Споживання електроенергії, а також енергії на опалення насосно-компресорної станції

РЕФЕРАТ Курсова робота складається з розрахунково-пояснювальної записки 33 сторінки, 10 таблиць, 10 рисунків, 7 джерел літератури ;

В курсовій роботі виконується енергетичне обстеження об'єкта та надаються рекомендації з ефективного використання енергії.

Ціль роботи — придбання навиків проведення енергетичного аудита об'єкта, оволодіти методикою розрахунків потоків енергії та складання паливо-енергетичного балансу; навчитися аналізувати ефективність енерговикористання та давати рекомендації по енергозбереженню, розрахувати фінансові витрати та збереження.

В процесі виконання курсової роботи було розраховано річне споживання електроенергії а також енергії на опалення насосно-компресорної станції.

Розраховані грошові витрати на опалення та електроспоживання насосно-компресорної станції.

Запропоновані енергозберігаючі заходи, для зменшення споживання енергоресурсів.

ЕНЕРГОАУДИТ, ПРИВІД ВОДНОГО НАСОСУ, ВЕНТИЛЯТОР НАСОСНОЇ, КОЕФІЦІЄНТ ВИКОРИСТАННЯ, ЕНЕРГОЗБЕРЕЖЕННЯ, ЕФЕКТИВНЕ ВИКОРИСТАННЯ ЕНЕРГІЇ

цех енергія опалення освітлення ВСТУП Енергетичний аудит — це вид якості, спрямований на зменшення споживання енергетичних ресурсів суб'єктами господарювання за рахунок підвищення ефективності їх використання.

Енергетичний аудит здійснюють незалежні особи (енергоаудитори) чи фірми, уповноваженні на це суб'єктами господарювання.

Енергетичний аудит призначений для вирішення таких головних завдань: обстеження стану використання енергетичних ресурсів на об'єкті; розроблення організаційно-технічних заходів, спрямованих на зниження енергетичних витрат; визначення потенціалу заощадження енергії; економічне обґрунтування організаційно-технічних заходів.

Метою проекту є вивчення стану енерговикористання та з’ясування кількості енергії та енергоносіїв, котрі використовуються різними споживачами досліджуємого об'єкту, а також їх вартість. У проекті порівнюють фактичне споживання енергії на об'єкті з прийнятими нормативними, а також з’ясування потенціалу енергозбереження.

В якості споживаємоча енергії розглядається технічне обладнання, освітлення, а також витрати теплової енергії на опалення.

Для з’ясування оцінки споживання енергії застосовують розрахунковий метод, оснований на обліку встановленої потужності обладнання, коефіцієнт завантаження обладнання та часу його використання протягом року. У результаті енергетичного дослідження підприємства були виявлені резерви економії теплової та електричної енергії, вибрані заходи по економії енергоресурсів та дано їм економічне обґрунтування.

Потужність встановленого обладнання були взяті із технологічної документації на підприємстві. У результаті була з’ясована річна економія енергоресурсів та їх вартість.

ХАРАКТЕРИСТИКА ВИРОБНИЦТВА ТА НАВАНТАЖЕННЯ У ЦЕХУ Виконати енергетичний аудит насосної станції, схематичний план даний на рис. 1. На плані зазначені основні розміри насосної станції і докладне планування технологічного устаткування. Для керування електроустаткуванням і контролю за його режимом роботи на станції мається електроприміщення. Побутових приміщень при станції немає. Висота станції 4,5 м. Джерело живлення — РП заводу, розташоване у 210 м від станції, напруга 6 кВ. Характеристика приміщень стації по ПУЕ — вологе середовище. Завантаження змін 1:1:1.

ВИХІДНІ ДАНІ

Таблиця 2.1 — Вихідні дані

РОЗРАХУНОК ЕЛЕКТРИЧНОГО ОСВІТЛЕННЯ ЦЕХУ Щоб визначити освітлювальне навантажування в цеху необхідно визначити:

точність зорових робіт;

висоту підвіска світильника;

найменування освітлювального прибору (лампи);

питому потужність освітлення.

Точність освітлення — середня, так як насосно-компресорної станція. Освітленість Е=200лк.

