Разработка средств и методов повышения эффективности систем теплоснабжения Республики Казахстан

Обозначения и сокращения 10
Введение 11
Литературный обзор 13
1 Общие сведения о методах разработки эффективности тепловых станции РК 17
1.1 Основные понятия и цели эффективности 17
1.2 Оценка энергоэффективности систем теплоснабжения 18
1.3 Энергоэффективные мероприятия для ТЭЦ и систем теплоснабжения 23
2 Исследование состояния энергоэффективности и учета тепловой энергии 28
2.1 Действующие исследования о разработке эффективности станции РК 28
2.2 Исследование результатов использования приборов учета тепловой энергии 33
3 Исследование энергетической эффективности систем теплоснабжения 39
3.1 Критерии энергоэффективности систем теплоснабжения 39
3.2 Взаимное влияние режимов работы ТЭЦ и потребителя 41
3.3 Оценка энергоэффективности систем теплоснабжения г. Павлодар 43
4 Энергоэффективные мероприятия для систем теплоснабжения 46
4.1 Повышение эффективности бойлерных установок за счет оптимизации схемы подключения 46
4.2 Оптимизация температурного графика системы теплоснабжения в течение суток 56
Заключение 61
Список использованных источников 62

Весь текст будет доступен после покупки

Энергетика сегодня является важнейшей движущей силой мирового экономического прогресса и от ее состояния зависит благополучие миллиардов жителей планеты, поэтому она требует незамедлительного решения возникающих проблем.
Глобальная энергетическая проблема – это, в первую очередь, проблема стабильного и эффективного обеспечения человечества топливом и энергией. Впервые об энергетической проблеме заговорили в 2000-х годах, когда возникла проблема нерационального и быстрого освоения минеральных ресурсов.
На сегодняшний день проблема стала глобальной для всего мира, это обусловлено рядом следующих причин:
во-первых, ограниченностью и невозобновимостью минерально-сырьевых ресурсов;
во-вторых, интенсивным развитием энергоемких производств развитых стран, а так же возрастающим спросом на электроэнергию развивающихся стран;
в-третьих, неравномерностью распределения энергоресурсов;
в-четвертых, неблагоприятными экологическими последствиями развития энергетики.
Все эти проблемы грозят не только энергодифицитным, но и энерго избыточным странам, так как они могут привести к межнациональным конфликтам.

Весь текст будет доступен после покупки

Глава 1. Современное состояние проблемы энергоэффективности

Основные понятия и цели эффективности

В качестве основных понятий, относящихся к энергоэффективности, можно выделить: эффективное использование энергетических ресурсов, энергоаудит и энергетический менеджмент.
Эффективное использование энергетических ресурсов — достижение экономически оправданной эффективности использования энергетических ресурсов при существующем уровне развития техники и технологий и соблюдении требований к охране окружающей среды [9].
Энергоаудит — обследование энергетических объектов с целью выявления энергетической эффективности, определения мер по ее повышению и возможностей их реализации, включающее сбор документальной информации, инструментальное обследование, анализ информации и разработку рекомендаций по энергосбережению [9].
Энергетический менеджмент - совокупность технических и организационных средств, направленных на повыщение эффективности энергоиспользования и являющихся частью общей структуры управления предприятием [9]
Первым и необходимым шагом к энергоэффективности являются энергоаудиты предприятий. Методики проведения энергоаудитов и некоторые результаты энергоаудитов представлены в работах [10, 11, 12, 13].
В качестве основных предпосылок энергоаудита в данных работах выделяют:
1. Экономические - рост цен и тарифов на энергоносители;
2. Политические - требования федерального законодательства, международные организации и программы;
3. Технологические - возникновение высокоэффективных и дорогостоящих технологий (системы автоматического регулирования, высокоэффективные теплообменники, экономичные системы вентиляции и кондиционирования и т.п.);
4. Социальные - развитие методов менеджмента.
Основными целями энергоэффективности авторы работ [14, 15, 16, 17] считают:
1. Для ТЭЦ:
а) выравнивание графика электрических и тепловых нафузок;
б) повышение выработки электроэнергии на тепловом потреблении;
в) общее снижение технологического, электро- и теплопотребления
(отопление, вентиляция, горячее водоснабжение) для районов с дефицитом электро- и тепловой энергии;
г) уменьшение расхода энергии на собственные нужды и технологических потерь;
д) повышение доли и качества возвращаемого потребителем теплоносителя.
2. Для тепловых сетей:
а) устранение утечек теплоносителя;
б) уменьшение тепловых потерь через изоляцию;
3. Для потребителя - снижение ежегодных издержек производства, связанных с энергоснабжением, конечно при сохранении надежности энергоснабжения и качества производимой продукции и услуг.

