61
В качестве очевидного энергосберегающего мероприятия предлагается
автоматическое регулирование напора воздуха в общем коробе согласно
режимной карте (таблица 17) посредством применения частотно-регулируемого
электропривода дутьевого вентилятора.
При работе котла 4582 часа в году установка регулируемого
электропривода на дымосос обеспечит экономию электрической энергии:
Э
кВт час
Котлоагрегаты №5 и №6 оборудованы схожими по мощности и режиму
работы тягодутьевыми механизмами. Поэтому для дутьевого вентилятора и
дымососа котлоагрегата №6 годовая экономия электрической энергии может
быть оценена в 41 тыс. кВт·ч и 110 тыс. кВт·ч соответственно.
Каждый котёл через регулятор питания получает воду из общего
коллектора, напор в котором создаётся питательными насосами.
Напор в общем коллекторе создается группой из насосов типа ЦНСГ 60/231, 60
м
3
/ч, 230 кгс/м
2
, 0,4 кВ, 75 кВт (5 шт.) и составляет 250 м.в.ст., а его величина
на входе в котел поддерживается регуляторами давления на уровне 115 м.в.ст.
На рисунке 15 показана упрощенная схема работы питательного насоса.
Вода, забираемая из общего коллектора с напором 10 м.в.ст. (H
вх
), подается к
котлу №1 с напором 250 м.в.ст. (H`
пит15
) через регулятор давления. Напор на его
выходе 115 м.в.ст.(H
тр
).
250
м.в.ст.
115
м.в.ст.
10
м.в.ст.
ЦНСГ 60/231
Рисунок 45- Упрощенная схема режима работы питательного
насоса котла №1
Величина теряемого напора ΔH
пит
на регулирующем клапане определяется
следующим образом:
ΔH
пит
= H`
пит
- H
тр
=250 - 115=135 м.в.ст.
62
Потери электрической мощности при создаваемом напоре насосе 250
м.в.ст. (H
пит15
) рассчитываются по следующей формуле:
или 54% от потребляемой мощности.
В качестве энергосберегающего мероприятия предлагается автоматическое
регулирование напора воды посредством применения частотно-регулируемого
электропривода. Из условия непрерывной работы в течение года экономия
электрической энергии на один питательный насос котла составит:
Водоотведение хозяйственно-бытовых стоков и излишки очищенной воды
направляются в городскую канализационную сеть. Перекачивание
канализационных вод осуществляется группой из трех насосов СМ-125-80-
315/4 (100 м
3
/ч, 30 м.в.ст., 30кВт, 1450 об/мин)
Насосы работают в режиме «Старт» – «Стоп» по следующему алгоритму:
при достижении сточных вод «верхнего уровня» в работу включается один
насос, как результат – уровень в баке-накопителе снижается. Насос
отключается при получении сигнала от датчика «нижнего уровня». В случае,
если поступление сточных вод значительно выше расхода насоса – по сигналу
датчика «максимального уровня» в работу включается второй дополнительный
насос. Поломка оборудования может привести к серьёзным нарушениям
санитарных и экологических норм.
По информации, полученной от эксплуатационного персонала станции, в
течении обеденного перерыва насос включается каждые 15-20 минут, в
остальное время – каждые 40 минут.
Такой релейный режим работы с частыми прямыми пусками от сети ведёт
к механическим поломкам валов, рабочего колеса насосов, к
преждевременному выходу из строя электродвигателей. В результате
ремонтная составляющая эксплуатации составляет значительную величину.
63
Положительный опыт внедрения систем управления канализационными
насосами существует и показан в [15,19]. За счет плавного регулирования
уровня воды в баке-накопителе с плавным пуском и переменной частотой
вращения насоса достигается экономия электрической энергии до 10% в
сравнении со ступенчатым регулированием. Именно эта величина принята для
оценки эффекта энергосбережения существующих канализационных станций.