Оскільки висота станції 4,5 м; тому висоту підвісу світильника приймаємо 2,5. .3 м.

Як правило, найбільш економічні джерела мають значну потужність і генерують високі світлові потоки. їх застосування нічого не може створити, крім підвищеної блискучості. У цей розряд потрапляють навіть компактні люмінесцентні лампи (КЛЛ), яскравість яких набагато вище яскравості звичайних люмінесцентних ламп. Тут, як ніде, необхідно віддавати пріоритет правильному розподілу світла. Однак, як джерела світла, так і світлові прилади сильно розрізняються по виду світлорозподілу й по спектральному составі випромінювання. Якщо світловий прилад розрахований на застосування ламп накалювання, то не завжди можна домогтися підвищення енергоефективності, вставивши в нього КЛЛ, оскільки криві сили світла (КСС) лампи накалювання й КЛЛ розрізняються принципово (рисунок 1.1 і 1.2). Як видно лампа накалювання (ЛН) світить переважно долілиць, а КЛЛ переважно в сторони. Тому заміна ЛН на КЛЛ у такому світильнику дасть незаперечний ефект по встановленій потужності, але не приведе до поліпшення характеристик освітленості.

Особливо слід зазначити вплив догляду за світловими приладами на якість висвітлення. В умовах надлишку енергоресурсів, було виправдано при розрахунку освітленості вводити коефіцієнт запасу в основному на запиленість і старіння ламп. Цим же показником ураховувалося старіння світлових приладів, зокрема, їхніх поверхонь, що відбивають.

Рисунок 1.1- Крива сили світла лампи накалювання Однак, старіння ламп і світлових приладів приводять не тільки до зниження рівня освітленості на робочій поверхні, але й до зміни КСС. Старий світловий прилад (СП), навіть будучи чистим і з новими лампами, світить не так, як було розраховано споконвічно. Таким чином, у розрахунках необхідно враховувати зміну КСС у СП за рахунок старіння й застосування нових, більше ефективних ДС. Цей момент підвищує роль розрахунку в сучасній світлотехніці. І в цьому немає нічого дивного, тому що розрахунок — перша необхідна умова енергозбереження.

Рисунок 1.2 — Крива сила світла компактної люмінісцентної лампи Освітлюваний прибор вибираємо ЛДЦ-80 або люмінесцентну лампу денного світла з випарною коліропровідністю, потужністю 80 Вт.

Визначаємо питому потужність освітлення і приймаємо Рпит=5,4 Вт/м2. Визначення встановленої потужності освітлення визначається по формулі:

де Рпит — питома потужність освітлення, Вт/м;

Sплоща, м2

S =а•в м2,

де а-довжина цеха, м;

в-ширина цеха, м.

S=13,6•72=979,2 м²

Рпит=5,4•979,2=5287,68 Вт РОЗРАХУНОК ЕЛЕКТРИЧНИХ НАВАНТАЖЕНЬ Одним з основних способів визначення використання електричної енергії, в якому вимірювання не використовуються, являється оцінка потреб. Використання енергії оцінюють по параметрам і режимам роботи обладнання. Річна потреба електричної енергії знаходиться по формулі:

W=РВ • Кв • Тч, кВт • год Рв — встановлена потужність обладнання, кВт;

Кв — коефіцієнт використання обладнання за добу ;

Тч — час роботи обладнання в год.

Час роботи обладнання складається:

в році 365 днів;

цех працює у три зміни по 8 годин.

Тч=8760 години.

Річне споживання електроенергії представлено в таблиці 4.1

Як видно з останньої строки таблиці 4.1, річне споживання електроенергії всього обладнання механічного цеха становить 3016,602•103кВт•тод.

Таблиця 4.1- Річне споживання електроенергії

Вартість електроенергії визначається за формулою:

Сее=W •С0, грн.

де, W — кількість кВт* год, що споживається приймачем за рік;

С0 = 1.6грн/ кВт. год — вартість електроенергії у 2015 році.

Сее= 3016,602•103•1.6 = 4 826 564 грн.