1.2. Оценка энергоэффективности систем теплоснабжения

Тепловая экономичность систем теплоснабжения характеризуется двумя основными показателями [18]:
1. Удельной комбинированной выработкой электроэнергии Эт.;
2. Удельным расходом топлива на выработку электрической энергии по конденсационному циклу «Bтк».
Оба эти показателя зависят в первую очередь от отношения температуры отвода теплоты из цикла к температуре подвода теплоты к циклу (Тт/То). Чем ниже это отношение, тем выше тепловая экономичность систем теплоснабжения.
Удельная комбинированная выработка электроэнергии Эт - показывает количество электроэнергии, произведенной на ТЭЦ в одном технологическом цикле с отпуском единицы теплоты внешним потребителям. Определение удельной комбинированной выработки существенно упрощается, если реальный теплосиловой цикл заменяется эксергетически равноценным циклом Карно, в котором работоспособность подведенной и отведенной теплоты такая же, как в реальном цикле.
Удельная комбинированная выработка электрической энергии, отнесенная к единице отработавшей теплоты, отведенной из идеального цикла Карно (рисунок 1.1)

?(Э ?_Т )=((T_o-T_Т )*?S)/(T_Т*?S)=T_o/T_Т -1 (1.1)

где T_o - средняя температура подвода теплоты в цикл,
°К; TТ.- средняя температура отвода теплоты из цикла,
°К; ?S - изменение энтропии в цикле кДж/(кг*°К)
Формула (1.1) может быть положена в основу расчета комбинированной выработки электрической энергии в реальных циклах. В этом случае под Го следует понимать среднюю температуру подвода, а под TТ - среднюю температуру отвода теплоты реального цикла. Кроме того, необходимо учесть неизоэнтропность расширения пара в турбине, а также наличие электромеханических потерь в турбогенераторе.

Весь текст будет доступен после покупки

1 Закон Республики Казахстан «Об энергосбережении и повышении энергоэффективности» №541-IV от 13 января 2012 года с поправкой на измениня от 29 июня 2020 года.
2 «Общие требования в области энергосбережения и повышения энергоэффективности» Закон Республики Казахстан от12 января 2012 года https://adilet.zan.kz
3 Стратегии «Казахстан 2050» https://www.akorda.kz
4 Концепция перехода к «зеленой» экономике https://www.undp.org
5 АО «Институт «КазНИПИЭнергопром» https://www.knep.kz
6 О Программе приватизации и реструктуризации в теплоэнергетике https://online.zakon.kz
8 Кузнецов М. Л. Вопросы проектирования ТЭЦ. // www.rosteplo.ru.
9 Закон Республики Казахстан «Об энергосбережении и повышении энергоэффективности» стр.12
10 Методические указания по обследованию теплопотребляющих установок закрытых систем теплоснабжения и разработке мероприятий по энергосбережению.- М.: 1996.- 57 с. ВТИ,
11 Методические материалы для энергоаудита / Под ред. А. Г. Вакулко, О.Л. Данилова.-М.: МЭИ, 1999. - 144 с.
12 Повышение эффективности работы тепловых пунктов/ Н. М. Зингер, В. Г. Бестолченко, А. А. Жидков. - М.: Стройиздат, 1990, - 188 с.
13 Зингер Н. М., Байбаков С. А., Белова Н. П. Опыт проведения энергообследований теплопотребляющих установок систем теплоснабжения // Теплоэнергетика. - 1995. - № 6
14 Варварский В. С. Работы в области энергосбережения. 1995. - № 6.- Теплоэнергетика.
15 Кайдаров К.М.Региональное законодательство по энергоэффективности за рубежом. // ЦЭНЭРК.- 1996
16 Хайд Д., Лоскутов А. В. Целевой энергетический мониторинг в системе энергетического менеджмента. // Промышленная энергетика. 1998. - № 4.

Весь текст будет доступен после покупки