Metody oszczędzania energii w zakładach przemysłowych

Transkrypt

1 Metody oszczędzania energii w zakładach przemysłowych 1. Możliwości poprawy efektywności energetycznej ogrzewanie i chłodzenie (np. nowe, wydajniejsze kotły, instalacja/efektywna modernizacja sieciowych systemów ciepłowniczych/chłodniczych), termoizolacja i wentylacja (np. termoizolacja murów szczelinowych i stropów, instalacja okien z podwójnymi/potrójnymi szybami itd.), ciepła woda użytkowa (np. instalacja nowych urządzeń, bezpośrednie i efektywne wykorzystanie w ogrzewaniu pomieszczeń, pralkach), oświetlenie (np. nowe energooszczędne żarówki i stateczniki, automatyczne systemy sterowania), grzanie i chłodzenie (np. energooszczędne urządzenia i systemy odzysku ciepła), inne (np. nowe energooszczędne urządzenia, optymalizacja zużycia energii poprzez regulację czasową, zmniejszenie strat w trybie czuwania), procesy produkcji (np. bardziej efektywne wykorzystanie sprzężonego powietrza, kondensatu pary oraz kontrola przełączników i zaworów, zastosowanie automatycznych i zintegrowanych systemów, energooszczędne tryby czuwania), silniki i napędy (np. szersze wykorzystanie przemienników częstotliwości, silników energooszczędnych, sterowania elektronicznego, napędów bezstopniowych, zintegrowanego programowania aplikacji), reaktywne zarządzanie popytem (np. działania na rzecz zmian profilu obciążeń, systemy ograniczania obciążeń szczytowych), charakterystyka wykorzystywanych środków transportu, działania powodujące zmiany zachowań komunikacyjnych, wentylatory, napędy bezstopniowe i wentylacja (np. nowe urządzenia/systemy, wykorzystanie wentylacji naturalnej). 2. Metody oszczędzania energii w maszynach wirujących 2.1. Metody oszczędzania energii w wentylatorach i dmuchawach Na stanowisku wentylatora znajdującego się w laboratorium PJCEE nasi eksperci demonstrują w jaki sposób można regulować wydajność wentylatora poprzez zwiększenie oporów sieci lub zmianę charakterystyki (regulacja na ssaniu), bądź poprzez zmianę prędkości obrotowej wirnika wentylatora. Zastosowanie przemienników częstotliwości umożliwia jednocześnie płynne uruchamianie silników elektrycznych jak i regulację wydajności wentylatora przy minimalnym zużyciu energii. Niektóre z praktycznych przykładów energooszczędności: zespołowa praca kilku wentylatorów, zmniejszenie zewnętrznej średnicy wirnika lub jego wymiana, wymiana wentylatora.

2 Stosuje się dwa rozwiązania zespołowej pracy wentylatorów: układ szeregowy oraz układ równoległy Układ szeregowy: ten sam strumień gazu przepływa przez dwa wentylatory i ich spiętrzenia sumują się. Układ równoległy: dwa wentylatory dostarczają dwa różne strumienie czynnika do wspólnej sieci. Zastosowanie układu regulacji wydajności wentylatora, dmuchawy: nastawialne kierownice wstępne. Regulacja polega na uzyskaniu przed wejściem na wirnik składowej obwodowej prędkości różnej od zera za pomocą nastawialnych w ruchu łopatek kierownicy wstępnej. Regulacja zwana jest inaczej prerotacyjną, powodującą innymi słowy zmianę krętu płynu wpływającego do wirnika. W przypadku wentylatorów osiowych możliwa jest regulacja poniżej i powyżej charakterystyki podstawowej nastawialne łopatki wirnika. Można stosować ręczną lub automatyczną regulację, polegającą na zmianie kąta nastawienia obrotowo osadzonych łopatek wirnika. Zmniejszenie kąta natarcia powoduje obniżenie wydajności przy małym obniżeniu sprawności i spiętrzenia regulacja przepustnicami zmiana prędkości obrotowej Zastosowanie regulacji tyrystorowej (przemienniki częstotliwości)

3 Zastosowanie odpowiednio dobranej przekładni 2.2. Metody oszczędzania energii w sprężarkach Sprężone powietrze to jeden z najbardziej rozpowszechnionych w przemyśle nośników energii. Pobiera ok % energii elektrycznej pobieranej w zakładzie. Średnio 20-25% tego zużycia to straty wynikające z nieszczelności w rozległych, starszych instalacjach. Sprężone powietrze: kosztuje 7-10 razy więcej niż używana do takiego samego procesu energia elektryczna, każde 0,13 bar = 1% wzrost kosztów jego wytwarzania. Koszt produkcji sprężonego powietrza. Procentowy udział energii elektrycznej w całkowitych kosztach sprężonego powietrza: Głównymi metodami oszczędzania energii w instalacji sprężonego powietrza są: odpowiednia identyfikacja zapotrzebowania w sprężone powietrze i odpowiedni dobór sprężarki, odpowiedni dobór ciśnienia roboczego, zmiana prędkości obrotowej, zapobieganie nieszczelnościom i stratom przesyłu, zastosowanie urządzeń odbiorczych, stosowanie energooszczędnych dysz, centralna kontrola i monitorowanie, odpowiednia eksploatacja, odpowiednio wykwalifikowana kadra. Sposoby odzysku energii i jej wykorzystanie:

