CC BY
23СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИХ МЕРОПРИЯТИЙ ДЛЯ
КОТЕЛЬНОЙ ТКУ-480БВ Салмин А.С.
Салмин Алексей Сергеевич - магистрант, кафедра строительства и энергоэффективности систем теплоснабжения, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Самарский государственный технический университет, г. Самара
Аннотация: в статье рассмотрены мероприятия по автоматизации энергосбережения на примере объекта, котельной ТКУ-480БВ. Статья посвящена анализу с учетом интегрирования в систему контроля ПИД - регуляторов, что позволит сэкономить затраты на энергоресурсы, результаты показывают, что применение метода для данного объекта является наиболее эффективным. Ключевые слова: энергосбережение, автоматизация, метод, энергоресурсы, производительность.
Вопрос повышения эффективности работы тепловых энергетических машин и аппаратов становиться всё более актуальным, в связи с постоянным ростом цен на энергоресурсы, а также сокращению их запасов в недрах земли. Промышленные предприятия оказались не подготовленными к работе в новых экономических условиях, осложненных экономическим кризисом и общим спадом производства. Особенно осложнилась ситуация в связи с переходом на мировые цены на энергоносители. Технологии, потребляющие топливно-энергетические ресурсы, остались прежними. Большей своей частью они оказались энерго-неэффективными, и структура себестоимости продукции изменилась в сторону повышения энергетической составляющей.
Актуальной задачей является определение критериев эффективности влияющих на экономию топливно-энергетических ресурсов и эксплуатацию котельных установок.
Процесс энергосбережения предполагает реализацию организационных, технических и экономических мер, направленных на эффективное использование и экономное расходование топливно-энергетических ресурсов. Применение технологий энергосбережения актуально сегодня во всех сферах человеческой жизнедеятельности: не только в промышленности, но и в быту.
Можно выделить следующие направления энергосбережения:
• Экономия электричества.
• Экономия тепла.
• Экономия воды.
• Экономия газа.
Для повышения эффективности систем теплоснабжения первостепенно интегрирование наиболее современного теплогенерирующего оборудования и снижение утечек теплоносителя. Внедряется использование вторичных энергоресурсов, систем локального регулирования работы отопительных приборов и узлов учета тепловой энергии.
Мероприятия по экономии воды и газа начинаются с установки приборов учета их потребления. Для экономии воды монтируются автоматические регуляторы ее расхода, а для экономии газа подбирается оптимальная мощность газового насоса и котла, морально устаревшие топливные котлы заменяются на новые.
Вопросы применения технологий энергосбережения должны решаться комплексно, именно такой подход дает максимальный эффект и позволяет снизить энергопотребление на 20-60%. Этот технологический комплекс, направленный на экономию всех видов энергоресурсов складывается из следующих общих направлений:
• применения эффективных теплоизоляционных материалов;
• использования тепла уходящих газов;
• применения современных газогорелочных систем;
• автоматизации процессов учета и регулирования потребления энергоресурсов.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Современные мероприятия полностью совпадают с мероприятиями по энергосбережению в теплогенерирующих установках и включают в себя: увеличение КПД котельных установок, экономию топлива, снижение потерь теплоты, качественную подготовку воды для питания паровых котельных агрегатов и подпитки теплосети, снижение присосов в топку и газоходы, работа по режимной карте и температурному графику с наименьшим коэффициентом избытка воздуха, проведение режимно-наладочных испытаний, автоматизация процессов горения топлива и питания котельных агрегатов и другие.
При решении конкретных задач выбор источника теплоснабжения, теплоносителя и его параметров и всей системы теплоснабжения в целом должен обязательно подкрепляться технико-экономическими обоснованиями. Нередко решение этих вопросов может быть выполнено удовлетворительно лишь при
сопоставлении различных вариантов и выявлении как капитальных затрат, так и эксплуатационных расходов.
В данной работе мы будем рассматривать эффективность работы котельной ТКУ-480БВ, с использованием в системе ПИД - регуляторов.
Котельная ТКУ-480БВ номинальной производительностью 0.48 МВт. Котельная предназначена для отопления жилых, административных и производственных зданий. Система отопления осуществляется по закрытой схеме.
Рис. 1. Исследуемая котельная
Описание блочной котельной ТКУ-480БВ:
1. Котел водогрейный 3 шт.
2.Сетевые насосы 2шт.
3.Подпиточные насосы 1шт.
4.Установка химводоподготовки 1шт.
5.Фильтр грубой очистки 1шт.
6.Узел учета газа (счетчик газа, электромагнитный клапан) 1шт 7.Электрощит 1шт. 8.Водяной подогреватель 1шт.
Технико-экономический расчет с использованием ПИД - регуляторов: Овен ТРМ12, ОВЕН ПЛК150.
Был проведен технико-экономический расчет без использования ПИД - регуляторов, срок окупаемости оборудования составил 1,96 года.
Объект регулирования является основной составной частью автоматической системой регулирования (АСР), от свойств которой зависят свойства и характеристики системы. Объект регулирования (ОР) является неизменяемой частью системы, поскольку его характеристики определяются конструктивными и технологическими особенностями конкретного агрегата. Одной из основных характеристик ОР, предопределяющих свойства АСР, является реакция на приложенные возмущения.