Насосы станции загружены на 85% или на 25,5 кВт. При непрерывном
режиме работы насосов в течение года (365 дней) и пусках электродвигателя
насоса в среднем 39 раз в сутки годовая экономия электроэнергии составит:
Анализ данных показал, что на предприятии имеются силовые масляные
трансформаторы со сроком службы больше нормативного равного 25 лет.
Согласно исследованиям с увеличением срока эксплуатации
трансформаторов свыше 20 лет потери холостого хода возрастают в среднем с
интенсивностью 1,75% в год от паспортного значения («Методика определения
мощности потерь холостого хода в трансформаторах с различным сроком
службы», Вестник ИГЭУ, 2012 г.).
Основными причинами увеличения потерь холостого хода в силовых
трансформаторах, определяемых сроком службы, являются:
- старение стали из-за нагрева магнитопровода вследствие потерь при
перемагничивании сердечников и выделения теплоты намагничивающими
обмотками;
- механические воздействия на магнитопроводы в различных режимах
работы (вибрация, электродинамические усилия при КЗ и т.д.) и при ремонтах
трансформаторов;
- износ материалов, в том числе: общее нарушение межлистовой
изоляции магнитопровода ввиду старения; выгорание сердечника
магнитопровода, повреждение изоляции шпилек, ослабление прессовки
64
магнитопровода (ввиду усадки стали магнитопровода), ослабление прессовки
стыков, разрушение изолирующих прокладок в стыках и т.д.
С целью снижения потерь электроэнергии в сетях предприятия
предлагается произвести замену существующих масляных трансформаторов,
находящихся на балансе предприятия на более энергоэффективные
трансформаторы с меньшими значениями потерь, например марки ТМГ-12.
Герметичные трансформаторы типа ТМГ-12 имеют более низкие значения
потерь холостого хода и короткого замыкания (рекомендованы «Ленэнерго»).
Помимо пониженных потерь, при эксплуатации герметизированных
трансформаторов ТМГ отсутствует необходимость в отборе проб масла для
испытаний, тем самым снижаются эксплуатационные затраты.
Трансформаторы с пониженными потерями (мощностью от 250 кВА до
1600 кВА) выпускаются УП «МЭТЗ им. В.И. Козлова» (http://www.metz.by/).
Снижение потерь электроэнергии при замене трансформатора
определяется по формуле:
????
????
????
????
Потери холостого хода трансформатора с учетом увеличения потерь на
1,75% в год от паспортного значения при сроке эксплуатации свыше 20 лет:
????
???? )
где: Рхх1 – расчетные значения потерь холостого хода существующих
трансформаторов с учетом фактического срока эксплуатации;
Рхх1пасп – паспортные значения потерь холостого хода существующих
трансформаторов (ТМ);
Рхх2 – паспортные значения потерь холостого хода новых
трансформаторов;
Кзагр – коэффициент загрузки трансформатора;
Тчас – время работы трансформатора за год, 8760 час;
Тсл – срок эксплуатации трансформатора, лет;
Траб – время работы с максимальной нагрузкой, определяется как:
Тчас·to , to – относительное число часов работы с максимальной нагрузкой
(0,33 о.е.), определено, с учетом коэффициента заполнения графика принятого
0,5, по формуле:
.
Таким образом, при замене силовых трансформаторов мощностью 1000
кВА, 630 кВА и 400 кВА со сроком службы выше нормативного на
современные ТМГ-12 с пониженным уровнем потерь суммарная экономия
электроэнергии составит 181,41 тыс.кВт*ч в год.
65
Расчет экономии электроэнергии при замене силовых трансформаторов на современные с
пониженным уровнем потерь ТМГ-12
Таблица 45
Исходные данные
Потери в существующих
трансформаторах
Потери в новых
трансформаторах
Экономия
Наиме
но-
вание
Год
ввод
а
Сро
к
экс
плу
ата
ции,
лет
Тип
Sно
м,
кВА
Кол
-во,
шт.
