Энергосбережение на предприятиях текстильной и легкой промышленности
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего Профессионального образования
РОССИЙСКИЙ ЗАОЧНЫЙ ИНСТИТУТ ТЕКСТИЛЬНОЙ И ЛЕГКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
Филиал в г. ОМСКЕ
Кафедра теплотехники
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 1
Энергосбережение на предприятиях текстильной и легкой промышленности
Выполнила
Завистовская
2009г.
Содержание
энергоресурс тепловой баланс энергосберегающий
Основные направления энергосбережения
Источники энергоресурсов. Виды энергии. Основные положения энергосберегающей политики
Типы и виды теплоносителей. Теплоиспользующие установки вашего предприятия. Непроизводственные затраты тепла
Принцип составления теплового баланса предприятия. Расчет и анализ производственных потерь на предприятии
Виды и этапы энергосберегающих мероприятий. Основные виды вторичных энергоресурсов (ВЭР). Возможность использования ВЭР на вашем предприятии
Что входит в понятие кондиционированный воздух. Применяемая система освещения на вашем предприятии, возможность ее модернизации для экономии электроэнергии
Принципы и оборудования для утилизации сбросной теплоты
Прогнозное моделирование в области энергосбережения, исходные данные, анализ и структура
Список используемой литературы
Задача №1
Задача №2
Основные направления энергосбережения
Основными направлениями энергосбережения является разработка технологических решений, оборудований и мероприятий, позволяющие снизить потребление различных видов энергии или более экономно ее использовать, применительно к условиям текстильной и легкой промышленности.
Источники энергоресурсов. Виды энергии. Основные положения энергосберегающей политики
Топливно-энергетические ресурсы являются одним из элементов природных ресурсов.
Природные ресурсы - это виды материи и энергии, которые обеспечивают развитие общества, но вырабатываются, формируются в природной сфере, являясь ее компонентами.
К природным ресурсам относятся элементы литосферы, гидросферы, атмосферы и биосферы. Основу промышленного производства составляют минеральные ресурсы, водные, агроклиматические, биологические. Природные ресурсы подразделяются на исчерпаемые и практически неисчерпаемые, возобновляемые и невозобновляемые.
Виды энергии:
) Использование отработанного пара для отопления - районная теплоэлектроцентраль (ТЭЦ).
) Комбинированный способ получения электроэнергии, в котором объединены получения электричества в результате сжигания природного топлива и генерирование электроэнергии при помощи газовой турбины.
) Магнитогидродинамические установки (МГД - генераторы). В них усовершенствована работа стандартной электростанции.
Предприятия текстильной и легкой промышленности относится к группе энергоемких производств. Работа по энергосбережению на предприятии должна быть плановой и постоянной. Программа организации такой работы базируется на принципах экономики, управления, политики, экологии, технического уровня развития и требования рынка.
Типы и виды теплоносителей. Теплоиспользующие установки вашего предприятия. Непроизводственные затраты тепла
К основным теплоносителям промышленности относятся следующие вещества:
Вода - широко используется в качестве теплоносителя. К преимуществам воды как теплоносителя следует отнести ее высокую плотность, относительно высокую удельную теплоемкость, сравнительно низкую вязкость, высокие значение коэффициента теплоотдачи, низкую химическую активность, нетоксичность, относительно низкую стоимость и доступность, возможность регулирования уровня температуры. Недостатком воды является ограниченный верхний уровень температуры.
Водяной пар - самый распространенный теплоноситель для производственных целей. Его преимуществами являются высокая теплота парообразования, высокие значения коэффициента теплоотдачи при кипении воды и при конденсации пара, возможность поддержания постоянного режима теплоиспользующего оборудования благодаря постоянству температуры при конденсации, нетоксичность, доступность. Водяной пар имеет сравнительно невысокую вязкость и приемлемую плотность.
Топочные газы - используют в качестве греющего теплоносителя в большинстве случаев на месте их получения для непосредственного нагревания материалов, качество которых не зависит от загрязнения продуктами сгорания. Преимуществом топочных газов является возможность их получения непосредственно у аппаратов, теплоснабжения которых они обеспечивают.
Горячий воздух - в технологии швейного производства используется для сушки материалов, где он служит для доставки теплоты к материалу и транспортирования из сушильной камеры испарившейся влаги. К преимуществам горячего воздуха относят его нетоксичность и доступность. Недостатками воздуха как теплоносителя являются низкие плотность и удельная теплоемкость, низкие значение коэффициента теплоотдачи.
Технология швейного производства связана с использованием технологического пара и сжатого воздуха. Для получения пара используются паровые двухбарабанные водотрубные котлы, работающее на газе, мазуте и угле. Котлы предназначены для получения водяного пара. Горячую воду получают в водогрейных котлах, оснащенных дымососом и вентилятором. Для получения сжатого воздуха используют поршневые компрессоры с избыточным давлением. Подогрев воздуха осуществляют в калориферах.
