Энергосберегающие технологии в промышленности

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Энергосберегающие технологии в промышленности

1.1 Машиностроение и металлургия

1.2 Химическая и нефтехимическая промышленность

1.3 Производство строительных материалов

2. Энергосберегающие технологии на транспорте

Заключение

Список литературы

Введение

Целью энергосбережения в целом является повышение энергоэффективности во всей стране, во всех ее городах и поселениях, во всех отраслях, для развития экономики страны и улучшения экологической ситуации. Задача - понять и определить, с помощью чего это возможно сделать, какие меры необходимо принимать и насколько все это возможно.

Снижение потребления энергии позволит обеспечить при малых капитальных затратах вкладываемых в развитие инфраструктуры подключить новых потребителей. Так же поможет в решении проблем связанных с отчуждением санитарно-защитных зон, что отрицательно сказывается на выделении земельных участков для нового, необходимого строительства объектов генерации.

Основную роль в повышении энергоэффективности, в рациональном использовании энергоресурсов, в уменьшении влияния человека на экологию природы занимают - энергосберегающие технологии.

1. Энергосберегающие технологии в промышленности

энергосбережение строительство машиностроительный транспортный

В промышленности более 2/3 потенциала энергосбережения находится в сфере потребления наиболее энергоемкими отраслями- химической и нефтехимической, топливной, строительных материалов, лесной, деревообрабатывающей и целлюлозно- бумажной, пищевой и легкой промышленностью.

Значительные резервы экономии ТЭР в этих отраслях обусловлены несовершенством технологических процессов и оборудования, схем энергоснабжения, недостаточным внедрением новых энергосберегающих и безотходных технологий, уровнем утилизации вторичных энергоресурсов, малой единичной мощностью технологических линий и агрегатов, применением неэкономичной осветительной аппаратуры, нерегулируемого электропривода, неэффективной загрузкой энергооборудования, низкой оснащённостью приборами учета, контроля и регулирования технологических и энергетических процессов, недостатками, заложенными при проектировании и строительстве предприятий и отдельных производств, низким уровнем эксплуатации оборудования, зданий и сооружений.

1.1 Машиностроение и металлургия

Примерно треть всего используемого в машиностроении котельно-печного топлива идет на нужды литейного, кузнечно-прессового и термического производства. На технологические нужды используется около половины всей потребляемой теплоты и около трети всей электроэнергии. Свыше трети всей электроэнергии идет на механическую обработку. Основными потребителями энергоресурсов в машиностроении являются мартеновские печи, вагранки, плавильные печи, тягодутьевые машины (вентиляторы и дымососы), нагревательные печи, сушилки, прокатные станы, гальваническое оборудование, сварочные агрегаты, прессовое хозяйство.

Причинами малой эффективности использования топлива и энергии в отраслях машиностроения являются низкий технический уровень печного хозяйства, высокая металлоемкость изделий, большие отходы металла при его обработке, незначительный уровень рекуперации сбросной теплоты, нерациональная структура используемых энергоносителей, значительные потери в тепловых и электрических сетях.

Более половины резервов экономии энергоресурсов может быть реализовано в процессе плавки металлов и литейного производства. Остальная экономия связана с совершенствованием процессов металлообработки, в том числе за счет повышения уровня ее автоматизации, расширение использования менее энергоемких по сравнению с металлом пластмасс и других конструкционных материалов.

Наиболее крупными потребителями топлива в отрасли являются доменное и прокатное производство, самыми энергоемкими -ферросплавное, горнорудное, прокатное, электросталеплавильными и кислородное производство, самым теплоемким- коксохимическое производство.

Основными направлениями энергосбережения в этих отраслях являются:

1. Использование эффективных футеровочных и теплоизоляционных материалов а печах, сушилках и теплопроводах;

2. Применение тиристорных преобразователей частоты в процессах индукционного нагрева металла в кузнечном и термическом производстве;

3. Внедрение энергосберегающих лакокрасочных материалов(с пониженной температурой сушки, водоразбавляемых, с повышенным сухим остатком);

4. Снижение энергозатрат при металлообработке(замена процессов горячей штамповки выдавливанием и холодной штамповкой);

5. Применение накатки шестерен вместо изготовления на зубофрезерных станках;

6. Расширение использования методов порошковой металлургии;

7. Применение станков с ЧПУ(числовым програмным управлением),развитие робототехники и гибких производственных структур;

8. Снижение энергоемкости литья за счет уменьшения брака.

