрудняющих теплопередачу; сами эти теплозащитные средства также называются теплоизоляцией. При преимущественном конвективном теплообмене для теплоизоляции используют ограждения, содержащие слои материала, непроницаемого для воздуха; при лучистом теплообмене - конструкции из материалов, отражающих тепловое излучение (например, из фольги, металлизированной лавсановой плёнки); при теплопроводности (основной механизм переноса тепла) - материалы с развитой пористой структурой.

Эффективность теплоизоляции при переносе тепла теплопроводностью определяется термическим сопротивлением (R) изолирующей конструкции. Для однослойной конструкции R=d/l, где d - толщина слоя изолирующего материала, l - его коэффициент теплопроводности. Повышение эффективности теплоизоляции достигается применением высокопористых материалов и устройством многослойных конструкций с воздушными прослойками.

Задача теплоизоляции зданий - снизить потери тепла в холодный период года и обеспечить относительное постоянство температуры в помещениях в течение суток при колебаниях температуры наружного воздуха. Применяя для тепловой изоляции эффективные теплоизоляционные материалы, можно существенно уменьшить толщину и снизить массу ограждающих конструкций и таким образом сократить расход основных стройматериалов (кирпича, цемента, стали и др.) и увеличить допустимые размеры сборных элементов.

В тепловых промышленных установках (промышленных печах, котлах, автоклавах и т. п.) теплоизоляция обеспечивает значительную экономию топлива, способствует увеличению мощности тепловых агрегатов и повышению их КПД, интенсификации технологических процессов, снижению расхода основных материалов. Экономическую эффективность теплоизоляции в промышленности часто оценивают коэффициентом сбережения тепла h= (Q1 - Q2)/Q1 (где Q1 - потери тепла установкой без теплоизоляции, а Q2 - c теплоизоляцией). Теплоизоляция промышленных установок, работающих при высоких температурах, способствует также созданию нормальных санитарно-гигиенических условий труда обслуживающего персонала в горячих цехах и предотвращению производственного травматизма.


^ Теплоизоляционные материалы

Основные области применения теплоизоляционных материалов — изоляция ограждающих строительных конструкций, технологического оборудования (промышленных печей, тепловых агрегатов, холодильных камер и т. д.) и трубопроводов.От качества изоляционной конструкции теплопровода зависят не только тепловые потери, но и его долговечность. При соответствующем качестве материалов и технологии изготовления тепловая изоляция может одновременно выполнять роль антикоррозийной защиты наружной поверхности стального трубопровода. К таким материалам, относятся полиуретан и производные на его основе - полимербетон.

Основные требования к теплоизоляционным конструкциям заключается в следующем:

· низкая теплопроводность как в сухом состоянии так и в состоянии естественной влажности;

· малое водопоглощение и небольшая высота капиллярного подъема жидкой влаги;

· малая коррозионная активность;

· высокое электрическое сопротивление;

· щелочная реакция среды (pH>8,5);

· достаточная механическая прочность.

