Дата публикации: 02.05.2022
Айкенов Максат
Научный руководитель: доцент Тергемес К.Т.
Каспийский государственный университет технологии и инжиниринга имени Ш. Есенова
Аннотация
В данной научной статье был произведен анализ показателей эффективности потребления топливо в промышленных предприятиях, а также рассмотрены ряды мероприятий по энергосбережению. Так как мировые запасы топливно-энергетических ресурсов являются ограниченными. Также был рассмотрен коэффициент топливо использвония. Что позволит с более высокой эффективностью использовать топливо. Данная тема является актуальной.
Ключевые слова: топливно-энергетические ресурсы (ТЭР), энергосбережение, валовоый внутренний продукт (ВВП), конденсационная электростанции (КЭС), тепловая электростацня (ТЭС), топливоиспользования
Актуальность заинтересованности современных крупных предприятий в снижении себестоимости продукции ориентирована для привлечения клиентов. А для того, чтобы снизить затраты, необходимо реорганизовать всю производственную цепочку и проверить эффективность использования энергоресурсов. Это очень важно, так как в производстве используются различные энергетические ресурсы. Это может быть электричество, тепло и другие ресурсы. Существуют различные методы их более эффективного использования.
Нам всем известно что запасы топливно-энергетических ресурсов имеют свой некий предел, в связи с чем мировая общественность решила обратиться к энергосбережению и повышение энергетической эффективности в качестве ключевого элемента в концепции развития мировой энергетики. Сбалансированное использование топливно-энергетических ресурсов является трудоёмкой задачей, так как невозможно полностью исключить форс-мажорные ситуации такие как человеческий фактор. На сегодняшний день энергосбережение обретает ресурсную, экологическую, экономическую и политическую значимость.
А тем временем мировая экономика продолжает расти, а вместе с ней и население планеты, которые в свою очередь начинают потреблять все больше энергоресурсов. За последние 25 лет из-за резкого скачка информационно-технического прогресса, общемировое потребление увеличилось более чем на 50%. Экономика нашего Казахстана тоже не является исключением, от чего выросла потребность в энергоресурсах. Львиная доля потребления энергетических ресурсов в Казахстане приходится на промышленность. Больше половины выработанной электроэнергии приходится на крупные промышленные предприятия.
В настоящее время во всем Мире все еще ведутся исследования для решения вопросов в области энергосбережению.
Во-первых, необходимость решения психологической проблемы, являющейся серьезным препятствием для экономии энергоресурсов, сотрудники не заинтересованы в использовании энергии и энергии. Человеческий фактор это то что нельзя полностью исключить из цепи но можно минимизировать последствия. Другая проблема заключается в том, что руководителям компаний не хватает энергии, она более эффективна и проста в использовании, чтобы перестроить весь производственный процесс.
Кроме того, неэффективное использование ресурсов может привести к опасным последствиям, таким как чрезвычайные ситуации и снижение оборота производства. Основой реконструкции является, прежде всего, замена всего оборудования, которое на его месте устарело и все еще потребляет много электроэнергии. Технологические достижения в современном стиле позволяют интегрировать отдельные клетки или наполнители в существующее оборудование и делают потребление электроэнергии дешевле.
Для использования энергоресурсов могут применяться прикладные методы: создание новых отчетов по энергопотреблению, разработка программ по выработке электроэнергии, специальные компьютерные программы. В общем, главное — увеличить количество рабочих мест и использование энергоресурсов — руководителям организации нужно реально включиться и держать данный вопрос на контроле и ежемесячно принимать решения и составлять планы по эффективному использованию энергоресурсов.
Крупные компании, имеющие собственные отделы или службы в структре предприятия, разрабатывают программы энергоаудита, включающие предприятия энергоцентров. В предприятиях где производят и работают с большими объемами топливно энергетическими ресурсами даже небольшая величина потерь становится слишком чреватой.
Оценка потенциала энергосбережения. Началом процесса является полный структурированное изучение и сканирование рабочей области. На следующем этапе всем крупным потребителям энергии и обществу в целом следует подготовить материал за последние 5 лет, до этого года. Затем он отправляется на сервер для дальнейшей обработки, где конечное энергопотребление зависит от потребления, температуры, качества сырья и начального энергопотребления.
