Энергосбережение

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«Чувашский государственный университет им. И. Н. Ульянова»

 

 

Кафедра электроснабжения промышленных предприятий

 

Энергосбережение

 

курс лекций

 

 

Чебоксары 2005 г.

Содержание

Содержание 2

1. Факторы, влияющие на обеспечение топливно-энергетическими ресурсами России. 4

2. Структура топливно-энергетического баланса России. 4

3. Приоритеты долговременной энергетической политики. 4

4. Потенциал энергосбережения в России. 5

5. Топливно-энергетический баланс в Чувашии. 5

6. Потенциал энергосбережения в Чувашии. 5

7. Федеральный закон об энергосбережении. Основные понятия. 6

8. Федеральный закон об энергосбережении. Основные принципы энергосберегающей политики государства. 6

9. Федеральный закон об энергосбережении. Проведение энергетических обследований. 7

10. ГОСТы в области энергосбережения. ГОСТ Р 51388-99. ГОСТ Р 51379-99 и др. 7

11. Правила проведения энергетических обследований. 8

12. Приоритетные энергосберегающие технологии. 8

13. Структура потерь электроэнергии. 9

14. Пути снижения потерь электроэнергии. 10

15. Организация энергоаудита. 11

16. Этапы и порядок проведения энергоаудита. 12

17. Энергоаудит. Этап I. Расчет энергопотребления и затрат. 12

18. Энергоаудит. Этап II. Расчет энергопотоков. 12

19. Энергоаудит. Этап III. Критическое рассмотрение энергопотоков. 13

20. Энергоаудит. Этап IV. Разработка проектов (мероприятий). 13

21. Энергоаудит. Этап V. Экспертиза проектов. 13

22. Энергоаудит. Этап VI. Составление отчета по энергоаудиту. 14

23. Типовые мероприятия по экономии электроэнергии. Электрические сети внешнего электроснабжения. 14

24. Типовые мероприятия по экономии электроэнергии. Трансформаторы. 14

25. Типовые мероприятия по экономии электроэнергии. Электропечи сопротивления. 15

26. Типовые мероприятия по экономии электроэнергии. Экономия электроэнергии при выработке сжатого воздуха и других энергоносителей. 15

27. Типовые мероприятия по экономии электроэнергии. Насосные установки. 16

28. Типовые мероприятия по экономии электроэнергии. Вентиляционные установки. 16

29. Типовые мероприятия по экономии электроэнергии. Электросварочные установки. 17

30. Типовые мероприятия по экономии электроэнергии. Осветительные установки. 17

31. Типовые мероприятия по экономии электроэнергии. Снижение механических потерь в производственном оборудовании. 18

32. Типовые мероприятия по экономии электроэнергии. Электрифицированный транспорт. 18

33. Приборы для проведения энергоаудита. 19

34. Типовые объекты и работы, выполняемые при инструментальном обследовании. 20

35. Составление схем технологического процесса при проведении энергетических обследований. 21

36. Упрощенные методы экономии электроэнергии. Снижении потерь электроэнергии в электрических печах. 22

37. Упрощенные методы экономии электроэнергии. Снижение потерь электроэнергии выравниванием нагрузок по фазам в сетях 0,4 кВ. 23

38. Упрощенные методы экономии электроэнергии. Определение потерь электроэнергии при утечках сжатого воздуха. 24

39. Упрощенные методы экономии электроэнергии. Экономия электроэнергии при замене насосов с низким КПД на насосы с высоким КПД. 24

40. Упрощенные методы экономии электроэнергии. Экономия электроэнергии в результате применения двигателей с более высоким КПД. 25

41. Упрощенные методы экономии электроэнергии. Экономия электроэнергии на вентиляции помещений. 25

42. Упрощенные методы экономии электроэнергии. Экономия электроэнергии при эффективном использовании электрического освещения. 25

43. Упрощенные методы экономии электроэнергии. Экономия электроэнергии от включения под нагрузку резервной линии. 27

44. Нормирование потребления энергоресурсов. 27

Литература 30

Факторы, влияющие на обеспечение топливно-энергетическими ресурсами в России

 

Основные факторы

 

· сокращение геологоразведочных работ;

· сокращение инвестиций во всех отраслях топливно-энергетического комплекса (ТЭК);

· высокая энергоемкость ВВП;

· неплатежи и перекосы цен;

· ослабление роли государственного регулирования в топливно-энергетической сфере;

· исчерпывание дешевых энергоресурсов и трудоемкость освоения новых месторождений.

