Економічне обґрунтування енергозберігаючих заходів

Енергоаудит: Рекомендації з енергозбереження (частина IV)

Звіт з енергетичного аудиту подає інформацію про кількість енергії, яка споживається різними видами енергоспоживачів (котельні, компресори, освітлення, виробниче устаткування). Енергоаудит, як правило, вказує споживання в енергетичних і грошових одиницях і відображає інформацію як в таблицях (наприклад, таблиця загальної кількості купленого палива), так і в графічній формі.

  1. Загальні рекомендації
  2. Опис промислового підприємства і будівель
  3. Використання енергетичного аудиту
  4. Рекомнедації з енергозбереження
  5. Перехресна перевірка енергозаощаджень
  6. Заощадження первинних і вторинних енергоресурсів
  7. Життєздатність проекту
  8. Оцінка втрат

Рекомнедації з енергозбереження (частина IV)

Четвертий розділ звіту містить рекомендації з економії енергії. У загальному сенсі, цей розділ – найважливіший у звіті, оскільки обґрунтування дій з енергозбереження - це звичайно головна причина проведення енергоаудиту на об’єкті.

Різні аспекти рекомендацій з економії енергії.

Опис рекомендацій з енергозбереження -  дії, які повинні бути зроблені, нові процедури, встановлення нового обладнання.

Оцінка енергозбереження - розрахунок енергії і коштів, що їх буде заощаджено.

Ефект від економії енергії - як рекомендації вплинуть на показники роботи об'єкту, а саме, на показники ефективності за умов скорочення подачі енергії, на витрати з ремонту обладнання, на необхідні зміни технології виробництва.

Обчислення вартості проекту - розрахунок загальної вартості заходів щодо впровадження рекомендацій з енергозбереження відносно вартості обладнання, робочої сили, втрат виробництва.

Життєздатність проекту - визначення, наскільки життєздатне впровадження рекомендацій щодо енергозбереження за даних обмежень, а саме, за необхідних зупинок виробництва, чутливості цін на паливо, життєздатності капіталу.

Виявлення менш очевидних заходів з енергозбереження - важливо враховувати, що перераховані рекомендації з економії енергії – це не лише найочевидніші перебудови, як наприклад, модернізація енергетичного устаткування. Повинна бути приділена увага менш очевидним можливостям досягнення енергетичної ефективності. Прикладами «менш очевидних» можливостей енергозбереження є зміна систем енергопостачання, а саме, застосування когенерації або використання відходів як палива чи зміна методів виробництва для використання дешевших енергетичних ресурсів. 

Можливості енергозбереження можна розбити за категоріями застосування або за альтернативними вирішеннями однієї і тієї ж енергетичної проблеми. Найпоширенішим є поділ рекомендацій енергозбереження за  їх вартістю.

Безвитратні рекомендації:

  • економніше використання наявних ресурсів;
  • належне технічне обслуговування;
  • закупівля палива з дешевшого джерела.

Низьковитратні рекомендації:

  • встановлення ефективнішого обладнання;
  • встановлення нових (автономних) пристроїв управління;
  • поліпшення теплоізоляції цехів;
  • навчання персоналу;
  • контроль і оперативне планування енергоспоживання.

Високовитратні рекомендації:

  • заміна більшості  енергетичних установок;
  • встановлення комплексних систем управління;
  • когенерація;
  • рекуперація теплоти.

Кожна рекомендація з енергозбереження повинна бути описана за наступними пунктами:

Необхідні зміни:

  • модифікація заводу і будівель;
  • заміна обладнання;
  • модернізація обладнання/систем управління/ізоляції;
  • технічне обслуговування обладнання;
  • нова процедура управління.

Як ці заходи допоможуть заощадити енергію (і/або кошти):

  • скорочення втрат;
  • скорочення зайвих операцій;
  • підвищення ефективності використання енергії;
  • застосування дешевших енергетичних ресурсів.

Фінансові витрати і вигоди:

  • капітальні витрати;
  • амортизація обладнання підприємства;
  • витрати на технічне обслуговування;
  • енергетичні витрати;
  • аналіз ефективності фінансових витрат.