Использование ПИД - регуляторов позволяет сэкономить до 5% потребляемого топлива.
Рис. 2. Функциональная схема регулирования
Затраты на проектирование: 3пр=1,3*3ит = 1,3* 2 198 835=2 858 485,5 руб. Затраты на пуско-наладочные работы: Зпнр=1,4*Зит=1,4*2 198 835=3 078 369 руб. Итого инвестиционные вложения:
Зи=Зит+Зпр+Зпнр =2 198 835+2 858 485,5 +3 078 369= 8 135 689,5 руб. Затраты на топливо с учетом экономии до 5%:
Э^т*Цт*Тг=35,1* 5,73* 8760 = 1 670 824,584 руб.
Затраты на заработную плату (с учетом сокращения одного работника):
Зз= 1*25000*12 = 300 000 руб.
Затраты на страховые взносы:
Принимаются равными от 30,5% от Зэ.
Зстрах= 300 000* 0,305 =91 500 руб.
Амортизация основных фондов:
Принимаются равными от 7-10% от Зит.
А=2 198 835*0,07= 153 918,45руб.
Прочие затраты:
Принимаются равными от 10% от Зт,Зэ,Зв,Зз,Зстрах.
Зп=4 357 411,284 *0,1= 435 741,1284 руб.
Сумма эксплуатационных затрат:
Зэкспл=Зт+Зэл+Зв+Зз+Зс^ах+А+Зп=4 947 070,8624руб.
Прибыль за горячую воду :
Згв= 5,73*43,44*8760 = 2 180 462,112 руб.
Здгв= 2 180 462,112-1 904 390,7= 276 071,412 руб/год.
Прибыль за тепло:
Зтепла= Gтепла* Цтепла* Тг= 0,258*1993,38*4872=2 505 630,8 руб/год. Общая прибыль: 2 781 702,212 руб/год. Срок окупаемости:
4 947 070,8624/2 781 702,212=1,7 года.
В ходе выполнения технико-экономического анализа был выполнен расчет для вычисления прибыли и затрат. В проведенном расчете с интегрированием в систему ПИД - регуляторов результат вычисления показал, что возможно сэкономить затраты на топливо, а также сократить срок окупаемости оборудования на 14%. В целом проведенный анализ свидетельствует о перспективе использования данного метода для ресурсосбережения.
Список литературы
1. Измерение температуры. Учеб. пособ. / П.А. Голованов, В.И. Немченко, А.Г. Салов; Самар. гос. техн. ун-т; Самара, 2005. 72 с.
2. Методы и приборы коммерческого учета топливноэнергетических ресурсов в энергетике, промышленности и коммунальном хозяйстве: Учеб. пособ. / В.И. Немченко; Самар. гос. техн. ун-т; Самара, 2005. 82 с.
3. Проектирование функциональных и принципиальных электрических схем автоматизированных систем управления: Учеб. пособ. / В.И. Немченко, Г.Н. Епифанова: Самар. гос. техн. ун-т; Самара, 2007. 61 с.
4. Проектирование систем автоматизации технологических процессов. Справ. пособ. / А.С. Клюев, В.Б. Глазов, А.Х. Дубровский; Под ред. А.С.Клюева. М.: Энергоиздат, 1990 -.С. 29-54.
5. Техника чтения схем автоматического управления и технологического контроля. Под ред. А.С.Клюева. М.: Энергоиздат, 1993. 430 с.
6. СП 89.13330.2012 Актуализированная редакция СНиП 11-35-76 "Котельные установки".
7. Великанов В.П., Кожухов С.В. Автоматическое регулирование систем отопления жилых зданий. Серия: Жилищное хозяйство, М., 1985.
8. Фаликов В.С., Витальев В.П. Автоматизация тепловых пунктов // М.: Энергоатомиздат, 1989.
9. Шадек Е., Маршак Б., Крыкин И., Горшков В. Конденсационный теплообменник-утилизатор -модернизация котельных установок // Промышленные и отопительные котельные и мини-ТЭЦ, 2014. № 3 (24).
10. Кудинов А. Энергосбережение в теплогенерирующих установках. М.: Машиностроение, 2012.
11. Иванова И.Ю., Попов С.П., Тугузова Т.Ф., Симоненко А.Н. Роль возобновляемых энергоисточников в развитии малой энергетики / Сборник трудов международной научно-практической конференции "Малая энергетика-2005".11-14 октября 2005 г., г. Москва. 2-е. изд. испр. и доп. М.: ОАО "Малая энергетика", 2005. 388 с.
12. Иванова И.Ю., Тугузова Т.Ф., Попов С.П. Развитие малой энергетики на северо-востоке России: проблемы, эффективность, приоритеты / Труды международной научно-практической конференции "Малая энергетика - 2006".21-24 ноября 2006 г., г. Москва. М.: ОАО "Малая энергетика", 2006. 370 с.
13. Станев Б., Иванов И., Тугузова Т., Петров Н. Нетрадиционная энергетика в энергоснабжении изолированных потребителей районов Севера / Еженедельная газета "Наука в Сибири". № 1-2 (25372538), 13 января 2006 г. 16 с.
