Система управления энергозатратами на предприятиях теплоэнергетики

В настоящее время можно реально снизить теплопотери в тепловых сетях путем использования современных эффективных видов теплоизоляционных материалов, таких как ячеистые пластмассы для паропроводов, пенопласты для конденсатопроводов и др. с коэффициентом теплопроводности 0,03--0,05 ккал/(мчС). Принимаем для изоляции трубопроводов вышеуказанные материалы.

Аналогичные расчеты выполнить для всех трубопроводов и результаты занести в табл. 23.

Чистая экономия получена с учетом длины трубопровода, а полная -- с учетом КПД котла и системы распределения пара.

Таблица 23

Расчет полной экономии

Годовая экономия

Эг = Эп · 30 ч · 50 недель · 10-6 Гкал/год,

что составляет 86,5 тыс. м3 природного газа.

Расчет годовой экономии затрат. Стоимость 1000 м3 природного газа Зг = 3500 р. Годовая экономия в денежном выражении может быть получена на основе следующей формулы:

Эд = Эг Зг.

Затраты на ввод в эксплуатацию. Суммарная стоимость изоляции, у.е., которую необходимо установить на предприятии, составляет

Зиз = Loв Cиз.в + Loп Cиз.п = 180 8 + 718 10,5 = 8979,

где Loв -- суммарная приведенная длина трубопроводов горячей воды № 5, 6, 7 (табл. 23), м; Loп -- суммарная приведенная длина паропроводов № 1--4 (табл. 23), м; Cиз.в, Cиз.п -- стоимость изоляции соответственно трубопроводов горячей воды и паропровода, у.е./м погонной длины.

Затраты на монтажные работы Зм = 3000 у.е. Итого предполагаемые затраты, у.е.,

Зпр = Зиз + Зм = 8979 + 3000 = 11979.

Требуется определить PP, NPV, DPP, IRR мероприятия (табл. 10).

ЭСМ № 8. Автоматизация учета расхода энергоносителей

Описание возможностей. Предприятие потребляет несколько видов энергоносителей: электроэнергию, газ, пар, сжатый воздух, горячую техническую и питьевую воду.

Электроэнергия подается на предприятие по трем кабельным вводам напряжением 6 кВ. По промплощадке распределение электроэнергии осуществляется через подстанции 6/0,4 кВ общей установленной мощностью 6000 кВА. Коммерческий учет потребления электроэнергии осуществляется на вводах. Показания счетчиков снимаются вручную. Технический учет на предприятии не осуществляется.

Расчет потребления пара, электроэнергии, газа, сжатого воздуха, холодной и горячей воды отдельными подразделениями комбината производится с помощью нормативных показателей и реальных объемов выпускаемой продукции. Приборный учет энергоносителей внутри завода осуществляется системой ЦТ5000.

Предлагается автоматизировать коммерческий и технический учет с помощью средств учета и контроля энергии ITEK, выпускаемых НИИ «Энергия», г. Киев. Эти средства метрологически сертифицированы и предназначены для постоянного или периодического измерения/регистрации физических величин.

Внедрение ITEK-210 позволяет потребителям рассчитываться за электроэнергию по одноставочному тарифу, дифференцированному по зонам суток, что в комплексе с мероприятиями по снижению потребления в часы максимума дает значительный экономический выигрыш, что уже подтверждено более чем годовой эксплуатацией на многих объектах Украины.

ITEK-210, ITEK-310 предназначены для коммерческого и технического учета электроэнергии (дифференцированного по времени) и построения автоматизированных систем учета и контроля использования электроэнергии (АСУЭ) совместно со счетчиками электрической энергии трехфазными индукционными, снабженными устройствами формирования импульсов (типа Е440, Е870, УП-1, УП-2, УП-3, СУ-500), или электронными (Siemens, Landis&Gyr, Alpha-ABB и др.), имеющими импульсный выход. Они поддерживают 64 (для ITEK-210) и 12 (для ITEK-310) каналов учета, 4 тарифные зоны, суточный график по всем каналам учета -- минимум 5 суток, 2 независимых информационных интерфейса.

ITEK-210 может быть использован совместно или взамен установленных систем ЦТ5000 путем подключения к существующей матрице первичных измерительных преобразователей. ITEK-210 внесен в Госреестр средств измерений Украины.

ITEK-410 -- устройство на 4 канала учета, аналогичное предыдущим. Дополнительно оно поддерживает тарифы, дифференцированные по энергии и мощности, а также слежение за процессом потребления и управление им (если этот режим активизирован). Суточные графики хранятся по 4 каналам не менее 1 месяца.

Внедрение ITEK-410 позволяет потребителям осуществлять учет ресурсов с высокой точностью и рассчитываться за потребленный ресурс по факту, а не пропорционально занимаемой площади.