1.2 Химическая и нефтехимическая промышленность

В этих отраслях промышленности существует разнообразие технологических процессов, при которых потребляется или выделяется большое количество теплоты. Уголь, нефть и газ используются как в качестве топлива, так и в качестве сырья.

Основными направлениями энергосбережения в этих отраслях являются:

1. Применение высокоэффективных процессов горения в технологических печах и аппаратах (установка рекуператоров для подогрева воды);

2. Использование погруженных газовых горелок для замены парового разогрева негорючих жидкостей;

3. Внедрение новой технологии безотходного экологически чистого производства капролактама с получением тепловой энергии в виде пара и горючих газов (ПО "Азот");

4. Повышение эффективности процессов ректификации (оптимизация технологического процесса с использованием тепловых насосов, повышение активности и селективности катализаторов);

5. Совершенствование и укрупнение единичной мощности агрегатов в производстве химических волокон;

6. Снижение потерь топлива и сырья в низкотемпературных процессах;

Перепрофилирование производства аммиака на менее энергоемкое производство метанола (ПО "Азот").

Крупным резервом экономии энергоресурсов в нефтехимической промышленности является утилизация вторичных энергетических ресурсов, в том числе внедрение котлов-утилизаторов для производства пара и горячей воды с целью утилизации тепла высокопотенциальных газовых выбросов.

Среди промышленных производств выпуск минеральных удобрений является одним из более энергоемких. Энергетические затраты в себестоимости отдельных видов продукции этой отрасли составляют примерно третью часть. Повышение энергетической эффективности связано с необходимостью разработки принципиально новых видов оборудования для производства минеральных удобрений, основанных на применении современных физических, физико-химических и физико-механических воздействий (акустических, вибрационных, электромагнитных) на технологические процессы, в том числе тепломассообменных аппаратов, фильтров перемешивающих устройств, грануляторов и др.

1.3 Производство строительных материалов

Основано на огневых процессах, связанных с расходом значительных количеств мазута, природного газа и кокса, т.е. наиболее ценных топлив. При этом коэффициент полезного использования этих топлив в отрасли не превышает 40%.

Наибольшее количество энергоресурсов внутри отрасли строительных материалов потребляется при производстве цемента. Наиболее энергоемким процессом в производстве цемента является отжиг клинкера (клинкер- обожженная до спекания смесь известняка и глины-сырья для производства цемента).При так называемом мокром способе производства удельный расход энергоресурсов на отжиг клинкера примерно в 1,5 раза выше, чем при сухом способе. Поэтому важным направлением энергосбережения является применение сухого способа производства цемента из переувлажненного сырья.

В производстве бетона энергосберегающими являются производство и внедрение добавок-ускорителей отвердения бетона для перехода на мало энергоёмкую технологию производства сборного железобетона, а также использование тепло генераторов для тепло-влажностной обработки железобетона в ямных камерах; в производстве кирпича - внедрение метода вакуумированных автоклавов на кирпичных заводах, внедрение обжиговых печей панельных конструкций в цельнометаллическом корпусе для производства глиняного кирпича.

Необходимы организация выпуска строительных и изоляционных материалов и конструкций, снижающих теплопотери через ограждающие конструкции, и разработка и внедрение системы мероприятий по использованию потенциала местных видов топлив для обжига стеновой керамики.

В стекольной промышленности тепловой КПД пламенных стекловаренных печей (основных потребителей топлива) не превышает 20-25%.Наибольшие энергетические потери происходят через ограждающие конструкции печей(30-40%) и с отходящими газами (30-40%).

Главные задачи в области энергосбережения в стекольной промышленности состоят в повышении КПД стекловаренных печей, замещении дефицитных видов органического топлива и в утилизации вторичных тепловых ресурсов.

В лесной и деревообрабатывающей промышленности основными направлениями энергосбережения являются:

1. Внедрение экономичных агрегатов для сушки щепы в производстве древесно-стружечных плит;

2. Разработка и внедрение новых экономичных способов производства бумажных изделий, включая производство нетканных материалов и бумаги с синтетическим волокном;

3. Увеличение производства мебели менее энергоемкими способами с применением новых видов облицовочных материалов вместо ламинирования;

4. Изготовление деталей из древесно- стружечных плит;

5. Утилизация теплоты вентиляционных выбросов и низкопотенциальной теплоты паровоздушных смесей;

6. Разработка и внедрение оборудования по производству и использованию генераторного газа из древесных отходов для получения тепловой и электроэнергии;

7. Переоборудование сушильных камер ПАП-32 с электроэнергии на производство древесных отходов.

