VII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2015

Для определения значения перерасхода энергии (по сравнению с расчетным минимальным значением) и возможного его уменьшения энергетическая экспертиза потребительской энергетической системы (ПЭС)предприятия проводится на стадии проектирования предприятия, монтажа и эксплуатации оборудования, а также на действующем предприятии.

На кафедре «Энергообеспечение предприятий и электротехнологии» СПбГАУ при научной школе «Эффективное использование энергии» на основе метода конечных отношений (МКО) разработана методика проведения энергетической экспертизы в ПЭС[1, 2].

Последовательность проведения энергетической экспертизы согласна разработанной методике энергетической экспертизы следующая.

1. Создается обновляемая база данных (ОБД), где приводятся нормативные данные. ОБД должна содержать энергетические параметры (технические характеристики по паспорту) элементов, узлов и ЭТП различных видов производства продукции и нормативные документы (например, ГОСТ, СНиП, ТУ, справочники и другие), которые действуют в настоящее время. ОБД может быть периодически обновлена с учетом развития научно-технического прогресса и перспективных энергосберегающих ЭТП.

2. По проектным материалам ПЭС предприятия определяют использованные в проекте нормативные данные. Путем сравнения с действующими нормативными документами определяют отклонения проекта от действующих нормативов.

3. Сравнивают энергетические показатели используемых в проекте элементов и ЭТП с показателями варианта с наилучшими энергетическими показателями из ОБД и выделяют неэффективные энергетические линии, элементы и ЭТП которых имеют худшие, чем показатели варианта с наилучшими энергетическими показателями.

4. Путем сравнения энергетических показателей, используемых в проекте элементов и ЭТП с данными ОБД, выделяются энергетические линии, которые имеют низкий показатель энергетической эффективности (имеют высокую энергоемкость результата).

5. По алгоритмам МКО определяют энергоемкость результатов ЭТП выделенных линий и продукции, как по проектному варианту Qппроект, так и по варианту с наилучшими энергетическими показателями Qпнаилуч, в номинальном режиме нагрузки в течение представительного интервала времени. Представительный интервал времени – это интервал времени, в течение которого реализуются проверяемые ЭТП.

6. Определяют разность∆Qп значений энергоемкостей продукции по проектному варианту Qппроект и по варианту с наилучшими энергетическими показателями Qпнаилуч и относительное значение разности∆Qп* по формуле:

∆Qп=Qппроект-Qпнаилуч, ∆Qп*=(Qппроект-Qпнаилуч)/Qппроект. (1)

Если относительное значение разности значений ∆Qп* энергоемкостей по проектному варианту и по варианту с наилучшими энергетическими показателями ∆Qп*составляет меньше допустимого значения (например, 2-5% в зависимости от вида ЭТП), то в проектном варианте не производят замену элемента на элемент с высоким энергетическим показателем.

1. При значимом превышении относительного значения разности значений ∆Qп*энергоемкости продукции проектного варианта над вариантом с наилучшими энергетическими показателями проводят энергоаудит на действующем предприятии и определяют фактическую энергоемкость результатов ЭТП выделенных энергетических линий для определения элементов и ЭТП, которые вносят наибольший вклад в энергоемкость продукции. Измерение и регистрация значения энергии на входе и выходе элементов и ЭТП производится с помощью специально разработанной информационно-измерительной системы, которая признана изобретением, позволяет оперативно проводить обработку результатов по алгоритмам МКО и визуализировать энергетические параметры на дисплее [3, 4].

2. Определяют расход энергии по проектному варианту Qпроектна заданный выпуск продукции П за представительный интервал времени по формуле:

Qпроект=j=1j=nQRjуд min*Qэjпроект*Rj*i=1i=rQэijпроект, (2)

где QRjуд min- минимальная удельная энергоемкость получаемого результата в j-ом ЭТП, Qэjпроект- относительная энергоемкость j-ого ЭТП по проекту; Qэijпроект - относительная энергоемкость i-го элемента j-ой линии по проекту; Rj- результат j-ой линии; r- общее количество элементов j-ой линии; n- общее количество энергетических линий.

Относительная энергоемкость i-го элемента j-ой линии по проекту определяется по формуле:

Qэijпроект= QнijпроектQкijпроект, (3)

где Qнijпроект- показание измерителя энергии на входе i- го элемента j-ой линии по проекту;Qкijпроект-показание измерителя энергии на выходе i- го элемента j-ой линии по проекту.

1. Определяется энергоемкость продукции Qппроект по формуле:

Qппроект=Qпроект/П. (4)

Значение энергоемкости продукции Qппроект вносится в проектный энергетический паспорт предприятия для дальнейшего его использования при сравнении с энергоемкостью выпускаемой продукции на действующем предприятии.

1. Для определения расхода энергии по наилучшему варианту на заданный выпуск продукции П за представительный интервал времени определяют расход энергии на выделенных неэффективных энергетических линиях и на невыделенных энергетических линиях.

