Общие причины (пути) потери теплоты на предприятиях автомобильного транспорта

Введение
Энергоснабжение предприятий в связи с современной тенденцией развития топливно-энергетического комплекса становится все более актуальным. Реорганизация РАО ЕЭС сопровождается дальнейшим повышением тарифов на тепло- и электро- энергию, что повлечет за собой увеличение себестоимости продукции и, в конечном счете, увеличение стоимости транспортных услуг на автомобильном транспорте. Поэтому знакомство с методами расчета тепло- и энерго -потребления автотранспортных предприятий с учетом существующих энергосберегающих технологий является необходимым условием минимизации затрат при производстве товаров и услуг.[1]
Тепловая нагрузка автотранспортного предприятия складывается из тепловых затрат на отопление, вентиляцию, кондиционирование воздуха (сезонное потребление), горячее водоснабжение и эксплуатацию производственно-технологических систем (круглогодичное). Определение тепловых нагрузок предприятия должно производиться по отдельным видам потребления с разделением на теплоносители и их параметры.
Теплоснабжение АТП может быть организовано как от централизованной системы, так и от собственного источника. В последнем случае необходимо учитывать способы доставки, хранения и использования энергии. Электрическая нагрузка автотранспортного предприятия формируется за счет силового и осветительного оборудования, установленного в производственных, административных и бытовых зданиях на прилегающих к ним территориях.[2]
Силовое и световое оборудование предприятий данного профиля работает на трехфазных и однофазных напряжениях до 1 кВ. Теплоэнергоснабжение предприятия должно быть организовано с учетом современных энергосберегающих технологий, предусмотренных Стратегией развития энергетики России на период до 2020 года.
Тепловая система. Источники потерь.
Типичные проблемы существующих тепловых объектов, описаны наиболее значимые каналы непроизводительных потерь тепловой энергии в них и предложены варианты снижения этих потерь с предварительным прогнозом результатов.
Любая теплоэнергетическая система для целей анализа может быть разделена на 3 основных раздела:
1. участок производства тепловой энергии (котельная);
2. участок транспортировки тепловой энергии к потребителю (трубопроводы тепловых сетей);
3. раздел потребления тепловой энергии (отапливаемый объект).
Каждая из этих секций имеет характерные непроизводительные потери, снижение которых является основной функцией энергосбережения. Давайте рассмотрим каждый раздел отдельно.
1.Раздел производства тепловой энергии. Существующая котельная.
Основным звеном в этом разделе является котельная установка, функции которой заключаются в преобразовании химической энергии топлива в тепло и передаче этой энергии теплоносителю. В котле происходит целый ряд физико-химических процессов, каждый из которых имеет свою эффективность. И любой котельный агрегат, каким бы совершенным он ни был, обязательно теряет часть топливной энергии в этих процессах. Упрощенная схема этих процессов показана на рисунке.[3]

Рис.1 Участок производства тепловой энергии (потери при нормальной работе)
При нормальной работе котельного агрегата всегда существует три основных вида потерь на участке производства тепловой энергии: при недожоге топлива и отходящих газов (обычно не более 18%), потери энергии через ограждение котла (не более 4%) и потери при продувке и для собственных нужд котельной (около 3%). Эти цифры теплопотерь примерно близки для обычного не нового бытового котла (с КПД около 75%). Более продвинутые современные котлы имеют реальный КПД около 80-85% и стандартные эти потери ниже.[4] Однако они могут увеличиться еще больше:
-если своевременно и качественно не провести регулировку режима работы котельного агрегата с инвентаризацией вредных выбросов, то потери при недожоге газа могут увеличиться на 6-8%. %;
-диаметр сопел горелок, установленных на котле средней мощности, обычно не пересчитывается на фактическую нагрузку котла. Однако нагрузка, подключенная к котлу, отличается от той, на которую рассчитана горелка. Это несоответствие всегда приводит к снижению теплопередачи от факелов к поверхностям нагрева и увеличению на 2-5% потерь из-за химического недожигания топлива и выходящих газов;
-если очистка поверхностей котлов производится, как правило, один раз в 2-3 года, то это снижает КПД котла с загрязненными поверхностями на 4-5% за счет увеличения этого количества потерь с отходящими газами. Кроме того, недостаточная эффективность системы химической очистки воды (ХВО) приводит к появлению химических отложений (накипи) на внутренних поверхностях котельного агрегата, что значительно снижает эффективность его работы.
-если котел не оснащен полным набором средств управления и регулирования (контроллеры, теплосчетчики, системы управления технологическим процессом Gorenje и тепловой нагрузкой) или если средства управления котлом не настроены оптимально, то это в среднем дополнительно снижает его КПД на 5%.
-при нарушении целостности обшивки котла происходит дополнительное всасывание воздуха в топку, что увеличивает потери при неполном горении и выходе газов на 2-5%.%
-использование современного насосного оборудования в котельной позволяет снизить в два-три раза стоимость электроэнергии для собственных нужд котельной и снизить затраты на их ремонт и техническое обслуживание.
На каждый пуско-остановочный цикл котельного агрегата расходуется значительное количество топлива

