41
исследовательский институт экспериментальной физики» «Научно-
исследовательский институт измерительных систем им. Ю.Е. Седакова».
Анализ состава внутреннего освещения показал, что имеются приборы
освещения, обладающие низкими значениями светоотдачи (лампы накаливания,
газоразрядные лампы высокого давления типа ДРЛ), а также люминесцентные
светильники, уступающие по светоотдаче современным светодиодным
светильникам.
В целях снижения расхода электроэнергии на цели освещения
предлагается заменить существующие источники внутреннего освещения с
лампами накаливания (светоотдача до 20 Лм/Вт), лампами ДРЛ (светоотдача до
60 Лм/Вт) и люминесцентными лампами на светодиодные источники света
(светоотдача более 100 Лм/Вт).
Потенциал экономии электроэнергии от замены светильников определен
по формуле:
год
ПРАПРА
ТKРnKРnW
)(
222111
,
где Р1(2) – мощность ламп освещения до замены и после, кВт;
K1(2)ПРА – коэффициент, учитывающий потери в пускорегулирующих
устройствах (1,1 о.е. – для ламп ДРЛ);
Tгод – средняя продолжительность работы освещения в течение года
(ввиду отсутствия данных по фактическому времени работы внутреннего
освещения, принято Тгод = кол-во рабочих дней × кол-во часов работы =
247×8=1976 часов).
Виду того, что рынок светодиодной продукции, обладающей высокой
энергетической эффективностью (Лм/Вт) представлен широким спектром
производителей, то конечный выбор продукции остается за заказчиком.
Светодиодные источники света обладают следующими преимуществами:
- большая экономия электроэнергии, высокий кпд;
- ресурс работы, не менее 50 тыс.часов;
42
- коэффициент мощности, не менее 0,98 о.е.;
- время выхода на рабочий режим менее 1 сек (в отличие от дуговых
газоразрядных ламп);
- высокая механическая прочность и виброустойчивость;
- диапазон рабочих температур от -60ºС до +60 ºС;
- меньший слепящий эффект, отсутствие мерцания;
- отсутствие затрат на эксплуатацию;
- широкий диапазон напряжения питания 150÷265 В;
- экологическая безопасность (отсутствие необходимости
демеркуризации, в отличие от газоразрядных ламп).
При этом, в процессе эксплуатации светильников с газоразрядными
лампами, например, типа ДРЛ световой поток ламп снижается приблизительно
на 30÷40% от номинального значения.
Расчет экономии электроэнергии при замене осветительных приборов
представлен в таблицах 28-30.
Таблица 28
Расчет экономии электроэнергии при замене ламп
накаливания
Объект
Тип ламп
Рном,
Вт
Кол-
во
Руст,
кВт
Тчас
КПРА
Wгод,
тыс.кВт∙ч
Существующее освещение
Корпус 1
ЛН
60
43
2,58
1976
1,0
5,10
Корпус 2
ЛН
60
20
1,20
1976
1,0
2,37
Корпус 27
ЛН
60
150
9,00
1976
1,0
17,78
Корпус 3
ЛН
60
53
3,18
1976
1,0
6,28
Корпус 4
ЛН
60
74
4,44
1976
1,0
8,77
Корпус 5
ЛН
60
92
5,52
1976
1,0
10,91
Корпус 6
ЛН
60
429
25,74
1976
1,0
50,86
Корпус 7/12
ЛН
60
21
1,26
1976
1,0
2,49
котельная
ЛН
60
115
6,90
1976
1,0
13,63
ОМТС
ЛН
60
89
5,34
1976
1,0
10,55
Итого
1086
65,16
128,76
Рекомендуемое освещение
Всего
LED
11
1086
11,95
1976
1,0
23,61
Итого экономия
53,21
105,15
43
Таблица 29
Расчет экономии электроэнергии при замене
