|
| |
|
Главная -> Экология
Технология энергосбережения в на. Переработка и вывоз строительного мусораОлексій Бежевець Ідея широкого впровадження в Україні комбінованого виробництва теплової та електричної енергії неодноразово обговорювалася на шпальтах газет, була темою наукових дискусій, відображувалася в документах чиновників від енергетики. Спроба нормативного закріплення цієї ідеї відбулася наприкінці 2002 р., коли народний депутат Петро Сабашук подав до Верховної Ради законопроект за № 2583 під назвою „Про комбіноване виробництво теплової та електричної енергії та використання скидного енергопотенціалу”. 29 січня 2003 р. на заміну було подано нову редакцію цього законопроекту, на аналізі положень якого хотілося б зупинитися детальніше. Поза сумнівом, забезпечення впровадження в різних сферах промисловості сучасної енергозберігаючої технології, якою є комбіноване виробництво електричної і теплової енергії, потребує всебічної підтримки з боку держави. Така державна політика підтримки й концептуальні підходи до шляхів впровадження когенераційних установок мають враховувати сучасний стан оптового ринку електроенергії, концептуальні засади його функціонування та визначені напрямки подальшого розвитку. Проект Закону „Про комбіноване виробництво теплової та електричної енергії та використання скидного енергопотенціалу” від 26 грудня 2002 р. № 2538 Стаття 1. Визначення термінів Когенераційна установка (КУ) – це комплекс обладнання, що забезпечує одночасне перетворення внутрішньої енергії палива в електричну (або механічну) і теплову енергії, при цьому теплова енергія використовується в будь-яких технологічних процесах, не пов’язаних з виробництвом електричної енергії. До цих установок прирівнюється комплекс енергетичного обладнання, що перетворює в електричну енергію скидний енергетичний потенціал технологічних процесів. Скидний енергетичний потенціал – відпрацьовані продукти згорання газових турбін або поршневих двигунів, які працюють в технологічних процесах, не пов’язаних з виробленням електричної енергії; енергопотенціал природного газу або водяної пари високого тиску в трубопроводах; коксовий, доменний гази металургійного виробництва; попутні гази нафтових свердловин; шахтний метан як продукт дегазації вугільних пластів; димові гази промислових печей, біогаз тощо). ... Кваліфікація когенераційної установки – встановлення центральним органом виконавчої влади, до повноважень якого належить проведення технічної політики в електроенергетиці, типу когенераційної установки, рівня середньорічної ефективності використання палива та частки корисної теплової енергії в загальному обсягу енергії, що виробляється когенераційною установкою. На жаль, законопроект не враховує низки особливостей електроенергетики України, що, на наш погляд, унеможливлює його підтримку в запропонованій редакції. Більше того, таке „оформлення” ідеї може спричинити її поховання в купі законопроектів, що накопичуються у Верховній Раді, розгляд яких відкладається „до кращих часів”. Зауваження викликає практично кожне положення законопроекту. Так, законопроект оперує законодавчо не визначеною термінологією і відрізняється від термінології, запропонованої Законом України „Про електроенергетику”. Це стосується таких понять, як „енергопередавальні організації, які здійснюють діяльність з передачі або постачання електричної енергії на визначеній території”, „статус підприємства комунального теплопостачання”, „узгоджений з НКРЕ тариф на продаж електричної енергії” тощо. Застосування в законопроекті подібної термінології робить його незрозумілим і в разі прийняття закону призведе до невизначеності шляхів застосування відповідних його положень. Далі – більше. Застосування ч. 1 ст. 4 законопроекту, згідно з якою до тарифу на вироблену когенераційною установкою та відпущену на оптовому ринку електроенергії (далі – ОРЕ) електроенергію включається інвестиційна складова, яка має забезпечити відшкодування коштів інвесторів цієї установки протягом 5 років, безперечно, призвело б до загального підвищення роздрібних тарифів на електроенергію, що негативно вплинуло б на економіку держави в цілому. Крім того, застосування