Основными требованиями для теплоизоляционных материалов паропроводов электростанций и котельных являются низкая теплопроводность и высокая термостойкость. Такие материалы обычно характеризуются большим содержанием воздушных пор и малой объемной плотностью. Последнее качество этих материалов предопределяет их повышенные гигроскопичность и водопоглощение. Одно из основных требований к теплоизоляционным материалам для подземных теплопроводов заключается в малом водопоглащении. Поэтому высокоэффективные теплоизоляционные материалы с большим содержанием воздушных пор, легко впитывающие влагу из окружающего грунта, как правило, непригодны для подземных теплопроводов. Различают жёсткие (плиты, блоки, кирпич, скорлупы, сегменты и др.), гибкие (маты, матрацы, жгуты, шнуры и др.), сыпучие (зернистые, порошкообразные) или волокнистые теплоизоляционные материалы. По виду основного сырья их подразделяют на органические, неорганические и смешанные. Органические в свою очередь делятся на органические естественные и органические искусственные. К органическим естественным материалам относятся материалы, получаемые переработкой неделовой древесины и отходов деревообработки (древесноволокнистые плиты и древесностружечные плиты), сельскохозяйственных отходов (соломит, камышит и др.), торфа (торфоплиты) и др. местного органического сырья. Эти теплоизоляционные материалы, как правило, отличаются низкой водо- и биостойкостью. Указанных недостатков лишены органические искусственные материалы. Очень перспективными материалами этой подгруппы являются пенопласты, получаемые путем вспенивания синтетических смол. Пенопласты имеют мелкие замкнутые поры и этим отличаются от поропластов – тоже вспененных пластмасс, но имеющих соединяющиеся поры и поэтому неиспользуемые в качестве теплоизоляционных материалов. В зависимости от рецептуры и характера технологического процесса изготовления пенопласты могут быть жесткими, полужесткими и эластичными с порами необходимого размера; изделиям могут быть приданы желаемые свойства (например, уменьшена горючесть). Характерная особенность большинства органических теплоизоляционных материалов — низкая огнестойкость, поэтому их применяют обычно при температурах не выше 150 °С.

Более огнестойки материалы смешанного состава (фибролит, арболит и др.), получаемые из смеси минерального вяжущего вещества и органического наполнителя (древесные стружки, опилки и т. п.).

Неорганические материалы. Представителем этой подгруппы является алюминиевая фольга (альфоль). Она применяется в виде гофрированных листов, уложенных с образованием воздушных прослоек. Достоинством этого материала является высокая отражательная способность, уменьшающая лучистый теплообмен, что особенно заметно при высоких температурах. Другими представителями подгруппы неорганических материалов являются искусственные волокна: минеральная, шлаковая и стеклянная вата. Средняя толщина минеральной ваты 6-7 мкм, средний коэффициент теплопроводности λ=0,045 Вт/(м*К). Эти материалы не горючи, не проходимы для грызунов. Они имеют малую гигроскопичность (не более 2%), но большое водопоглащение (до 600%).

Лёгкие и ячеистые бетоны (главным образом газобетон и пенобетон), пеностекло, стеклянное волокно, изделия из вспученного перлита и др.

Неорганические материалы, используемые в качестве монтажных, изготовляют на основе асбеста (асбестовые картон, бумага, войлок), смесей асбеста и минеральных вяжущих веществ (асбестодиатомовые, асбестоизвестковокремнезёмистые, асбестоцементные изделия) и на основе вспученных горных пород (вермикулита, перлита).

Для изоляции промышленного оборудования и установок, работающих при температурах выше 1000 °С (например, металлургических, нагревательных и др. печей, топок, котлов и т. д.), применяют так называемые легковесные огнеупоры, изготовляемые из огнеупорных глин или высокоогнеупорных окислов в виде штучных изделий (кирпичей, блоков различного профиля). Перспективно также использование волокнистых материалов теплоизоляции из огнеупорных волокон и минеральных вяжущих веществ (коэффициент их теплопроводности при высоких температурах в 1,5—2 раза ниже, чем у традиционных).


Таким образом, имеется большое количество теплоизоляционных материалов, из которых может осуществляться выбор в зависимости от параметров и условий эксплуатации различных установок, нуждающихся в теплозащите.


^ Потери энергии при транспортировании.


Для оценки эффективности работы любой системы, в том числе теплоэнергетической, обычно используется обобщенный физический показатель, - коэффициент полезного действия (КПД). Физический смысл КПД - отношение величины полученной полезной работы (энергии) к затраченной. Последняя, в свою очередь, представляет собой сумму полученной полезной работы (энергии) и потерь, возникающих в системных процессах. Таким образом, увеличения КПД системы (а значит и повышения ее экономичности) можно достигнуть только снижением величины непроизводительных потерь, возникающих в процессе работы. Это и является главной задачей энергосбережения.

