Файл: Снижение затрат на энергоресурсы собственных нужд котельных.docx

ВУЗ: Не указан

Категория: Реферат

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 24.10.2023

Просмотров: 211

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

Глава I. Теоретические основы снижения затрат на энергоресурсы тепловая энергия себестоимость 1.1 Снижение потерь теплоты с уходящими газамиОсновными потерями в котельных установках являются потери с теплотой отходящих газов [17]. Потери теплоты с уходящими газами (q2) в котлах без хвостовых поверхностей, работающих с опт, могут достигать 25 %. Мероприятия, способствующие уменьшению потерь q2, следующие.1. Установка водяного питательного поверхностного экономайзера (экономайзера и воздухоподогревателя) – экономия газа 4-7 %, теплофикационного – 6-9 %, контактного – 10-15 % в зависимости от температуры уходящих газов. Запишем выражение для потерь теплоты с уходящими газами в упрощенном виде (без учета теплоты вносимой холодным воздухом) (172)и рассчитаем изменение потерь при увеличении (уменьшении) температуры уходящих газов на ∆tух . (173)Для природного газа V0 ≈ 9,7 м3/м3; м3/м3; МДж/м3. При средней теплоемкости продуктов сгорания сг = 1,5 кДж/м3 и коэффициенте избытка воздуха  = 1,2 отношение . Таким образом увеличение (уменьшение) температуры уходящих газов на 20 ºС приводит к изменению КПД на 1 %. При больших избытках воздуха влияние изменения температуры уходящих газов более существенно.2. Работа котлоагрегата с оптимальным коэффициентом избытка воздуха  = опт. Увеличение коэффициента избытка воздуха в топке выше оптимального приводит к снижению температуры в топке и уменьшению температурного напора, кроме того, увеличивается расход электроэнергии на привод вентилятора и дымососа. Из выражения (172) следует, что при изменении коэффициента избытка воздуха на ∆ потери теплоты с уходящими газами меняются на . (174)При температуре уходящих газов в диапазоне 120-170 ºС увеличение ∆ на 0,1 приводит к увеличению q2 на 0,5-0,7 %.3. Увеличение плотности газоходов приводит к уменьшению присосов воздуха по тракту котла. Увеличение присосов воздуха по газовому тракту котел – дымосос на 10 % приводит к перерасходу газа на 0,5 %, повышению расхода электроэнергии на привод дымососа на 4-5 %.Рассмотрим эффективность установки воздухоподогревателей. Котлы марки КВГМ, как правило, не укомплектованы воздухоподогревателями, что обусловливает в некоторых случаях повышенное значение температуры уходящих газов. Расчетное значение температуры уходящих газов у котла КВГМ-180 составляет 175 °С. Простой срок окупаемости проекта при установке за котлом воздухоподогревателя рассчитывается следующим образом. При известных значениях расхода топлива В1, температуры уходящих газов tух, коэффициенте избытка воздуха ух и КПД котлоагрегата  рассчитывают значения потерь теплоты с уходящими газами . (175)При установке воздухоподогревателя за котлом температура газов снизится до значения . При этом уменьшатся потери теплоты с уходящими газами до значения (176)и возрастет КПД котельного агрегата . (177)Это приводит к снижению расхода топлива: (178)что позволяет рассчитать годовую экономию топлива как , (179)где h – число часов работы котлоагрегата в течении года; Цт – стоимость природного газа.Количество теплоты, отданное продуктами сгорания, определятся выражением . (180)Площадь поверхности теплообмена определится из выражения , (181)где температурный напор рассчитывается как , (182)а коэффициент теплопередачи  по критериальным формулам при предварительно заданной скорости движения газа и воздуха в диапазоне 7 -15 м/с. После определения площади поверхности теплообмена уточняются конструктивные характеристики воздухоподогревателя, а именно: число труб, длина, шаги между трубами  и уточняется значение коэффициента теплопередачи. Обычно воздухоподогреватель изготавливают из труб 40×1,5, шаги между трубами при шахматном их расположении составляют 40-45 мм и 45-60 мм. Для котлов малой мощности используют трубы меньшего диаметра. После уточнения конструктивных характеристик: общего числа труб n, поперечного и продольных шагов, свободного сечения для прохода газа и воздуха  уточняют значения скоростей газа и воздуха. Затем определяют уточненное значение площади поверхности воздухоподогревателя F и его длину . При известной массе металла и стоимости одного килограмма Цм ориентировочные затраты на изготовление и монтаж воздухоподогревателя составят Звп≈2МЦм. На рис. 73 представлены расчеты годовой экономии топлива и затраты на монтаж (в ценах 2006 г.) воздухоподогревателя для котла КВГМ – 180 при различной температуре уходящих газов. Уменьшение температуры продуктов сгорания вплоть до 110 °С окупается практически за один год Звп ≈ Эт. При охлаждении продуктов сгорания до более низких температур возникают дополнительные затраты, связанные с обеспечением надежной работы дымовой трубы. Рис. 73. Годовая экономия топлива и затраты на монтаж воздухоподогревателя для котла КВГМ – 180 1.2 Потери теплоты с химической неполнотой сгоранияОни должны быть сведены к нулю за счет правильного выбора горелок, качества изготовления и монтажа, проведения наладки работы горелок и топочных туннелей. 