ОЦІНКА СПОЖИВАННЯ ЕНЕРГІЇ

Показники енергопостачання на опалення приймаємо задовільними: Wопзад= 0,67 ГДж/м2

Wоп= Wопзад •S =0,65.979,2 = 636,48 ГДж

де, Wоп — кількість кВт* год, що споживаються на опалення.

У цінах 2015 року 1 ГДж = 277,8 кВт*год

С0 = 300 грн/ГДж — вартість ГДж у 2015 році.

Wоп= 636,48 • 277,8 = 176,814•103 кВт. год Сумарна витрата енергоносії, кВт* год:

W?= W + Wоп = 3 016 602,4 + 176 814,1= 3 193 416 кВт•тод У таблиці 5.1 приведені дані по споживанню електроенергії, кВт•год. Таблиця 5.1 — Дані споживання електроенергії

На основі отриманих даних можна побудувати діаграму споживання електроенергії що йде на опалення та споживається обладнанням, яка представлена на рисунку 5.1, кВт• год:

Со =630/277,8 = 2,27 грн/ кВт•год Соп = Wоп• Сo = 176 814,1•2.27 = 401 368 грн Сумарна витрата на енергоносії, грн:

С = Соп+ Сее = 4 826 564+ 401 368= 5 227 932грн У таблиці 5.2 приведені дані по грошовим витратам на електроенергію, Таблиця 5.2 — Дані по грошовим витратам на електроенергію

На основі отриманих даних можна побудувати діаграму споживання електроенергії що йде на опалення та споживається обладнанням, яка представлена на рисунку 5.2, грн:

Рисунок 5.2 — Діаграма споживання електроенергії що йде на опалення (7,68%) та споживається обладнанням (92,32%), грн.

З діаграм, які представлені на рисунках 5.1 та 5.2 видно, що обладнання споживає більше електроенергії тому потребує більших грошових витрат у порівнянні з опаленням. Необхідно надати рекомендації саме по ефективному споживанню електроенергії, так як для даного підприємства це буде найбільш актуально.

РЕКОМЕНДАЦІЇ ПО ЕФЕКТИВНОМУ ВИКОРИСТАННЮ ЕНЕРГІЇ

Енергозбереження за рахунок впровадження електроприводів серії РЕН2 частотного регулювання У насосно-компресорної станції знаходяться насоси, вентилятори. Все це обладнання функціонує за допомогою електроприводів, які споживають багато електроенергії. Тому доцільно буде зменшити споживання електроенергії за рахунок впровадження частотного регулювання електроприводів серії РЕН2.

Режим параметричного завдання частоти вихідної напруги.

Частота вихідної напруги задається користувачем. При роботі привод розганяється до заданої частоти й працює на цій частоті. Якщо в процесі роботи виникає необхідність змінити поточне значення чистоти вихідної напруги, це можна здійснити за допомогою кнопок «Більше» і «Менше», розташованих на пульті керування.

Режим автоматичного регулювання частоти вихідної напруги в замкнутому контурі регулювання.

Частота вихідної напруги вибирається автоматично, залежно від поточної величини сигналу, що надходить у систему керування від датчика зовнішнього технологічного параметра. Система керування вибирає частоту вихідної напруги так, щоб привод підтримував задану Користувачем установку для сигналу, що надходить від датчика зовнішнього технічного параметра. Регулювання виробляється за допомогою Пі-регулятора. Темп розгону привода задається Користувачем. Користувач має можливість обмежити максимальну швидкість зміни вихідної частоти — шляхом підстроювання параметрів Пі-регулятора й зміни програмно-доступних установок.

Режим векторного керування (з датчиком або без датчика частоти обертання). Забезпечує збільшення глибини регулювання частоти обертання електродвигуна не менше чим до 1:1000 і 1:50, відповідно. Оптимальне керування статора забезпечує максимально високий ККД електродвигуна у всьому діапазоні регулювання, мінімізацію нагрівання найбільше теплонавантаженних вузлів електродвигуна, підвищує надійність і термін служби електродвигуна.

Режим адаптивного регулювання параметрів технологічних процесів.