 

Структура топливно-энергетического баланса России

1 кг.у.т.=29,3 МДж 1 т.у.т.=29,3ГДж 1 т.у.т.=7 ГКал   Соотношение цен на энергоносители

Приоритеты долговременной энергетической политики

 

1. Обеспечение энергетической безопасности РФ и ее регионов.

2. Повышение эффективности использования топливно-энергетических ресурсов (ТЭР).

3. Обеспечение с помощью ТЭКа промышленного подъема и структурного реформирования страны.

 

Потенциал энергосбережения в России

Потенциал энергосбережения в России составляет 360-430 млн.т.у.т. из них по отраслям народного хозяйства: * ТЭК 120-135 млн.т.у.т. * энергоемкие отрасли промышленности 110-140 млн.т.у.т.

Потенциал энергосбережения в ЧР

 

По оценочным данным составляет 940000-1040000 т.у.т. из них по отраслям:

1. Промышленность 160000-200000 т.у.т.

2. Содержание жилого фонда 240000 т.у.т.

3. Бюджетные организации 140000 т.у.т.

4. Котельные, тепловые сети 300000-350000 т.у.т.

5. Прочие потребители 100000 т.у.т.

1 т.у.т. » 3000 руб.

 

7. Федеральный закон “Об энергосбережении”.

Основные понятия.

 

Энергосбережение - реализация правовых, организационных, научных, технических, производственных и экономических мер, направленных на эффективное использование энергетических ресурсов и на вовлечение в хозяйственный оборот возобновленных источников энергии.

Энергосберегающая политика государства - правовое организационное и финансово-экономическое регулирование деятельности в обеспечении энергосбережения.

Энергетический ресурс - носитель энергии, который используется в настоящее время или может быть использован полезно в перспективе.

Вторичный энергетический ресурс - энергетический ресурс, получаемый в виде побочного продукта основного производства или являющийся таким продуктом.

Эффективное использование энергетических ресурсов - достижение экономически оправданной эффективности использования энергетических ресурсов при существующем уровне развития техники и технологии, и соблюдении требований к охране окружающей Среды.

Показатель энергоэффективности - абсолютная или удельная величина потребления или потери энергетических ресурсов для продукции любого назначения установленной государственными стандартами.

Непроизводительный расход энергоресурсов - расход энергетических ресурсов, обусловленный несоблюдением требований установленных государственными стандартами, нарушением требований, установленных иными нормативными актами, технологическими регламентами и паспортными данными для действующего оборудования.

Возобновляемые источники энергии - энергия солнца, ветра, тепла земли, естественного движения воздушных потоков, энергия энергодвижущих в природе градиентов температур.

Альтернативные виды топлива - виды топлива (сжатый и биогаз, сжиженный газ, гене роторный газ, продукты переработки, биомасса, водо-угольное топливо и др.) использование которых сокращает или замещает потребление энергетических ресурсов более дорогих или дефицитных видов.

 

8. Федеральный закон “Об энергосбережении”. Основные принципы энергосберегающей политики государства

 

Эта политика основана на принципах:

1. Приоритет эффективного использования энергоресурсов;

2. Осуществление государственного надзора за эффективным использованием энергетических ресурсов;

3. Обязательность учета юридическими лицами производимых или расходуемых ими энергетических ресурсов, а также учета физическими лицами получаемых ими энергетических ресурсов.

4. Включение в государственные стандарты на оборудование, материалы и конструкции, транспортные средства (ТС), показатели их энергоэффективности.

5. Сертификация топливо-энергопотребляющего, энергосберегающего и диагностического оборудования, материалов, конструкций, ТС, а также энергетических ресурсов.

6. Сочетание интересов потребителей, поставщиков и производителей энергетических ресурсов.

7. Заинтересованность юридических лиц, производителей и поставщиков энергетических ресурсов в эффективном использовании энергетических ресурсов.

 

9. Федеральный закон “Об энергосбережении”. Проведение энергетических обследований организаций (ст.10)

 

Энергетическое обследование проводится в целях оценки эффективного использования энергетических ресурсов и снижение затрат потребителей на топливо и энергообеспечение.

Обязательным энергетическим обследованиям подлежат организации независимо от их организационно-правовых форм собственности если годовое потребление ими энергетических ресурсов составляет более 6000 т.у.т. или более 1000 тонн моторного топлива (бензин, соляра, сжиженный газ - на котором движется транспорт). (Обязательно 1 раз в 5 лет).

