Во время оценивания потребления энергии газонагревательным оборудованием следует учитывать приведенные низшее соображение.
Норма потребления газа. Норма потребления газа обычно бывает указанной на информационной табличке (шильде) оборудования. Часто подают интервал значений (например 1,02 - 1,1 м3/час), чем учитывают нормальные отклонения теплообразовательной способности газа.
Коэффициент средней загрузки. В этом показателе учитывают периоды нагревания (если оснащение работает на полную мощность) и периоды поддержания температуры (если оборудование работает приблизительно с 30% мощностью) Итак, оснащение, которое работает в режиме кратковременных циклов, может иметь высший коэффициент загрузки, чем оснащение, которое работает на одном равные нагрузки на протяжении продолжительного времени.
Продолжительность работы оборудования в течении года. Оценка этого показателя часто есть проблематической. Наилучший способ определения продолжительности работы оснащения - опыт операторов.
3.3. Потоки энергии на объекте
Для оценки эффективности преобразования одного вида энергии в другого, а также определения общего потребления энергии энергоаудитору следует проанализировать потоки энергии. Это могут быть первичные (энергия на входе), вторичные (энергия на выходе), или даже третичные потоки энергии. Кроме того, анализ потоков энергии дает возможность по значению легко измеренного параметра определить значения параметра энергопотребления, который тяжело измерять непосредственно.
3.3.1. Потоки энергии в паровом котле
Рис.3.11 ппоказывает разные измеренные потоки в котельной. На этом примере проследим, как можно использовать вымеренные потоки для определения других параметров.
Известно, что общий объем холодной воды подкорма равный сумме объемов воды, которая продувается с котла, и других потерь системы (а именно, запланированные потери, такой как системы впрыскивания пары, и неконтролируемые потери, такие как выбросы и истоки пара). Потери с продувочной можно легко оценить за давлением котла, размером и продолжительностью продувки труб и, таким образом, определить сумму всех других потерь пара (конденсата). Эту величину можно сравнить с запланированными и незапланированными потерями, чтобы обнаружить область улучшения. Еще один полезный показатель эффективности - значение потерь пара как процент от общего количества выработанного пара.
Аналогично, измеряя поток топлива и количество выработанного пара, можно определить эффективность котла за определенный промежуток времени. Сравнивая эту величину с результатами теста процесса сжигания топлива, можно обнаружить несоответствие величин одна одной ли использовать каждый набор данных для проверки точности других величин. Если оба расчета эффективности отвечают друг другу, можно вычислить потери вне процесса горения, такие как потери через излучение и конвекцию, потери продувки и потери коротких циклов.
3.3.2. Анализ потоков энергии в теплообменнике
Принцип строения типичного теплообменника (калорифера) который использует тепло пары для нагревания воды, показан на Рис.3.12 В этом примере установка недорогого счетчика холодной воды дает возможность измерять потребления воды и энергии. Потребление воды учитывается счетчиком непосредственно, а энергопотребление можно вычислить как произведение количества воды на теплоемкость и на смену температуры (заданная температура на выходе минус температура входной холодной воды). Это произведение отвечает количества изъятого из пары тепла, равного сумме поглощенного водой тепла и потерь тепла из поверхности теплообменника.
3.3.3. Анализ потоков энергии в холодильной установке
Система охлаждения реализует цикл преобразования энергии, в котором количество теплая, что выводится конденсатором и за счет поверхностных потерь, равняется количества энергии, поглощенной испарителем и представленной в компрессор. Таким образом, измерив любые два из этих компонентов, мы можем вычислить третий. Этим мы не только определим общее количество потребленной энергии, но и узнаем, насколько доброе работает система.
На рис.3.13 показана парокомпрессорная система охлаждения, в которой для охлаждения используется холодная вода, а также показанная градирня водного охлаждения открытой циркуляции, в которой, как средство эффективного охлаждения конденсатора, используется принцип паропоглощения. Энергоаудитору следует сосредоточить внимание на операционной эффективности системы, в частности, на расчете коэффициента эффективности системы и эффективности работы стояка водного охлаждения.
В этом примере потребление электроэнергии измеряется стационарным или временным счетчиком, а количество тепла, что отводится в градирне водного охлаждения, определяют на основе измерения температур в прямом и обратном трубопроводе. Его вычисление осуществляют умножением теплоемкости воды на массу воды, которая определяется на основе разности давлений на входе и выходе помпы (или за показами не врезанного в сеть счетчика воды) на разность температур.
Отношение выделенного тепла к потребленной электроэнергии обозначают, то есть коэффициент теплопроизводительности. За определением соотношения между коэффициентом теплопроизводительности и коэффициентом охлаждения (отношение тепла охлаждения к количеству электроэнергии) задается формулой:
Таким образом, мы можем сравнить рассчитанные коэффициенты с ожидаемыми, которые базируются на данных предприятия. Это поможет определить операционную эффективность и обнаружить резервы сбережения.
Другая область обследования - это сама градирня водного охлаждения. В этом случае следует измерять параметры охладительного воздуха и воздуха, который нагнетается из вершины градирни с учетом показов сухого и смоченного термометров. Если разность температур охлажденной воды, которая возвращается в конденсатор, и воздух окружающей среды за показами смоченного термометра лежат в границах 2°С это для многих систем есть показателем высокой эффективности. Относительная влажность воздуха, что входит в градирню водного охлаждения должна составлять около 70-90%. Если влажность меньшая, то это свидетельствует про избыточную искусственную вентиляцию (если такая имеющаяся) относительно количества воды, которое нужно охладить, или о том, что градирня требует ремонта, а именно, модернизации системы распыливания воды и поверхностей теплопередачи. Если влажность превышает приведенную раньше, то это свидетельствует о том, что в градирню водного охлаждения подается недостаточно воздух, за исключением случаев, если высокая влажность есть результатом очень высокой влажности окружающей среды.