люминесцентных осветительных приборов
Объект
Тип ламп
Р
ном
, Вт
Кол-
во
Р
уст
,
кВт
Тчас
К
ПРА
Wгод,
тыс.кВт∙
ч
Существующее освещение
котельная
ДРЛ
250
4
1,00
2920
1,1
3,21
Корпус 5
ДРЛ
250
60
15,00
2920
1,1
48,18
Корпус 6
ДРЛ
250
53
13,25
2920
1,1
42,56
ОМТС
ДРЛ
250
63
15,75
2920
1,1
50,59
Итого
180
45,0
144,54
Рекомендуемое освещение
Всего
LED
100
180
18,0
2920
1,0
52,56
Итого экономия
27,0
91,98
Таблица 30
Сводная таблица расчета экономии при замене
осветительных приборов
Объект
Тип ламп
Рном
, Вт
Кол-
во
Руст,
кВт
Тчас
КПР
А
Wгод,
тыс.кВт∙
ч
Существующее освещение
Всего
ЛН
60
1086
65,16
197
6
1,0
128,76
Всего
ЛЛ 4х18
72
4264
307,0
1
197
6
1,2
727,98
Всего
ДРЛ
250
180
45,0
292
0
1,1
144,54
Итого
5530
417,1
7
1001,27
Рекомендуемое освещение
Всего
LED
11
1086
11,95
197
6
1,0
23,61
Всего
LED
32
4264
136,4
5
197
6
1,0
296,62
Всего
LED
100
180
18,0
292
0
1,0
52,56
Итого
5530
166,4
375,79
Итого экономия
250,7
7
655,49
В целях снижения расхода электроэнергии на цели наружного освещения
предлагается заменить существующие светильники с лампами ДРЛ
44
(светоотдача до 60 Лм/Вт) на светодиодные источники света (светоотдача более
100 Лм/Вт).
Потенциал экономии электроэнергии от замены светильников определен
по формуле:
год
ПРАПРА
ТKРnKРnW
)(
222111
,
где Р1(2) – мощность ламп освещения до замены и после, кВт;
K1(2)ПРА – коэффициент, учитывающий потери в пускорегулирующих
устройствах (1,1 о.е. – для ламп ДРЛ);
Tгод– средняя продолжительность работы освещения в течение года (по
предоставленным данным). Для наружного освещения принято, согласно
световому календарю для с.ш. 56° (г. Н. Новгород) общее темное время суток
3842 час.
Виду того, что рынок светодиодной продукции, обладающей высокой
энергетической эффективностью (Лм/Вт) в данное время представлен широким
спектром производителей, то конечный выбор продукции остается за
Заказчиком.
Таблица 31
Расчет экономии электроэнергии при замене приборов
освещения
Объект
Тип ламп
Р
ном
,
Вт
Кол-
во
Р
уст
,
кВт
Тчас
К
ПРА
Wгод,
тыс.кВт∙
ч
Существующее освещение
участок ЭРУ
ДРЛ
250
29
7,25
3842
1,1
30,64
ОМТС
ДРЛ
250
2
0,50
3842
1,1
2,11
Итого
31
7,75
32,75
Рекомендуемое освещение
участок ЭРУ
LED
100
29
2,90
3842
1,0
11,14
ОМТС
LED
100
2
0,20
3842
1,0
0,77
Итого
31
3,10
11,91
Всего экономия
4,65
20,84
Сетевые насосы №5 и №6 (1Д630-90, Qном – 630 м3/ч, Hном – 90 м, Рном
– 250 кВт) обеспечивают подачу сетевой воды в летнем режиме. В работе, как
правило, находится один насос, второй в резерве.
45
Регулирование производительности и поддержание требуемого давления
на сетевых летних насосах №5 и №6 осуществляется посредством запорно-
регулирующей арматуры, т.е. путем дросселирования, что приводит к
дополнительным затратам мощности и соответственно дополнительному
расходу электроэнергии на преодоление создаваемого дополнительного
гидравлического сопротивления.
С целью повышения эффективности использования электроэнергии на
привод насосов рекомендуется внедрение частотно-регулируемого привода, как
наиболее экономичного способа регулирования режима работы насоса.