Основные направления энергосбережения в легкой промышленности:

1. Совершенствование технологических процессов обжига фарфора;

2. Внедрение теплообменников-утилизаторов, использующих теплоту сушильного агента теплоиспользующего оборудования на предприятиях легкой промышленности.

В сельском хозяйстве около половины экономии энергии может обеспечено в результате внедрения энергосберегающих машин, технологических процессов и оборудования.

Преобладающая доля потенциала энергосбережения приходится на устранение прямого расточительства и повышения экономичности работы сельскохозяйственной техники, сокращение потребления ТЭР животноводческими фермами и тепличными хозяйствами за счет улучшения теплофизических характеристик ограждающих конструкций, утилизации низкопотенциальных ВЭР, оптимизации энергобалансов в сочетании с использованием нетрадиционных источников (биогаза и др.), снижение расходов топлива на сушку зерна, использование экономичных котлов с кипящим слоем вместо электрокотлов, использование отходов (соломы и др.) вместо традиционных видов топлива.

Основные направления энегосбережения в сельском хозяйстве наряду с созданием новой техники следующие:

1. Совершенствование технологии сушки зерна и кормов, методов применения минеральных и органических удобрений;

2. Разработка и внедрение систем использования отходов растениеводства и животноводства в энергетических целях, а также для производства удобрений и кормовых добавок;

3. Использование теплоты вентиляционных выбросов животноводческих помещений для подогрева воды и обогрева помещений дл молодняка(с применением пластинчатых рекуператоров);

4. Обеспечение оптимальных температурных режимов и секционирование системы отопления животноводческих помещений;

Применение тепловых насосов в системах теплохладоснабжения и устройств для плавного регулирования работы систем вентиляции, внедрение современных контрольно-измерительных приборов и средств автоматизации,

5. установка приборов учета и контроля энергоресурсов, а также строительство биогазовых установок.

В пищевой промышленности к числу наиболее энергоемких относится производство сахара. Основная экономия энергоресурсов в сахарном производстве может быть достигнута в результате совершенствования технологических схем и целенаправленного внедрения энергосберегающего оборудования, использование низко потенциальной теплоты вторичных паров выпарных и вакуум- кристаллизационных установок и конденсатов в тепловых схемах.

Энергоемким является также производство спирта. Для снижения расхода теплоты здесь необходимо внедрение ферментативного гидролиза при подготовке крахмала, содержащего сырье к сбраживанию.

Главные причины неэффективного использования ТЭР в Беларуси обусловлены отсутствием комплексной технической, экономической, нормативно- правовой политики энергосбережения, недостатками проектирования, строительства и эксплуатации, отсутствием технической базы по производству необходимого оборудования, приборов, аппаратуры, средств автоматизации и систем управления.

Потенциал энергосбережения в электроэнергетике формируется за счет широкого развития теплофикации на базе ГТУ и ПГУ, модернизации и реконструкции действующих энергетических объектов, совершенствования технологических схем и оптимизации режимов работы оборудования, повышения эффективности процессов сжигания топлива и их автоматизации, внедрения автоматизированных систем управления.

В коммунально-бытовом секторе формируется за счет улучшения теплофизических характеристик ограждающих конструкций зданий и сооружений, модернизации и повышения уровня эксплуатации мелких котельных, использования более экономичных осветительных приборов, регулируемого электропривода, широкого внедрения приборов учета контроля, регулирования, улучшения содержания зданий и сооружений, повышения экономичности электротранспорта, КПД газовых плит, качества теплоизоляции и др.

2. Энергосберегающие технологии на транспорте

Энергосберегающие технологии на транспорте - совокупность теоретических схем, математических моделей, программного обеспечения и технологических устройств, обеспечивающих рациональное (с минимальным рассеиванием) преобразование химической энергии топлива в работу по перемещению транспортного средства.

Энергосберегающие технологии на транспорте предназначены для создания транспортных средств с новыми типами экономичных двигателей, отвечающих также повышенным требованиям к экологическим характеристикам.

Материальную основу этих технологий представляют свободнопоршневые двигатели внутреннего сгорания, пульсирующие эжекторы, струйные газовые двигатели, линейные электрические генераторы.

Энергосберегающие технологии на транспорте могут быть использованы на транспортных средствах в широком диапазоне мощностей, а также на стационарных установках типа дизель-генератор.

Перечень выявленных территориальных проблем, при решении которых предполагается использовать технологии:

ѕ Повышение технического уровня и расширение функциональных возможностей, производимой в регионе мототехники.