1.3 Потери теплоты в окружающую средуДля снижения расхода газа из-за потерь теплоты в окружающую среду следует тщательно выполнять и поддерживать в исправном состоянии ограждения котла, изоляции оборудования, трубопроводов, задвижек, фланцев и т.д.; при этом температура на поверхности обмуровки не должна превышать 55 С при температуре окружающего воздуха 25 С. 1.4 Работа котельной установки в режиме пониженного давленияРабота котельной установки в режиме пониженного давления характеризуется следующим:а) уменьшение давления пара в барабане котла приводит к снижению степени сухости пара, особенно существенно при рк  0,5рн. Кроме того, увеличение влажности пара может приводить к гидравлическим ударам в сетях и паропотребляющем оборудовании, увеличению времени технологических процессов, а в некоторых процессах и к браку продукции;б) снижение давления пара и уменьшение температуры насыщения увеличивает температурный напор и приводит к более глубокому охлаждению продуктов сгорания, что несколько повышает КПД котла. 1.5 Температура питательной воды tвОна оказывает существенное влияние на экономичность работы котлоагрегатов. Для котлов с рн = 14 кгс/см2 увеличение температуры воды на входе в барабан котла tв.б на каждые 10 С дает экономию газа на 1,7-2,2 % при условии сохранения постоянного значения КПД за счет дополнительных мероприятий. Расход природного газа на выработку пара может быть рассчитан из уравнения прямого баланса котлоагрегата , (183)где D – паропроизводительность котельной; i и iпв – энтальпии насыщенного пара и питательной воды.При температуре питательной воды 105-110 ºС, КПД, равном 90 %, и энтальпии насыщенного пара при давлении 14 кгс/см2, равной 2788 кДж/кг, расход природного газа на выработку одной тонны пара составит м3/т. Повышение температуры питательной воды (при условии сохранения постоянных значений давления пара, производительности и КПД) можно оценить из уравнения прямого баланса котла (183) . (184)Увеличение температуры питательной воды на 10 ºС приводит к уменьшению удельного расхода газа на м3/т, или на (1,5/70)100 % ≈ 2 %.Но увеличение температуры питательной воды приводит к увеличению температуры уходящих газов, особенно когда экономайзер является последней по ходу газов поверхностью, что приводит к снижению КПД. Потому положительный эффект от повышения температуры питательной воды может быть достигнут только при одновременном проведении мероприятий по снижению температуры уходящих газов. Так, например увеличение температуры питательной воды и установка теплофикационного экономайзера за паровым котлом дает суммарный положительный эффект. 1.6 Возврат конденсата в котельнуюВ практике эксплуатации паровых систем теплоснабжения недостаточное внимание уделяется сбору и возврату конденсата в котельную, а это приводит к значительному перерасходу топлива. Перерасход газа (В, м3/ч) в котельной только за счет замещения физической теплоты невозвращенного от потребителя конденсата может быть рассчитан по формуле , (185)где D – паропроизводительность котельной, т/ч;   доля возврата конденсата, доли единицы; D(1- ) – количество конденсата, невозвращенное в котельную, в том числе и от расхода пара на собственные нужды, т/ч; iк и iс.в – действительная энтальпия конденсата в котельной и энтальпия сырой (исходной) воды, кДж/кг. При полном невозврате конденсата φ = 0 удельный перерасход топлива составит , (186)что составляет 10/70·100 ≈ 15 % от расхода топлива на выработку пара. 1.7 Использование тепловой энергии непрерывной продувки котловПри избыточном давлении пара =1,6-1,3 МПа, наиболее распространенном в отопительно-производственных котельных, каждый процент продувки, если тепловая энергия ее не используется, увеличивает расход топлива примерно на , (187)что составляет 0,24/70·100 = 0,34 % от расхода топлива на выработку пара.При максимальной допустимой расчетной продувке 10 %, установленной нормами для котлов с давлением до 1,4 МПа, и без использования тепловой энергии продувочной воды потери топлива могут превысить 3,5 % общего расхода топлива. Рис. 74. Схема установки сепаратора и охладителя непрерывной продувки:1 – барабан котла; 2 – сепаратор непрерывной продувки;3 – теплообменник-охладитель сепарированной воды; 4 – деаэраторДля использования тепловой энергии непрерывной продувки устанавливают сепаратор и теплообменник (рис. 73). Экономия топлива на каждую тонну выработанного пара при использовании тепловой энергии продувочной воды с установкой сепаратора и теплообменника составит: , (188)где Р – процент продувки;  удельная энтальпия сепарированного пара, кДж/кг;  удельная энтальпия сепарированной воды, кДж/кг;  доля сепарированного пара, которая рассчитывается по выражению , (189)где i  энтальпия продувочной воды. При давлении в котле 1,4 МПа и давлении в сепараторе, близком к атмосферному, доля сепарированного пара составляет 0,17-0,2.