Энергетическое обследование организаций, если годовое потребление ими энергетических ресурсов составляет менее 6000 т.у.т., проводится по решению органов исполнительной власти субъектов РФ ответственных за координацию работ по эффективному использованию энергетических ресурсов.

 

Государственные стандарты в области энергосбережения.

  А – самое энергоэффективное изделие в своем классе.  

Правила проведения энергетических обследований организаций

1. Обладать правами юридического лица; 2. иметь необходимое инструментное, приборное и методическое оснащение; 3. располагать квалифицированным и аттестованным персоналом;

Приоритетные энергосберегающие технологии

2. приборное обеспечение учета и регулирования потребленных энергоресурсов; 3. модернизация отопительных котельных с использованием эффективных горелочных… 4. модернизация систем теплоснабжения и автоматизация ЦТП и ИТП, использование эффективных теплоизолирующих…

Структура потерь электроэнергии

 

Пути снижения потерь электроэнергии

 

Энергетические обследования (энергоаудит)

    Цели энергоаудита – найти реальные энергосберегающие проекты, объединить их в одну систему, т.е. составить программу…

Энергоаудит

Этап I. Расчет энергопотребления и затрат

 

Цель: сбор первичных данных и определение приоритетов будущей работы.

 

Составить топливно-энергетический баланс предприятия, куда кроме данных по потреблению ТЭР должны быть включены данные по стоимости ТЭР.

 

Этап II. Расчет энергопотоков

Цель: определение основных потребителей по видам топлива, установление основных потребителей энергии, анализ потребления каждым потребителем. Рекомендации на данном этапе: · Составление энергетических балансов потребления ТЭР по видам энергоносителя;

Этап III. Критическое рассмотрение энергопотоков

 

Цель: Обнаружить нерациональное использование энергии, места потерь и низкую эффективность преобразования энергии.

 

Рекомендации на данном этапе: Необходимо проанализировать существующие схемы энергоснабжения, при этом выяснить существуют ли лучшие способы транспортировки энергии. Необходимо разобраться в технологии.

 

Этап IV. Разработка проектов (мероприятий)

Цель: Определение всех возможных энергосберегающих проектов, объединение идей в единое целое, создание списка проектов.   Рекомендации на данном этапе: При разработка энергосберегающих проектов необходимо выяснить какие исследованы…

Этап V. Экспертиза проектов

Цель: Убедиться, что проекты могут быть реализованы и их внедрение целесообразно.   Рекомендации на данном этапе: Необходимо изучить взаимодействие проектов между собой, определить затраты на проекты,…

Этап VI. Составление отчета по энергоаудиту

Цель: Сообщить о том, что было обнаружено.   Рекомендации на данном этапе: При составлении отчета необходимо придерживаться следующих правил:

Типовые мероприятия по экономии электроэнергии

Энергоаудитор должен иметь базу типовых мероприятий и базу методик для их реализации. Уровень методического обеспечения определяет уровень энергоаудитора (в…  

Экономия электроэнергии при выработке и использовании сжатого воздуха и других энергоносителей

· Сокращение утечек сжатого воздуха. · Организация своевременного отключения компрессоров для исключения… · Снижение номинального рабочего давления компрессорной установки. Потребление сжатого воздуха с давлением выше…

Приборы для проведения энергетических обследований

1. Ультразвуковой расходомер жидкости (накладной); 2. Электрохимический газоанализатор; 3. Электроанализатор (для измерения U, I, P, Q, снятия графиков нагрузки и т.п.);

Упрощенные методы расчета экономии электроэнергии

  В цехе имеются две электропечи сопротивления.  

Снижение потерь электроэнергии выравниванием нагрузок по фазам в электрических сетях 0,4 кВ

DW=0,7*(W/100)*К τ1*(Кнер.1*DUмакс.1- Кнер.2*DUмакс.2), где   W – отпущенная электроэнергия;

Таблица 3

№ п/п	Давление, МПа	Расчетные формулы для определения α, м3/ч
	0,6	α =3,57(d+d2)
	0,5	α =3(d+d2)
	0,4	α =2,57(d+d2)
	0,3	α =2,06(d+d2)
	0,2	α =1,57(d+d2)

1МПа≈10атмосфер

 

Пример: При обследовании воздухопровода давлением 0,6 МПа обнаружены две утечки через отверстия 0,5 и 1 мм в диаметре. Определить потери электроэнергии из-за утечек, если воздухопровод находится под давлением 4000 ч/год.