механізму інвестиційної складової має загалом антиринковий характер, оскільки призводить до перерозподілу коштів на користь одних суб’єктів відносин за рахунок інших і нівелює конкуренцію. Концепція функціонування та розвитку оптового ринку електроенергії, прийнята урядом у 2002 р., передбачає поступовий перехід до конкурентних відносин на ОРЕ, лібералізацію цього ринку. Тож запропонований у законопроекті підхід до визначення джерел фінансування, як мінімум, не узгоджується з цією концепцією. Загалом незрозумілою є мотивація впровадження такої інвестиційної складової, оскільки згідно з пояснювальною запискою, що додається до законопроекту, застосування когенераційних схем дозволяє знизити собівартість виробництва у 2-2,5 рази, а терміни окупності проектів, спрямованих на розвиток когенераційних схем, складуть лише від 2 до 4 років. Тобто, ці проекти є надприбутковими. Якщо ж це так, то вони, без сумніву мають бути привабливими для інвесторів без застосування будь-якої інвестиційної складової (тим більше, зважаючи на заплановану урядом лібералізацію оптового ринку електроенергії, посилення на ньому конкуренції тощо). Слід зазначити, що суб’єктами підприємницької діяльності у сфері оптової купівлі-продажу електроенергії є юридичні особи. Однак законопроект чомусь розглядає як суб’єкта, що продає на ринок електроенергію, когенераційну установку, тобто, згідно з визначенням законопроекту, „комплекс енергетичного обладнання” з певними характеристиками. Такий підхід позбавлений правового сенсу. Визначення прав та обов’язків сторін у відносинах, що передбачені законопроектом, за такої регламентації відносин є просто неможливим. Укладати угоди з „комплексом енергетичного обладнання” щонайменше абсурдно. Зважаючи на згадану невизначеність термінології та помилку в суб’єкті відносин, залишаються незрозумілими для сприйняття норми статей 5, 6 та 7 законопроекту, в яких робиться спроба регламентувати порядок видачі технічних умов на підключення кваліфікованих когенераційних установок (далі – ККУ) до електромереж і порядок вирішення спірних питань. Проект Закону „Про комбіноване виробництво теплової та електричної енергії та використання скидного енергопотенціалу” від 26 грудня 2002 р. № 2538 Стаття 5. Видача технічних умов на підключення ККУ до електромережі Енергопередавальна організація, що здійснює підприємницьку діяльність з передачі або постачання електричної енергії на закріпленій території, зобов'язана видати технічні умови на підключення ККУ до електромережі в термін не більше 3-х місяців з дати отримання відповідного запиту з боку сторони, яка бажає будувати ККУ. Стаття 6. Вирішення спірних питань Обгрунтованість технічних умов щодо реконструкції або модернізації розподільчих електромереж або технологічного обладнання енергопередавальної організації підтверджується експертизою представника центрального органу виконавчої влади, до повноважень якого належить проведення технічної політики в електроенергетиці. Стаття 7. Підключення ККУ до електромереж Енергопередавальна організація, що здійснює підприємницьку діяльність з розподілу електричної енергії на закріпленій території, зобов'язана підключити ККУ до електромережі в термін не більше одного місяця з дати ухвалення акта про виконання власником ККУ технічних умов на підключення. Підключення ККУ до електромережі виконується через ту розподільчу підстанцію енергопідприємства, для якої електромережа з напругою, придатною для підключення ККУ, є найкоротшим шляхом до місця розташування ККУ. Річ у тім, що питання будівництва нових енергогенеруючих потужностей та вирішення всіх пов’язаних з ним технічних аспектів, згідно зі ст. 7 Закону України „Про електроенергетику”, регламентуються нормативно-правовими актами, обов'язковими для виконання всіма суб'єктами електроенергетики. Відповідно до ст. 18 зазначеного Закону, проектування і будівництво об'єктів електроенергетики здійснюється на основі законодавства про будівництво. Вказані норми Закону України „Про електроенергетику” є досить зваженими та, очевидно, не мають вибірково застосовуватися при вирішенні питань будівництва окремих об’єктів електроенергетики, якими б