- •Краткое содержание
- •Предисловие
- •1. Статус настоящего документа
- •2. Мандат на подготовку настоящего документа
- •3. Значимые нормативно-правовые положения Директивы КПКЗ и определение НДТ
- •4. Цель настоящего документа
- •5. Источники информации
- •6. Как использовать настоящий документ
- •Область применения
- •1. Введение и определения
- •1.1. Введение
- •1.1.1. Энергия в промышленном секторе ЕС
- •1.1.2. Воздействия энергопотребления на окружающую среду и экономику
- •1.1.3. Вклад энергоэффективности в сокращение эффектов глобального потепления и повышение устойчивости
- •1.1.4. Энергоэффективность и Директива КПКЗ
- •1.1.5. Место энергоэффективности в системе комплексного предотвращения и контроля загрязнения
- •1.1.6. Экономические аспекты и вопросы воздействия на различные компоненты окружающей среды
- •1.2. Понятие энергии и законы термодинамики
- •1.2.1. Энергия, теплота, мощность и работа
- •1.2.2. Законы термодинамики
- •1.2.2.1. Первый закон термодинамики: сохранение энергии
- •1.2.2.2. Второй закон термодинамики: рост энтропии
- •1.2.2.3. Баланс эксергии: сочетание первого и второго законов
- •1.2.2.4. Диаграммы свойств
- •1.2.2.5. Дальнейшая информация
- •1.2.2.6. Необратимость и ее источники
- •1.3. Определения показателей энергоэффективности и повышения энергоэффективности
- •1.3.1. Вопросы энергоэффективности и ее оценки в Директиве IPPC
- •1.3.2. Эффективное и неэффективное использование энергии
- •1.3.3 Показатели энергоэффективности
- •1.3.4. Практическое применение показателей
- •1.3.5. Значимость систем и границ систем
- •1.3.6. Другие используемые термины
- •1.3.6.1. Первичная энергия, вторичная энергия и конечная энергия
- •1.3.6.2. Теплота сгорания топлива и КПД
- •1.3.6.3. Меры по повышению энергоэффективности на стороне производителя и стороне потребителя
- •1.4. Показатели энергоэффективности в промышленности
- •1.4.1. Введение: определение показателей и других параметров
- •1.4.2. Энергоэффективность производственных единиц
- •1.4.2.1. Пример 1. Простой случай
- •1.4.2.2. Пример 2. Типичный случай
- •1.4.3. Энергоэффективность предприятия
- •1.5. Вопросы, которые должны быть рассмотрены при определении показателей энергоэффективности
- •1.5.1. Определение границ системы
- •1.5.1.1.Выводы относительно систем и границ систем
- •1.5.2. Другие существенные вопросы, заслуживающие рассмотрения на уровне установки
- •1.5.2.1. Документирование используемых подходов к отчетности
- •1.5.2.2. Внутреннее производство и потребление энергии
- •1.5.2.3. Утилизация энергии отходов и газа, сжигаемого в факелах
- •1.5.2.4. Эффект масштаба (снижение УЭП с ростом объемов производства)
- •1.5.2.5. Изменения в производственных методах и характеристиках продукции
- •1.5.2.6. Интеграция энергосистем
- •1.5.2.7. Неэффективное использование энергии из соображений устойчивого развития и/или повышения энергоэффективности предприятия в целом
- •1.5.2.8. Отопление и охлаждение помещений
- •1.5.2.9. Региональные факторы
- •1.5.2.10. Явная теплота
- •1.5.2.11. Дальнейшие примеры
- •2. Технологии, которые следует рассматривать для обеспечения энергоэффективности на уровне установки
- •2.1. Системы менеджмента энергоэффективности (СМЭЭ)
- •2.2. Планирование и определение целей и задач
- •2.2.1. Постоянное улучшение экологической результативности и вопросы воздействия на различные компоненты окружающей среды
- •2.2.2. Системный подход к менеджменту энергоэффективности
- •2.3. Энергоэффективное проектирование (ЭЭП)
- •2.3.1. Выбор технологии производственного процесса
- •2.4. Повышение степени интеграции процессов
- •2.5. Обеспечение дальнейшего развития инициатив в области энергоэффективности и поддержание мотивации
