Контрольная работы по "Основам энергосбережения и энергетическому менеджменту"
Министерство образования Республики Беларусь
УО «Витебский государственный технологический университет»
заочный факультет
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 1
по дисциплине:
ОСНОВЫ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ МЕНЕДЖМЕНТ
Витебск
2011
СОДЕРЖАНИЕ:
- Горячая вода, водяной пар, дымовые газы и воздух как теплоносители. Преимущества и недостатки. - 3
- Анализ основных видов тепловых вторичных энергетических ресурсов (ВЭР) текстильной промышленности. - 5
- Энергетические аудиты и обследование промышленных предприятий. - 9
- Экологические эффекты энергосбережения.
- 13
- Структура и функции энергетического мене
джмента. - 16
- Решение Задачи - 22
- Литература - 24
Горячая вода, водяной пар, дымовые газы и воздух как теплоносители. Преимущества и недостатки.
Теплоносителем называют вещество, служащее для доставки теплоты от источника к потребителю. Таким образом, доставка теплоты неразрывно связана с переносом массы самого теплоносителя, а для осуществления подвода и отвода теплоты необходимы, по крайней мере, два теплообменника.
К веществам, используемым в качестве теплоносителей, предъявляют ряд специфических требований. Теплоноситель должен быть удобен для транспортировки от источника тепловой энергии к потребителю. С этой точки зрения наиболее подходят жидкие и газообразные теплоносители, которые можно транспортировать по трубопроводам. Теплоноситель должен также иметь минимальную вязкость. Выполнение этого требования совместно с выполнением требования максимальной плотности позволяет добиться минимальных гидравлических потерь при движении теплоносителя и, следовательно снизить затраты энергии на его транспортировку.
В процессе подвода и отвода теплоты должны быть обеспечены максимальные значения коэффициента теплоотдачи. Теплоноситель должен позволять производить доставку теплоты на необходимом температурном уровне, регулировать уровень температуры. Рабочее давление теплоносителя по возможности должно быть близко к атмосферному. Теплоноситель должен быть термостойким (не разлагаться при рабочих температурах), иметь низкую химическую активность, должен быть нетоксичен, сравнительно дешевым и доступным.
Ни одно из известных веществ не может в полной мере удовлетворить всем перечисленным требованиям. Поэтому при выборе теплоносителя надо исходить из того, что он должен отвечать самым необходимым требованиям.
К основным теплоносителям относятся следующие вещества.
Вода широко используется в качестве теплоносителя, особенно для отопления. К преимуществам воды как теплоносителя следует отнести ее высокую плотность, удельную теплоемкость, сравнительно низкую вязкость, высокие значения коэффициента теплоотдачи, низкую химическую активность, нетоксичность, дешевизну и доступность, возможность регулирования уровня температуры. Недостатком воды является ограниченный верхний уровень температуры. Подогрев воды осуществляется в специальных водогрейных котлах, в нагревательных установках, ТЭЦ и котельных. Горячую воду, как правило, транспортируют по трубопроводам на расстояния до 20 км. При этом снижение температуры воды в хорошо теплоизолированном трубопроводе не превышает 1°С на 1 км.
Водяной пар - самый распространенный теплоноситель для производственных целей. Его преимуществами являются высокая теплота парообразования, высокие значения коэффициента теплоотдачи при кипении воды и при конденсации пара, возможность поддержания постоянного режима теплоиспользующего оборудования благодаря постоянству температуры при конденсации, нетоксичность, доступность. Водяной пар имеет сравнительно невысокую вязкость и приемлемую плотность. Основным его недостатком является ограниченный верхний предел температуры. Для повышения температуры насыщенного пара необходимо значительно повышать давление. Подача перегретого пара в рекуперативные теплообменники нецелесообразна, так как теплота перегрева мала по сравнению с теплотой парообразования. Так как давление пара, полученного в парогенераторах, обычно выше, пар дросселируют до необходимого давления и лишь после этого направляют в паропровод. Транспортировку пара осуществляют, как правило, на расстояния до 5 км.
Топочные газы используют в качестве греющего теплоносителя в большинстве случаев на месте их получения для непосредственного нагревания материалов и изделий, качество которых не зависит от загрязнения продуктами сгорания. Преимуществом топочных газов является возможность их получения непосредственно у аппаратов, теплоснабжение которых они обеспечивают. При этом отпадает необходимость в теплотрассе, промежуточных теплообменниках, уменьшается металлоемкость теплоиспользующего оборудования. Применение топочных газов позволяет достичь любого практически необходимого уровня температуры и тем самым повысить производительность теплотехнологических установок. К недостаткам топочных газов следует отнести их низкую плотность и теплоемкость, низкие значения коэффициента теплоотдачи, способность загрязнять поверхность теплообмена, пожароопасность, токсичность.