Розглянемо на конкретних прикладах різні заходи економії енергії. З прикладів буде видно, що методика оцінювання енергозбереження використовує ту саму логіку, що і розрахунок енергоспоживання на об'єкті за минулий період і на даний час. Різниця полягає в тому, що під час розрахунку енергозбережень слід враховувати, як зміниться ситуація внаслідок впровадження рекомендованих заходів. Це спричиняє зміну багатьох коефіцієнтів, таких як норма споживання, коефіцієнт використання потужності і річна тривалість експлуатації обладнання.

Для деяких рекомендацій з енергозбереження (як наприклад, усунення втрат пари) заощадження дорівнює сумарній втраті енергії до впровадження рекомендації. Розрахунок інших рекомендацій складніший, оскільки містить оцінки споживання після вдосконалень:

 Вихідна ситуаціяПокращена ситуація
Потужність обладнанняA,  кВт X,  кВт
Коефіцієнт середнього
завантаження
B Y
Річна тривалість
експлуатації обладнання
C,  годZ,  год
Річне енергоспоживання:ABC, кВт×годX•Y•Z, кВт×год

Таким чином, річне енергозбереження розраховується за формулою:

Річне енергозбереження = (A•B•C) - (X•Y•Z), кВт•год.

Вище показано, як можна здійснити енергозбереження шляхом порівняння існуючої ситуації за існуючих умов з ситуацією, що планується. На практиці таке порівняння часто вимагає додаткових обчислень, щоб оцінити коефіцієнти, наприклад, коефіцієнт використання потужності.

Основні категорії змін в енергоспоживанні.

  • Ліквідація безпосередніх втрат (ізолювання труб, усунення витоків, повернення конденсату);
  • Скорочення надмірного енергоспоживання (управління тривалістю робіт і температурою, ефективна передача енергії);
  • Скорочення зайвої потужності (використання обладнання з меншою потужністю, ліквідація подачі енергії в місця, де вона непотрібна);
  • Максимізація ефективності перетворення енергії (підвищення ефективності котла, компресора);
  • Утилізація тепла, що відводиться (рекуперація теплоти, рециркуляція повітря в системах ГВП);
  • Використання найекономічнішого джерела енергії (найдешевше паливо, поновлювана енергія).

Приклад 1. Енергоефективне освітлення.

Завдання: Автостоянка освітлюється десятьма вольфрамо-галогенними лампами потужністю 500 Вт кожна. Лампи вмикають і вимикають охоронці вручну, але іноді випадково залишають їх увімкненими в денний час.
Пропонується для економії енергії замінити ці лампи десятьма натрієвими лампами високого тиску потужністю 114 Вт (включаючи втрати механізму управління), які завдяки вищій ефективності забезпечують такий само рівень освітленості. Крім того, запропоновано встановити автоматичне управління системою освітлення з допомогою фотоелементів.

Питання:

  1. Якою буде величина річного енергозбереження?
  2. Які чинники повинні бути враховані?

Примітка. Передбачається, що в очікуванні поточного ремонту в неробочому стані знаходяться, в середньому, дві з вольфрамо-галогенних ламп і, завдяки вищій надійності,- лише одна натрієва лампа високого тиску.

Розв’язання:

 Вихідна ситуація
Покращена ситуація
Встановлена потужність:5,00 кВт1,14 кВт
Коефіцієнт завантаження:0,80,9
Тривалість роботи системи:5400 год3650 год
Річне енергоспоживання:21600 кВт•год3745 кВт•год

Річна економія електроенергії = (21600 - 3745) кВт•год = 17 855 кВт•год.

Зауваження:

  • не враховані витрати на заміну ламп;
  • не враховані витрати на оплату праці з техобслуговування ламп;
  • якість освітлення не повинна знижуватись.

Приклад 2. Підвищення енергоефективності водяної помпи.

Завдання: Водяна помпа приводиться в рух електродвигуном потужністю 90 кВт. Продуктивність помпи регулюється затвором з сервоприводом, робота якого  узгоджується з тиском в системі. Вимірювання витрати води показують кількість води потрібну в різний час доби:

10 годин/добу:    100% максимальної витрати;
6 годин/ добу :     70% максимальної витрати;
6 годин/ добу :     40% максимальної витрати;
2 години/ добу :     20% максимальної витрати.