- •2.6. Поддержание и повышение квалификации персонала
- •2.7. Информационный обмен
- •2.7.1. Диаграммы Сэнки
- •2.8. Эффективный контроль технологических процессов
- •2.8.1. Автоматизированные системы управления технологическими процессами
- •2.8.2. Менеджмент (контроль, обеспечение) качества
- •2.9. Техническое обслуживание
- •2.10. Мониторинг и измерения
- •2.10.1. Косвенные методы мониторинга
- •2.10.2. Оценки и расчеты
- •2.10.3. Учет потребления энергоресурсов и усовершенствованные системы учета
- •2.10.4. Снижение потери давления при измерении расходов в трубопроводах
- •2.11. Энергоаудиты и энергетическая диагностика
- •2.12. Пинч-анализ
- •2.13. Энтальпийный и эксергетический анализ
- •2.14. Термоэкономика
- •2.15. Энергетические модели
- •2.15.1. Энергетические модели, базы данных и балансы
- •2.15.2. Оптимизация использования энергоресурсов и управление ими на основе моделей
- •2.16. Сравнительный анализ
- •2.17. Прочие инструменты
- •3. Технологии, которые следует рассматривать для обеспечения энергоэффективности на уровне энергопотребляющих систем, процессов и видов деятельности
- •3.1. Сжигание
- •3.1.1. Снижение температуры дымовых газов
- •3.1.1.1. Установка подогревателя воздуха или воды
- •3.1.2. Рекуперативные и регенеративные горелки
- •3.1.3. Сокращение массового расхода дымовых газов за счет снижения избытка воздуха горения
- •3.1.4. Автоматизированное управление горелками
- •3.1.5. Выбор топлива
- •3.1.6. Кислородное сжигание
- •3.1.7. Сокращение потерь тепла при помощи теплоизоляции
- •3.1.8. Сокращение потерь тепла через отверстия печей
- •3.2. Паровые системы
- •3.2.1. Общие свойства пара
- •3.2.2. Обзор методов повышения энергоэффективности паровых систем
- •3.2.3. Дросселирование и использование турбодетандеров
- •3.2.4. Методы эксплуатации и управления технологическим процессом
- •3.2.5. Предварительный подогрев питательной воды (в т.ч. с помощью экономайзера)
- •3.2.6. Предотвращение образования и удаление накипи с поверхностей теплообмена
- •3.2.7. Оптимизация продувки котла
- •3.2.8. Оптимизация расхода пара в деаэраторе
- •3.2.9. Оптимизация работы котла короткими циклами
- •3.2.10. Оптимизация парораспределительных систем
- •3.2.11. Теплоизоляция паропроводов и конденсатопроводов
- •3.2.11.1. Использование съемных панелей для теплоизоляции клапанов и фитингов
- •3.2.12. Реализация программы контроля состояния конденсатоотводчиков и их ремонта
- •3.2.13. Сбор и возврат конденсата в котел
- •3.2.14. Использование самоиспарения
- •3.2.15. Утилизация энергии продувочной воды котла
- •3.3. Утилизация тепла и охлаждение
- •3.3.1. Теплообменники
- •3.3.1.1. Мониторинг состояния и техническое обслуживание теплообменников
- •3.3.2. Тепловые насосы (в т.ч. механическая рекомпрессия пара)
- •3.3.3. Системы охлаждения и холодильные установки
- •3.4. Когенерация
- •3.4.1. Различные методы когенерации
- •3.4.2. Тригенерация
- •3.4.3. Централизованное холодоснабжение
- •3.5. Электроснабжение
- •3.5.1. Компенсация реактивной мощности
- •3.5.2. Гармоники
- •3.5.3. Оптимизация систем электроснабжения
- •3.5.4. Энергоэффективная эксплуатация трансформаторов
- •3.6. Подсистемы с электроприводом
- •3.6.1. Энергоэффективные двигатели
- •3.6.2. Выбор оптимальной номинальной мощности двигателя
- •3.6.3. Приводы с переменной скоростью
- •3.6.4. Потери при передаче механической энергии
- •3.6.5. Ремонт двигателей
- •3.6.6. Перемотка
- •3.6.7. Экологические преимущества, воздействие на различные компоненты окружающей среды, применимость и другие соображения относительно методов повышения энергоэффективности систем с электроприводом