Непроизводственные расходы тепла:
1.Затраты тепла на вентиляцию и кондиционирование воздуха.
2.Затраты тепла на восполнение потерь тепла при транспортировке теплоносителей, разогрев трубопроводов после длительных остановов, разогрев оборудования после ремонтов и непредвиденных остановов и на холостой ход машины.
.Расход на бытовые нужды.
Принцип составления теплового баланса предприятия. Расчет и анализ производственных потерь на предприятии
Тепловой баланс является основой для анализа уровня технической оснащенности и энергонасыщенности предприятий, эффективности использования энергетических ресурсов в производстве конечной продукции. Он базируется на основном законе природы - законе сохранения и превращения энергии.
Тепловой баланс составляется по результатам обследования отдельных видов оборудования, технологических процессов, цехов, общезаводского хозяйства и предприятия в целом. Анализ теплового баланса позволяет:
·Оценить уровень энергоиспользования;
·Рассчитать к.п.д. оборудования и технологических процессов;
·Выявить возможные резервы энергии энергоресурсов;
·Определить пути снижения или исключения потерь энергии;
·Обосновать необходимость замены устаревшего оборудования и технологий;
·Выбрать наиболее экономичные виды электроносителей и их параметры;
·Разработать оптимальные схемы энергосбережения и режимы энергопотребления цехов и предприятия.
Детальный анализ энергопотребления предполагает разработку нормализованного теплового баланса в аналитической форме. Он составляется отдельно для каждой установки, технологического процесса цеха, производства и предприятия в целом.
Тепловой баланс записывается в следующем виде:
Qпод = Qисп + Qпот (1)
Где Q - тепло: подведенное, используемое в технологическом процессе и тепловые потери.
Для оценки эффективности работы установки или аппарата рассчитываются к.п.д.:
η = Qисп/Qпод (2)
К.п.д. сравнивается с нормативными коэффициентом полезного действия.
Для анализа показателей расхода и потерь тепла по отдельным группам оборудования показатели представляют в виде удельных и годовых характеристик:
Qуд = Qпроц/τпроц , q = Qпроц/Ппроц (3)
И рассчитывают годовой расход теплоты:
Qгод = q* Ïгод (4)
Где τпроц , Ппроц - длительность и производительность процесса обработки тканей ; Пгод- годовая производительность установки.
Общий расход тепловой энергии в цехе определяется суммированием по отдельным процессам и установкам. В него включают и расход тепла на собственные нужды цеха (отопление, вентиляция и горячее водоснабжение), а так же потери потери тепла во внутрицеховых трубопроводах:
Qтруб = Σπ*d*l*k*(t1 - t2) (5)
Где d- диаметр , l- длина, k- коэффициент теплоотдачи.
Qц = Gц*iп (6)
Где Gц- расход пара цехом за конкретный период. Небаланс не должен превышать 5%.
Виды и этапы энергосберегающих мероприятий. Основные виды вторичных энергоресурсов (ВЭР). Возможность использования ВЭР на вашем предприятии
Энергосберегающая политика на предприятии должна проводиться в несколько этапов:
1.выявляются факты потерь энергии, ее нерационального производства и использования, а также факты получения недостоверных результатов работы измерительной системы;
2.определяются причины возникновения указанных фактов;
.проводятся мероприятия по устранению выявленных причин.
Можно выделить три группы энергосберегающей политики:
утилизационное и регламентное обслуживание оборудования для поддержки требуемых эксплуатационных характеристик;
энергетическая модернизация и оптимизация; направлена на снижения потерь тепла, энергии в действующих установках и системах, не затрагивая принципиальных основ технологии.
интенсивное энергосбережение (реконструкция оборудования и введения новых технологических принципов); ориентированы на решение принципиально новой задачи - достижение одномоментного, предельно высокого энергосберегающего эффекта. Это достигается путем системного энергетического анализа всего производственного комплекса, изменения принципиальных основ применяемых технологии, техники, систем управления, повышения качества продукции.
Основные мероприятия по предотвращению непроизводительных потерь тепла:
Утечки теплоносителей. Необходимо полностью исключить потери пара и горячей воды в трубах, фланцевых соединениях, арматуре и осуществлять регулярный контроль состояния элементов тепловых сетей предприятий.
Присосы. Дверцы и лючки сушильных машин и машин других типов во время работы должны быть плотно закрыты во избежание излишних потерь теплоты. Недопустимо регулирование конечного влагосодержания изделий открытием лючков, что довольно часто встречается на практике.
Потери тепла с открытой поверхности. Испарение влаги с открытой поверхности жидкости в аппаратах и с поверхности ткани вызывает потери тепла. Кроме того, испарение влаги в помещении цеха вызывает увеличение нагрузки систем вентиляции и кондиционирования воздуха и, таким образом, приводит к росту энергопотребления.