. Идеальным вариантом для эксплуатации котельной является ее непрерывная работа в диапазоне мощности, определяемом картой режимов.[5] Использование надежной запорной арматуры, высококачественных средств автоматизации и контроля позволяет минимизировать потери, возникающие при колебаниях мощности и возникновении нештатных ситуаций в котельной.
Перечисленные выше источники дополнительных потерь энергии в котельной не являются очевидными и прозрачными для их обнаружения. Например, одна из главных составляющих этих потерь - потери при недожоге, может быть определена только химическим анализом состава отходящих газов. В то же время увеличение этого компонента может быть вызвано рядом причин: не соблюдается правильное соотношение топливовоздушной смеси, происходит неконтролируемый отсос воздуха в топку котла, горелочное устройство работает в неоптимальном режиме и т.д.[6]
Таким образом, постоянные неявные дополнительные потери только при производстве тепла в котельной могут достигать величины 20-25%.
Алгоритм повышения КПД существующего котла в общем случае можно представить в виде последовательности определенных действий (в порядке повышения КПД):
1. Провести комплексное обследование котлов, в том числе газовый анализ продуктов сгорания. Оцените качество периферийного оборудования котельной.
2. выполняем плановые пусконаладочные работы котлов с инвентаризацией вредных выбросов. Разработать режимные карты работы котельных агрегатов при различных нагрузках и видах деятельности, которые обеспечат функционирование котельных агрегатов только в экономичном режиме.
3. Для очистки наружных и внутренних поверхностей котельных агрегатов .
4. Оборудуйте котельную рабочими приборами управления и регулирования, оптимально настройте автоматизацию котлов.
5. Восстановить теплоизоляцию котлоагрегата, обнаружив и устранив неконтролируемые источники всасываемого воздуха в топке;
6. Проверьте и, возможно, обновите систему кондиционирования котельной.
7. Чтобы пересчитать сопла горелок под реальной нагрузкой.
8. Оборудуйте котельную эффективным и экономичным насосным оборудованием, надежными запорными трубопроводами и регулирующими клапанами.
При проектировании и строительстве новой котельной в пределах ценового диапазона, выделенного для данного мероприятия, необходимо тщательно подбирать такое котельное оборудование, которое, обладая высокой эффективностью и надежностью, обеспечивало бы возможность интеграции котла и современных технологий автоматического регулирования процесса производства тепла, что в основном будет определять эффективность его эксплуатации. Конфигурация котельной, ее расположение и способ транспортировки теплоносителя к потребителю также являются важными факторами, которые могут существенно повысить или снизить эффективность ее работы.
2. Потери тепла в месте его транспортировки к потребителю. Существующие трубопроводы тепловых сетей.
Обычно тепловая энергия, передаваемая в котельной теплоносителю, поступает в теплотрассу и следует к объектам потребления. Величина эффективности данного раздела обычно определяется следующим образом:
- КПД сетевых насосов, обеспечивающих движение теплоносителя по тепловому маршруту;
- потери тепловой энергии по длине тепловых линий, связанные со способом прокладки и изоляции трубопроводов;
- потери тепловой энергии, связанные с правильным распределением тепла между объектами потребления, так называемая гидравлическая настройка системы отопления;
- периодически возникающие во время аварийных и аварийных ситуаций утечки теплоносителя.
При разумно спроектированной и гидравлически отрегулированной системе отопления расстояние конечного потребителя от места производства энергии редко превышает 1,5-2 км, а общие потери обычно не превышают 5-7%. Однако:
-использование отечественных мощных сетевых насосов с низким КПД практически всегда приводит к значительному непроизводительному перерасходу электроэнергии. Современные импортные насосы, разработанные за последнее десятилетие, имеют КПД в 2-3 раза выше, чем широко используемые сегодня отечественные насосы, а также обладают высокой надежностью и качеством эксплуатации