- •3.7. Системы сжатого воздуха
- •3.7.1. Оптимизация общего устройства системы
- •3.7.2. Использование приводов с переменной скоростью
- •3.7.3. Высокоэффективные электродвигатели
- •3.7.4. Централизованная система управления системой сжатого воздуха
- •3.7.5. Утилизация тепла
- •3.7.6. Сокращение утечек в системах сжатого воздуха
- •3.7.7. Техническое обслуживание фильтров
- •3.7.8. Использование холодного наружного воздуха для питания компрессоров
- •3.7.9. Оптимизация давления системы
- •3.7.10. Создание запаса сжатого воздуха вблизи потребителей с существенно варьирующим уровнем потребления
- •3.8. Насосные системы
- •3.8.1. Инвентаризация и оценка насосных систем
- •3.8.2. Выбор насоса
- •3.8.3. Оптимизация трубопроводной системы
- •3.8.4. Техническое обслуживание
- •3.8.5. Управление насосными системами и их регулирование
- •3.8.6. Привод и передача
- •3.8.7. Экологические преимущества, воздействие на различные компоненты окружающей среды, применимость и другие соображения относительно методов повышения энергоэффективности насосных систем
- •3.9. Системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (ОВКВ)
- •3.9.1. Отопление и охлаждение помещений
- •3.9.2. Вентиляция
- •3.9.2.1. Оптимизация проектных решений при внедрении новой или модернизации существующей системы вентиляции
- •3.9.2.2. Повышение эффективности существующей вентиляционной системы
- •3.9.3. Естественное охлаждение
- •3.10. Освещение
- •3.11. Процессы сушки, сепарации и концентрирования
- •3.11.1. Выбор оптимальной технологии или сочетания технологий
- •3.11.2. Механические процессы
- •3.11.3. Методы термической сушки
- •3.11.3.1. Расчет энергозатрат и КПД
- •3.11.3.2. Конвективная сушка
- •3.11.3.3. Контактная сушка
- •3.11.3.4. Перегретый пар
- •3.11.3.5. Утилизация тепла в процессах сушки
- •3.11.3.6. Выпаривание в сочетании с механической рекомпрессией пара или тепловым насосом
- •3.11.3.7. Оптимизация теплоизоляции сушильных систем
- •3.11.4. Радиационная сушка
- •3.11.5. Системы автоматизированного управления процессами термической сушки
- •4. Наилучшие доступные технологии
- •4.1. Введение
- •4.2. Наилучшие доступные технологии обеспечения энергоэффективности на уровне установки
- •4.2.1. Менеджмент энергоэффективности
- •4.2.2. Планирование и определение целей и задач
- •4.2.2.1. Постоянное улучшение экологической результативности
- •4.2.2.2. Выявление аспектов энергоэффективности установки и возможностей для энергосбережение
- •4.2.2.3. Системный подход к менеджменту энергоэффективности
- •4.2.2.4. Установление и пересмотр целей и показателей в области энергоэффективности
- •4.2.2.5. Сравнительный анализ
- •4.2.3. Энергоэффективное проектирование (ЭЭП)
- •4.2.4. Повышение степени интеграции технологических процессов
- •4.2.5. Поддержание поступательного развития инициатив в области энергоэффективности
- •4.2.6. Поддержание уровня квалификации персонала
- •4.2.7. Эффективный контроль технологических процессов
- •4.2.8. Техническое обслуживание
- •4.2.9. Мониоринг и измерения
- •4.3. Наилучшие доступные технологии обеспечения энергоэффективности энергопотребляющих систем, технологических процессов, видов деятельности и оборудования
- •4.3.1. Сжигание
- •4.3.2. Паровые системы
- •4.3.3. Утилизация тепла
- •4.3.4. Когенерация
- •4.3.5. Электроснабжение
- •4.3.6. Подсистемы с электроприводом
- •4.3.7. Системы сжатого воздуха
- •4.3.8. Насосные системы
- •4.3.9. Системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (ОВКВ)
- •4.3.10. Освещение
- •4.3.11. Процессы сушки, сепарации и концентрирования
- •5. Новые технологии обеспечения энергоэффективности