прогресивними ідеями не керувалися зацікавлені в такому будівництві особи. Згідно зі ст. 9 законопроекту, в разі дотримання певних умов передбачається „скасування оплати податку на додану вартість”. Проте, згідно зі ст. 1 Закону України „Про систему оподаткування”, встановлення і скасування податків і зборів (обов'язкових платежів) до бюджетів та до державних цільових фондів, а також пільг їх платникам здійснює Верховна Рада України, Верховна Рада Автономної Республіки Крим і сільські, селищні, міські ради відповідно до цього Закону, інших законів України про оподаткування. Зважаючи, що законопроект не є проектом закону України про оподаткування, передбачення в ньому скасування оплати ПДВ є просто неправомірним. Прикінцеві положення законопроекту передбачають розробку Кабінетом Міністрів України Державної цільової програми розвитку і впровадження когенераційних технологій на період до 2010 р. Очевидно, що прийняття такої програми має передувати прийняттю Закону України про комбіноване виробництво теплової та електричної енергії і використання скидного енергопотенціалу. Це дозволило б визначити можливі шляхи впровадження когенераційних технологій із залученням широкого кола фахівців та з урахуванням поточної ситуації на енергоринку України. І все ж, незважаючи на всі недоліки законопроекту, хотілося б привітати цю законодавчу ініціативу. Стан нашої енергетики, безперечно, потребує якісних змін, і зважене впровадження в життя когенераційних технологій обов’язково стало б у нагоді. З іншого боку, будь-яка, навіть „надпрогресивна”, ідея нічого не варта без реальних шляхів її впровадження в життя, а будь-який законопроект – не вартий підтримки без його детального опрацювання.
И.В.Осин Широко разрекламировано энергосбережение в водоснабжении. Озвучены цифры в 60 и даже в 80% экономии электроэнергии при той же выполняемой функции. Однако сам механизм, технология этого эффекта известна не всем. Ниже будут изложены все необходимые теоретические выкладки необходимые для понимания этого явления. Все расчеты и выкладки справедливы для устройств, имеющих, так называемую вентиляторную характеристику нагрузки, к которым относятся как центробежные насосы, так и центробежные вентиляторы. Это означает, что потребляемая мощность зависит от числа оборотов рабочего колеса устройства. Для определения мощности центробежного насоса справедлива формула: (индексы 1 и 2 при буквенных обозначениях относятся к 1-му и 2-му режимам работы насосов, т.е. к работе насосов на разных скоростях). Эти формулы именуются также формулами подобия. Из теории асинхронного двигателя также известно, что момент на валу насоса M определяется, как: При рассмотрении зависимостей видно, что при увеличении числа оборотов вала центробежного насоса растет его производительность, увеличивается давление в линии нагнетания и растет потребляемая мощность. При этом потребляемая мощность находится в кубической зависимости от скорости вращения вала насоса, т.е. Из соотношения следует, что изменение скорости вращения вала насоса в два раза ведет к уменьшению потребления мощности насоса в 8 раз. Так как скорость вращения асинхронного двигателя зависит от конструктивного исполнения двигателя (числа пар полюсов) и частоты электрического тока в сети, к которой он присоединен, то при необходимости изменения подачи в линию нагнетания насоса количества передаваемой жидкости обычно монтируют запорную арматуру, например, задвижку, которой и производится количественное регулирование (дросселирование). При дросселировании наблюдаются значительные потери электроэнергии. Однако, появление преобразователей частоты для управления асинхронным двигателем позволяет эти потери избежать. В озьмем обобщенную технологическую схему системы, обеспечивающей подачу воды в сеть потребителей с постоянным заданным давлением (рис. 1). Аналогичный подход можно применить и в других технологических схемах, где в качестве транспортируемого вещества может быть жидкость или газ (т.