На выделенных неэффективных энергетических линиях (например, выделяются m неэффективных линий из n линий, n≥m) определяют расход энергии Qвыд. линиипо формуле:

Qвыд. линии=j=1j=mQRjуд min*Qэjнаилуч*Rj*i=1i=rQэijнаилуч, (5)

гдеQэjнаилуч- относительная энергоемкость j-ого ЭТП по наилучшему варианту; Qэijнаилуч- относительная энергоемкость i-го элемента j-ой линии по наилучшему варианту.

Относительная энергоемкость i-го элемента j-ой линии по наилучшему варианту определяется по формуле:

Qэijнаилуч= QнijнаилучQкijнаилуч, (6)

где Qнijнаилуч- показание измерителя энергии на входе i-го элемента j-ой линии по наилучшему варианту;Qкijнаилуч-показание измерителя энергии на выходе i-го элемента j-ой линии по наилучшему варианту.

Также определяется расход энергии на невыделенных энергетических линиях (n-m линиях) по формуле:

Qневыд. линии=j=1j=n-mQRjуд min*Qэjпроект*Rj*i=1i=rQэijпроект. (7)

1. Определяют расход энергии по наилучшему вариантуQнаилуч по формуле:

Qнаилуч=Qневыд. линии+Qвыд. линии . (8)

1. Определяют энергоемкость продукции Qпнаилучпо наилучшему варианту по формуле:

Qпнаилуч=QнаилучП. (9)

1. Количество энергии по варианту с наилучшими энергетическими показателями Qнаилучпринимают достаточным для производства продукции при ее эффективном использовании, а разницу между вариантами – перерасходом ∆Qперерасход, создаваемым использованием неэффективного оборудования:

∆Qперерасход=Qпроект-Qнаилуч. (10)

1. Определяют обеспеченный относительный потенциал повышения энергетической эффективности по формуле:

∆Qппотенциал=( Qп проект-Qпнаилуч)/Qп проект. (11)

Обеспеченный относительный потенциал повышения энергетической эффективности, выраженный в относительных единицах показывает ресурс повышения энергетической эффективности производства продукции в данном предприятии.

1. По результатам измерений и расчетов составляют экспертный энергетический паспорт предприятия по проектному варианту с указанием установленных отклонений от варианта с наилучшими энергетическими показателями и соответствующего им отклонениям от минимального значения энергоемкости продукции и количества энергии, необходимого для производства продукции в проектном объеме, и обеспеченного относительного потенциала повышения энергетической эффективности.

В экспертном энергетическом паспорте предприятия приводятся все расчетные энергетические показатели, определенные при экспертизе проекта. Также указывается выделенные энергетические линии, которые имеют низкие энергетические показатели и отклонение показателей энергетических линий, элементов и ЭТП от паспортных значений, а также указывается наименование аналогичных элементов и ЭТП современных перспективных технологий как отечественного, так и зарубежного производства.

1. При значимом превышении фактической энергоемкости продукции над расчетной проектной - проводят полный энергоаудит и определяют элементы и ЭТП с фактическими энергетическими показателями худшими, чем указанные в проекте, и дополняют энергетический паспорт предприятия указаниями на эти отклонения.

2. При значимом превышении фактической энергоемкости продукции над расчетной проектной проводят полный энергетический аудит, при котором определяется относительная энергоемкость каждого элемента и ЭТП каждой линии любым из известных способом.

Изложенный материал подтверждает обоснованность применения МКО, целесообразность использования системного показателя – энергоемкости продукции для оценки эффективности использования энергии в ПЭС. Возможность анализа ПЭС методами МКО позволяет получать решения по энергетической экспертизе элементов и ЭТП ПЭС и по созданию устройств и методов для контроля энергетической эффективности, что подтверждено экспериментальными исследованиями и изобретениями.

Литература

1. Карпов В.Н. Энергосбережение в потребительских энергетических системах АПК: монография / В.Н. Карпов, З.Ш. Юлдашев, П.С. Панкратов. -СПб.: СПбГАУ, 2012. -125 с.

2. Карпов В. Методы повышения эффективности использования энергии / В. Карпов, З. Юлдашев, Н. Карпов. -Saarbrucken, Deutshland (Германия): LambertAcademicPublishing, 2013. -174 с.

3. Пат. № 2212746 РФ. МПК 02 J 3/06. Способ контроля и управления энергопотреблением / Патентообладатели: СПбГАУ и Карпов В.Н. Авторы: В.Н. Карпов, М.М. Беззубцева, В.Ф. Петров, Н.В.Карпов. -№2001118101/09; заявл.29.06.2001; опубл. 20.09.2003. -Бюл. № 26. -7 с.

4. Пат. №2411453 РФ.МПК⁶G 01 D 9/28; G 06 F 17/40. Многоканальный электронный регистратор / Патентообладатель и заявитель: Карпов В.Н: Авторы: Карпов В.Н., Халатов А.Н., Юлдашев З.Ш., Котов А.В., Старостенков Ю.А.;. -№2009139168/28; заявл. 15.10.09; опубл. 10.02.2011. Бюл. №4. -6 с.

Код для цитирования: Скопировать