Информация, основанная на данных, подлежащих обновлению:
-
потребление абсолютных и относительных основных энергетических ресурсов (топливо, электроэнергия, электроэнергия и вода) на единицу продукции;
-
цеха, лаборатории и аналогичные отраслевые предприятия соседнего региона и предприятия, потребляющие другие основные энергопродукты (вклад в энергоемкость анализируемого предприятия: хороший, постоянный, плохой);
-
потенциал физической (кч, ГДж, Тл) и денежной экономии энергии;
-
Из-за падения спроса на произведенный продукт могут также последовать снижения цен на топливно-энергетические ресурсы в аналогичных отечественных и зарубежных компаниях. В ходе мониторинга на регулярной выявляет скрытые резервы текущего энергосбережения (такие как перебои в электроснабжении, низкие рабочие токи, генерация и большие потери энергии и т. д.). Во всех передовых странах Мира помимо инновационных программ всегда есть и проекты которые требуют развития всегда. Один из таких проектов это исследования в области топливо, для его более эффективного потребления. В большинстве развивающихся странах следующим шагом развития сохранения экономиеского баланса который достигается стратегией энергосбережения.
2. Разработка и внедрение мероприятий по сокращению потребления ТЭР. Путем внедрения ряда мероприятий без серьезных капиталовложений можно добиться положительного баланса. Основы всех мероприятий одинаковые. Несмотря на различия в проектировании промышленных предприятий и их функционировании, потенциал энергосбережения схож. Их можно разделить на следующие категории:
-
стратегия эксплуатации и обслуживания;
-
стратегия модернизации оборудования и процессов;
-
стратегия замены существующего оборудования новым, менее энергоемким оборудованием и внедрения новых технологий.
Эффективное использование имеющихся энергоресурсов и оценка возможности внедрения новых энергосберегающих технологий.
-
оптимизация процесса благодаря автоматизации и компьютеризации;
-
внедрение современного высокопроизводительного оборудования;
Порядок размещения этих категорий соответствует увеличению требуемых капитальных вложений и продолжительности этой деятельности. Определение потенциала энергосбережения может определить сумму, которую компания может оптимально инвестировать в свою деятельность по энергосбережению. Он основан на программе энергосбережения. При разработке программы энергосбережения необходимо учитывать следующие моменты: в первую очередь необходимо проводить организационно-технические мероприятия (повышение уровня обслуживания и ремонта), которые часто называют убыточными. Во-вторых, финансовая поддержка программы (средства компании, банковские кредиты, энергосберегающие кредиты, частичное финансирование региональных и национальных программ энергосбережения, финансовая помощь международных организаций и т. д.; в-третьих, мониторинг потребления энергосберегающих программ. Национальная первичная энергия. Экономия программа используется для установки целей по снижению энергопотребления на основе анализа вариантов, доступных в конце каждого этапа программы энергосбережения.
Важнейшим аспектом реализации программы является проблема мотивации сотрудников компании к ее реализации. Информация о программе энергосбережения должна быть представлена в доступной для всех участников форме.
При разработке мероприятий по энергосбережению на электростанции необходимо помнить, что существуют следующие направления энергосбережения:
-
экономия топливно-энергетических ресурсов за счет улучшения энергоснабжения;
-
модернизация топливно-энергетических ресурсов за счет улучшения использования энергии. Эти меры развивают энергию. Основными из них являются:
Экономия энергии в промышленности. Промышленные предприятия часто используют технологии, оказывающие значительное влияние на энергосбережение.Мы предлагаем наиболее эффективные меры по энергосбережению в отрасли.
Основными технологиями производства являются использование теплообменников, электродвигателей с переменной скоростью, сжатого воздуха, пара. Повышение энергоэффективности за счет модернизации, когенерации, тригенерации котельных.
Замена старого энергоемкого оборудования на современное и эффективное. Энергосберегающие режимы работы особенно важны для оборудования, работающего с малой нагрузкой в течение определенного периода времени. Имеются решения по снижению энергопотребления при использовании промышленного электрооборудования - внедрение управляемых преобразователей частоты, применение конденсаторных установок.
Установка стабилизаторов напряжения. Вопрос обеспечения промышленных предприятий стабильным и качественным напряжением по-прежнему актуален. Устаревшие линии электропередач и устаревшие подстанции, обеспечивающие электроэнергией предприятия, вносят существенный вклад в снижение энергоэффективности, частые сбои из-за аварий и высокую стоимость производства. Проблемы с электроснабжением на предприятии могут быть решены путем установки промышленного балласта необходимой мощности.