Пропонується з метою економії енергії встановити привод з регульованою швидкістю, який автоматично реагує на зростання або падіння  тиску в системі.

Питання:

  1. Якою буде величина річного енергозбереження?
  2. Які ще чинники потрібно врахувати?

Примітка: Відомо, що помпа споживає 90 кВт енергії при 100% витраті, характеристики енергоспоживання наведені на діаграмі (рис.5.2). Передбачається, що регулятор швидкості має внутрішні втрати 1 кВт. Помпа працює 24 години на добу, 350 діб у році.

Розв’язання:

Таблиця 3 містить розрахунок середніх навантажень за даними графіка.

Табл. 3. Розрахунок середніх навантажень
НавантаженняКерування затвором
з сервоприводом
Керування приводом з
регульованою швидкістю
100%
90 кВт1,00 = 90 кВт
(90 кВт•1,00) + 1 кВт = 91 кВт
70%
90 кВт•1,00 = 90 кВт(90 кВт•0,55) + 1 кВт = 50,5 кВт
40%90 кВт•0,85 = 76 кВт(90 кВт•0,25) + 1кВт = 23,5 кВт
20%
90 кВт•0,50 = 45 кВт(90 кВт•0,15) + 1 кВт = 14,5 кВт

Звідси розраховуємо заощадження:

10 годин / добу x 350 діб/ рік = 3500 годин/рік x (90 - 91) кВт = - 3500 кВт•год
6 годин / добу x 350 діб / рік = 2100 годин/рік x (90 – 50,5) кВт = 82950 кВт•год
6 годин / добу x 350 діб / рік = 2100 годин/рік x (76 – 23,5) кВт = 110250 кВт•год
2 години / добу x 350 діб/ рік = 700 годин/рік x (45 – 14,5) кВт = 21350 кВт•год

Всього заощаджено за рік: 211 050 кВт•год.

Зауваження:

  • не врахована зміна витрат на технічне обслуговування затвора з сервоприводом дросельного вентиля у порівнянні з витратами на ремонт привода з регульованою швидкістю;
  • не розглянутий захист регульованого приводу від потрапляння води.

Приклад 3.  Підвищення ефективності горіння в котлі.

Завдання: В результаті проведення тесту на ефективність горіння в котлі виявлено, що коефіцієнт середньої ефективності складає 79%. Котел має ручну систему продування, яке виявляється дуже неекономним, оскільки кількість енергії  продувки за приблизними підрахунками складає 1% загальної кількості теплової енергії, поглиненої котлом. В ході аудиту котельної визначені наступні величини:

Енергія газ62000 ГДж (100%)
Енергія втрат13020 ГДж(21%)
Теплота, поглинена котлом 48980 ГДж(79%)
Всього 62000 ГДж(100%)
Тепловтрати обшивки котла1000 ГДж 
Тепловтрати продувки500 ГДж 
Корисна теплота для пари47480 ГДж 
Всього48980 ГДж 

Пропонується встановити в котельній систему автоматичного триммірування кисню і систему автоматичного продування. Передбачається, що перший із заходів підвищить ефективність горіння в середньому до 83%, а другий скоротить продувку на 50%  рівня на даний час.

Питання:

  1. Якою буде значення річних енергозбережень?
  2. Які ще чинники повинні бути враховані?

Розв’язання:

Скорочення рівня продувки заощадить 50% поточного споживання, тобто

500 ГДж•0,50 = 250 ГДж.

Звідси, загальне значення необхідної теплоти:

48980 ГДж - 250 ГДж = 48730 ГДж.

З підвищеною середньою ефективністю горіння, яка дорівнює 83%, кількість енергії, потрібної для генерування цієї теплоти, складає:

48730 ГДж / 0,83 = 58711 ГДж.

Річні енергозбереження: 62000 ГДж - 58711 ГДж  = 3289 ГДж.

Зауваження:

  • не враховані капітальні і амортизаційні витрати на системи автоматичного управління;
  • витрати на технічне обслуговування систем автоматичного управління також не враховані;
  • не розглянуто зниження витрат на очищення води.

Продовження: Перехресна перевірка енергозаощаджень (частина V)

Попередня частина: Використання енергетичного аудиту (частина III)

Володимир Прокопенко Друкувати сторінку Відіслати на E-mail