Экономия электроэнергии при использовании регулирования
производительности посредством изменения частоты вращения оценивается на
основе формул подобия:
ном
;
ном
????
????
;
ном
????
ном
????
т.е. потребляемая мощность находится в кубической зависимости от
изменения частоты вращения и производительности. При этом, значение
напора изменяется в квадратичной зависимости, что необходимо учитывать при
определении диапазона регулирования частоты.
Ввиду того, что расход воды через насос в процессе работы может
меняться (рабочий интервал, согласно характеристике насоса от 450 м3/ч до
700 м3/ч), то оценку экономии проведем на примере среднего режима - 10%
снижения от номинального расхода.
Паспортная характеристика насоса с указанием номинальных параметров,
рабочего интервала и при снижении производительности на 10% представлена
на рисунке 32.
46
630 м
3
/ч565 м
3
/ч
Рисунок 32-Паспортная характеристика насоса с
указанием номинальных параметров, рабочего интервала
и при снижении производительности на 10%
Для оценки потенциала экономии от внедрения частотно-регулируемого
привода, определим мощность потребляемую насосом в номинальном режиме и
при 10% снижении производительности.
Н
н
????????
Н
н
????????
где:
Q – номинальная подача (м3/ч);
Н – номинальный напор (м);
ρ – плотность жидкости (1000 кг/м3);
η- паспортный номинальный КПД насоса (78%).
Таким образом, мощность, потребляемая насосом (мощность на валу)
составляет в номинальном режиме 198,1 кВт и при снижении
производительности на 10% - 186,4 кВт.
Оценка потенциала экономии от применения частотно-регулируемого
привода насоса представлена на таблице 33.
47
Таблица 33
Оценка потенциала экономии от применения частотно-
регулируемого привода насоса
Наименование
Ед.изм.
Значение
Примечание
Потребляемая мощность насосом в
номинальном режиме
кВт
198,1
Qном – 630 м3/ч, Н
– 90 м
Режим при снижении
производительности на 10%
кВт
186,4
Q – 565 м3/ч, Н –
92 м
Режим при регулировании
посредством ЧРП
кВт
142,9
Q – 565 м3/ч;
Fчрп =
50·(565/630)= 44,8
Гц;
Нчрп =
198,1·(565/630)2 =
72,4 м;
Nчрп=
198,1·(565/630)3 =
142,9 м
Экономия мощности, ΔN
кВт
43,5
ΔN = N1 – Nчрп =
186,4 – 142,9
Время работы за год (летний
режим), Тгод
час
3240
Т летний = 8760 –
(230*24) =3240
Экономия электроэнергии в год
тыс.кВтч
140,94
ΔW = ΔN *Т год
Таким образом, при использовании частотно-регулируемого привода для
регулирования производительности насоса экономия мощности при 10%
снижении производительности составит 43,5 кВт, что составляет на 23%
меньше по сравнению с потребляемой мощностью в режиме дросселирования.
Питательные насосы №1÷№5 (ЦНСг, Qном – 60 м3/ч, Hном – 231 м, Рном
– 75 кВт), как правило, работают в режиме: один в работе, второй в резерве.
Регулирование производительности и поддержание требуемого давления
на насосах осуществляется посредством запорно-регулирующей арматуры, т.е.
путем дросселирования, что приводит к дополнительным затратам мощности и
соответственно дополнительному расходу электроэнергии на преодоление
создаваемого дополнительного гидравлического сопротивления.
С целью повышения эффективности использования электроэнергии на
привод насосов рекомендуется внедрение частотно-регулируемого привода, как
наиболее экономичного способа регулирования режима работы насоса.
Экономия электроэнергии при использовании регулирования
48
производительности посредством изменения частоты вращения оценивается на
основе формул подобия:
ном
;
ном
????
????
;
ном
????
ном
????