Горячий воздух в технологии текстильного производства используют для сушки материалов, где он служит для доставки теплоты к материалу и уноса испарившейся влаги. К преимуществам горячего воздуха относятся его нетоксичность и доступность. Недостатками воздуха как теплоносителя являются низкие плотность и удельная теплоемкость, низкие значения коэффициента теплоотдачи. Перечисленные недостатки затрудняют процесс теплообмена, а также ограничивают расстояние возможной транспортировки воздуха.
Анализ основных видов тепловых вторичных энергетических ресурсов (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.
Энергетические аудиты и обследование промышленных предприятий.
Энергетический аудит
— это комплексное
Цель энергоаудита —
оценить эффективность
Результатом работ по энергоаудиту является информационный продукт, оформленный в виде технического отчета. Предоставленный Заказчику отчет в общем случае содержит:
- краткое
описание существующего
- перечень и технические характеристики энергооборудования;
- указания о проведенных (в процессе выполнения энергоаудита) экзаменах и применяемых методиках;
- характеристику
работы существующих систем
- анализ
существующего положения с
- рекомендации
с описанием предлагаемых мер,
которые при необходимости
- результаты расчетов (аналогичные расчетам для существующей системы) с учетом внедрения предложенных мероприятий;
- сравнительные
характеристики работы
- список
ссылочных документов и
Рис.1 Схема проведения энергетического аудита.
Возможности энергетического
аудита — правильное определение
стратегии и тактики
Методология энергетического аудита — краткая экспертиза состояния энергопотребления, энергосбережения и финансовой устойчивости предприятия, описание исходных данных и результатов измерений, разработка мероприятий энергосбережения с определением эффективности их внедрения, расчёт экономии и сроков окупаемости, исследование влияния предлагаемых мероприятий на себестоимость продукции и окружающую среду, выводы о целесообразности их внедрения.
Энергетический аудит
позволяет найти правильный путь
экономии энергоресурсов, выявить первоочередные,
малозатратные мероприятия и
разработать перспективу
Целью энергетического аудита является получение простой, но исчерпывающей информации о ситуации с общим потоком энергии в пределах границ исследуемой системы, которая может быть, например, промышленным предприятием или технологической линией. Это помогает пониманию функционирования системы, раскрывает взаимосвязи и позволяет определить ее характеристики. Без информации, полученной в процессе энергетического аудита, энергетический менеджер работает с закрытыми глазами и склонен к принятию неустойчивых, плохо постижимых и неоптимальных решений.
Энергетический аудит приемлем для исследования любого вида деятельности, в котором происходит потребление ресурсов. Детальная информация о всех ресурсах, участвующих в процессе производства товаров, должна быть получена до того, как будет предпринята попытка повышения эффективности их использования в технологических процессах.
Собственно энергетический аудит может рассматривать: содержание энергии в товаре; энергию, потребляемую в процессе производства; аудит окружающей среды, т. е. аудит твердых, жидких и газообразных отходов.
Системный подход к энергетическому аудиту включает обзор, анализ, критику, генерирование возможных вариантов, оценку вариантов и их оптимизацию.
Подобный энерготехнологический анализ выделяет основные области, в которых появляются непроизводительные отходы, и позволяет давать экономические оценки, ведущие к полностью обоснованным инвестиционным решениям.
Последовательные шаги циклического процесса проведения энергетического аудита можно условно объединить в рамках четырех этапов:
Этап 1. Опытный аудитор путем внешнего осмотра оборудования и бесед со специалистами может выявить "места неэффективного использования энергоресурсов. Кроме того, путем знакомства с отчетностью предприятия анализируется ретроспективная информация о потреблении энергии в основных производствах и установках.
Э т а п 2. Составляется карта потребления энергии как по всем энергоносителям, так и по технологическим процессам, установкам и цехам (зданиям). Каждому зданию, процессу и установке присваивается код, который используется в последующей работе. Информация о потреблении энергии должна включать данные как за текущий период, так и за прошлые годы. Динамика потребления энергии позволяет сделать объективное заключение об эффективности ее использования.
На стадии разработки карты потребления энергии составляются энергетический и материальный балансы, которые позволяют выявить для каждого объекта факторы, влияющие на ее потребление. Энергетические балансы позволяют также осуществлять контроль соответствия фактических показателей энергопотребления нормативным.