4 Sprężarki chłodzone wodą (woda 90oC w przypadku urządzeń przystosowanych do odzysku ciepła): podgrzewanie wody przemysłowej, podgrzewanie wody użytkowej, podgrzewanie wody centralnego ogrzewania, Wykorzystanie sprężonego powietrza do czyszczenia, sortowania, suszenia poprzez otwartą rurę powoduje ogromne straty energii oraz nadmierny hałas. Dysze powietrzne energooszczędne mogą dać oszczędności na poziomie %. odległość, kąt dmuchu, rodzaj. Energooszczędne dysze zmniejszają również poziom hałasu nawet o 8-10dB (spadek ten dla ucha ludzkiego jest odczuwalny jako nawet dwukrotne zmniejszenie hałasu) Metody oszczędzania energii w pompach Eksploatowane obecnie na świecie układy pompowe zużywają około 20% wytwarzanej energii elektrycznej % tej energii wykorzystywane jest w przemysłowych instalacjach pompowych. 30% - 50% energii elektrycznej można zaoszczędzić poprzez wprowadzenie zmian energooszczędnych w istniejących układach pompowych. Praktyczne metody oszczędzania w pompach: staraj się dokładnie dobrać wydajność i wysokość podnoszenia pompy do układu, w którym ma pracować, nie oszczędzaj przy zakupie pompy, wybierz pompę o najwyższej sprawności, używając napędów zmienno obrotowych unikniesz strat dławieniowych i upustowych, ogranicz zbędna wydajność, zamiast jednej dużej pompy wybierz kilka mniejszych pomp, zmniejsz średnicę wirnika, dbaj o pompy, unikniesz strat sprawności.

5 Podstawowe metody regulacji pomp: 2.4. Metody oszczędzania energii w gazowych i olejowych kotłach przemysłowych Kotły, powszechnie używane w przemyśle do wytwarzania pary i gorącej wody, w skali całej gospodarki zużywają ogromne ilości energii w postaci paliw. Właściwe wyposażenie oraz odpowiednia eksploatacja pozwalają na uzyskanie w istniejących kotłowniach znacznych oszczędności energii. Metody energooszczędności: wykorzystanie ciepła spalin do podgrzewania wody zasilającej (ekonomizery), wykorzystanie ciepła odpadowego do podgrzania powietrza do spalania, ograniczenie współczynnika nadmiaru powietrza, ograniczenie strat ciepła z powierzchni kotła (odpowiednia izolacja termiczna), zmniejszenie strat spowodowanymi kamieniem kotłowym - właściwe przygotowanie wody zasilającej, ograniczenie strat spowodowanych nalotem sadzy - zapobieganie niecałkowitemu i niezupełnemu spalaniu, zastosowanie napędów o regulowanej prędkości obrotowej do wentylatorów i pomp, unikanie pracy kotła, w warunkach małego obciążenia (korzystna jest praca minimalnej liczby kotłów wystarczającej do pokrycia zapotrzebowania), właściwa obsługa i utrzymanie kotła w dobrym stanie technicznym, zapewnienie sprawności przyrządów pomiarowych i wyposażenia kotłowni.

6 3. Możliwości obniżenia kosztów eksploatacji i modernizacji sieci ciepłowniczych Obniżanie strat ciepła stosowanie rur o optymalnej średnicy, stosowanie rur o optymalnej grubości izolacji, obniżanie temperatury zasilania i powrotu w sieci. Obniżanie kosztów eksploatacji obniżanie kosztów pompowania, optymalizacja przepływów i temperatur. Przykładowe działania długookresowe systematyczne obniżanie temperatury zasilania sieci, wymiana rurociągów na nowe o optymalnej średnicy, montowanie nowych węzłów cieplnych na parametry, które zostaną osiągnięte za kilka lat, systematyczna wymiana najsłabszych węzłów. Działania średniookresowe - trzyletnie usuwanie najsłabszych punktów w sieci, np. odcinków rur zbyt dławiących przepływ, odcinków sieci o bardzo dużych stratach cieplnych, modernizacja pompowni (w szczególności układów regulacyjnych), wstawienie pompowni na gałęzi sieci, zróżnicowanie ciśnień zasilania dla poszczególnych gałęzi sieci, modernizacja najsłabszych węzłów. Działania krótkookresowe - roczne określenie aktualnej na sezon optymalnej tabeli regulacyjnej, określanie warunków technicznych przyłącza dla nowych odbiorców ciepła, regulacja sieci uwzględniająca wykonane remonty i przyłączenia nowych odbiorców, regulacja najsłabszych węzłów.

7 Materiał opracowany na podstawie materiałów przygotowanych przez: dr inż. Andrzej Czaplicki mgr inż. Marek Pawełoszek mgr inż. Jerzy Tumiłowicz mgr inż. Katarzyna Zaparty-Makówka mgr inż. Kazimierz Domański Źródło: KONTAKT Polsko Japońskie Centrum Efektywności Energetycznej Tel.: (22)