Степень использования тепла продувочной воды может быть охарактеризована коэффициентом использования . При установке сепаратора и теплообменника  определяется по формуле . (190)Если установлен только сепаратор, при расчете по этой формуле принимают т.е. второй член в числителе равен нулю. 1.8 Режимы работы котельного оборудованияБольшие, легкодоступные, практически не требующие затрат резервы экономии газа и электроэнергии заключены в оптимальном распределении нагрузок между котлами, работающими на общего потребителя.С уменьшением нагрузки ниже номинальной (рис. 75) уменьшается температура уходящих газов, а значит, падают потери теплоты с уходящими газами. При малых нагрузках уменьшаются скорости истечения газа и воздуха, ухудшается их смешение и могут возникнуть потери с химической неполнотой сгорания. Абсолютные потери теплоты через обмуровку остаются практически неизменными, а относительные (отнесенные на единицу расхода топлива) естественно возрастают. Это приводит к тому, что при пониженных нагрузках имеется максимальное значение КПД (рис. 76). Значение нагрузки котла, при которой КПД достигает максимума, зависит от множества факторов, основными из которых являются вид топлива, тип котла и его номинальная мощность.На основании режимных карт для каждого котлоагрегата может быть построена расходная характеристика, представляющая собой графическую зависимость расхода топлива от количества выработанного пара или тепловой энергии. Характеристика должна быть определена экспериментально при работе котлоагрегата при исправном состоянии оборудования. Расходные характеристики котлоагрегатов, приведенные на рис. 77, можно выразить в виде функциональных зависимостей: и , где ,  часовой расход топлива соответственно котлами №1 и №2; ,  паро- или теплопроизводительность этих котлов. Рис. 75. Изменение потерь с уменьшением нагрузки котла:1 – потери теплоты с уходящими газами; 2 – потери теплоты с химической неполнотой сгорания; 3 – потери теплоты через огражденияСуммарная выработка пара (тепловой энергии) в единицу времени двумя котлами составляет . Если котел №1 загружен до значения , то загрузка котла №2 составит . Следовательно, и .Суммарный расход топлива на два котла составит: . (191) Рис. 76. Изменение КПД при уменьшении нагрузки котлаДля того чтобы расход топлива был наименьшим (оптимальным), необходимо, чтобы первая производная суммы в правой части уравнения, взятая по нагрузке любого из котлов, равнялась нулю, а вторая производная была положительной. Таким образом, условие минимума суммарного расхода топлива можно получить в результате дифференцирования вышеприведенного выражения, например, по , т.е. . (192) Рис. 77. Расходные характеристики котлоагрегатовПроизводная может быть определена из условия , следовательно, . Разделив последнее выражение на , получим или . Подставляя в правую часть выражения , получаем . (193)Это выражение показывает, что для получения минимального суммарного расхода топлива каждый из котлов должен нести такую нагрузку, при которой наклон касательной к характеристике одного агрегата равен наклону касательной к характеристике другого агрегата, или .Заменив производные в выражении отношениями и , получим условие минимального суммарного расхода топлива в котельной в виде . (194)Величину, характеризующую удельный прирост расхода топлива и , отнесенный к дополнительной производительности котлов и , принято называть относительным приростом расхода топлива.Если котлоагрегаты одинаковы, то у них общая характеристика , т.е. для выработки одного и того же количества пара (тепловой энергии) каждым котлом потребуется одинаковый расход топлива . Следовательно, между одинаковыми котлоагрегатами суммарная нагрузка должна распределяться поровну. 1.9 Перевод паровых котлов на водогрейный режимПеревод паровых котлов на водогрейный режим имеет как недостатки, так и преимущества.При переводе всех котлов паровой котельной на водогрейный режим необходима установка вакуумного деаэратора вместо атмосферного, надежность работы которого в условиях разбалансировки тепловой сети крайне низка. При низкой температуре обратной сетевой воды и отсутствующих насосах рециркуляции, как правило, не удается подогреть воду перед вакуумным деаэратором до требуемой температуры.При переводе котла на водогрейный режим уменьшается температура воды на вводе в котел со 105 до 70 ºС, а также увеличивается температурный напор, поскольку средняя температура теплоносителя снижается от температуры насыщения при давлении в котле (194 ºС) до средней температуры воды в водогрейном котле (

