ОСНОВЫ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ

Основные причины нерационального расхода ТЭР

Десятилетия неэффективного использования энергоресурсов создали в России огромный потенциал энергосбережения, достигающий порядка 30 - 35 % современного потребления ТЭР. За счет чего это произошло?

В условиях спада производства наблюдался рост доли холостой за­грузки оборудования; необходимость поддержания плюсовой температуры воздуха в слабо загруженных или незагруженных производственных по­мещениях в отопительный период обеспечила нерациональный расход ко­лоссального количество тепла. Это лишь частные примеры факторов, ко­торые в конечном счете увеличили энергоемкость внутреннего валового продукта за последние годы на 22 % [20].

Высокий уровень энергоемкости национальной экономики, в 2 - 3 раза превышающий уровень США и западноевропейских стран [69], созда­ет серьезные препятствия в конкуренции отечественной продукции на ми­ровом рынке. Сохранение нынешнего уровня энергоемкости промышлен­ного производства как одной из производных конкурентоспособности про­дукции поощряет неограниченный импорт потребительских товаров и экс­порт отечественного сырья. Необходимо в то же время считаться с таким немаловажным фактором, как слабое обновление парка электро - и тепло­потребляющего оборудования, износ которого превышает 50 - 60 %, что вызвано объективными финансовыми трудностями.

Топливный баланс на ближайшие годы складывается таким образом, что без использования потенциала энергосбережения невозможно обеспе­чить поступательное развитие народного хозяйства страны.

Иными словами, рост потребности в ТЭР на 50 - 53 % можно обес­печить за счет энергосбережения. Остальной дефицит покрывается только углем, для чего потребуются значительные капиталовложения в развитие угледобывающих мощностей.

В целях реализации приоритетов в области энергосбережения за го­ды реформ Правительством РФ был принят ряд правовых и нормативных актов (см. также гл. 6):

• Указом Президента РФ № 472 от 07.05.1995 г. были утверждены «Основные направления энергетической политики Российской Федерации на период до 2000 г.»;

• Постановлением Правительства РФ № 87 от 02.11.1995 г.

«О неотложных мерах по энергосбережению» установлено задание по ос­нащению потребителей ТЭР приборами и системами учета;

• Федеральным законом «Об энергосбережении» № 28-ФЗ от 03.04.1996 г. заложены основополагающие принципы энергосберегающей политики и основы управления энергосбережением, включая и организа­цию государственного надзора за эффективностью энергопотребления.

В течение нескольких лет в России проводятся обязательные энерге­тические обследования предприятий с годовым потреблением ТЭР свыше 6000 т у. т.

В процессе обследований специалистам, как правило, приходится сталкиваться со следующими наиболее часто встречающимися причинами нерационального расхода ТЭР:

По режиму работы оборудования

1. Несоответствие мощности установленного энергетического обору­дования (паровых котлов, трансформаторов, воздухоснабжающих и водо­охладительных установок, электроприводных устройств) изменившимся условиям, когда предприятие по причине спада производства работает с низкой загрузкой оборудования.

1.1. На ряде обследованных предприятий в летний период имеет ме­сто сброс части пара в атмосферу из-за несоответствия минимальных паровых нагрузок котлоагрегатов, установленных заводами - изготовителями, фактическим паровым нагрузкам.

1.2. Завышенные мощности установленных трансформаторов на по­нижающих подстанциях.

1.3. Сохранение в работе излишнего числа трансформаторов в нера­бочее время, загруженных на 10 - 15 % номинальной мощности. Не­достаточное резервирование питания цеховых потребителей.

2. Отсутствие режимных карт и регламентов на энергопотребляющем

оборудовании или их эксплуатация с просроченными сроками.

3. Эксплуатация пароиспользующего оборудования в нерабочие часы суток.

4. Использование в дневное время электроосвещения из-за загрязнен­ности световых проемов.

5. Неполная загрузка электропечей. Эксплуатация печей сопротивления при открытых загрузочных отверстиях, открытых шторках и т. д., неэффек­тивная тепловая изоляция, отсутствие автоматического регулирования температуры.

6. Нарушение режима работы устройств по компенсации реактивной мощности или их использование с заниженными параметрами.

7. Отсутствие надлежащего контроля режима работы охладительных устройств (насосов циркуляции, осевых вентиляторов на градирнях), за расходом и температурами воды после оборудования, чистотой циркули­рующей в охладительных системах воды.

По использованию топлива

1. Значительные присосы и избытки воздуха за котлами, сжигающими природный газ и мазут.