Потери тепла в окружающую среду за счет охлаждения наружной поверхности теплоиспользующего оборудования. Величина этих потерь тепла зависит от степени и качества изоляции поверхности теплоиспользующих установок, трубопроводов горячей воды и пара. Должен быть организован периодический контроль состояния тепловой изоляции и ремонт в случае необходимости.
Потери тепла от пересушки ткани. Кардинальным решением проблемы предупреждения пересушки является применение надежной системы автоматического поддержания конечного влагосодержания различных материалов.
По видам энергии, вторичные энергоресурсы подразделяют на: горючие, тепловые и ВЭР избыточного давления.
Горючие (топливные) ВЭР - это энергоресурсы, содержащие химически связанную энергию отходов технологических процессов, неиспользуемые или непригодные для дальнейшей технологической переработки, которые могут быть применены в качестве топлива.
Тепловые ВЭР - это тепловые отходы, предоставляющие собой тепловую энергию основной, побочной, промежуточной продукции, отходов производства, рабочих тел систем охлаждения технологических агрегатов, теплоносителей, отработавших
ВЭР избыточного давления - потенциальная энергия газов, выходящих из технологических агрегатов с избыточным давлением, которое необходимо снижать перед следующей ступенью их использования или при выбросе в атмосферу.
К основным видам тепловых ВЭР швейной промышленности следует отнести конденсат глухого пара и паровоздушную смесь.
Конденсат глухого пара - как вид ВЭР получается при работе машин и оборудования для влажно-тепловой обработки материала. Конденсат глухого пара имеет высокий энергетический потенциал, высокий коэффициент теплоотдачи, высокую плотность, сравнительно низкую химическую активность. Совокупность всех этих показателей дает возможность утилизировать теплоту конденсата, используя простые теплообменники с небольшой поверхностью теплообмена, а следовательно, и при минимальных капитальных и эксплуатационных затратах.
Паровоздушная смесь - как вид ВЭР, по показателям качества уступает конденсату пара. Источником отработавшей паровоздушной смеси являются сушильные машины и машины для влажно-тепловой обработки материала. Имеет температуру не ниже 1000С и значительно большее влагосодержание, чем паровоздушная смесь, выходящая из сушильных машин, что приводит к повышению энтальпии паровоздушной смеси и коэффициента теплоотдачи от нее к поверхности теплообмена.
Что входит в понятие кондиционированный воздух. Применяемая система освещения на вашем предприятии, возможность ее модернизации для экономии электроэнергии
Кондиционирование воздуха, применяемое в промышленных помещениях, предназначено для поддержания температуры и влажности воздуха на определенном уровне. Система кондиционирования воздуха должна обеспечивать сложный энергобаланс внутри здания. Если эта система плохо спроектирована или работает неэффективно, то энергобаланс может легко нарушиться и образующиеся потери энергии, окажут значительное влияние на уровень эксплуатационных расходов. Применение кондиционированного воздуха в административном здании или на предприятии зимой обходится очень дорого, то использование этой системы для создания комфортных условий летом также приведет к значительным расходам энергии. Освещение - это еще одна область, которой пренебрегали при рассмотрении вопросов экономии энергии. Лампы накаливания и ртутные лампы обладают относительно низким световым эквивалентом потока излучения. Люминесцентные лампы с этой точки зрения гораздо лучше, и еще лучше натриевые и металлогологенные лампы. Лампы с высоким световым эквивалентом потока излучения широко применяются из-за большого срока службы. В настоящее время имеются белые люминесцентные лампы со световым эквивалентом потока излучения свыше 70 лм/Вт, которые обладают также высокой цветопередачей. Люминесцентные лампы и осветительные установки, работающие под высоким давлением, могут иметь высокую светимость и после их номинального срока службы при меньших расходах электрической энергии в отличие от ламп накаливания. Именно поэтому должна осуществляться программа замены светильников. Необходимо проводить регулярный анализ (каждый 5-10 лет) применяемых типов освещения и заменять новыми.
Принципы и оборудования для утилизации сбросной теплоты
Утилизация теплоты в зданиях с кондиционированием воздуха может быть разделена на три категории:
·Утилизация теплоты вентиляционных выбросов,
·Утилизация теплоты систем освещения,
·Утилизация сбросной теплоты холодильных машин.
Утилизация сбросной теплоты является одним из основных способов экономии энергии. Эта теплота содержится в воздухе, газах и жидкостях. Основным элементом системы утилизации является теплообменник. Известны различные типы теплообменного оборудования, принцип работы которых различен.