Основной же проблемой, возникающей при решении этой задачи, является выявление наиболее крупных составляющих этих потерь и выбор оптимального технологического решения, позволяющего значительно снизить их влияние на величину КПД. Причем каждый конкретный объект (цель энергосбережения) имеет ряд характерных конструктивных особенностей и составляющие его тепловых потерь различны по величине. И всякий раз, когда речь заходит о повышении экономичности работы теплоэнергетического оборудования (например, системы отопления), перед принятием решения в пользу использования какого-нибудь технологического новшества, необходимо обязательно провести детальное обследование самой системы и выявить наиболее существенные каналы потерь энергии. Разумным решением будет использование только таких технологий, которые существенно снизят наиболее крупные непроизводительные составляющие потерь энергии в системе и при минимальных затратах значительно повысят эффективность ее работы.

^ Источники потерь.

Любую теплоэнергетическую систему с целью анализа можно условно разбить на три основные участка:

  1. участок производства тепловой энергии (котельная);

  2. участок транспортировки тепловой энергии потребителю (трубопроводы тепловых сетей);

  3. участок потребления тепловой энергии (отапливаемый объект).

Каждый из приведенных участков обладает характерными непроизводительными потерями, снижение которых и является основной функцией энергосбережения. Рассмотрим каждый участок в отдельности.

Участок производства тепловой энергии. Существующая котельная.

 Главным звеном на этом участке является котлоагрегат, функциями которого является преобразование химической энергии топлива в тепловую и передача этой энергии теплоносителю. В котлоагрегате происходит ряд физико-химических процессов, каждый из которых имеет свой КПД. И любой котлоагрегат, каким бы совершенным он не был, обязательно теряет часть энергии топлива в этих процессах. Упрощенно схема этих процессов изображена на рисунке.





На участке производства тепловой энергии при нормальной работе котлоагрегата всегда существуют три вида основных потерь: с недожогом топлива и уходящими газами (обычно не более18%), потери энергии через обмуровку котла (не более 4%) и потери с продувкой и на собственные нужды котельной (около 3%). Указанные цифры тепловых потерь приблизительно близки для нормального не нового отечественного котла (с КПД около 75%). Более совершенные современные котлоагрегаты имеют реальный КПД около 80-85% и стандартные эти потери у них ниже. Однако они могут дополнительно возрастать:

  • Если своевременно и качественно не проведена режимная наладка котлоагрегата с инвентаризацией вредных выбросов, потери с недожогом газа могут увеличиваться на 6-8 %;

  • Диаметр сопел горелок, установленных на котлоагрегате средней мощности обычно не пересчитывается под реальную нагрузку котла. Однако подключенная к котлу нагрузка отличается от той, на которую рассчитана горелка. Это несоответствие всегда приводит к снижению теплоотдачи от факелов к поверхностям нагрева и возрастанию на 2-5% потерь с химическим недожогом топлива и уходящими газами;

  • Если чистка поверхностей котлоагрегатов производится, как правило, один раз в 2-3 года, это снижает КПД котла с загрязненными поверхностями на 4-5% за счет увеличения на эту величину потерь с уходящими газами. Кроме того, недостаточная эффективность работы системы химводоочистки (ХВО) приводит к появлению химических отложений (накипи) на внутренних поверхностях котлоагрегата значительно снижающих эффективность его работы.

  • Если котел не оборудован полным комплектом средств контроля и регулирования (паромерами, теплосчетчиками, системами регулирования процесса горения и тепловой нагрузки) или если средства регулирования котлоагрегата настроены неоптимально, то это в среднем дополнительно снижает его КПД на 5%.

  • При нарушении целостности обмуровки котла возникают дополнительные присосы воздуха в топку, что увеличивает потери с недожогом и уходящими газами на 2-5%

  • Использование современного насосного оборудования в котельной позволяет в два-три раза снизить затраты электроэнергии на собственные нужды котельной и снизить затраты на их ремонт и обслуживание.