α₁=3,57(0,5+0,25)=2,68 м³/ч;

α₂=3,57(1+1)=7,14 м³/ч;

DW₁=2,68*1*0,08*4000=857,6 кВт*ч;

DW₂=7,14*1*0,08*4000=2284,8 кВт*ч;

DW=DW₁+DW₂=3142,4 кВт*ч.

 

Экономия электроэнергии путем замены насосов с низким КПД на насосы с более высоким КПД

DW=((0,00272*H*Q*t)/(ηд*ηн1*ηн2))*( ηн2- ηн1), где H – напор воды, м; Q – подача насоса, м3/ч;

Экономия электроэнергии в результате применения двигателей с более высоким КПД

Равномерный график W=(Рн/η)*t – потребление Экономия DW=(Рн*t(η2-η1))/( η2*η1).  

Экономия электроэнергии при эффективном использовании электрического освещения

1. Максимальное использование естественного освещения; 2. Замена источников света на более экономичные; 3. Применение пакетного расположения светильников вместо линейного.

Нормирование потребления энергоресурсов

Определение, необходимого для нормального функционирования бюджетных организаций, уровня потребления ресурсов является эффективным энергосберегающим… Чебоксары, ЖКХ – 0,196 Гкал/год*м2  

Определение нормативов по расчетным нагрузкам

Метод основан на знании удельной плотности расчетных электрических нагрузок для данного типа зданий. Руд, кВт/м2 – известно. Nэ==Руд*Тм, кВт*ч/м2

Определение норматива потребления тепловой энергии по проектным данным

В качестве норматива для нормирования потребленной тепловой энергии принимается удельный расход тепловой энергии на отопление зданий: q,… Норматив тепловой энергии: Nт=q*z*(tin-tht), где z – продолжительность отопительного периода;

Литература

 

1. Федеральный закон РФ от 3 апреля 1996г. №28-ФЗ «Об энергосбережении».

2. Постановление Правительства РФ от 15 июня 1998г. №588.

3. Постановление Кабинета Министров ЧР от 30 декабря 1999г. №286 «О программе энергосбережения в ЧР на 2000-2005г..».

4. Постановление КМ ЧР от 31 января 2003г. №30 «О стимулировании энергосбережения в бюджетных организациях ЧР».

5. Энергетическая стратегия России на период до 2020г.

6. Федеральная целевая программа «Энергосбережение России (1998-2005г.)». Москва 1997г. Утверждена Постановлением Правительства РФ от 24 января 1998г. №80.

7. Правила проведения энергетических обследований организаций. Утверждены минтопэнерго России 25 марта 1998г.

8. ГОСТ Р 51387-99 Энергосбережение. Нормативно-методическое обеспечение. Основные положения.

9. ГОСТ Р 51541-99 Энергосбережение. Энергетическая эффективность. Состав показателей. Общие положения.

10. ГОСТ Р 51379 Энергосбережение. Энергетический паспорт промышленного потребителя топливно-энергетических ресурсов. Основные положения. Типовые формы.

11. ГОСТ Р 51380-99 Энергосбережение. Методы подтверждения соответствия показателей энергетической эффективности потребляющей продукции их нормативным значениям. Общие требования.

12. ГОСТ 27322-87 Энергобаланс промышленного предприятия. Общие требования.

13. ГОСТ Р 30166-95 Ресурсосбережение. Основные положения.

14. ГОСТ Р 30167-95 Ресурсосбережение. Порядок установления показателей ресурсосбережения в документации на продукцию.

15. Энергосберегающая технология электроснабжения народного хозяйства: в 5 кн.: практическое пособие под редакцией В.А. Веникова кн.5 «Экономия электроэнергии на промышленных предприятиях» /Т.В.Анчарова, С.И.Гамазина, В.В.Шевченко. М.: Высшая школа 1990г.

16. Железко Ю.С. «Выбор мероприятий по снижению потерь электроэнергии в сетях». Руководство для практических расчетов. М.: Энергоатомиздат 1989г.

17. Конопенко В.В., Шикин А.Я. «Экономия электроэнергии на строительстве» Учебные пособия для ПТУ М.: Высшая школа 1990г.

18. Копытов Ю.В., Чуланов Б.А. «Экономия электроэнергии в промышленности». М.: Энергия 1987г.