Э т а п 3. Проводится более детальный анализ энергетической и экономической эффективности возможных мероприятий по экономии энергоресурсов. После такого анализа уточняется технически и экономически обоснованная программа экономии энергии. По результатам проведенных работ составляется отчет с целью принятия решения о проведении намеченных энергосберегающих мероприятий. Отчет включает описание инспектируемого объекта, результаты технического и экономического анализа. Он заканчивается рекомендациями по энергосбережению.
Э т а п 4. Внедрение разработанной программы энергосбережения. Аудитор выполняет функции консультанта и осуществляет надзор за реализацией принятой программы.
В Республике Беларусь обязательному
энергообследованию подлежат предприятия,
учреждения, организации годовое
потребление ТЭР которых
Энергетический аудит проводится энергосервисными компаниями или независимыми экспертами (энергоаудиторами), которые уполномочены субъектами хозяйствования на его проведение и имеют специальное разрешение (лицензию).
Эффективность и полнота энергетического обследования зависят от квалификации и опыта энергоаудитора.
Экологические эффекты энергосбережения.
Энергосбережение — реализация правовых, организационных, научных, производственных, технических и экономических мер, направленных на эффективное (рациональное) использование (и экономное расходование) топливно-энергетических ресурсов и на вовлечение в хозяйственный оборот возобновляемых источников энергии.
Энергосбережение — важная задача по сохранению природных ресурсов.
Эффекты от мероприятий энергосбережения можно разделить на несколько групп:
- экономические эффекты у потребителей (снижение стоимости приобретаемых энергоресурсов);
- эффекты повышения конкурентоспособности (снижение потребления энергоресурсов на единицу производимой продукции, энергоэффективность производимой продукции при ее использовании);
- эффекты для электрической, тепловой, газовой сети (снижение пиковых нагрузок, минимизация инвестиций в расширение сети);
- экологические эффекты;
"Берегите природу!" - этот лозунг хорошо известен каждому. Но многие считают, что просто бережного отношения уже недостаточно, настало время активных действий по сохранению окружающей среды.
Одним из действенных способов уменьшить влияние человека на природу являются технологии энергосбережения, увеличение эффективности использования энергии. В самом деле, современная энергетика, основанная в первую очередь на использовании ископаемых видов топлива (нефть, газ, уголь), оказывает наиболее массивное воздействие на окружающую среду. Начиная от добычи, переработки и транспортировки энергоресурсов и заканчивая их сжиганием для получения тепла и электроэнергии - все это весьма пагубно отражается на экологическом балансе планеты. Наконец, именно "ископаемая" энергетика ответственна за проблему изменения климата, связанную с увеличением концентрации парниковых газов. То есть вопрос повышения энергоэффективности экономики сейчас является одним из самых животрепещущих для всех стран без исключения.
Экономия энергии - это эффективное использование энергоресурсов за счет применения инновационных решений, которые осуществимы технически, обоснованы экономически, приемлемы с экологической и социальной точек зрения, не изменяют привычного образа жизни. Это определение было сформулировано на Международной энергетической конференции (МИРЭК) ООН.
Вот уже несколько лет подряд каждый из нас постоянно сталкивается с растущими ценами на топливно-энергетические ресурсы. Причем, страдаем мы от этого дважды - и в быту, и на производстве. Хотя из такой жизненной ситуации уже найден и широко распространен альтернативный выход - энергосбережение, снижающее топливные затраты на все виды деятельности.
Но сокращение потребления энергии имеет и другую тоже положительную и очень важную сторону, и она в высокоразвитых странах давно вышла на передний план. Речь пойдет об уменьшении антропогенной нагрузки на окружающую нас природу.
Среди всех продуктов сгорания самый наибольший объем составляют оксиды азота. Они по шкале отравляющих производственных выбросов почти не уступают бензопирену, но несоизмеримо превосходят его по весу и влиянию на нашу жизнь.
Даже эти два ингредиента выбросов технологического процесса производства электроэнергии и теплоты дают повод к сокращению выработки всех видов энергии ради здоровья человека.
Как правило, любое энергосберегающее решение влечет за собой положительные экологические эффекты. Поэтому при принятии решений о целесообразности затрат на энергосберегающие мероприятия и определении их приоритетов необходимо производить количественную оценку экологических эффектов. Рассмотрим, в чем заключается значение энергосбережения для сохранения здоровья и среды обитания человека.
Первый эффект энергосбережения связан с возможностью не сооружать новые топливные базы, инфраструктуры топливообеспечения, энергопроизводящие источники, сети спорта и распределения энергоносителей.
Вторым важнейшим экологическим эффектом энергосбережения является снижение антропогенных выбросов парниковых и загрязняющих газов за счет экономии энергии, внедрения новых энергосберегающих технологий и оборудования в производствах указанных отраслей экономики.