е. и в вентиляторах). Основными элементами схемы являются: Рассматривая энергетические характеристики технологического процесса объекта, можно написать, что требуемая (полезная) энергия для подачи воды может быть рассчитана по формуле (1) , где k – коэффициент пропорциональности. Для нормальной работы сети чаще всего необходимо создание постоянного значения напора Нс. Величины расходов Q 1 - Q 3 определяются потребителями и с течением времени могут меняться. Гидравлическая энергия, развиваемая насосным агрегатом, может быть получена как , где сумма расходов представляет собой общий сетевой расход воды Qc . В идеальном варианте желательно, чтобы сохранялось равенство Wc и W Н . На самом деле между насосным агрегатом и сетью установлены элементы со своими гидравлическими сопротивлениями, на которых теряется часть напора, развиваемого насосным агрегатом, НП = Н1 + Н2. Таким образом, потери энергии на технологическое обеспечение параметров перекачиваемой жидкости можно определить как W п = k НП Qc . Следовательно, для поддержания заданных технологических параметров сети насос должен развивать гидравлическую мощность, равную W Н = k Нс ( Q 1 + Q 2 + Q 3 ) + H п ( Q 1 + Q 2 + Q 3 ).Условные обозначения: З1, З2 — запорные технологические задвижки; Р — насосный агрегат; К1 — обратный клапан; Ф — фильтр; К2 — регулирующий клапан Последнее выражение показывает, что потери энергии в технологическом процессе зависят от расхода сети (технологической нагрузки), определяемого потребителем, и потерь напора на оборудовании насосной станции Нn, которые определяются гидравлическим сопротивлением элементов схемы. В общем случае оценить эти потери напора можно, сравнив показания манометров перед напорной задвижкой З2 и манометра в сетевом трубопроводе. Чем больше разница в их показаниях, тем больше потерь энергии имеет система. Для организации технологического процесса с минимальными энергетическими потерями необходимо, в первую очередь, снизить потери напора между трубопроводом насосного агрегата и сетью потребителей — Нn. Теперь рассмотрим работу технологического процесса, с точки зрения изменения параметров нагрузки сети — Qc . Для этого воспользуемся известными Q-H характеристиками для насосных агрегатов и сети (рис. 2). Кривая 1 соответствует напорной характеристике насосного агрегата, а кривая 2 — гидравлической характеристике сети, где Н0 — требуемый статический напор сети. Точка пересечения этих характеристик является идеальной расчетной точкой совместной работы насосного агрегат и сети (QНОМ). При изменении расхода в сети меняется и её гидравлическая характеристика — линии 3-5. Соответственно будут сдвигаться точки пересечения характеристик. Как видно из рисунка, с уменьшением расхода увеличивается давление в сети. Кроме того, в процессе функционирования в зависимости от режимов работы системы может меняться давление перед насосом, создаваемое источником водоснабжения. Изменения этого давления также отражаются на величине давления в сети потребителей. Такой характер взаимосвязи параметров требует установки в системе дроссельных регулирующих элементов — регулирующих клапанов (иногда их роль выполняют напорные задвижки агрегатов). Эти элементы создают дополнительное гидравлическое сопротивление и позволяют обеспечить стабильное давление в сетевом трубопроводе. При использовании дроссельных элементов происходит распределение напора на элементах системы. Это распределение напора показано на рис. 3, где НД — падение напора на дроссельном элементе. Изменение напорных характеристик насосного агрегата при изменении частоты вращения иллюстрирует рис. 4, на котором кривая 1 соответствует номинальной (при номинальной частоте вращения привода) напорной характеристике, а кривые 2-4 — напорным характеристикам при пониженной частоте вращения. Если организовать работу привода насосного агрегата таким образом, чтобы он при изменении параметров технологического процесса (расхода в сети и давления на входе агрегата) изменял частоту вращения, то в итоге можно без существенных потерь энергии стабилизировать давление в сети потребителей. При таком способе регулирования исключаются потери напора (нет дроссельных элементов), а значит, и потери гидравлической энергии. Способ регулирования давления в сети путем изменения частоты вращения привода насосного агрегата снижает