Энергетические балансы

 

Основными показателями эффективности  служат КПД энергетических установок, энергоносителей, коэффициент полезного  использования суммарного энергоносителя (приведённых энергетических ресурсов); удельный (фактический) расход энергоресурса.

Энергетический баланс предприятия  рассчитывается для анализа эффективности  использования энергии предприятием.

 

Составление и расчет энергетического  баланса предприятия очень важный фактор при проведении энергетического  обследования. Ведь, основным назначением энергобаланса является анализ и оценка эффективности использования энергоресурсов при проектировании новых, эксплуатации действующих предприятий, а также при осуществлении мероприятий по энергосбережению и повышению эффективности использования энергии.

Энергетический  баланс предприятия для энергоаудита позволяет увидеть разность между  количествами подведенной и полезно-использованной энергии.

Особенно хорошо это видно на знаменитой Санкей диаграмме энергетического баланса, например, котла:

 

Энергетический  баланс предприятия для ситуации когда нужен энергоаудит

 

Сам термин «энергобаланс» выражает полное количественное соответствие (равенство) за определенный интервал времени между  расходом и приходом энергии и  топлива всех видов в энергетическом хозяйстве предприятия.

 

Энергобалансы предприятия бывают общие (сводные) и частные:

• Общий энергобаланс должен отражать все виды энергоресурсов.
• Частный энергобаланс учитывает, как правило, только один вид энергоресурса или энергоносителя. Отчет промышленного предприятия о потреблении энергоресурсов за определенный период времени является примером общего или сводного энергобаланса. Частный энергобаланс может отражать использование топлива, теплоты систем отопления и горячего водоснабжения, систем вентиляции и т.п.

 

По  способам составления различают:

• инструментальный или опытный
• расчетный энергобаланс предприятия для энергоаудита
• опытно-расчетный энергетический баланс

 

Опытный энергобаланс составляется с  применением стационарных или портативных  измерительных  приборов.

Расчетный энергетический баланс предприятия  составляется на основе тепловых, технологических  и других видов расчета. Часто  расчеты составляющих энергобалансов выполняются по укрупненным показателям, т.е. удельным нормам расхода каждого  вида ТЭР на единицу продукции  или технологический процесс.

Также, энергетические балансы предприятий  различаются по:

• по видам ресурсов (газ, уголь, моторное топливо)
• по стадиям энергетического потока (добыча, переработка, преобразование, транспортирование, хранение, использование)
• по энергетическим объектам (электростанции, котельные), отдельным предприятиям, цехам, участкам, энергоустановкам, агрегатам и т.д.
• по назначению (силовые процессы, тепловые, электрохимические, освещение, кондиционирование, средства связи и управления и т.д.)
• по уровню использования (с выделением полезной энергии и потерь)

Обязательной составляющей энергобаланса  для энергетического обследования должна быть оценка потерь энергии.

 

Энергетический  баланс предприятия для энергоаудита

 

Классификация потерь для энергетического баланса  предприятия –

По  области возникновения:

• при добыче,
• при хранении,
• при транспортировании,
• при переработке,
• при преобразовании,
• при использовании,
• при утилизации.

 

По  физическому признаку и характеру

• потери тепла в окружающую среду с уходящими газами, технологической продукцией, технологическими отходами, уносами материалов, химическим и физическим недожогом, охлаждающей водой и т.п.
• потери электроэнергии в трансформаторах, дросселях, токопроводах, электродах, линиях электропередач, энергоустановках и т.п.
• потери с утечками через неплотности
• гидравлические потери напора при дросселировании, потери на трение при движении жидкости (пара, газа) по трубопроводам с учетом местных сопротивлений последних
• механические потери на трение подвижных частей машин и механизмов

 

По  причинам возникновения

• вследствие конструктивных недостатков
• в результате не оптимально выбранного технологического режима работы
• в результате неправильной эксплуатации агрегатов
• в результате брака продукции и т.п.
• по другим причинам

 

Расчет  энергобаланса для текстильной сушилки

 

Текстильная сушилка использует 4 м³ газа в час  и высушивает при этом 60 кг. одежды. Одежда высушивается с уровня влажности 55% до 10%.

Рассчитаем эффективность использования газа сушилкой.

 

Теплота сгорания газа — 38 231 кДж/м³.

 

Соответственно 100% теплоты от сгорания 4 м³ газа равняется 152 924 кДж

 

60 кг. мокрой одежды (уровень влажности 55%) содержит:

 

• 60 кг. * 55% = 33 кг. воды

 

• 60 кг. – 33 кг. = 27 кг. сухой одежды

 

Наша  сушилка высушивает одежду с 55% влажности  до 10%.

 

10% влажности  в одежде это 3 кг. Соответственно  сушилка испаряет 30 кг. воды в час.

 

Теплота необходимая для испарения 1 кг. воды – 2257 кДж

 

Соответственно  для испарения 30 кг. воды необходимо 2257 кДж * 30 = 67 710 кДж

 

Энергоэффективность сушилки:

 

67 710 кДж / 152 924 кДж = 44%

 

Соответственно 44% энергии, которую потребляет сушилка, используется полезно, 56% вылетает в  «трубу».

 

Энергобаланс  сушилки выглядит вот так:

 

Обнаружение причин, почему и каким  образом 56% энергии тратится не эффективно, это как раз и есть задача проведения энергоаудита.

Расчет энергобаланса предприятия, системы или одного станка помогает понять, сколько из затраченной энергии  тратится эффективно. Причины и возможности  устранения потерь, необходимо определять на месте, для этого и существует энергоаудит.

На что необходимо обращать внимание, составляя энергобаланс предприятия  для энергопаспорта:

• Во первых энергетический баланс поможет определить прогресс и улучшения, достигнутые в ходе внедрения энергосберегающих мероприятий.
• Необходимо просто сравнить энергобаланс предприятия или процесса до внедрения энергосберегающих мероприятий и после.

 

При составлении энергобаланса  для сложного, большого предприятия  необходимо всегда начинать с  общей  картины. Составляется грубый энергетический баланс всего предприятия. Потом он разбивается на подсистемы, отдельные техпроцессы или виды оборудования.  Главное чтобы в подсистеме было как можно меньше входящих и выходящих энергетических потоков. Чем меньше потоков, тем проще будет составить энергетический баланс.

Важно, что бы энергетические потоки, которые входят в подсистему и  покидают ее, можно было легко замерять или посчитать. Иначе, рассчитать энергобаланс предприятия для энергопаспорта не удастся.