ITEK-220, ITEK-320 предназначены для использования в системах автоматизированного коммерческого учета и телеметрического контроля отпуска и потребления жидкостей, газов, пара и тепловой энергии совместно с любыми стандартными первичными измерительными преобразователями расхода, температуры, давления и перепада давлений, имеющими нормированные выходные параметры, у поставщиков (ТЭЦ, теплосети, котельные) и потребителей (промышленные предприятия, объекты жилищно-коммунального хозяйства). Изделия ITEK-220 разработаны в соответствии с требованиями ГОСТ 6651--84, руководящих документов РД-50-213-80 и рекомендациями по монтажу энергооборудования Р75.

ITEK-220, ITEK-320 предназначены для объектов 1-й группы учета (до четырех объектов) со сложной конфигурацией подающих и обратных трубопроводов (ITEK-220) и 1-й или 2-й группы учета (один объект) (ITEK-320).

Для реализации мероприятия планируется организовать коммерческий учет расхода электроэнергии -- в 6 точках, коммерческий учет потребления газа -- в 1 точке, питьевой воды -- в 2 точках, пара -- в 2 точках.

Технический учет электроэнергии будет реализован в 20 точках, технический учет питьевой воды -- в 10 точках, технологической воды -- в 16 точках, горячей воды -- в 8 точках, газа -- в 3 точках.

Расчет годовой экономии энергии. Исходя из опыта, ожидаемая экономия от внедрения собственного автоматизированного учета и внедрения системы контроля и планирования энергозатрат составит не менее 5 %.

Таким образом, по данным потребления в расчетном году, экономия природного газа составит 30000 м3, электроэнергии -- 150000 кВтч, воды -- 6000 м3.

Расчет годовой экономии затрат. В настоящее время предприятие платит за энергоносители 197500 у.е. Таким образом, экономия энергии в денежном выражении составит Эд = 197500 0,05 = 9875 у.е.

Затраты на ввод в эксплуатацию. Стоимость оборудования и затрат для выполнения работ, у.е.:

коммерческий учет электроэнергии, газа, пара и питьевой воды -- 15000;

технический учет электроэнергии, горячей воды, питьевой воды, технологической воды, газа, пара -- 32000;

строительно-монтажные и наладочные работы -- 8000;

суммарные предполагаемые затраты Зп -- 56000.

Требуется определить PP, NPV, DPP, IRR мероприятия.

ЭСМ № 9. Внедрение маневренных котлоагрегатов Е-1.0/9ГМ

Описание возможностей. За анализируемый период на заводе технического углерода г. Стаханов появились трудности со сбытом продукции, что привело к неритмичной загрузке производств и резким колебаниям в потребности пара.

Высокая стоимость топлива (мазута) при снижении объемов производства привела к отключению отопления (водогрейных котлов) полностью в зимний период. Эти факторы привели к переоценке существующей системы пароснабжения завода, которая не обладает достаточной маневренностью во всех диапазонах реальных нагрузок по пару (существующая производительность паровых котлов типа ДКВР составляет 6 и 10 т/ч).

По инициативе отдела главного энергетика в пристройке к существующей котельной дополнительно устанавливаются 2 паровых котла Е-1.0/9ГМ, снятых с котельной № 2 поселка Войкова, с реальной производительностью 0,7 т/ч пара каждый.

Целью настоящего ЭСМ является снижение нерационального расхода топлива (мазута) в периоды снижения потребности завода в паре.

Затраты на ввод в эксплуатацию. В расчетном году периоды потребности в паре на уровне 1,0--1,5 т/ч составляли 12 % от общего времени работы системы пароснабжения (42 суток).

Установка двух паровых котлов производительностью 2Ч0,7 т/ч позволит снизить затраты на расход мазута в выходные дни и в периоды вынужденной остановки производств, когда потребность в паре значительно ниже минимальной производительности существующего котла ДКВР-6.

Затраты на внедрение, у.е.:

остаточная стоимость двух котлов Е-1.0/9ГМ -- 25000;

стоимость дополнительного оборудования (запорная арматура, КИП, прокладка паропровода) -- 8000;

стоимость монтажа и пусконаладочных работ -- 3700;

непредвиденные расходы (10 % от стоимости оборудования) -- 3300.

Итого разовые затраты -- 40000.

Таблица 24

Анализ эффективности ЭСМ № 9

Примечание: внедрение малых котлов позволяет снизить затраты мазута на 10 т/сут. в среднем. Срок действия проекта -- 5 лет.

Требуется определить PP, NPV, DPP, IRR мероприятия (табл. 10).

ЭСМ № 10. Повышение эффективности работы сушильных печей

в литейном цехе

Описание возможностей. В литейном цехе предприятия сушка литейных форм и стержней производится в камерных печах с неподвижным подом. Процесс сушки осуществляется продуктами сгорания природного газа, который сжигается в сушилке стержней двумя горелками с расходом газа по 40 м3/ч, в двухкамерном сушиле литейных форм -- четырьмя горелками с расходом газа по 90 м3/ч. Регулирование процесса горения осуществляется вручную по температуре в камере. Соотношение газ-воздух не регулируется. Обследование состояния ворот печей показало, что они плотно не закрываются, оставляя зазор 80 мм, створки ворот не имеют внутренней теплоизоляции. Как показали результаты измерения параметров процесса сжигания природного газа в двухкамерном сушиле литейных форм, КПД сжигания газа = 68,47 %, коэффициент избытка воздуха = 2,98--3,32; содержание кислорода в продуктах сгорания 14,3--15,0 %, температура в камере 271--314 С, что указывает на неудовлетворительную организацию использования природного газа.