Потери мощности в
транс-форматорах,
кВт
Потери
эл.энергии в
транс-
форматорах
, тыс.кВтч
Потери
мощности в
транс-
форматорах,
кВт
Потери
эл.энергии
в новых
транс-
форматора
х, тыс.кВтч
Снижен
ие
потерь,
тыс.кВт
ч
Итог
о
экон
оми
я,
тыс.
кВтч
Рхх
пасп
Pкз
Рхх1
Wхх
Wнаг
р
Рхх
Pкз
Wхх
Wн
агр
Wх
х
W
на
гр
ΔW
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
КТП-2
Т-1, Т-2
1973
43
ТМ-
100
0
1000
2
2,45
11,6
3,44
60,20
7,53
1,10
10,50
19,27
6,81
40,
93
0,7
1
41,6
4
КТП-3
Т-1, Т-2
1970
46
ТМЗ
-
100
0
1000
2
2,45
11,6
3,56
62,45
7,53
1,10
10,50
19,27
6,81
43,
18
0,7
1
43,9
0
КТП-4
Т-1, Т-2
1986
30
ТМЗ
-
100
0
1000
2
2,45
11,6
2,88
50,44
7,53
1,10
10,50
19,27
6,81
31,
16
0,7
1
31,8
8
КТП-7
Т-1, Т-2
1988
28
ТМЗ
-
100
0
1000
2
2,45
11,6
2,79
48,93
7,53
1,10
10,50
19,27
6,81
29,
66
0,7
1
30,3
8
КТП-5/2
Т-1, Т-2
1984
32
ТМЗ
-630
630
2
1,44
7,9
1,74
30,53
5,13
0,80
6,75
14,02
4,38
16,
51
0,7
5
17,2
6
ТП-4809
1973
43
ТМ-
400
1
1,08
5,9
1,51
13,27
1,91
0,61
4,60
5,34
1,49
7,9
0,4
8,35
66
Исходные данные
Потери в существующих
трансформаторах
Потери в новых
трансформаторах
Экономия
Наиме
но-
вание
Год
ввод
а
Сро
к
экс
плу
ата
ции,
лет
Тип
Sно
м,
кВА
Кол
-во,
шт.
Потери мощности в
транс-форматорах,
кВт
Потери
эл.энергии в
транс-
форматорах
, тыс.кВтч
Потери
мощности в
транс-
форматорах,
кВт
Потери
эл.энергии
в новых
транс-
форматора
х, тыс.кВтч
Снижен
ие
потерь,
тыс.кВт
ч
Итог
о
экон
оми
я,
тыс.
кВтч
Рхх
пасп
Pкз
Рхх1
Wхх
Wнаг
р
Рхх
Pкз
Wхх
Wн
агр
Wх
х
W
на
гр
ΔW
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
к.40, Т-
1
400
3
2
ТП-4809
к.40, Т-
2
1975
41
ТМ-
400
400
1
1,08
5,9
1,48
12,94
1,91
0,61
4,60
5,34
1,49
7,5
9
0,4
2
8,02
Итого
278,
76
39,06
101,
79
34,
62
17
6,9
7
4,
44
181,
41
67
Основные технические показатели по указанным мероприятиям сведены
в следующую таблицу 46
таблица 46
Наименование
мероприятия
Экономия
электроэнергии
тыс. кВт*ч
Примечание
Замена приборов внутреннего
освещения на энергоэффективные
источники света
655,49
Замена приборов наружного освещения
на энергоэффективные источники света
20,84
Внедрение ЧРП на летних сетевых
насосах
140,94
Внедрение ЧРП на питателных насосах
145,73
Модернизация системы снабжения
сжатым воздухом на основе
энергоэффективных винтовых
компрессоров
81
Внедрение ЧРП узла управления
работой дутьевого вентилятора для
котла №1 и №2
108
Внедрение ЧРП узла управления
работой дымососа для котла №1 и №2
112
Внедрение ЧРП узла управления
работой дутьевого вентилятора для
котла №5 и №6
41
Внедрение ЧРП узла управления
работой дымососа для котла №5 и №6
110
Внедрение ЧРП узла управления линии
питательных насосов котельного
агрегата
Внедрение ЧРП узла управления
насосов канализационной станции
Замена силовых трансформаторов со
сроком службы выше нормативного (25
лет и выше) на энергоэффективные
трансформаторы
181,41
Полученные расчетным путем показатели годовой экономии электрической
энергии позволяют сделать вывод о необходимой дальнейшей проработке
данных мероприятий на предмет экономического эффекта.