3.3.4. Оценка потоков жидкостей и газов за экономической скоростью в трубопроводах.
В правильно спроектированных установках жидкости и газы перемещаются в трубопроводах с экономически целесообразной скоростью (табл.3.10), что разрешает оценить затрату с размерами трубопроводов.
Таблица 3.10. Диапазон экономически целесообразных скоростей в трубопроводах (м/с)
Вещество
|
Низкое давление (0-0,8 МПа)
|
Высокое давление > 0,8 МПа
|
Вода
|
1,5-2,0
|
3,0
|
Природний газ, воздух
|
6,0-7,0
|
12,0-13,0
|
Влажный пар
|
20,0
|
25,0
|
Сухой насыщенный пар
|
28,0-30,0
|
40,0-43,0
|
Перегретый пар
|
40,0
|
55,0
|
Для оценки объемной затраты Qv необходимо знать внутренний диаметр трубы d (м). При скорости V (м/с) Qv определятся по формуле:
Qv = Vпd2 / 4 (м3/с)
Массовая затрата Qм для жидкости с плотностью p (кг/м3) определятся по формуле:
Qм = рQv (кг/с)
Например, для водогона низкого давления с внутренним диаметром трубы 50 гг массовую затрату можно оценить такими показателями:
Qv = 3,14*0,052 (м2) 2 (м/с) / 4 = 3,925*10-3 (м3/c)
Qм = 1000 (кг/м3) 3,925*10-3 (м3/с) = 3,925 (кг/с)
Часовое потребление:
Qза год = 3,925 (кг/с) 60 (хв/год) 60 (c/хв) = 14130 (кг/год)
Qм год = 14,13 (т/год)
3.4. Сопоставление и перекрестная проверка данных об энергопотреблении
После завершения сбора информации о потреблении энергии на основании измерений, оценки и анализа потоков энергии выполняют сопоставления данных путем добавления использованной всеми потребителями электроэнергии, пары, и т.п. Эта процедура детально рассматривается ниже. Однако, во время сопоставления данных часто обнаруживается несоответствие, то есть сумма индивидуального энергопотребления не всегда согласовывается с вымеренным общим энергопотреблением.
Если выявленные большие отличия между суммой показов отдельных счетчиков, установленных на объекте, и основного счетчика, то можно выполнить такие действия:
выяснить, есть ли такого же порядка разность месячных показов;
выяснить, есть ли среди объектовых счетчиков такие, показы которых не считываются и не учитываются;
выяснить, есть ли неконтролируемые потребители энергии;
провести на протяжении недели ежедневное считывание счетчиков и определение расхождений;
проверить соотношения номинальных параметров счетчиков и их преобразователей (например, номинальных токов трансформаторов тока) и соответствующей действительности значений потоков;
сделать поверку подозрительных счетчиков.
Для выявления ошибок, допущенных в походке обследования или сопоставление данных, проводится перекрестная проверка данных.
Существует несколько разных методов проверки правильности вымеренного или оцененного энергопотребления:
входящий-выходящий топливно-энергетический баланс;
баланс массы;
эффективность использования энергии;
сравнение с показателями работы.
3.4.1. Входящий-исходящий топливно-энергетический баланс
Рассмотрим пример проведения аудита электроэнергии на заводе. Аудитор определил годовое потребление электроэнергии, разделил его на четырех категории использования: освещение, вентиляция, сжатый воздух и другая энергия (табл.3.11).
Таблица 3.11. Потребление предприятием электроэнергии
Общее потребление электроэнергии за год (по данным электросчетчика компании)
|
4203250 кВт*ч
|
Проверенное потребление энергии
|
- освещение
|
980000 кВт*ч
|
- вентиляция
|
250000 кВт*ч
|
- сжатый воздух
|
14120000 кВт*ч
|
- непроизводственная энергия
|
1258500 кВт*ч
|
Суммарное потребление
|
3900500 кВт*ч
|
Разность между общим и суммарным потреблением - 302750 кВт-ч (7,2% от общего потребления).
Вычислив суммарные потребление, аудитор заметил, что эта величина на 7,2% меньше аналогичной величины, зафиксированной электросчетчиком предприятия. Эта разность может быть отнесена на разнообразные небольшие потребители. В случае если разность очень большая или отрицательная, это указывает на ошибку в аудите, который должна быть выявлена.
Перейдем теперь к рассмотрению, например, аудита котельной (табл.3.12). Здесь потребленное топливо множат на теплообразовательную способность, а выработанное количество пара - на чистую энтальпию. Таким образом, получаем энергию топлива и энергию пары в одинаковых единицах энергии - в ГДж.
Поскольку паровые котлы не могут достигать такой высокой эффективности, как полученная в приведенном примере, это свидетельствует об ошибке в аудите. Некоторые данные требуют проверки.
Таблица 3.12. Топливно-энергетический баланс парового котла
Общее потребление топлива (мазут)
|
1570420 кг
|
Теплообразовательная способность топлива
|
40,6 МДЖ/кг
|
Вцелом топливная энергия
|
63759 ГДж
|
Всего выработано пара
|
25200 тон
|
Энтальпия пара
|
2730 кДж/кг
|
Энтальпия питательной воды котла
|
293 кДж/кг
|
Вцелом энергия пара
|
61412 Гдж
|
Расчетная эффективность (КПД)
|
96,3%
|
|