  • На каждый цикл "Пуск-останов" котлоагрегата тратится значительное количество топлива. Идеальный вариант эксплуатации котельной - ее непрерывная работа в диапазоне мощностей, определенном режимной картой. Использование надежной запорной арматуры, высококачественной автоматики и регулирующих устройств позволяет минимизировать потери, возникающие из-за колебаний мощности и возникновения нештатных ситуаций в котельной.

Перечисленные выше источники возникновения дополнительных потерь энергии в котельной не являются явными и прозрачными для их выявления. Например, одна из основных составляющих этих потерь - потери с недожогом, могут быть определены только с помощью химического анализа состава уходящих газов. В то же время увеличение этой составляющей может быть вызвано целым рядом причин: не соблюдается правильное соотношение смеси топливо-воздух, имеются неконтролируемые присосы воздуха в топку котла, горелочное устройство работает в неоптимальном режиме др.

Таким образом, постоянные неявные дополнительные потери только при производстве тепла в котельной могут достигать величины 20-25%!

Потери тепла на участке его транспортировки к потребителю. Существующие трубопроводы теплосетей.

Обычно тепловая энергия, переданная в котельной теплоносителю, поступает в теплотрассу и следует на объекты потребителей. Величина КПД данного участка обычно определяется следующим:

  • КПД сетевых насосов, обеспечивающих движение теплоносителя по теплотрассе;

  • потерями тепловой энергии по длине теплотрасс, связанными со способом укладки и изоляции трубопроводов;

  • потерями тепловой энергии, связанными с правильностью распределения тепла между объектами-потребителями, т.н. гидравлической настроенностью теплотрассы;

  • периодически возникающими во время аварийных и нештатных ситуаций утечками теплоносителя.

При разумно спроектированной и гидравлически налаженной системе теплотрасс, удаление конечного потребителя от участка производства энергии редко составляет больше 1,5-2 км и общая величина потерь обычно не превышает 5-7%. Однако:

  • использование отечественных мощных сетевых насосов с низким КПД практически всегда приводит к значительным непроизводительным перерасходам электроэнергии.

  • при большой протяженности трубопроводов теплотрасс значительное влияние на величину тепловых потерь приобретает качество тепловой изоляции теплотрасс.

  • гидравлическая налаженность теплотрассы является основополагающим фактором, определяющим экономичность ее работы. Подключенные к теплотрассе объекты теплопотребления должны быть правильно шайбированы таким образом, чтобы тепло распределялось по ним равномерно. В противном случае тепловая энергия перестает эффективно использоваться на объектах потребления и возникает ситуация с возвращением части тепловой энергии по обратному трубопроводу на котельную. Помимо снижения КПД котлоагрегатов это вызывает ухудшение качества отопления в наиболее отдаленных по ходу теплосети зданиях.

  • если вода для систем горячего водоснабжения (ГВС) подогревается на расстоянии от объекта потребления, то трубопроводы трасс ГВС обязательно должны быть выполнены по циркуляционной схеме. Присутствие тупиковой схемы ГВС фактически означает, что около 35-45% тепловой энергии, идущей на нужды ГВС, затрачивается впустую.

Обычно потери тепловой энергии в теплотрассах не должны превышать 5-7%. Но фактически они могут достигать величины в 25% и выше.


Задача №5

Конденсат «глухого» пара от теплотехнологических аппаратов, ис­пользующих водяной пар как теплоноситель в количестве Мк (т/ч), посту­пает в закрытый теплоизолированный конденсатосборный бак с темпера­турой t1',°С. Возврат конденсата в котельную производится с температурой t1" = 80°С. Определить возможный выход ВЭР от утилизация тепла конден­сата в утилизационном водоводяном теплообменнике для подогрева воды. Температура воды на входе в теплообменник - утилизатор t2',°С, на выходе t2" ,°С, коэффициент теплопередачи К (Вт/м2*град). Рассчитать экономию условного топлива от использования ВЭР, если КПД, учитывающий поте­ри тепла теплообменником и на тракте между источникам ВЭР и потреби­телем, равен ηут = 0,92, действительный фонд времени работы основного оборудования τ (ч), коэффициент несоответствия режима и числа часов работы основного и утилизационного оборудования равен β.