т.е. потребляемая мощность находится в кубической зависимости от
изменения частоты вращения и производительности. При этом, значение
напора изменяется в квадратичной зависимости, что необходимо учитывать при
определении диапазона регулирования частоты.
Ввиду того, что расход воды через насос в процессе работы может
меняться (рабочий интервал, согласно характеристике насоса от ~30 м3/ч до 80
м3/ч), то оценку экономии проведем на примере среднего режима - 10%
снижения от номинального расхода.
Паспортная характеристика насоса с указанием номинальных параметров,
рабочего интервала и при снижении производительности на 10% представлена
на рисунке 34.
Рисунок 34-Паспортная характеристика насоса с
указанием номинальных параметров, рабочего интервала
и при снижении производительности на 10%
49
Для оценки потенциала экономии от внедрения частотно-регулируемого
привода, определим мощность, потребляемую насосом в номинальном режиме
и при 10% снижении производительности.
Н
н
????????
Н
н
????????
где:
Q – номинальная подача (м3/ч);
Н – номинальный напор (м);
ρ – плотность жидкости (1000 кг/м3);
η- паспортный номинальный КПД насоса (65%).
Таким образом, мощность, потребляемая насосом (мощность на валу)
составляет: в номинальном режиме 58,1 кВт, при снижении
производительности на 10% - 55,6 кВт.
Оценка потенциала экономии от применения частотно-регулируемого
привода представлена в таблице 13.
Таблица 35
Оценка потенциала экономии от применения частотно-
регулируемого привода
Наименование
Ед.изм.
Значение
Примечание
Потребляемая мощность насосом
в номинальном режиме
кВт
58,1
Qном – 60 м3/ч,
Н – 231 м
Режим при снижении
производительности на 10%
кВт
55,6
Q – 54 м3/ч, Н –
242 м
Режим при регулировании
посредством ЧРП
кВт
42,4
Q – 54 м3/ч;
Fчрп =
50·(54/60)= 45
Гц
Нчрп =
231·(54/60)2 =
187,1 м;
Nчрп=
58,1·(54/60)3 =
42,4 м
50
Наименование
Ед.изм.
Значение
Примечание
Экономия мощности, ΔN
кВт
13,2
ΔN = N1 – Nчрп
= 55,6 – 42,4
Время работы за год (летний
режим), Тгод
час
5520
Т = 230·24
=5520
Экономия электроэнергии в год
на один насос
тыс.кВтч
72,86
ΔW = ΔN *Т год
Итого экономия электроэнергии
в год
тыс.кВтч
145,73
На два насоса
Таким образом, при использовании частотно-регулируемого привода для
регулирования производительности насоса экономия мощности при 10%
снижении производительности составит 13,2 кВт, что составляет на 23%
меньше по сравнению с потребляемой мощностью в режиме дросселирования.
Для выработки сжатого воздуха на предприятии установлены поршневые
3 шт. и винтовые компрессоры 2 шт. (ранее, были установлены поршневые
компрессоры).
Перечень компрессорного оборудования представлен в таблице 36.
Таблица 36
Перечень компрессорного оборудования
№
п/п
Марка
Год
ввода
Номинальные
параметры
Мощность,
кВт
Охлаждение
Q,
м3/мин
Р,
МПа
1
202 ВП
10/8
1970
10
8
75
Водяное,
оборотн.
2
202 ВП
10/8
1970
10
8
75
Водяное,
оборотн.
3
202 ВП
10/8
1970
10
8
75
Водяное,
оборотн.
4
6ВВ-9М1
2000
9
8
75
Воздушн.
5
6ВВ-9М1
2000
9
8
75
Воздушн.
Всего
-
48
8
375
-
Анализ данных показывает, что имеющиеся поршневые компрессоры со
сроком эксплуатации более 40 лет.
Принимая во внимание значительный срок эксплуатации поршневых
компрессоров, рекомендуется произвести их замену на современные винтовые
компрессоры с автоматической системой регулирования производительности
по давлению нагнетания в зависимости от потребности сжатого воздуха.