CC BY
48
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Федоров, М.П. Экологический инжиниринг в гидротехнике [Текст] / М.П. Федоров, С.Г. Ши-лин, Д.А. Ивашинцов,— СПб.: Изд-во ВНИИГ имени Б.Е. Веденеева, 1995.
2. Хрисанов, Н.И. Экологическое обоснование гидроэнергетического строительства [Текст] / Н.И. Хрисанов, Н.В. Арефьев,— СПб: Изд-во СПбГУ, 1994.
3. Векслер, А.Б. Надежность,социальная и эко-
логическая безопасность гидротехнических объектов: оценка риска и принятие решений [Текст] / А.Б. Векслер, Д.А. Ивашинцов, Д.В. Стефани-шин,- СПб.: Изд-во ОАО ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева, 2002,- 591 с.
4. Briggs, D. Fundamentals of the Physical Environment [Текст] / D. Briggs, P. Smithson, K. Addison, K. Atkinson. Second Edition.— Eondon & New York, 1997.
УДК 62-665.3
A.C. Алешина, Г.П. Поршнев, C.B. Скулкин ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ В ПРОМЫШЛЕННОСТИ
Повышение энергоэффективности — это скрытый резерв для динамичного роста экономики за счет перераспределения высвобождающихся финансовых ресурсов и создания новых высокотехнологичных производств. Вопросы энергосбережения чрезвычайно актуальны в условиях как экономического роста (ввиду постоянного роста тарифов на энергоресурсы), так и экономического спада (вследствие необходимости сокращения эксплуатационных издержек). Для эффективного управления потреблением энергетических ресурсов и контроля экологических показателей деятельности предприятия необходима система энергетического менеджмента.
Энергетический менеджмент — это совокупность средств и методов, направленных на управление процессом энергопотребления и систематический контроль над энергетическими издержками. В его основе: декларация повышения энергоэффективности; планирование потребления энергоресурсов и повышения энергоэффективности; выработка целевых показателей энергоэффективности и путей их достижения; система мотивации персонала.
Можно выделить два типа энергетического менеджмента — оперативный и стратегический. Оперативный энергоменеджмент позволяет: исключить влияние случайных факторов на потребление энергоресурсов посредством формализованных управленческих процессов;
выявить и исключить факторы, ухудшающие показатели энергоэффективности;
выявить и стимулировать факторы, улучшающие показатели энергоэффективности;
реализовать корректирующие действия при отклонениях энергопотребления от целевых значений;
добиться минимально необходимого и достаточного уровня энергопотребления при действующих технологиях и оборудовании.
Оперативный энергетический менеджмент также служит основной движущей силой при реализации организационных и малозатратных энергосберегающих мероприятий.
Стратегический энергоменеджмент позволяет: сформировать модель поведения персонала; обеспечить наибольшую эффективность инвестиций в энергосбережение;
обеспечить контроль достижения результатов при внедрении энергосберегающих мероприятий;
обеспечить максимальную отдачу от реализации энергосберегающих мероприятий.
Требования к системе энергоменеджмента устанавливает международный стандарт ISO 50001:2011.
Кроме энергетического аспекта, реализация системы энергетического менеджмента вызвана необходимостью уменьшения нагрузки на окружающую среду от увеличения отходов и выбросов. Для снижения негативного влияния принимаются более строгие требования к энерге-
тической эффективности во всем мире. В целях повышения энергоэффективности многие иностранные предприятия планируют внедрить или уже внедрили систему энергоменеджмента на основе международного стандарта ISO 50001:2011 «Системы Энергоменеджмента — Требования с руководством по эксплуатации».
В основе стандарта I SO 50001:2011 лежит цикл Деминга, или цикл PDCA «Plan-Do-Check-Act», т. е. планирование — выполнение — проверка — воздействие (управление и корректировка)), — циклически повторяющийся процесс принятия решения, используемый в управлении качеством.
ISO 50001:2011 устанавливает требования к созданию, внедрению, поддержанию и совершенствованию системы энергетического менеджмента, цель которого заключается в предоставлении компаниям структурированного и всеобъемлющего руководства по оптимизации процесса потребления энергетических ресурсов и системному управлению данным процессом. Энергетика имеет решающее значение для работы организаций и может быть существенной статьей расходов независимо от рода деятельности.
Предприятия, применяющие систему энергетического менеджмента по стандарту ISO 50001, имеют возможность сократить издержки на потребление энергии и снизить негативное воздействие на окружающую среду.
Стандартно 50001:2011 снабжает полноценной стратегией действий как в менеджерской области, так и в технических аспектах любую организацию, независимо от ее размера, чтобы она смогла реально повысить свою энергоэффективность. Его главное предназначение — помочь организации интегрировать энергоэффективность в ее текущие управленческие практики. Успешная реализация зависит от усилий и принятия требований этого стандарта со стороны всех уровней организации, особенно со стороны высшего руководства.