Глава II. Анализ резервов снижения затрат на энергоресурсы котельной Сакмарской ТЭЦ

2.1 Основные технические показатели деятельности энергоснабжающей организации. Анализ затрат

2.2. Определение отклонений себестоимости тепловой энергии

Глава IV. Безопасность жизнедеятельности и охрана труда

Заключение

Список использованной литературы



Очевидно, что при спросе, обеспечивающий загрузку или резервирование всех установленных мощностей теплогенерирующего источника, себестоимость, а соответственно и тариф для конечного потребителя, снижается.


Нагрузка

Вариант X

Вариант Y

Одноставочная

Двухставочная

Одноставочная

Двухставочная

ставка за Энергию

ставка за Мощность

ставка за Энергию

ставка за Мощность

руб/Гкал

руб / Гкал

тыс.руб/Гкал в год

руб/Гкал

руб / Гкал

тыс.руб/Гкал в год

базовая

159,03

130,11

203,3215

154,30

130,11

170 086,2736

полубазовая

190,63

130,11

203,3215

180,74

130,11

170 086,2736

пиковая

413,99

130,11

203,3215

367,59

130,11

170 086,2736

резерв











170 086,3

Средняя

201,08

130,11

203,3215

201,08

130,11

170 086,2736





Маргинальные тарифы – это квалифицированный инструмент внедрения энергосберегающих технологий вообще, и теплофикации в частности. Главным результатом применения маргинальных тарифов в энергетике станет существенная разница в ценах на энергию, достигающая 10-20-кратного значения в зависимости от технологии производства и структуры спроса тепловой и электрической энергии на рынке. Большая разница в ценах вызовет жесткую борьбу за рынок. Мгновенно выявятся необоснованно завышенные и неиспользуемые установленные тепловые и электрические мощности источников. Моментально возрастет спрос на энергосберегающие технологии, мероприятия и оборудование, такие как: теплофикация, тепловые насосы, тепловое аккумулирование, утепление строительных конструкций, сокращение совмещенного максимума нагрузок, поиск более дешевых пиковых и аварийных источников энергоснабжения. Производители энергии уже не будут объяснять причины высоких цен на энергию, а конкурентной борьбой будут вынуждены самостоятельно находить технологические решения, позволяющие максимально экономить затраты на производство энергии. Так, в условиях Урала применение маргинальных тарифов открывает экономические направления для дальнейшего развития теплофикации с большим экономическим потенциалом энергосбережения.