Всем известно, что одной из самых энергоемких отраслей является металлургия, машиностроение и химическая промышленность.
Технические процессы в этих областях сопровождаются значительными потерями энергии:
-
трение при работе с механическими системами;
-
избыточные потери тепла, потраченные на неэффективное отопление окружающей среды;
-
потеря электроэнергии в процессе передачи электроэнергии на большие расстояния;
Магнитные потери в процессе преобразования одной формы энергии в другую.
Повышение энергоэффективности. Этот комплекс мер может снизить потребление энергии при сохранении текущего производства или увеличить производство при сохранении текущего потребления энергии, в зависимости от стратегии компании. Это, в свою очередь, снижает стоимость электроэнергии. В результате повышения эффективности в долгосрочной перспективе это принесет намного больше дивидендов нежели средств потраченных на их расходы. Освоение энергоресурсвов является стратегической миссией в странах.
После использования энергосберегающего комплекса:
При освоении методов позволяющих снизить потребление топливно-энергетических ресурсов. Предприятие получает экономические выгоды в виде дешевых приобретенных энергоресурсов. Потребление энергоресурсов на единицу производства снижается, что делает продукцию более конкурентоспособной на рынке. Морально и физически устаревшее оборудование может начать вызывать сбои в работе. А также привести к росту увеличении расходов топливо при более меньшей выработке энергетических ресурсов. Модернизация оборудования снижает риск аварий, отказов оборудования и других факторов.
Порядок размещения в данной категории соответствует росту необходимых капитальных вложений и сроку проведения этих мероприятий. Чем больший приоритет требует данная задача тем быстрее и срок ее решения. Как упоминалось выше, в первую очередь необходимо оценить возможность экономии энергии. Оценка должна быть точной без преувеличений, в конечном итоге от этого будут зависеть последующие действия. После того, как вы определили потенциал экономии энергии, вы можете определить сумму, которая будет полезна для предприятия при реализации мер по экономии энергии. На основе суммы составляется план расходов а также смета всего процесса. На его основе разрабатывается программа энергосбережения. При разработке программы реализации энергосберегающих мер необходимо учитывать следующие аспекты: во-первых, меры первой категории, то есть организационно-технические меры, которые обычно не требуют денег (повышение уровня обслуживания и ремонт оборудования);, мониторинг эффективности программы. Например, начальное состояние энергопотребления предприятия до начала программы энергосбережения. Далее представлены план действий:
-
Уменьшение числа преобразований энергии. Так как после каждого преобразования возникают потери энергии, то есть чем меньше последовательных преобразований терпит энергия, тем выше будет итоговый КПД на выходе. Экономически, например, целесообразна замена сжатого воздуха электрической энергией со всех сторон, где это предоставляется возможным по технологическим условиям.
-
Разработка рациональных схем энергосбережения. Схема энергосбережения завода – сложный комплекс, в котором взаимозависимы и часто взаимозаменяемы отдельные энергоносители. Разработка комплексной схемы энергоснабжения, увязанной с технологией и учитывающей технологически необходимые параметры всех энергоносителей, вскроет резервы экономии и покажет очередность их реализации.
-
Автоматизация энергоснабжающих установок. Здесь относятся такие вид мероприятий, как автоматизация отопительных агрегатов, бойлерных установок, подстанций и внедрение телеуправления и автоматического регулирования параметров энергии различных двигателей и агрегатов.
-
Повышение качества энергоресурсов. Любое изменение параметров энергоресурсов (давления, температуры, влажности, сернистости, зольности, качества электроэнергии и т. п.) приводит к ухудшению качества продукции и перерасходу энергоресурсов.
Анализ показателей эффективности потребления топливо в промышленных предприятиях
Для того что бы обеспечить устойчивое социально-экономическое развитие Республики Казахстан, необходимо постоянное привлечение в экономику средств вырученных от объемов топливно-энергетических ресурсов (ТЭР). Если добиться повышения эффективности использования ТЭР то это позволит уменьшить потребление ТЭР, в тоже время при росте валового внутреннего продукта (ВВП) и также поспособствует сокращению выбросов вредных веществ. Помимо того что бы добится эффектиного потребления топливно-энергетических ресурсов на предприятии, также необходимо учитывать то, что бы это не негативно сказывалось на окружающей среде. Поэтому следует учитывать все от разработки проекта по эффективному потреблению топливно-энергетических ресурсов до его полного окончания, которая бы включала безопасные последствия для окружающей среды и охватывала бы все. Все более актуальным становится разработка показателей эффективности работы энергосистемы, в качестве основного ее показателя может быть выбран коэффициент топливоиспользования.