Стандарт ISO 50001:2011 может быть реализован для внутренней и внешней выгоды предприятия. Сертификация независимым аудитором на соответствие предприятия системе менеджмента I SO 50001:2011 не является обязательным требованием самого стандарта.
В ряде российских предприятий уже применяются элементы энергоменеджмента, например разрабатываются и реализуются программы, планы и проекты энергосбережения, осуществ-
ляются закупки более энергоэффективного оборудования, анализируются возможности для улучшения энергоэффективности отдельных производств и/или процессов.
Стандарт — универсальный, так как использует подход «один размер, пригодный для всех» («one size fits all»), и потому он применим любой организацией независимо от ее размеров и отраслевой принадлежности. Требования стандарта сформулированы как предписывающие «то, что должно быть сделано, не определяя, как это сделать». Метод достижения каждого из этих требований организация определяет сама исходя из собственных нужд и потребностей. В результате у различных организаций в зависимости от их размера, структуры и вида деятельности могут быть различные способы выполнения требований стандарта.
Стандарт применим лишь в отношении тех факторов, касающихся расхода энергии, которые могут быть проверены и на которые организация может влиять.
Применение энергоменеджмента в организации — инновационное решение, которое связано с модернизацией существующих методов управления. Внедрение системы энергоменеджмента ¡и? лишь один из инструментов энергосбережения. Но даже применение только этого инструмента может (по предварительным оценкам) принести целый ряд выгод организационного, финансового и репутационного характера, а в итоге — содействовать конкурентоспособности организации.
Другими словами, применение энергетического менеджмента на предприятии способствует определению потенциала энергосбережения данного предприятия. Под потенциалом энергосбережения мы будем понимать максимальные потери топлива, тепловой, механической и электрической энергии, которые можно полностью или частично вернуть в энерготехнологический цикл с помощью соответствующих энергосберегающих мероприятий. Определение не является строгим, однако не содержит внутренних противоречий и, как представляется, вполне соответствует интуитивному восприятию проблемы.
Ключевой аспект предложенного определения — подчеркнутая связь потенциала энергосбережения с итоговым результатом энергетического обследования.
В частности, известные проблемы практической реализации энергосберегающих мероприятий могут рассматриваться в качестве ограничений или критериев выбора того или иного подхода к оценке потенциала. В свою очередь результаты сравнения эффективности возможных мер экономии энергоресурсов могут послужить основой для сопоставительного анализа различных технических приемов вычисления потенциала энергосбережения.
Оценка потенциала энергосбережения неразрывно связана с выбором и оценкой энергосберегающих мероприятий, типовых и нетиповых.
Очевидно, что в потенциал энергосбережения следует включать энергетический эффект только тех мероприятий, которые окупятся за нормативный срок их применения. Энергетический эффект от всех возможных мероприятий, не требующих никаких вложений (например, организационных), включается в потенциал энергосбережения по умолчанию. Энергетический эффект от мероприятий с неизвестным сроком окупаемости учитывается по усмотрению лиц, ответственных за проведение энергетического экспресс-обследования, с соответствующими примечаниями.
При наличии нескольких решений, альтернативных по отношению друг к другу, указывается то, которое имеет наибольший энергетический эффект. При наличии нескольких решений, влияющих на эффективность друг друга, энергетический эффект учитывается в зависимости от предполагаемой очередности их внедрения.
Потенциал энергосбережения рассчитывается суммированием энергетических эффектов для набора энергосберегающих мероприятий.
После проведения энергетического обследования на предприятии руководству может быть предложено к внедрению (реализации) несколько мероприятий для снижения расхода топлива на выработку тепловой энергии.
Далее будут рассмотрены три мероприятия, проведение которых способствует значительному сокращению расхода топлива без существенных капитальных вложений.
Известно, что присосы воздуха через обмуровку котла, неплотности притворов смотровых лючков и газоходов котлов приводят к перерасходу топлива. Устранение 10 % присосов воздуха через неплотности обмуровки котлов позволит снизить перерасход используемого топлива
на 0,5 %. Выполнение данного мероприятия на предприятиях промышленного сектора проводят с помощью:
заделки трещин в обмуровке котлов; устранения неплотностей притворов смотровых лючков и неплотностей в газоходах котлов; замены старой обмуровки на новую (или на более современную) ; проведения испытаний на предмет выявления присосов воздуха.
Обмуровка котлов производится двумя способами: при помощи огнеупорного кирпича (тяжелая обмуровка) и специальными огнеупорными составами с использованием армирующей сетки (облегченная обмуровка).
Заделка трещин и неплотностей в обмуровке выполняется при помощи огнеупорных смесей с добавлением жидкого стекла (для повышения прочности), а устранение неплотности притворов смотровых лючков — при помощи асбестового шнура.
При выборе организации, которая будет производить работы, необходимо руководствоваться наличием разрешительных и проектных документов на выполнение данного вида работ, а также опыта выполнения подобных работ.