2. Неполное использование теплоутилизаторов в котельных, исполь­зующих в качестве топлива природный газ.

3. Завышенные расходы тепла на собственные нужды, особенно на слив и подогрев мазута в баках. Отсутствие надежных схем разогрева мазута в резервных емкостях при «холодном» хранении, что вынуждает предпри­ятия из-за ограничений в подаче газа сохранять в разогретом виде весь хранящийся запас.

4. Потери тепла с продувочной водой и с выпаром из деаэраторов из-за несвоевременного ремонта утилизационных теплообменников.

5. Повышенные теплопотери в обмуровке котлов и теплопроводах из-за недостаточной эффективности используемой теплоизоляции.

6. Отсутствие достоверного учета отпускаемого котельными тепла и фактических значений удельного расхода топлива на отпущенную тепло - энергию.

7. Отсутствие оптимального использования тепла пролетного пара и пара вторичного вскипания в конденсатных баках.

При использовании тепловой энергии

1. Отсутствие или неудовлетворительная работа конденсатоотводчиков паропотребляюшего оборудования, что вызывает значительные пролеты пара и его потери.

2. Отсутствие сбора пароконденсатной смеси из-за неудовлетворитель­ной работы системы сбора и возврата конденсата или выхода из строя кон - денсатопроводов.

3. Неотключение оборудования в конце рабочей смены.

4. Неудовлетворительное состояние теплоизоляции на пароиспользую­щем оборудовании, теплопроводах, холодильных камерах, запорной арма­туре.

5. Отсутствие систем автоматического регулирования температурных параметров.

6. Значительные потери тепла при транспорте, наличие утечек пара и горячей воды из-за нарушения герметичности в сетях и арматуре. Наличие транспорта насыщенного пара на значительные расстояния из-за отсутст­вия пароперегревателей на котлах, потери тепла и теплоносителя на про­тяженных паропроводах.

7. Подтопление теплотрасс из-за неудовлетворительной работы попут­ных дренажных систем.

8. Многочисленные замечания по приборам, учитывающим отпуск и потребление тепла, а также полное отсутствие паспортов на измеритель­ные узлы.

9. Значительные потери тепла в зданиях и сооружениях из-за больших стекольных проемов, большой теплопроводности ограждающих конструк­ций, отсутствия тамбуров на выездных воротах, бездействия тепловых за­вес, а также эксплуатации части промышленных зданий, выполненных в «южном исполнении».

10. Низкая эффективность использования тепла вторичных энергоре­сурсов после утилизаторов газотурбинных двигателей на газопереклю­чающих станциях Газпрома (10 - 15 %). Вторичное тепло используется лишь для нужд отопления и горячего водоснабжения собственно произ­водственной площадки газокомпрессорной станции.

11. Использование пара, а не перегретой (сетевой) воды для покрытия отопительно-вентиляционных нагрузок.

При использовании электроэнергии

1. Неполная загрузка оборудования. Завышенная мощность электродви­гателей.

2. Применение в холодильных установках винтовых компрессоров, удельный расход которых на выработку холода в три раза выше, чем у поршневых компрессоров. Неудовлетворительное состояние изоляции хо­лодильных камер.

3. Значительные резервы экономии электроэнергии при производстве и использовании сжатого воздуха: редуцирование части сжатого воздуха ар­матурой из-за снабжения потребителей воздуха с различными параметрами из одной распределительной сети, значительные утечки воздуха из-за на­рушения герметичности сетей, соединительной и запорной арматуры, от­сутствие учета выработки и потребления сжатого воздуха. Использование компрессоров устаревшей конструкции, отсутствие систем осушки сжато­го воздуха.

4. Необходимость замены пневмоинструмента электрическим.

5. Нерациональное использование электроосвещения в светлое время суток из-за загрязнения световых проемов, отсутствие группового управ­ления светильниками, применение светильников устаревших конструкций.

6. Завышенные удельные расходы электроэнергии по выработке и от­пуску тепла, так как установленное ранее электрооборудование (питатель­ные и сетевые насосы, дымососы и вентиляторы) рассчитано на номиналь­ные нагрузки, которые имели место при стабильной работе производства, когда не возникала потребность в системах автоматического регулирова­ния привода. На настоящий момент решение вопросов оперативной адап­тации к колебаниям производственной загрузки предприятий весьма акту­ально.