На основе выше изложенного, исследования относящиеся к повышению эффективности потребления ТЭР в Республике Казахстан, весьма актуальны. Потому как в Казахстане весь доход в казну государственного бюджета поступает из сфер промышленности. Казахстан очень хорошо зарекомендовал себя в качестве поставщика недорогой нефти и газа. Чем эффективнее будут вырабатываться и продаваться топливно-энергетические ресурсы тем будет лучше для экономики страны.
Ввиду того что топливо является безальтернативным сырьем для производства электроэнергии и теплоты, а их топливная составляющая затрат в себестоимости этой энергии имеет наибольший удельный вес, нужда в повышении эффективности потребления топливо в промышленных предприятиях появилась вместе с их становлением. Во все времена вся промышденность была построена и не могла бы функционировать без топлива. Во времена СССР в 1932 году в системе «Ленэнерго» началось становление, а далее было распространено и на другие системы и электростанции метод энергетического баланса.
на протяжении многих лет удельный расход топлива на производство электрической энергии и тепловой энергии на тепловых электрических станциях (ТЭС) являлся плановым и был действенным фактором для того что бы экономический стимулировать работников предприятия. Мотивированный работник мог оказывать существенное влияние на весь технологический процесс. Потому что он мог как замотивировать других, также он бы более ответственно подходил к решению своих должностных обязанностей. В промышленности основным индикатором, определяющим экономию топлива, является отклонение плановых показателей от фактических. Для экономии топлива на отпущенную энергию рассчитывалась по следующей формуле:
на протяжении многих лет удельный расход топлива на производство электрической энергии и тепловой энергии на тепловых электрических станциях (ТЭС) являлся плановым и был действенным фактором для того что бы экономический стимулировать работников предприятия. Мотивированный работник мог оказывать существенное влияние на весь технологический процесс. Потому что он мог как замотивировать других, также он бы более ответственно подходил к решению своих должностных обязанностей. В промышленности основным индикатором, определяющим экономию топлива, является отклонение плановых показателей от фактических. Для экономии топлива на отпущенную энергию рассчитывалась по следующей формуле:
-
на отпущенную электрическую энергию
DВэ = (bээпл - bээф )Эот , (1)
где bээпл, bээф – плановый и фактический удельные расходы топлива на отпущенную электрическую энергию; Эот – фактический отпуск электроэнергии;
• на отпущенную теплоту
DВт = (bтэпл - bтэф )Qот , (2)
где тэпл, b тэф b – плановый и фактический удельные расходы топлива на отпущенную теплоту; Qот – фактическое количество теплоты, отпущенной от ТЭС.
Несмотря на то, что эта система просуществовала много лет, она имела существенные недостатки. Но причина по которой система так долго продержалась и является родоначальником, в простоте данной системы. А именно в том что расчет плановых показателей был достаточно трудоемким и не всегда объективным. Исходя из минимизации удельного расхода топлива, персонал ТЭС не имел достаточной мотивации в выполнении диспетчерского графика нагрузки, это приводило к образованию искусственного дефицита мощности генерирующих источников. Из плановых они стали расчетными, а в качестве главного стимулирующего показателя стала использоваться рабочая мощность. Расход топлива должен быть всегда в пределах нормы, и не отклонятся от нормы. Поддержание удельного расхода топливно-энергетических ресурсов на уровне нормы в настоящее время основывается на нормативных энергетических характеристиках оборудования ТЭС. Оценка эффективности топливоиспользования проводится путем сравнения нормативных расходов топлива с действительными. Данная оценка эффективности имеет ряд недостатков, поскольку сложность учета в нормативных характеристиках всех реальных факторов, влияющих на расход топлива, т.е. данный способ не позволяет в некоторых ситуациях корректно оценить эффективность топливоиспользования. Но при этом все равно для оенки двух параметров чего-либо необходимо провести полный анализ. Кроме того, из-за системной экономии топлива, например, снижения выработки электрической энергии на КЭС и соответствующего увеличения выработки электрической энергии на ТЭЦ в отопительном цикле, может иметь место скрытого избыточного потребление топлива в цикле ТЭС. Топливо не должно поставлятся на узлы ТЭЦ в смешанном и скачкообразном темпе. Удельный расход топлива на ТЭЦ, рассчитанный физическим методом, не учитывает энергетическую ценность тепла передаваемой потребителям. Действующая постановка расчета удельного расхода топлива на ТЭЦ не обеспечивает корректной оценки эффективности развития теплоснабжения на основе парогазовых технологий, поскольку не учитывает увеличение удельной выработки электрической энергии на потребление тепла. Этот недостаток также относится к когенерационным установкам, работающим с использованием двигателей внутреннего сгорания. Наиболее корректной оценкой была бы только после визуального осмотра и фиксации мер. Далее необходимо понимать что даже уже выведенные данные могут изменять свои значения, и поэтому проверку нужно проводить несколько раз. Иногда в качестве критерия эффективности топливоиспользования предлагается так называемый “коэффициент использования тепла топлива”.