Забезпечує оптимізацію технологічного процесу й додаткове скорочення витрат електроенергії, наприклад, для насосів — не менш 15% у порівнянні з їхньою роботою при підтримці заданого тиску в гідросистемі.

Економічний режим з автоматичною зміною установок у різний час доби.

У цьому режимі за завданням Користувача, електропривод автоматично змінює робочі параметри (установки) у заданий час доби.

Самовключення електропривода РЕН2.

При роботі електропривода РЕН2 відслідковує ряд аварій по живлячій напрузі й автоматично й автоматично відключає приводний електродвигун від мережі при посадках напруги, більших 15% від номінального, зникненні однієї або декількох фаз, а також при перевищенні напругою живлення номінальної величини на 10%. Після відновлення напруги живильної електромережі електропривод РЕН2 автоматично включає приводний двигун. При цьому всі уведені раніше установки зберігаються, і привод вертається до роботи в заданому Користувачем режимі.

Режим самозапуску електропривода може бути включений або відключений за допомогою пульта керування. При необхідності забезпечується самозапуск із поточного значення частоти обертання електродвигуна.

Автоматичне включення додаткового електродвигуна.

При роботі електропривода РЕН2 у системі водопостачання, при збільшенні витрати води, потужності насоса може виявитися недостатньо для підтримки заданого тиску в системі.

Автоматичне включення резерву.

У випадку виникнення аварії, наслідку якої можуть виявитися небезпечними для продовження роботи приводного електродвигуна, електропривод РЕН2 автоматично відключить приводний електродвигун.

Керування декількома двигунами.

Електроприводи РЕН2 допускають одночасне підключення декількох асинхронних двигунів — за умови, що їхня сумарна потужність не перевершує номінальної потужності електропривода.

РЕН 2 забезпечує:

економію електроенергії на 30%;

компенсацію реактивної потужності асинхронного двигуна;

надійну роботу електродвигуна при перекосах фаз живильної мережі;

значне збільшення терміну служби електродвигуна;

зниження витрат на придбання устаткування;

скорочення витрат на обслуговування.

При впровадженні перетворювача частоти витрати на електроенергію скоротиться.

Фактичне споживання активної електроенергії приводами обладнання при існуючій системі їх регулювання становить:

W0 = 1943,4 тис. кВт•г.

Вартість спожитої електроенергії обладнанням за рік:

сее°=W0 — C0

Сее° = 1943,4 • 1.6 = 3109.44 тис. грн.

Застосування на електроприводі перетворювача частоти РЗН 2.

Вартість перетворювача частоти РЕН 2: з ПДВ — 52 тис. грн. (Зрп.ч).

Річна амортизація РЕН 2 за розрахунковий період: норма амортизації -15%

Зра= Зрп. ч • 15%,

де Зрп. ч — захист на прилад і монтаж РЕН2, грн;

ЗРа= 52 • 15% = 7,8 тис. грн.

Річне споживання електроенергії при запровадженні в дію перетворювача становить 50% від фактично спожитої:

Wp=0,5 •W0,

Wp = 0,5 • 1943,4 = 971.7 тис. кВт. Вартість електроенергії складе:

С р 1=Wр• • С0

Cр1= 971.7 • 1,6 = 1554,72 тис. грн.

Річне скорочення витрат за рахунок економії реактивної електроенергії, становить 5% від Срі:

С р 2= С р 1•0,05

С р 2= 1458,25• 0,05 = 72,91 тис. грн.

Скорочення витрат за рахунок ресурсозбережень (зменшення експлуатаційних витрат, збільшення міжремонтних періодів) ставить 20% від С р 1:

С р 3= С р 1 •0,2,

С р 3 = 1458,25• 0,2 = 291,65 тис. грн.

Загальні витрати електроенергії складуть:

Зрее = С р 1 — С р 2 — С р 3

Зрее = 1554,72 — 72,91 — 291,65 = 1190,16 тис. грн.

Реальне споживання електроенергії при встановленні перетворювача РЕН 2 за рік складе:

Мр=Зр ее/С0

Мр = 1190,16/0,5 = 2380,32 тис. кВт.