7. Повышенные расходы электроэнергии на вентиляционные установки из-за несвоевременного их отключения в момент останова производствен­ных агрегатов, несвоевременного перекрытия шиберов на отсосах загряз­ненного воздуха при отключении отдельных агрегатов, неудовлетвори­тельного технического состояния самих вентиляторов и вытяжной сети, находящейся под вакуумом, нарушения работы систем автоматического отключения вентиляторов тепловых завес, установленных на воротах про­изводственных корпусов.

8. Повышенные потери в электрических сетях из-за неудовлетвори­тельного состояния компенсирующих устройств, несоблюдение оптималь­ного режима их работы.

9. Слабое внедрение частотного управления электроприводом крупных насосов.

Недостатки в учете производства и потребления ТЭР

Отсутствие учета отпуска тепла котельной и его расхода крупными потребителями, выработки сжатого воздуха, расхода воды в системе водо - оборота, производства холода, расхода электроэнергии отдельными цеха­ми и энергоемкими агрегатами. Отсутствие паспортов на узлы учета.

Недостатки в нормировании потребления ТЭР

Ранее действовавшая система нормирования расходов ТЭР на произ­водство отдельных видов продукции, к сожалению, на многих предприяти­ях утрачена.

Более того, не везде сохранилось нормирование расходов электро­энергии и тепла на 1 млн. руб. внутреннего валового выпуска продукции. Это не позволит сопоставлять показатели удельного энергопотребления по родственным предприятиям и средним показателям по отрасли в целом.

Практически повсеместно не используется метод энергетического анализа [5, 23] для определения полной энергоемкости изготовления про­дукции, несмотря на то, что данный метод учета полных энергозатрат в технологических системах рекомендован к использованию и в националь­ном стандарте [18].

Целями нормирования являются:

1. Определение для конкретных условий производства технически необходимого расхода ТЭР на производство единицы продукции.

2. Обеспечение рационального и экономного расходования ТЭР, ис­ключающего элементы непроизводительных расходов.

3. Установление потребности в ТЭР на планируемый период.

К сожалению, в настоящее время нормирование, в основном, произ­водится на млн. руб. ВВП, что в условиях постоянной инфляции и роста цен на продукцию не позволяет объективно оценить снижение расходов ТЭР.

Необходим переход на новые формы нормирования с использовани­ем метода интегрального энергетического анализа [16, 23]. С использова­нием элементов данной методики с 1996 г организовано определение пол­ной энергоемкости производства стали на Магнитогорском металлургиче­ском комбинате [36].

Организация работы по энергосбережению

На ряде обследованных предприятий разрабатываются программы энергосбережения на текущий год и перспективный период или планы ор­ганизационно-технических мероприятий по экономии ТЭР.

Однако анализ показывает, что на многих предприятиях программы и планы энергосбережения разрабатываются на уровне служб главного энергетика и ограничиваются мероприятиями, связанными с эксплуатаци­ей собственно энергохозяйства, без участия технологических служб, служ­бы главного механика, руководства технологических цехов и участков. По этой причине эффективность годовых программ (планов) остается весьма низкой: порядка 0,5 - 1,5 % от потребления ТЭР при контрольном задании, установленном Федеральной целевой программой «Энергосбережение России», в размере 4,5 %.

Программа энергосбережения (план ОТМ) должна охватывать наи­более энергоемкие участки производства, внедрение более совершенных технологических процессов и оборудования, требующих меньших энерго­затрат, модернизацию и реконструкцию действующего оборудования, снижение потерь энергии и энергоносителей во всех элементах энерго - и топливоснабжения предприятия, автоматизацию технологических процес­сов, использование вторичных энергоресурсов и т. д. По каждому меро­приятию, включаемому в план, необходимо проводить расчет его эффек­тивности.

При этом следует различать следующие понятия:

• условно-годовая экономия ТЭР, экономический эффект,

т у. т./(тыс. кВт-ч), Гкал, который может быть достигнут за 12 месяцев по­сле внедрения мероприятия в полном объеме;

• фактическая экономия ТЭР, полученная в отчетном квартале или за иной отчетный период с момента внедрения мероприятия;

• экономия ТЭР, полученная в данном квартале от мероприятий, вы­полненных в предыдущих кварталах.

Если мероприятие выполнено неполностью, то в отчетах необходимо указывать условно-годовую или фактическую экономию, соответствую­щую объему выполненных работ.

Для мероприятий, носящих чисто режимный характер, таких как поддержание оптимального режима работы оборудования, организация систематического контроля технического состояния оборудования, услов­но-годовая экономия будет соответствовать фактически достигнутой за от­четный период.

Указанная выше методология позволяет реально оценить проводи­мую на предприятии работу по энергосбережению.