1.Теплообменник с тепловыми трубами представляет собой пучок ребристых труб, собранных в виде обычного теплообменника. Тепловая труба представляет собой герметичный контейнер с фитилем. Фитиль содержит рабочую жидкость, которая служит теплопередающей средой. Если теплота передается к одному концу тепловой трубы, то жидкость в фитиле на этом конце испаряется, пар поступает к более холодным зонам тепловой трубы, в которых конденсируется, и скрытая теплота конденсации отводится.
2.Теплообменники с промежуточным теплоносителем или кольцевые змеевики. Они состоят из двух теплообменных агрегатов, которые связаны между собой системой циркуляции жидкого теплоносителя. В системе устанавливается циркуляционный насос.
.Теплообменник с промежуточным газовым теплоносителем и вентилятором.
.Вращающиеся регенераторы имеют специальную насадку, обеспечивающую перенос тепла от более горячего потока к менее горячему потоку. Гигроскопические регенераторы переносят влагу из одного потока в другой.
.Пластинчатые теплообменники.
.Рекуператоры представляют собой теплообменники типа газ-газ, используются для рекуперации тепла сбросных газов. Рекуператоры бывают конвективные и радиационные.
.Тепловые насосы. Принцип работы теплового насоса основан на нагреве, испарении и конденсации циркулирующего рабочего тепла. Используется в системах, в которых требуется как нагрев, так и охлаждение.
.Теплообменники других типов.
. Котлы-аккумуляторы. Среды, аккумулирующие теплоту.
Прогнозное моделирование в области энергосбережения, исходные данные, анализ и структура
Прогнозирование- это метод в котором используются как накопленный в прошлом опыт, так и текущие допущения насчет будущего с целью его определения. Результатом является картина будущего, которую можно использовать как основу для планирования. Появляются новые возможности для анализа последствий принятых решений до их практической реализации. ПЭВМ позволяют:
1.проанализировать большой массив исходных данных по всему предприятию;
2.наложить варианты развития топливно-энергетического комплекса в стране, в мире, в своем регионе;
.сделать расчет на значительный период времени;
.проанализировать большое число прогнозных вариантов, выполнить оптимизацию и найти пути их реализации;
.повысить точность и надежность расчетов путем испытания на моделях.
Прогноз является эффективным инструментом при выработке решений, если он полный, точный и достоверный.
В области энергосбережения прогнозирование основывается на предметной информации об объекте. Анализ результата прогнозирования дает конкретные решения по изменению функций организационно-производственной системы и подсказывает пути к изменению структуры и параметров объекта прогнозирования. Первым шагом делается написания прогнозного сценария - это установление логической последовательности событий с целью показать, как, исходя из существующей ситуации, может шаг за шагом развиваться будущее состояние анализируемого объекта.
Структурное прогнозирование - позволяет найти решение проблемы при сохранении функций, но при изменении структуры или параметров объекта прогнозирования.
Прогнозирование по аналогии - такое прогнозирование может быть только в одном случае, если существует полная аналогия между предприятиями.
Список используемой литературы
1.Ганин Е.А. Теплоиспользующие установки в текстильной промышленности. М.: Легпромиздат. 1989.
2.Охотин А.С. Экономия топливно-энергетических ресурсов на предприятиях текстильной промышленности. М.: Легпромиздат. 1990.
.Артамонов Н.А., Исаев В.В. Энергосбережение на предприятиях текстильной и легкой промышленности. Учебное пособие. РОСЗИТЛП, М., 2003.
Задача№1
Из парового котла в пароперегреватель поступает пар (G) при давлении (P) и степени сухости (X). Температура пара после пароперегревателя (T) равна.
Найти количество теплоты, которое пар получает в пароперегревателе.
Дано:
G = 2500
P = 0,13 = 1,3бар
X = 0,91
T = 340
Найти: Q - ?
Решение:
I1 =2450 кДж/кг
I2 = 3200 кДж/кг= I1 - I2= 3200 - 2450 = 750 кДж/кг= q * G= 750 * 2500 = 1875000 [кВт] = 1875 [мВт]
Ответ: Q = 1875 [мВт], количество теплоты, которое пар получает в пароперегревателе.
Задача №2
Определить количество снимаемого тепла (Q) и расход воздуха (Vn).
Дано
t'1 = 350°C"1= 140°C'2 = 18°C"2 = 240°C
V1 = 2600 м3/час = 2600/3600 = 0,72 м3/c
Найти: Q - ? и V2 - ?
Решение
Q1 = V1 * C'p1 * (t'1 - t"1) - горячий теплоноситель
Q2 = V1 * C'p1 * (t'2- t"2) - холодный теплоноситель
Q1 = Q2 = Q
V1 * C'p1 (t'1 - t"1) = V2* C'p2(t'2- t"2)
Q1 = V1 (C'pco2 * 0,12 * C'po2 * 0,06 + Сpн2о * 0,08 + СрN2 * 0,74) * (t'1 - t"