, (3)где В – расход топлива; р нQ – теплотворная способность топлива.
Использование этого критерия недопустимо хотя бы потому, что при увеличении теплоснабжения или снижении производства электроэнергии оно будет продолжать увеличиваться.
Расчет коэффициента полезного использования топлива (КПИ):
1) определяем коэффициент полезного использования топлива при производстве и передаче электроэнергии
(4)2) рассчитываем коэффициент полезного использования топлива при производстве и транспорте теплоты
(5)3) находим суммарный коэффициент полезного использования топлива на производство и транспорт электрической и тепловой энергии
(6)Основынм недостатком данного метода можно считать то, что он базируется не на удельных, а на общих расходах топлива. В то же время ценная информация об эффективности и удельных затратах на производство электрической энергии и тепла остается в стороне. Эти методы схожи и отличаются только скорректированной формулой для расчета целевого показателя энергосбережения, поэтому далее приводится анализ последней методики. Целевой показатель энергосбережения в данной методике определяется выражением
DВ = DВэ + DВтэ + DВА + DВQ + DВх.н. + пр.н. + др., (7)
где DВэ, DВтэ – экономия топлива от мероприятий по снижению удельных расходов на отпуск электроэнергии и теплоты; DВА, DВQ – экономия топлива за счет изменения относительных потерь энергии при ее транспорте в электрических и тепловых сетях;
DВх.н. + пр.н. + др – экономия ТЭР за счет снижения расхода энергии на производственных и хозяйственные нужды, другие энергосберегающие мероприятия.
Экономия топлива от мероприятий по снижению удельных расходов топлива определяется в как:
• для электроэнергии
DВэ = (bэсоп - bэ)Эот, (8)
где bэ – фактический удельный расход топлива на отпуск электроэнергии за отчетный период; bэсоп – удельный расход топлива в сопоставимых условиях; Эот – отпуск электроэнергии с шин за отчетный период;
• для теплоты
DВтэ = (bтэсоп - bтэ)Qот, (9)
где bтэ – фактический удельный расход топлива на отпуск тепла за отчетный период; bтэсоп – удельный расход топлива в сопоставимых условиях; Qот – отпуск тепловой энергии за отчетный период.
По своей сути изложенная выше методика представляет собой попытку вернуться к рассматриваемым удельномым расходам топлива. Его преимущество заключается в возможности приведения энергетического оборудования энергосистемы к сопоставимым условиям эксплуатации, что значительно повышает точность расчетов и, следовательно, оценку эффективности топливоиспользования. В то же время нет конкретного определения “сопоставимых условий”, что позволяет привести в сопоставимые условия по разным критериям.
Список использованной литературы:
1.Закон «Об энергосбережении и повышении энергоэффективности» РК от 13.01.2012.
2.Энергocбережение в теплoэнергетике и технoлoгиях: учебник / O.Л. Данилoв, А.Б. Гаряев, И.В. Якoвлев и др.; пoд ред. А.В.Клименкo.- 2-е изд., cтереoтип. - М.: МЭИ, 2011. - 424c.
3.Коэффициент топливоиспользования как показатель эффективности работы энергосистемы / В. Н. Нагорнов, В. В. Кравченко // сб. материалов междунар. науч.практ. конф., Минск 19–22 апр. 2006 г. – Минск, 2006. – С. 551–553.