энергопотребление ещё и по другой причине. Собственно насос как устройство преобразования энергии имеет свой коэффициент полезного действия — отношение механической энергии, приложенной к валу, к гидравлической энергии, получаемой в напорном трубопроводе насосного агрегата. Характер изменения коэффициента полезного действия насоса в зависимости от расхода жидкости Q при различных частотах вращения представлен на рис. 5. В соответствии с теорией подобия максимум коэффициента полезного действия с уменьшением частоты вращения несколько снижается и смещается влево. Анализ требуемого изменения частоты насосного агрегата при изменении расхода в сети показывает, что с уменьшением расхода требуется снижение частоты вращения. Если рассмотреть работу агрегата для расхода меньше номинального (вертикальные линии А и В), то для этих режимов рационально работать на пониженной частоте вращения. В этом случае кпд насоса выше, чем при работе на номинальной частоте вращения. Таким образом, снижение частоты вращения в соответствии с технологической нагрузкой позволяет не только экономить потребляемую энергию на исключении гидравлических потерь, но и получить экономический эффект за счет повышения коэффициента полезного действия самого насоса — преобразования механической энергии в гидравлическую. Проведем численную оценку целесообразности применения частотно-регулируемого привода, по сравнению с дросселированием, оценивая по данным диаграммы требуемого расхода при известном суточном графике подачи (отпуска) воды следующим образом: Регистрируем потребляемую двигателем привода насоса мощность W0 (кВт) при полностью закрытой задвижке на линии на линии нагнетания насоса, а так же давление на линии нагнетания со стороны насоса, Н0 (м водяного столба). При полностью открытой задвижке на линии нагнетания насоса измеряем мощность, потребляемую двигателем Wм (кВт), максимальную производительность насоса Qм (м /с), давление на линии нагнетания Нм (м водяного столба). По полученным результатам и с корректировкой, учитывающей паспортные данные (зависимость n = f ( Q ); W = f ( Q )) строят зависимость: W в функции Q 1 *= Q / Q мс W в функции Q 1 *3 .,т.е. W = W м*Q*3 Разница между кривыми 1 и 2 равна экономии мощности при частотном регулировании скорости в данный момент. За основу расчета экономической эффективности берется среднечасовой график расхода воды за сутки, действующий на все характерные дни рассматриваемых периодов года. Данные среднесуточного графика сравниваются с данными по загрузке электродвигателя насоса. Обычно запас мощности электродвигателя берется в размере 10% от номинального. При расчете имеется ввиду, что диапазон изменения нагрузки от 20% до 100% от Wм во всех промежуточных режимах подача воды потребителю осуществляется с требуемым давлением и температурой. Расчет можно вести, как по среднесуточным графикам, так и средненедельным. В каждом рассматриваемом периоде определяется продолжительность работы электродвигателя с одной и той же нагрузкой и определяется W. Затем определяется суммарная экономия электроэнергии за сутки, неделю, год по формуле: , где WЭК - годовая экономия электроэнергии при применении частотно-регулируемого привода, ti – время, в течение которого привод работает с постоянной нагрузкой Wi – экономия мощности за i-тый период k – число периодов в году с постоянным значением Wi ti. Пример расчета экономии потребляемой мощности при частотном регулировании на станции подкачки при производительности насоса 1000 м3 /час. В заключение добавим, что применение частотного регулирования приводов позволяет существенно уменьшить и эксплуатационные затраты, связанные с обслуживанием агрегатов и систем. Например, снижение перепада давления между всасывающим и напорным патрубками насосного агрегата увеличивает срок службы сальниковых уплотнений, практически исключает гидроудары и обеспечивает стабильность давлений в трубопроводах сетей, а также минимизирует затраты на их обслуживание.
Экономия электроэнергии за счет. Переоборудование здания в солнечныйдом. Переработка биоотходов на биогазовых установках. Новая страница 1. Применение механизмов киотского. Главная -> Экология 
|