Річні витрати на електроенергію, повне відновлення уведеного встаткування (амортизація) складе:

ЗР = ЗРее + ЗРа, ЗР= 1190,16 + 7,8 = 1197,96 тис. грн.

Річна економія від використання РЕН 2 складе:

— по електроенергії в натуральному вираженні:

М=W0-Мр М= 3401,65 — 2380,32 = 1021,33 тис. кВт.

— усього у вартісному вираженні:

Ер = Сее° - Зр, Ер=3109,44 — 1197,96 = 1911,48 тис. грн Економічний ефект від впровадження даного заходу складе:

Ееф = Ер-(0,15- ЗРп. ч),

Ееф = 1911,48 — (0,15 • 52) = 1903,68 тис. грн.

У таблиці 6.1 приведені дані по споживанню електроенергії до та після першого енергозберігаючого заходу, кВт•год.

Таблиця 6.1 — Дані споживання електроенергії

На основі отриманих даних можна побудувати діаграму споживання електроенергії на обладнання після впровадження першого енергозберігаючого заходу, яка представлена на рисунку 6.1, кВт•год:

У таблиці 6.2 приведені дані по економії коштів на електроенергію після впровадження енергозберігаючого заходу, грн.

Таблиця 6.2 — Дані економії коштів на електроенергію

На основі отриманих даних можна побудувати діаграму економії електроенергії при впровадженні першого енергозберігаючого заходу, яка представлена на рисунку 6.2, грн:

Рисунок 6.2 — Діаграма економії електроенергії. Витрати на встановлення та енергоспоживання обладнання та економія грошей після впровадження першого енергозберігаючого заходу

Проект з модернізації системи освітлення цеху Одним зі споживачів електроенергії на допоміжні потреби є система освітлення. Витрата електроенергії на освітлювальну установку залежить від числа й потужності ламп, втрат електроенергії в пускорегулюючій апаратурі й освітлювальній мережі, а також від кількості часів використання природного освітлення.

Головною особливістю освітлення є те, що його параметри сильно впливають на продуктивність праці, відсоток браку, травматизм на виробництві.

Тому основним завданням при розгляді й оцінюванні енергозберігаючих проектів в освітлювальних установках є наступне: забезпечити оптимальну освітленість приміщень і робочих місць, висока якість освітлення.

У проекті пропонується проект по заміні старих ламп на лампи нового покоління фірми Phillips типу Расіfіс.

Такі лампи дозволяють значно знизити встановлену потужність освітлювальної установки. До їхніх переваг також можна віднести такі їхні характеристики, як:

термін служби лампи в 10 разів більший порівняно зі звичайними лампами;

рівномірне люмінофорне покриття;

низька температура нагрівання лампи;

високий рівень передачі кольору;

тепле або холодне світло;

широкий діапазон робочих температур;

холодний пуск;

рівномірний розподіл світла колбою;

компактний розмір.

Вартість ламп і світильників наступна:

світильник ТСЖ095/1 58 К = 227,84 грн/шт.;

світильник ТОТ095/2 58 К = 284,8 грн/шт.;

світильник ТСЛУ095/1 36 К = 178 грн/шт.;

світильник ТОУ095/2 36 К — 234,96 грн/шт.;

світильник 8РК 100 К = 1100 грн/шт.;

лампа ТЬБ-58\/ К = 14,24 грн/шт.;

лампа ТІЛЗ-361У К = 7,12 грн/шт.;

лампа 8СЖ-Р250 К = 250 грн/шт.;

лампа 80І4-Р150 К = 205 грн/шт.

Для нашого цеху ми вибираємо світильник ТС1У095/1 36 К з лампами ТЬБ-ЗбМУК.

Вартість демонтажа старої освітлювальної установки, монтаж нової — 10% від вартості замовлення.

Спочатку необхідно знайти кількість світильників, які будуть знаходитися в цеху. Для цього розраховуємо відстань між світильниками:

L = hь• л, де hв — висота цеху, м;

л — 1,1.

L = 4,5• 1,1 = 4,95 м Відстань світильників до стін:

l = 0,3 • L = 0,3 • 4,95 = 1,485 м Знаходимо кількість світильників в ряду, та кількість рядів:

де, А — ширина цеху, м;

В — висота цеху, м.