В краткосрочном периоде (1-3 года) применение маргинальных тарифов вызовет:

массовый отказ потребителей от ранее заказанной, но практически неиспользуемой тепловой и электрической мощности;

перераспределение нагрузок с целью сокращения пиковой части нагрузок;

значительное ужесточение взаимных договорных обязательств (по совмещенному графику нагрузок, по температуре, по гидравлике, по давлению, по химическому режиму);

снижению экономически обоснованного тарифа при учете расходов по заявленной потребителем тепловой мощности;

экономическое стимулирование энергоисточников в поиске новых рынков сбыта и загрузке простаивающих мощностей;

снижение необходимых дотационных отчислений для населения в бюджетах города и области.

В долгосрочном периоде (3-8 лет) маргинальные тарифы вызовут:

создание, развитие новых технологий производства энергии, таких как: низкотемпературный транспорт тепла на сверхдальние расстояния [Error: Reference source not found], применение тепловых насосов для транспорта низкотемпературной тепловой энергии [19], тепловое аккумулирование энергии [13], полиэтиленовые трубопроводы для тепловых сетей;

переход от традиционных, двухтрубных на трехтрубные системы транспорта с отдельно выделенной трубой только для горячего водоснабжения;

создание технологических схем совместной параллельно-последовательной работы ТЭЦ в базе нагрузок и промышленных котельных в пике нагрузок, с дальнейшим развитием теплофикации в городе создание конкурентного рынка тепловой энергии с выходом котельных на единые тепловые сети города;

развитие малых ТЭЦ, парового привода на базе существующих тепловых нагрузок, применение схем с утилизацией тепла уходящих газов, тепловых насосов, и т.д.

экономическую заинтересованность предприятий снижать свои издержки, предлагая потребителю по более свой товар и услуги, по конкурентной цене.

В качестве эффективных инструментов для достижения наилучших показателей функционирования системы теплоснабжения, серьезном снижении дотационных отчислений из бюджетов и заинтересованности потребителями в самостоятельном принятии решений о необходимости внедрении энергосберегающих технологий необходимо введение финансовой и административной ответственности:

1. Потребителями

а) теплопотребление согласно с заключенным договорам с энергоснабжающими организациями (ЭСО);



б) эксплуатация теплового оборудования согласно установленным технологическим нормам и требованиям (узлы учета, регулирования нагрузки, тепловые пункты, периодичность и качество промывок систем теплоснабжения);

в) обеспечение температуры обратной сетевой воды не выше указанной в договоре;

г) превышения расхода сетевой воды от указанного в договоре;

д) соответствие заявленной тепловой мощности и фактически потребляемой (особенно актуально при пользовании одноставочным тарифом);

е) внесение изменений в гидравлическую схему без согласования с ЭСО;

ж) за сверхнормативные потери теплоэнергии и теплоносителя;

з) нарушения качества возвращаемого теплоносителя.

2. Энергоснабжающей организацией

а) нарушение температурного графика;

б) нарушение критериев надежности и бесперебойности теплоснабжения;

в) нарушения качества теплоносителя.

Не менее важным направлением является внедрение системы автоматизированного учёта тепловой энергии.

Разработка системы автоматизированного расчета по определению стоимости выработки тепловой энергии в производственно-отопительных котельных направлена на решение целого комплекса задач:

- единообразие проведения расчетов при одновременной компенсации дефицита инженерно-технических работников с базовым теплоэнергетическим образованием;

- обеспечение оперативности расчета технико-экономических показателей для своевременного принятия управленческих решений;

- компьютерное моделирование влияния различных факторов на величину отпускной цены, позволяющее решить оптимизационную задачу при модернизации или реконструкции объектов, выполнение прогнозных расчетов.

Отпускная цена предоставления тепловой энергии как услуги определяется на базе ее себестоимости, устанавливаемой непосредственным расчетом на основе научно-обоснованных нормативов потребления материальных, энергетических и трудовых ресурсов, сложившихся цен на эти ресурсы, отражающих уровень технического оснащения предприятия, региональные особенности размещения производителя и потребителя услуги.