- •5.1. Беспламенное сжигание (беспламенное окисление)
- •5.2. Сжатый воздух как средство хранения энергии
- •6. Заключительные замечания
- •6.1. Временные рамки и основные этапы подготовки настоящего документа
- •6.2. Источники информации
- •6.3. Степень консенсуса
- •6.4. Пробелы и дублирование информации. Рекомендации по дальнейшему сбору информации и исследованиям
- •6.4.1. Пробелы и дублирование информации
- •6.4.3. Конкретная производственная информация
- •6.4.3. Направления дальнейших исследований и практической деятельности
- •6.5. Пересмотр настоящего документа
- •Источники
- •Глоссарий
- •7. Приложения
- •7.1. Энергия и законы термодинамики
- •7.1.1. Общие принципы
- •7.1.1.1. Описание систем и процессов
- •7.1.1.2. Формы энергии и способы ее передачи
- •7.1.2. Первый и второй законы термодинамики
- •7.1.2.1. Первый закон термодинамики: баланс энергии
- •7.1.2.2. Второй закон термодинамики: энтропия
- •7.1.2.2.2. Баланс энтропии для закрытой системы
- •7.1.2.3. Баланс энтропии для открытой системы
- •7.1.2.4. Анализ эксергии
- •7.1.3. Диаграммы свойств, таблицы свойств, базы данных и программы
- •7.1.3.1. Диаграммы свойств
- •7.1.3.2. Таблицы свойств, базы данных и программное моделирование
- •7.1.3.3. Источники неэффективности
- •7.1.4. Использованные обозначения
- •7.1.4.1. Библиография
- •7.2. Примеры термодинамической необратимости
- •7.2.1. Пример 1. Дросселирование
- •7.2.2. Пример 2. Теплообменники
- •7.2.3. Пример 3. Процессы перемешивания
- •7.3. Примеры анализа энергоэффективности производства
- •7.3.1. Производство этилена методом парового крекинга
- •7.3.2. Производство мономера винилацетата (МВА)
- •7.3.3. Горячая прокатка стали
- •7.4. Примеры внедрения систем менеджмента энергоэффективности
- •7.5. Примеры энергоэффективных технологических процессов
- •7.6. Пример подхода к поступательному развитию инициатив в сфере энергоэффективности: «совершенство в производственной деятельности»
- •7.7. Мониторинг и измерения
- •7.7.1. Количественные измерения
- •7.7.2. Оптимизация использования энергоресурсов
- •7.7.3. Энергетические модели, базы данных и балансы
- •7.8. Другие инструменты аудита и поддержки мероприятий по повышению энергоэффективности на уровне предприятия
- •7.8.1. Инструменты аудита и менеджмента энергоэффективности
- •7.9. Сравнительный анализ
- •7.9.1. Нефтеперерабатывающие заводы
- •7.9.2. Австрийское энергетическое агентство
- •7.9.3. Схема для норвежских МСП
- •7.9.4. Соглашения о сравнительном анализе в Нидерландах
- •7.9.5. Сравнительный анализ в стекольной промышленности
- •7.9.6. Распределение энергозатрат и выбросов CO2 между различными видами продукции в сложном последовательном процессе
- •7.10. Примеры к главе 3
- •7.10.1. Паровые системы
- •7.10.2. Утилизация отходящего тепла
- •7.11. Мероприятия на стороне потребителя
- •7.12. Энергосервисные компании
- •7.13. Сайт Европейской комиссии, посвященный вопросам энергоэффективности и Национальные планы действий государств-членов
- •7.14. Европейская схема торговли квотами (ETS)
- •7.15. Оптимизация транспортных систем
- •7.15.1. Энергоаудит транспортных систем
- •7.15.2. Менеджмент энергоэффективности автомобильного транспорта
- •7.15.3. Улучшение упаковки с целью оптимизации использования транспорта
- •7.16. Европейский топливный баланс
- •7.17. Коррекция коэффициента мощности при электроснабжении
Хотя утечки могут иметь в любых местах системы, наиболее часто они связаны со следующими элементами:
•муфты, рукава и фитинги;
•регуляторы давления;
•действующие конденсатоотводчики и изолирующие клапаны;
•соединения и уплотнения резьбовых соединений;
•устройства с пневмоприводом, потребляющие сжатый воздух.