Знаходимо кількість світильників, які необхідно буде встановити :

N cв = 153=45 шт Капіталовкладення у нову освітлювальну установку цеху, грн:

де косв — вартість світильника, грн;

кол — вартість ламп, встановлених у світильник, грн;

А — кількість світильників, шт.;

п — кількість ламп у світильнику, шт.

Кi=(178+2•7,12)•120•1,1=25 375,68

Кількість грошей, що витрачається на монтажні роботи становить См =2537,56 грн.

Загальні грошові витрати на встановлення та споживання електроенергії новими світильниками:

Рріч=Nсв•Рв•Тч•С0+См+Кі

Рріч = 45 • 0,036 • 8760 • 0,9 • 0,5 + 2537,56 + 25 375,68 = 91 773,64 Грн.

У таблиці 6.3 приведені дані по споживанню електроенергії до та після другого енергозберігаючого заходу, кВт•год.

Таблиця 6.3 — Дані споживання електроенергії

На основі отриманих даних можна побудувати діаграму споживання електроенергії на освітлення після впровадження другого енергозберігаючого заходу, яка представлена на рисунку 6.3, кВт• год:

Рисунок 6.3 — Діаграма споживання електроенергії на освітлення після впровадження другого енергозберігаючого заходу.

У таблиці 6.4 приведені дані по економії коштів на електроенергію після впровадження енергозберігаючого заходу, грн.

Таблиця 6.4 — Дані економії коштів на електроенергію

Загальна економія електроенергії при впровадженні енергозберігаючих заходів У таблиці 6.5 приведені дані по споживанню електроенергії до та після впровадження енергозберігаючих заходів, кВт• год.

Таблиця 6.5 — Дані споживання електроенергії

На основі отриманих даних можна побудувати діаграму споживання електроенергії після впровадження енергозберігаючих заходів, яка представлена на рисунку 6.5, кВт•год:

У таблиці 6.6 приведені дані по економії коштів за електроенергію після впровадження енергозберігаючих заходів, грн.

Таблиця 6.6 — Дані економії коштів за електроенергію

На основі отриманих даних можна побудувати діаграму економії електроенергії при впровадженні енергозберігаючих заходів, яка представлена на рисунку 6.6, грн:

ВИСНОВОК У результаті енергетичного дослідження підприємства було розраховано річне споживання електроенергії а також енергії на опалення насоснокомпресорної станції. Розраховані грошові витрати на опалення та електроспоживання механічного цеху.

Після розрахунків були виявленні резерви економії теплової та електричної енергії, вибрані заходи по економії енергоресурсів та дано їм економічне обґрунтування.

На основі розрахунків, було запропоновано два заходи для зменшення споживання енергії, такі як: енергозбереження за рахунок впровадження електроприводів серії РЕН2 частотного регулювання, а також проект з модернізації системи освітлення цеху.

Загальна економія електроенергії від впровадження енергозберігаючих заходів становить 614 165,04 кВт•год. А в грошовому вимірі економія складає 982 664,06 грн. Ці цифри говорять про ефективні заходи по енергозбереженню.

ЛІТЕРАТУРА Закон України «Про діяльність у сфері енергетичного аудиту», 2003

ДСТУ 4065−2001 Енергетичний аудит — К.: ДЕРЖСТАНДАРТ УКРАЇНИ, 2002

Державний комітет України з енергозбереження Енергоаудит — Матеріали проект ТАСІ8 ЕІЖ 9701 «Посилення дій з підготовки енергоменеджерів в Україні»

Енергетичний менеджмент: Навчальний посібник / Праховник А. В., Розен В. П., Разумовський О. Б., та іші. — К.: Нот. ф-ка, 1999 — (Енергозбереження; Кн. 3)

Енергетичний аудит. Методичні вказівки до виконання курсового проекту для студентів ЗДІА спецальності 7.8 «Енергетичний менеджмент» / Укл. Ю. Г. Качан, С. А. Левченко. Запоріжжя: ЗДІА, 2004.-19 с.

Справочник знергетика строительной организации.: М.- Стройиздат.- 1991.-259с.