Тепловой и эксергетический баланс

Тепловой баланс позволяет определить КПД установки, расход топлива или электроэнергии для получения единицы тепловой энергии, расход пара (или другого теплоносителя) для получения единичной продукции.

Тепловой баланс это соотношение, связывающее приход и расход теплоты и составляется на единицу выпускаемой продукции, на 1 кг твердого или жидкого топлива, на 1 м³ газообразного топлива или в процентах, %, от введенной (суммарной) располагаемой теплоты.

Эксергетический баланс теплотехнической схемы позволяет определить КПД системы, суммарную зксергию на входе и суммарную эксергию на выходе из нее. Эксергия служит обобщенной качественной и количественной характеристикой для потока теплоты и потока вещества, зависящих одновременно от параметров системы и окружающей среды. Эксергетический КПД системы оценивает преобразование энергии как во всей системе,

так и на отдельных ее участках.

Полученная информация теплового и эксергетического балансов предприятия используется для исследования либо отдельного объекта, либо предприятия в целом. Исследование информации включают в себя физические и финансовые методы.

Физический метод исследования оперирует с физическими или натуральными параметрами и имеет целью определение характеристик эффективности энергоиспользования.

При составлении и анализе теплового баланса необходимо:

1. Привести все данные энергопотребления к единой международной системе измерения – СИ.

2. Определить состав объектов: отдельные потребители, подразделения, технологические линии, цеха или предприятие в целом.

3. Произвести распределение потребляемой энергии по отдельным объектам, а также видам энергоресурсов и энергоносителей: электроэнергия, пар, горячая вода, топливо (твердое, жидкое, газообразное).

4. Определить факторы, влияющие на потребление энергии: температура наружного воздуха (для систем отопления и вентиляции), расход топлива в паровых теплогенераторах (для систем пароснабжения) и водогрейных котлах (для систем теплоснабжения), электрической энергии (для технологического оборудования, холодильников).

5. Вычислить удельное энергопотребление по отдельным видам энергоресурсов и объектам, которое определяется отношением энергопотребления к выпуску продукции (Вт или 1 кг топлива/на единицу продукции). Значение полученного удельного энергопотребления сравнивается с нормативными значениями, после чего делается вывод об эффективности энергоиспользования как по отдельным объектам, так и по предприятию в целом. Нормативные значения могут быть заданы, рассчитаны или взяты из периодической литературы.

6. Определить прямые потери различных энергоносителей за счет потерь электроэнергии, утечек воды или конденсата, недогрузки или простоев оборудования, потерь теплоты (с уходящими топочными газами, химический и механический недожог, от наружных ограждений в окружающую среду), неквалифицированной эксплуатации и других выявленных нарушений.

7. Выявить наиболее неблагоприятные объекты с точки зрения эффективности энергоиспользования.

Финансовый метод исследования оценивает прямые потери в денежном выражении и проводится параллельно с физическим методом исследования. Он придает экономическое обоснование выводам, полученным на основании физического метода исследования и позволяет вычислить распределение затрат на энергоресурсы по всем объектам энергопотребления и видам энергоресурсов. Финансово-экономические критерии имеют важное значение при исследовании энергосберегающих рекомендаций и проектов.

Электробаланс.Электробаланс промышленного предприятия состоит из статей «прихода» и «расхода» электрической энергии (активной и реактивной). В статью «приход» включается электроэнергия, полученная от энергосистемы и выработанная собственными электроустановками предприятия. Учет ведется по показаниям электросчетчиков.

Расходная часть электробаланса активной электроэнергии делится на следующие статьи расхода.

1. Прямые затраты электроэнергиина основные технологические процессы с выделением полезного расхода непосредственно на выпуск продукции, без учета потерь в различных звеньях энергоемкого технологического оборудования (на отпуск тепла, отпуск горячей воды системы ГВС, отпуск хозяйственно-питьевой воды и т.п.).

2. Косвенные затратына основные технологические процессы вследствие их несовершенства или нарушения технологических норм.

3. Затраты энергии на вспомогательные нужды(вентиляция, освещение и др.).

4. Потери в элементах системы электроснабжения(трансформаторах, реакторах, линиях, компенсирующих устройствах, двигателях и др.).

5. Отпуск через систему предприятия посторонним близрасположенным субабонентам(столовые, клубы, поселки, магазины, транспорт).

Наличие всех статей расхода необязательно, могут отсутствовать статьи вторая и пятая.

Расход электроэнергии должен быть отнесен на единицу выпускаемой продукции (отпускаемое тепло и т.п.) и сопоставлен с удельными показателями других, передовых предприятий.

Задача составления электробаланса:

• Определение расходов электроэнергии по статьям 2, 3,4, 5 в целях четкого выделения ее расхода на основную продукцию, определения постоянных составляющих электропотребления, непосредственно не связанных с выпуском продукции, и потерь электроэнергии в системе электроснабжения предприятия.

• Определение удельных расходов электроэнергии на единицу продукции предприятия и сравнение с аналойными показателями других предприятий.

• Выявление возможности сокращения нерациональных расходов энергии путем проведения различных мероприятий по усовершенствованию технологических процессов и снижению нерациональных вспомогательных затрат.

Для уменьшения стоимости потребляемой энергии необходимо провести анализ режимов суточного электропотребления и режимов работы технологического оборудования с целью определения экономического эффекта от перехода на зональные и двухтарифные системы оплаты за пользование электрической энергией. При этом может оказаться целесообразным изменение графика работы отдельного технологического оборудования (например, перенести период включения скважинных насосов, насосов подающих воду в емкости второго подъема, на ночной период и др.).