Применимость
Вцелом применимо к любым системам сжатого воздуха (см. табл. 3.23).
Экономические аспекты
Затраты на выявление и устранение утечек зависят от особенностей конкретной системы сжатого воздуха и квалификации обслуживающего персонала. Типичная величина экономии для системы средней мощности (50 кВт) составляет:
50 кВт · 3000 час/год · 0,08 евро/кВт·ч · 20% = 2400 евро/год
При этом характерный объем затрат на регулярное выявление и устранение утечек составляет 1000 евро/год.
Поскольку устранение утечек широко применимо (80%) и обеспечивает наибольшие объемы энергосбережения (20%), оно представляет собой наиболее важное направление сокращения энергопотребления систем сжатого воздуха.
Мотивы внедрения
Данных не предоставлено.
Примеры
По состоянию на 1994 г., предприятие Van Leer Ltd (Великобритания) использовало 179 кВт·ч для производства 1000 м3 сжатого воздуха, а затраты составляли 7,53 евро/1000 м3. Мероприятия по сокращению утечек привели к сокращению годового энергопотребления на 189200 кВт·ч и связанному с этим снижению затрат на 7641 евро/год или на четверть всех затрат на производство сжатого воздуха. При этом затраты на обследование системы составили 2235 евро, а на устранение выявленных утечек (включая стоимость деталей, использованных для замены, и оплату труда) – 2874 евро. Таким образом, при размере экономии 7641 евро/год срок окупаемости программы по сокращению утечек составил 9 месяцев (использовался обменный курс на 1 января 1994 г., 1 британский фунт = 1,314 евро).
Справочная информация
[168, PNEUROP, 2007]
3.7.7. Техническое обслуживание фильтров
Общая характеристика
Потери давления в системе сжатого воздуха могут быть связаны с недостаточным уровнем технического обслуживания фильтров – неадекватной чисткой фильтров или недостаточно частой заменой сменных фильтров.
Экологические преимущества
•энергосбережение;
•сокращение выбросов масляных паров и/или аэрозолей.
Воздействие на различные компоненты окружающей среды
Увеличение расхода фильтров и соответствующее увеличение объемов образования отходов.
248
Производственная информация
Данных не предоставлено.
Применимость
Любые системы сжатого воздуха.
Экономические аспекты
См. табл. 3.23.
Мотивы внедрения
Данных не предоставлено.
Примеры
Данных не предоставлено. Справочная информация
3.7.8. Использование холодного наружного воздуха для питания компрессоров
Общая характеристика
Во многих случаях главная компрессорная установка размещается рядом с основными потребителями сжатого воздуха с целью снижения потерь при транспортировке сжатого воздуха по трубопроводам. Как следствие, компрессорные установки часто находятся в подземных или внутренних помещениях производственных объектов. При этом, как правило, приток свежего наружного воздуха к компрессорам ограничен, и для их питания используется воздух помещений, температура которого обычно превышает температуру наружного воздуха. Согласно законам термодинамики, сжатие теплого воздуха требует больших затрат энергии, чем холодного. В технической литературе отмечается, что каждые 5°C повышения температуры на входе компрессора требуют увеличения потребляемой мощности примерно на 2%. Поэтому снижение энергопотребления может быть достигнуто посредством простой организации питания компрессора наружным воздухом, особенно в зимний период, когда во многих районах разница между температурой наружного воздуха и температурой в помещениях может превышать 5°C в несколько раз. Подведение наружного воздуха к компрессору или компрессорной в целом может быть организовано при помощи воздуховода. В зависимости от длины последнего, может потребоваться установка дополнительного вентилятора, энергопотребление которого должно быть учтено при планировании данного мероприятия. Воздухозабор должен находиться на северной стороне объекта или, по крайней мере, в месте, которое большую часть времени находится в тени.