ѕ Разработка и создание высокоэффективной сельскохозяйственной техники.

ѕ Создание системы экологического мониторинга и оптимизации расхода топлива на объектах теплоэнергетики.

ѕ Создание дешевых транспортных средств с малым объемом двигателя, предназначенных для транспортировки грузов на короткие расстояния в сфере торговли, обслуживания и коммунального хозяйства.

ѕ Механизация ручных работ по уборке городских территорий.

В настоящее время в Беларуси на нужды транспорта расходуется около 10 % всех потребляемых энергетических ресурсов. В пересчете на условное топливо это составляет сотни миллионов тонн. Осуществление энергосбережения в этой отрасли представляет сегодня актуальную задачу.

Городские и пригородные пассажирские перевозки для транспортных организаций сегодня являются малоприбыльными, поскольку рост тарифов существенно отстает от роста затрат, а многочисленные льготы по проезду разных категорий населения не в полной мере компенсированы бюджетными ассигнованиями.

Вместе с тем необходимо искать пути эффективного энергосбережения на транспорте, в том числе и на пассажирских перевозках.

Стремление освободить городские улицы от определенного количества бензиновых и дизельных автомобилей с целью снизить выбросы загрязняющих газов в атмосферу города ведет к необходимости повышения платежей за нормативные и сверхнормативные выбросы. Однако это невозможно сделать за счет повышения цен на перевозки, а внутренние резервы автотранспортных предприятий в значительной степени исчерпаны.

Одним из главных направлений снижения загрязняющего воздействия транспорта на атмосферную ситуацию города является замена автобусных перевозок на троллейбусные. Прямое снижение выбросов вредных веществ при замене одного автобуса троллейбусом составляет около 25 тонн в год.

К сожалению такая замена не приводит к снижению потребления энергетических ресурсов. Если сопоставить объем нефтепродуктов и расход электроэнергии используемых при выполнении одинаковой транспортной работы, то вариант с троллейбусами имеет заметно больший удельный расход условного топлива, чем вариант с автобусами.

Заключение

Сегодня энергетическая эффективность и энергосбережение рассматриваются в качестве ключевых направлений экономического роста во всем мире. Проблема энергосбережения стоит особенно остро, поскольку целые предприятия, города и регионы сталкиваются с дефицитом энергии и различными ограничениями в связи с сокращением природных ресурсов, недостатком электрогенерирующих мощностей и отсутствием широкого применения экологичных технологий. Проблемы энергетической эффективности и энергосбережения требуют комплексного подхода и особенно актуальны в сферах недвижимости и строительства, электро- и теплоэнергетики, энергоемких отраслях промышленности и транспортном секторе.

Список литературы

1. Основы энергосбережения: Учеб.пособие / М. В. Самойлов, В. В. Паневчик, А. Н. Ковалев. 2-е изд., стереотип. - Мн.: БГЭУ, 2002. - 198 с.

2. Стандартизация энергопотребления - основа энергосбережения / П. П. Безруков, Е. В. Пашков, Ю. А. Церерин, М. Б. Плущевский //Стандарты и качество. 1993.

3. Исаченко В.П., Осипова В.А., Сукомел А.С. Теплопередача.М.:энергоиздат,1981.

4. Теплотехническое оборудование и теплоснабжение промышленных предприятий/Под ред. Б.Н. Голубкова. М.:Энергия,1979.

5. Тепловое оборудование и тепловые сети. Г.А. Арсеньев и др. М.: Энергоатомиздат, 1988.

6. Андрюшенко А.И., Аминов Р.З., Хлебалин Ю.М. Теплофикационные установки и их использование. М. :Высш. школа, 1983.

7. Викторов Ю. Энергия не исчезает. Она ... предъявляет отчет // Дело. 1998. № 9. С. 28--31.

8. Возобновляемые источники энергии в Республике Беларусь: прогноз, механизмы реализации. Мн., 1997.

9. Герасимов В.В. Основные направления развития энергетики Республики Беларусь // Нестор-вестник-НВ. 1997. № 1(3). С. 2--6.

10. Государственная научно-техническая программа "Энергосбережение". Мн., 1997.

11. Лекомцева Ю.Г., Клюев Ю.Б., Белоусов В.С. "Критерии быстрой оценки эффективности инвестиционных проектов в энергетике с учетом инфляции". Промышленная энергетика. - №6, 1996.

12. Литвак В.В.. Силич В.А., Яворский М.И. "Региональный вектор энергосбережения", Томск, SТТ, 1999.

Размещено на Allbest.ru