68
Глава 3. Мероприятия по внедрению энергосберегающих технологий
Филиала Федерального государственного унитарного предприятия
«Российский федеральный ядерный центр – Всероссийский научно-
исследовательский институт экспериментальной физики» «Научно-
исследовательский институт измерительных систем им. Ю.Е. Седакова».
3.1. Разработка предложений по энергосбережению.
В предыдущих разделах по каждому рассматриваемому устройству
указаны прогнозные значения эффективности энергосбережения и срока
окупаемости.
Изыскать средства на осуществление единовременной модернизации, как
правило, затруднительно. При поэтапной модернизации встает вопрос об
очередности, решение которого в компетенции хозяйствующего субъекта.
Тем не менее, с долей субъективизма, исходя из комплексной оценки
показателей востребованности регулирования, результаты расчетов
прогнозных показателей с нумерацией объектов в порядке приоритетности их
модернизации. Эти рекомендации могут быть полезны при долгосрочном
планировании мероприятий.
Логика построения предложений заключается в отдаче приоритета тем
объектам, энергосбережение и технологическая востребованность которых
выше при приемлемых сроках окупаемости и капитальных затратах,
рассчитанных с учетом всех сопровождающих положительных эффектов.
Следует добавить, что при составлении программы модернизации
целесообразно учитывать агрегатность. Например, тягодутьевые механизмы
одного котла следует модернизировать одновременно, что сокращает время
останова котла на реконструкцию, и, желательно, в летний период.
69
3.2. Оценка эффективности мероприятий энергосбережения Филиала
Федерального государственного унитарного предприятия «Российский
федеральный ядерный центр – Всероссийский научно-исследовательский
институт экспериментальной физики» «Научно-исследовательский
институт измерительных систем им. Ю.Е. Седакова».
Оценка эффективности мероприятия энергосбережения по замене
внутреннего освещения представлена в таблице 47.
Таблица 47
Оценка затрат на светодиодные светильники
Тип лампы
Р
ном
, Вт
Кол-во
Стоимость,
руб
(с НДС)
Сумма, тыс.руб.
(с НДС)
LED (взамен ЛЛ 4х18)
32
4264
2400
10233,60
LED (взамен ЛН-60)
11
1086
700
760,20
LED (взамен ДРЛ-250)
100
180
12600
2268,0
Итого
5530
13261,80
(11238,8 б/НДС)
Примечание: При расчете экономии представлен вариант с заменой на
светильники фирмы «АтомСвет» (http://www.atomsvet.ru, г. Москва), среднее
значение светоотдачи более 106 Лм/Вт. Качество светильников «АтомСвет»
подтверждено лабораториями Всероссийского научно-исследовательского
конструкторского светотехнического института (ВНИСИ) им. С.И. Вавилова.
Коммерческое предложение представлено на рисунке 48.
Динамические показатели оценки экономической эффективности
рекомендуемого мероприятия, рассчитанные по методике, разработанной
ООО «Центр энергоэффективности ИНТЕР РАО ЕЭС» представлены в
таблице 49.
70
Рисунок 48- Коммерческое предложения на внедрение
мероприятия.