Возможный эффект от устранения присосов воздуха (возможная экономия топлива, т у. т./год, в зависимости от потребления топлива) иллюстрирует рисунок. Эффект от применения данного мероприятия достигается за счет повышения коэффициента полезного действия котла.
Другое мероприятие, также способствующее снижению расхода топлива на выработку тепловой энергии, — наладка водно-химического режима источников теплоснабжения.
Несоблюдение ведения водно-химического режима на источниках теплоснабжения приводит к загрязнению внутренних поверхностей нагрева котлов, точечной коррозии тепловых сетей, увеличению гидравлического сопротивления котлов и, как следствие, расхода электрической энергии насосами. Все эти причины приводят к увеличению расхода топлива на выработку тепловой энергии.
В настоящее время на большинстве котельных РФ применяются различные методы ведения водно-химического режима:
удаление солей жесткости из подпиточной и питательной воды при помощи ^-катиони-рования;
Экономия то1 шива ту. т./год 250,0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500 Потребление топлива, ту. т./год
Рис. 1. Возможный эффект от устранения присосов воздуха в котле:
^^ снижение присосов воздуха на 10 %; -•- — снижение присосов воздуха на 30 %; — снижение присосов воздуха на 50 %; — снижение присосов воздуха на 70 %; — снижение присосов воздуха на 90 %
Экономия то1 шива, г./год
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
9000 Потребление
топлива, ту. т./год
Рис. 2. Возможный эффект от наладки водно-химического режима источников теплоснабжения:
— увеличение отношений на 1 мм; — увеличение отложений на 2 мм; — увеличение отложений на 3 мм
Экономия топлива, ту. т./год
1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 3000
Выработка тепловой энергии, Гкал/год
Рис. 3. Возможный эффект от чистки поверхностей нагрева топливоиспользуюших агрегатов:
уменьшение отложений на 1 мм; -•--уменьшение отложений на 2 мм;
— уменьшение отложений на 3 мм
давление растворенных агрессивных газов в деаэрационных установках вакуумного и атмосферного типа;
подщелачивание подпиточной воды; обезжелезивание воды при помощи установок обратного осмоса.
Соблюдение водно-химического режима согласно режимным картам ВПУ (установки до-котловой обработки воды), а также действующим нормам и правилам позволит не только снизить расход топлива на выработку тепловой энергии, но и повысить ресурс работы оборудования источников и потребителей, снизить аварийность на энергетическом оборудовании.
Возможный эффект от наладки водно-химического режима источников теплоснабжения (возможная экономия топлива, ту. т./год, в зависимости от выработки тепловой энергии, Гкал/год) демонстрирует рис. 2. Эффект от применения данного мероприятия также достигается за счет повышения коэффициента полезного действия котла.
Третьим мероприятием, которое, на наш взгляд, должно обязательно проводиться на предприятии для снижения удельного расхода топлива на выработку тепловой энергии и при этом не требует существенных капитальных вложений, является чистка поверхностей нагрева топ-ливоиспользующих агрегатов.
По результатам проведенных инструментальных измерений на топливоиспользующем оборудовании можно судить о загрязненности поверхностей нагрева, которая, как правило, приводит к ухудшению теплообмена продуктов сгорания с поверхностями нагрева, а также к увеличению сопротивления газового тракта котла. В связи с этим для обеспечения нормальной эксплуатации агрегата необходимо систематически чистить его поверхности нагрева.
Для удаления с нагревательных и других поверхностей котла сажи, кокса, золы, окалины, продуктов разрушения футеровки и продуктов коррозии регулярно производится их наружная чистка. Основные способы очистки поверхностей нагрева паровых и водогрейных котлов, применяемые в настоящее время, — это паровая обдувка, импульсная очистка, дробеочистка, виброочистка, а в отдельных случаях — ручная очистка. П рименение одного из данных способов позволит повысить теплопередачу и, следовательно, увеличить коэффициент полезного действия.
Периодичность очисток должна быть определена внутренними инструкциями предприятия по результатам количественного анализа внутренних отложений.
Возможный эффект от чистки поверхностей нагрева топливоиспользующих агрегатов (возможная экономия топлива, ту. т./год, в зависимости от выработки тепловой энергии, Гкал/год) представлен на рис. 3. Эффект от применения данного мероприятия достигается за счет повышения коэффициента полезного действия котла за счет увеличения теплопередачи.
Для повышения энергетической эффективности промышленных предприятий России и реализации политики в области энергосбережения подобный анализ должен не только проводиться после каждого энергетического обследования на предприятии, но и стать неотъемлемой частью непрерывного самообследования.
По результатам анализа трех наименее затратных мероприятий как с технической, так и с экономической точки зрения можно судить о величине ежегодной экономии энергоресурсов, а также о повышении энергоэффективности функционирования предприятия в целом.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Федеральный закон М° 261 «Об энергосбережении, повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» от 23.11.2009 г.
2. ISO 50001:2011. Energy management systems. Requirements with guidance for use. (ISO 50001:2011 «Системы Энергоменеджмента — Требования и руководство эксплуатации»)