Третьим эффектом энергосбережения является сохранение гидросферы. Беларусь имеет густую речную сеть, десятки тысяч водоемов: озер разной величины, прудов, водохранилищ. Однако водообеспеченность общим стоком на одного жителя в республике составляет 6,4 км что в 3 раза ниже, чем в целом по СНГ. Использование воды на производственные и хозяйственно-бытовые цели неуклонно растет. Основными источниками загрязнения водоемов и водотоков вредными веществами и избытками тепла являются энергоёмкие производства предприятий черной, цветной металлургии, химической, нефтехимической, целлюлозно-бумажной, легкой промышленности, бытовые сточные воды. Экономия сжигаемого топлива, энергоносителей приводит к уменьшению загрязнения гидросферы. Большое значение имеет повышение уровня очистки воды на предприятиях, но даже очищенные сточные воды ухудшают качество природных вод. Самостоятельный аспект влияния энергетики на экологическое равновесие естественных водных систем - охрана водоемов от загрязнения нефтью и нефтепродуктами при их транспортировке и хранении.
Потребление ископаемых видов топлива в мире возрастает. В XXI в. в технически развитых странах потребление энергии возрастет в 6-7 раз, каждый человек будет потреблять 15-20 тут в год. Поэтому необходимо решать проблему компенсации или устранения экологических последствий энергоиспользования. Основные направления решения этой проблемы:
1. Снижение доли энергоемких технологий во всех отраслях экономики, внедрение энергосберегающих технологий и оборудования. Кроме указанных экологических эффектов более совершенные энергосберегающие технологии обеспечивают качество, конкурентоспособность продукции, лучшие условия труда на производстве, комфортные условия быта населения. Обеспечивая лучший режим энергопотребления во времени, уменьшая риск аварийных ситуаций, переход на новые технологии способствует экологическому равновесию.
2. Безотходное
и малоотходное производство, утилизация
вторичных энергетических ресурсов. Безотходное
производство предполагает такую организацию,
при которой цикл «первичные сырьевые
ресурсы - производство - потребление -
вторичные сырьевые ресурсы» построен
с рациональным использованием всех компонентов
сырья, всех видов энергии
и без нарушения экологического равновесия.
Безотходное производство может быть
создано в рамках предприятия, отрасли,
региона, а в конечном счете - для всего
народного хозяйства. Она предусматривает
вовлечение в хозяйственный оборот вторичных
ресурсов и попутных
продуктов. Причем использование ВЭР обеспечивает
тройной экологический эффект:
- сохраняются органические энергоресурсы Земли для следующего поколения, которое сможет их использовать по назначениям, где им нет пока альтернативы (химическая продукция, транспорт);
- не нужно строить новые энергетические объекты, которые будут оказывать загрязняющее воздействие;
- очищается биосфера за счет сокращения или отсутствия антропогенного воздействия на нее.
3. Широкое использование возобновляемых источников энергии, спектр и значимость которых для каждой страны и региона определяется местными условиями,
- Изменение топливного баланса - максимальное применение местных видов топлива. Для нашей республики речь может идти о древесине, прежде всего отходах деревообрабатывающей промышленности, лесозаготовок, санитарных рубок леса, а также о городских отходах. Использование древесины в энергетических целях не влияет на газовый и тепловой баланс Земли. Кроме замещения угля, нефти, газа и устранения вредного влияния продуктов их сжигания на биосферу, применение древесных и городских отходов в качестве топлива решает проблему их утилизации и, следовательно, ликвидации источников загрязнения лесов, поверхностных и подземных вод, атмосферного воздуха, почв и растений.
- Поиск новых, альтернативных видов топлива, новых принципов получения, передачи, преобразования энергии, при которых полезный эффект достигался бы при минимальном загрязнении биосферы.
- Международное нормативно-правовое регулирование пользования природными ресурсами, в том числе энергетическими, и мониторинг энергетического загрязнения биосферы.

- Контрольная работы по "Уголовному праву"
- Контрольная работы по "Финансам"
- Контрольная работы по "Химия"
- Контрольная рабоьа по дисциплине "Земельное право"
- Контрольная рабоьта по "Контролю и ревизии"
- Контрольная рабта по "Административному праву"
- Контрольная рабта по "Статистике"
- Контрольная работу по "Земельному праву"
- Контрольная работу по "Конституционному праву зарубежных стран"
- Контрольная работу по "Российскому предпринимательскому праву"
- Контрольная работу по Российскому предпринимательскому праву
- Контрольная работы на тему "Условные и условно-категорические умозаключения"
- Контрольная работы по "Бухгалтерскому учету"
- Контрольная работы по «Информационные системы»