Предлагается осуществить ремонт ворот камерных печей, произвести их режимную наладку и организовать с использованием анализаторов процесса горения типа ENERAC или BACARACH мониторинг параметров процесса сжигания природного газа в печах.

Расчет годовой экономии энергии. Основными причинами нерационального использования природного газа в печах сушки являются следующие.

1. Низкий КПД сжигания природного газа, который составляет = 68,47 % как среднее значение трех измерений. Осуществление с использованием анализаторов процесса горения систематического контроля процесса горения на соответствие его режимной карте, устранение причины нерационального избытка воздуха и доведение его до = 1,15 вместо полученного в результате измерения = 2,98--3,32 позволит довести КПД горения до 97 % и сократить потребление природного газа, тыс. м3:

,

где ерасч.г -- потребление природного газа на сушку форм согласно статотчетности предприятия по форме № 11 МТП «Отчет об использовании котельно-печного топлива, тепловой и электрической энергии» за базовый год, выраженное в массе топлива (условного), т; ф -- измеренное значение КПД горения природного газа в печи (ф= 0,6847); н -- номинальное значение КПД горения природного газа в печи (н = 0,97).

2. Потери тепла через изоляцию ворот камер. Как показали результаты энергоаудита, камерные сушила закрываются следующими воротами: размером 40002800100 мм -- 2 шт., 3400280080 мм -- 1 шт. Ворота должны быть внутри теплоизолированы, однако изоляции нет.

Потери тепла, ккал, через изоляцию ворот камеры сушки форм определим из выражения

Qв1 = Fв1 (qф1 - qн1) Тг ,

где Fв1 -- площадь ворот, равная 11,2 м2. Принимаем 2,8 4 = 11,2 м2; qф1 -- фактический удельный тепловой поток при температуре в камере t = 350 C через ворота металлические двойные с воздушной прослойкой (qф1 = = 4600 ккал/(м2ч)); qн1 -- номинальный удельный тепловой поток через футеровку ворот, qн1 = 1230 ккал/(м2ч); Тг -- число часов работы печи, определим на основании данных загрузки производственного оборудования (Тг = 475 ч).

Аналогично потери тепла через изоляцию ворот камеры сушки стержней, ккал,

Qв2 = Fв2 (qф2 - qн2) Тг,

или 2,52 тыс. м3 природного газа.

Fв2 = 2,8 3,4 = 9,52 м2.

3. Потери тепла, ккал, теплоизлучением через неплотности закрытия ворот определим из выражения

,

или 0,35 тыс. м3 природного газа, где Gs -- коэффициент излучения, равный 4,96 ккал/(м2ч); Т -- средняя температура печи, равная 573 К; Fокн -- площадь неплотности закрытия ворот, равная 0,544 м2; -- коэффициент диафрагмирования, равный 0,7.

Экономия газа, тыс. м3, составит

Эгаза = 52,5 + 2,52 + 0,35 = 55,37.

Экономия средств в денежном выражении, р./год, при стоимости газа 3500 р. за 1000 м3

Эд = Эгаза 3500.

Затраты на ввод в эксплуатацию, у.е.:

стоимость изоляции для ворот -- 1000;

стоимость монтажных работ -- не учитывается, так как эти работы будут выполняться самим заводом;

стоимость газового анализатора типа ENERAC -- 6500;

затраты на ввод в эксплуатацию Зэк = 7500.

Требуется определить PP, NPV, DPP, IRR мероприятия.

Библиографический список

1. Налоговый кодекс РФ от 27.07.2010 № 229-ФЗ. Гл. 25.

2. ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» от 23.11.2009 № 261-ФЗ.

3. Быстрицкий Г. Ф. . Общая энергетика. Основное оборудование [Электронный ресурс] : учеб. для бакалавриата / Г. Ф. Быстрицкий, Г. Г. Гасангаджиев, В. С. Кожиченков. - 2-е изд., испр. и доп. - Москва : Юрайт, 2017. - 410 с.

4. Шимко, Петр Дмитриевич. Экономика [Электронный ресурс] : учеб. и практикум для бакалавриата / П. Д. Шимко. - 4-е изд., испр. и доп. - Москва : Юрайт, 2017. - 461 с.

5. Оптимизация в электроэнергетических системах. Практические занятия [Электронный ресурс] : учеб. пособие для вузов / под ред. А. Г. Русиной. - Москва : Юрайт, 2017. - 158 с.

Размещено на Allbest.ru