Существенное влияние на уровень цены на предоставляемую тепловую энергию оказывают предусматриваемые действующим законодательством обязательные отчисления на социальные нужды
, налоги, учитываемые в составе себестоимости, и другие затраты.

В соответствии с Налоговым кодексом Российской Федерации на производство тепловой энергии следует относить следующие виды затрат:

- затраты на приобретение и хранение топлива, определяемые уровнем его цены и нормативом расхода, необходимым для выработки тепловой энергии;

- затраты на содержание оборудования котельной, определяемые действующим уровнем его стоимости и отчислений на амортизацию, нормативов на текущее содержание и метрологическое обслуживание оборудования;

- затраты на содержание служебных помещений котельной (его ремонт и амортизацию);

- затраты на освещение, охрану труда персонала, обслуживающего котельную;

- затраты на водоснабжение, необходимое для обеспечения нормативных потребностей собственно теплоснабжающих предприятий, включая расходы воды на соблюдение санитарно-гигиенических норм;

- затраты на оплату труда персонала, обслуживающего котельную, определяемые его численностью и уровнем оплаты их труда с начислениями;

- платежи за выбросы загрязняющих веществ, налоги и сборы, относимые на себестоимость, расходы на подготовку кадров и др., учитываемые в составе прочих расходов.

Кроме того, следует учитывать основные расходы, общие для всех хозяйств отрасли, и общехозяйственные расходы предприятия, начисляемые на сумму его основных производственных расходов (в части оплаты труда), связанных с выработкой тепловой энергии.

В целях обеспечения единых подходов к обоснованию уровня платы за предоставляемую тепловую энергию сторонним потребителям отрасли разработана и утверждена Методика определения стоимости тепловой энергии, отпускаемой потребителям.

Современное развитие информационных технологий и их широкое применение позволяет проводить такие расчеты с использованием средств вычислительной техники. Реализация такой задачи позволит облегчить труд работникам отрасли, занятых проведением необходимых расчетов.

Представляется возможным сформулировать основные требования к программному обеспечению. Программное средство и алгоритм расчета должны:

- соответствовать утвержденной методике;

- обеспечивать возможность проведения расчетов техническими работниками без специальной теплоэнергетической подготовки;

- обеспечивать выполнение вариантных расчетов при изменении базовых показателей, характеризующих производственные условия. Например, при изменении технического состояния эксплуатируемого оборудования (модернизация, естественное старение и т. п.) или изменении производственной программы (объема работ);


- способствовать повышению увеличения уровня информационного обслуживания пользователей за счет формирования базы данных нормативно-справочной информации (НСИ).

Предварительно для каждого объекта заполняется форма «Сведения о предприятии», которая включает в себя наименование предприятия, должности руководителей и ответственных лиц с расшифровкой их фамилий. После этого можно переходить к проведению расчетов. На рисунке показано одно из окон ввода данных «Расчет эксплуатационных расходов на выработку тепловой энергии».

При необходимости обнуления результатов предыдущего расчета (загрузки исходных данных по умолчанию), следует нажать кнопку «Обнуление исходных данных». При вводе информации необходимо также определять логические условия для выбора той или иной ветви расчета.

При проведении расчета необходимо строгое соблюдение очередности ввода исходных данных, начиная с первого пункта, с целью учета всех особенностей эксплуатации котлового и теплосетевого хозяйства.

После заполнения соответствующих полей ввода, а именно: продолжительности нормируемого периода, выбора из перечня типа котлоагрегатов, величины их поверхностей нагрева, вида топлива, режима загрузки и ряда других технико-экономических показателей (стоимость потребляемой воды, электроэнергии, балансовая стоимость оборудования и помещений, нормы амортизационных отчислений, затраты на экологию, налоговые отчисления и ряд других), характеризующих работу.

Уменьшение против нормативного средств на эксплуатацию оборудования может привести к преждевременному выходу его из строя.

Данное программное обеспечение при необходимости позволяет также производить аналогичные расчеты для определения затрат при транспортировке теплоты.