Экологические преимущества
Сокращение потребления первичных энергоресурсов. Как правило, компрессоры приводятся в действие электродвигателями.
Воздействие на различные компоненты окружающей среды
Известные воздействия отсутствуют.
Производственная информация
Поскольку при работе компрессора образуется значительное количество тепла, в компрессорных всегда наблюдается повышенная температура независимо от того, организована ли утилизация этого тепла. Нередко температура воздуха в компрессорных даже в зимний период достигает 30– 35°C. Чем больше разница между температурой в помещении и температурой наружного воздуха, тем больше потенциал энергосбережения. При этом следует иметь в виду, что объемы энергосбережения пропорциональны времени работы компрессора.
249
Применимость
Снижение температуры воздуха, поступающего в компрессор, за счет холодного наружного воздуха возможно практически в любых условиях. Иногда достаточно проделать в наружной стене круглое отверстие, соединив его с компрессором при помощи воздуховода. Если расположение компрессорной делает подачу наружного воздуха затруднительной, следует улучшить ее вентиляцию. Согласно оценкам, подобные меры применимы в 50% случаев.
Экономические аспекты
Организация подачи холодного наружного воздуха не влечет за собой значительных затрат, поскольку атмосферный воздух является бесплатным, и связана с такими экономическими преимуществами, как сокращение времени работы компрессоров или потребляемой ими электрической мощности.
В табл. 3.26 приведена оценка возможного экономического эффекта мероприятия подобного рода. Данные взяты из материалов обследования реального производства.
|
Описание |
Значение |
Ед. изм. |
Формула |
Комментарии |
A |
Установленная мощность |
135 |
kW |
– |
|
|
компрессора |
|
|
|
|
B |
Время работы при |
2000 |
час/год |
– |
|
|
полной нагрузке |
|
|
|
|
C |
Энергопотребление |
270000 |
кВт·ч |
A·B |
|
D |
Снижение температуры |
5 |
°C |
– |
Оценка |
|
потребляемого воздуха |
|
|
|
|
E |
Сокращение |
2,00 |
% |
– |
Из тех. |
|
энергопотребления |
|
|
|
литературы |
F |
Ежегодное |
5400 |
кВт·ч |
C·E |
|
|
энергосбережение |
|
|
|
|
G |
Стоимость |
0,1328 |
евро/кВт·ч |
– |
Средние данные |
|
электроэнергии |
|
|
|
|
H |
Ежегодное снижение |
717 |
евро/год |
F·G |
|
|
затрат |
|
|
|
|
I |
Объем инвестиций |
5000 |
евро |
– |
Оценка для |
|
|
|
|
|
воздуховода и |
|
|
|
|
|
вентилятора |
L |
Внутренняя норма |
6,7 |
% |
– |
По данным |
|
рентабельности (до |
|
|
|
анализа затрат и |
|
налогообложения) |
|
|
|
выгод (*) |
M |
Чистый приведенный |
536 |
евро |
– |
По данным |
|
доход |
|
|
|
анализа затрат и |
|
|
|
|
|
выгод (*) |
N |
Период окупаемости |
7,0 |
лет |
– |
По данным |
|
|
|
|
|
анализа затрат и |
|
|
|
|
|
выгод (*) |
(*) Для срока службы 10 лет и процентной ставки 5 % |
|
|
|
Таблица 3.26: Экономический эффект в результате организации питания компрессора холодным наружным воздухом
Мотивы внедрения
•простота установки;
•энергосбережение и сокращение затрат.
Примеры
Предприятие по производству полупроводников в Италии.