Определить также массовый расход горячей воды, поверхность нагрева водаводяного теплообменника – утилизатора, заводскую эффективность использования тепла ВЭР (прирост чистой прибыли за счет экономии условного топлива ) и срок окупаемости капиталовложений. Теплоемкость воды cр = 4,19 (кДж/кг*град). Капитальные вложения в установку, включая затраты на проектные, строительные работы, оборудование и монтажные работы Куст (у.е.), нормативный коэффициент капиталовложений Ен = 0,15, годовые эксплуатационные расходы (издержки) Суст (у.е.).


Дано: Решение:

τ = 6100 ч 1. Возможный выход ВЭР от утилизация тепла конден­сата

Мк = 70 т/ч = 70000 кг/ч в утилизационном теплообменнике определяется по формуле:

t1' = 120 °С (кДж),

t2' = 17 °С где Q – возможный выход ВЭР (кДж),

t2" = 50 °С cр – теплоемкости смеси, (кДж/кг*град),

К = 420 Вт/м2*град β – коэффициент несоответствия режима и числа часов,

β = 0,8 работы утилизационной установки и основного оборудования

Куст = 250000 у.е. η – КПД утилизационной установки,

Суст = 50000 у.е.



τ – действительный фонд времени работы основного оборудования (ч),

Мк количество теплоносителя (кг/ч)


= 70000 * 4,19 * (120 – 80) * 0,8 * 0,92 * 6100 = 5,2672 *1010 кДж


2. Экономия условного топлива от использования ВЭР определяется:


ΔЭ = Ву.т. * ву.т. (у.е.) =

= = 1,798 * 106 (кг)

где Q – возможный выход ВЭР в (кДж); ву.т. = 45 у.е./т – цена 1т. условного топлива


ΔЭ = Ву.т. * ву.т. = 1,798 * 103 * 45 = 80910 у.е.

3. Заводская эффективность использования тепла ВЭР определяется:


Пзат = Енустуст,

где: Куст – капиталовложения в утилизационную установку ВЭР (у.е.)

Суст – годовые эксплуатационные расходы (у.е.)

Ен = 0,15 – годовые эксплуатационные расходы (у.е.)


Пзат = Енустуст = 0,15*250000 + 50000 = 87500 у.е.


4. Срок окупаемости капиталовложений определяется:

Т = = = 8 лет


5. Массовый расход горячей воды определяется из уравнения теплового баланса теплообменника-утилизатора:



= 10,8*106 кДж/ч = 3*106 Дж/с

= = 7,81 *104 кг/ч


6. Поверхность нагрева теплообменника находится из уравнения теплопередачи:


(кВт)


Поверхность нагрева теплообменника:


F =

где К - коэффициент теплопередачи,

,


Противоток


, - больший и меньший перепад температур теплоносителей.


°С

°С

= 66 °С

F = = = 1,082 *105 м2


Ответ: Возможный выход ВЭР от утилизация тепла конден­сата: Q = 5,2672 *1010 кДж

Экономия условного топлива от использования ВЭР: ΔЭ = 80910 у.е

Заводская эффективность использования тепла ВЭР: Пзат =87500 у.е.

Срок окупаемости капиталовложений: Т = 8 лет

Массовый расход горячей воды: Мв = 7,81 *104 кг/ч

Поверхность нагрева теплообменника: F = 1,082 *105 м2.


Литература:


  1. Поспелов Т.Г. Основы энергосбережения. – Мн.: «Технопринт», 2000. 353с.

  2. Основы энергосбережения: Методические указания/ А.И. Ольшанский –

Витебск, УО ВГТУ, 2003г. – 65с.

  1. Теплоиспользующие установки в текстильной промышленности: Учеб. Пособие/Е.А. Ганин, С.Д. Корнеев, И.П. Корнюхин – М.: Легпромбытиздат, 1989. – 390с.









Скачать файл (1157 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации
Рейтинг@Mail.ru