Справочная информация
[229, Di Franco, , 231, The motor challenge programme, , 233, Petrecca, 1992]
250
3.7.9. Оптимизация давления системы
Общая характеристика
Чем ниже рабочее давление системы, тем более эффективным с экономической точки зрения является производство сжатого воздуха. Однако система должна обеспечивать всех потребителей воздухом достаточного давления в любое время, когда это необходимо. Снижение пикового давления может быть достигнуто посредством совершенствования системы управления. В принципе, существует несколько способов «сузить» диапазон давлений системы и, как следствие, уменьшить давление производимого сжатого воздуха. Эти варианты описаны ниже и представлены на рис. 3.35:
•непосредственное регулирование при помощи механических переключателей самого компрессора представляет собой простейший способ установки рабочего диапазона давлений. Поскольку со временем величина давления, установленная таким образом, может самопроизвольно сбиваться, регулировка системы должна периодически повторяться;
•интеллектуальная система управления, основанная на использовании привода переменной скорости (с преобразователем частоты) или запуска компрессора оптимальной мощности (в системах из нескольких компрессоров). При этом давление регулируется посредством использования компрессора с приводом переменной скорости в качестве компрессора пиковой нагрузки, мощность которого определятся, исходя из текущих потребностей системы, или при помощи централизованной системы управления, обеспечивающей запуск компрессора (или группы компрессоров) оптимальной мощности;
•сокращение диапазона давлений до допустимого предела (оптимизированная интеллектуальная система управления). Такая система позволяет снизить верхний уровень диапазона давлений до величины, лишь незначительно превышающей минимально допустимый уровень давления. Результаты применения различных подходов представлены на рис. 3.34.
Рисунок 3.34: Различные подходы к управлению работой компрессора
[28, Berger, 2005]
251
Содержание рис. 3.34 описано ниже:
•горизонтальные жирные линии представляют среднее давление сжатого воздуха для соответствующих подходов к регулированию;
•в ситуации, представленной столбиками с диагональной штриховкой, среднее давление сжатого воздуха равно 8,2 бар;
•столбики с вертикальной штриховкой показывают, что при помощи механических переключателей может быть установлен только диапазон давлений (разница между верхним и нижним уровнями) 0,4 бар вследствие существующих пределов допуска. При этом среднее давление сжатого воздуха составляет 7,8 бар. Предполагается, что уровень, при котором включается первый компрессор пиковой нагрузки, остается неизменным и составляет 7,6 бар;
•интеллектуальная система управления (второй столбик справа) способна снизить диапазон рабочих давлений для всей группы компрессоров в целом до величины 0,2 бар. Такая система способна более оперативно реагировать на изменения давления. В предположении, что заданный нижний предел давления является тем уровнем, при котором запускается первый пиковый компрессор, средняя величина давления для такой системы составляет 7,7 бар.
Величина 7,7 бар все еще выше по сравнению с давлением других сопоставимых компрессорных станций. Поскольку величина давления, при которой включается второй пиковый компрессор составляет 6,8 бар, эта величина является нижним уровнем давления сжатого воздуха. Средняя величина давления при этом составляет 6,9 бар.
Экологические преимущества
На практике было продемонстрировано, что снижение давления на 1 бар приводит к сокращению энергопотребления на 6-8%. Кроме того, снижение давления приводит и к сокращению утечек.
Воздействие на различные компоненты окружающей среды
Данных не предоставлено.
Производственная информация
Данных не предоставлено.
Применимость
Как правило, управление компрессорами при помощи приводов с переменной скоростью (в интеллектуальных или оптимизированных интеллектуальных системах управления) является экономически эффективным лишь в случае установки нового оборудования, поскольку производители не рекомендуют оснащать преобразователями частоты уже установленное оборудование.
Экономические аспекты
Использование оптимизированной интеллектуальной системы управления позволяет снизить среднее рабочее давление системы с 8,2 до 6,9 бар, что соответствует сокращению энергопотребления на 9,1 %. Оптимизация системы управления, будучи сопряжена с относительно небольшими затратами, позволяет обеспечить энергосбережение в объеме нескольких сот МВт·ч/год, что соответствует экономии десятков тысяч евро в год (например, при установленной мощности компрессора 500 кВт и времени работы 8700 час/год может быть достигнуто энергосбережение в объеме около 400 МВт·ч/год и экономический эффект в размере около 20 тыс. евро/год).
Мотивы внедрения
Сокращение затрат.
Примеры
Установка автоматизированной системы управления компрессорами на предприятии Land Rover (Великобритания) позволила снизить общие затраты на производство сжатого воздуха на 18,5%.
252