ВИДЫ ТОПЛИВНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ РЕСУРСОВ
УДК 621.1:620.92.004.14(075.8)
ББК 31.Зя 73
Э 653
Победитель общероссийского Конкурса рукописей учебной, научно-технической и справочной литературы по энергетике 2007 г.
Рецензенты:
доктор техн. наук, профессор Б.И. Леончик;
доктор техн. наук, профессор С.П. Рудобашта
Авторы:
О.Л. Данилов, А.Б. Гаряев, И.В. Яковлев,
А.В. Клименко, А.Г. Вакулко
Энергосбережение в теплоэнергетике и теплотехнологиях: Э 653 учебник для вузов /|О.Л ДаниловА. Б. Гаряев, И.В. Яковлев и др.; под ред. А.В. Клименко. — М.: Издательский дом МЭИ, 2010. — 424 е.: ил.
ISBN 978-5-383-00363-3
Рассмотрены основные понятия, принципиальные схемы и методы расчета, связанные с рациональным использованием топливно-энергетических ресурсов. Описаны технические решения, обеспечивающие снижение энергозатрат на производство промышленной продукции и процессы жизнедеятельности как на производстве, так и в жилищно-коммунальном секторе. Уделено внимание составу, способам проведения и анализу результатов энергетических обследований промышленных предприятий.
Учебник предназначен для студентов энергетических специальностей высших учебных заведений, может также служить методическим пособием для инженерно-технических работников различных отраслей промышленности и энергоаудиторов, проводящих энергетические обследования и энергетическую паспортизацию промышленных предприятий и объектов жилищно-коммунального хозяйства.
|
|
|
УДК 621.1:620.92.004.14(075.8> ББК 31.3я 73^
© Данилов О.Л., Гаряев А.Б., Яковлев ИЛЗТГ Клименко А.В., Вакулко А.Г., 2010 © ЗАО «Издательский дом МЭИ», 2010
ISBN 978-5-383-00363-3
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие……………………………………………………………………………………………………………..……6
Глава 1.Виды топливно-энергетических ресурсов…………………………………………………………………....9
1. Классификация топливно-энергетических ресурсов………………………………………………………………9
2. Единицы измерения топливно-энергетических ресурсов………………………………………………………..18
Контрольные вопросы.......................................................................................................................................................26
Глава 2.Энергетика России и актуальность рационального использования энергоресурсов......................................................................................................................................................................28
1. Динамика топливно-энергетического баланса и показатели потребления энергоресурсов в России и в мире………………………………………………………………………………………………………………….28
2. Актуальность энергосбережения в России………………………………………………………………………..38
3. Структура энергетики страны……………………………………………………………………………………...46
|
|
|
Контрольные вопросы…………………………………………………………………………………………………...50
Глава 3.Методы и критерии оценки эффективности использования энергии……………………………………………………………………………………………………………………….51
3.1. Общие положения…………………………………………………………………………………………………..51
3.2. Термодинамические показатели оценки энергетической эффективности и особенности их применения в теплотехнике и теплотехнологиях…………………………………………………………………………………53
3.3. Технические (натуральные) показатели оценки энергетической эффективности…………...………………...66
3.4. Экономические показатели оценки энергетической эффективности…………………………………………...74
Контрольные вопросы…………………………………………………………………………………………………...76
Глава 4.Энергобалансы потребителей топливно-энергетических ресурсов………………………………...……77
4.1. Виды энергобалансов………………………………………………………………………………………………..…….77
4.2. Балансы потребления и использования энергии на промышленном предприятии. Энергетический паспорт потребителей ТЭР…………………………………………………………………………………………………..86
|
|
|
4.3. Энергетический баланс и энергетический паспорт здания…………………...…………………………………96
Контрольные вопросы………………………………………………………………………………………………….105
Глава 5.Нормирование потребления энергоресурсов…………………………………………………………….106
5.1. Нормирование потребления энергоресурсов в зданиях и сооружениях………………………………………106
5.2. Нормирование потребления энергоресурсов в промышленности………...…………………………………...118
5.3. Нормативные эксплуатационные технологические затраты и потери тепловой энергии
в тепловых сетях…………………………………………………………………………………………………..129
Контрольные вопросы………………………………………………………………………………………………….144
Глава 6.Методы энергосбережения при производстве тепловой энергии……………...………………………..145
6.1. Виды источников тепловой энергии……………………………………………………………………………..145
6.2. Энергосбережение в котельных…………………………………………………………………………………..154
6.3. Особенности энергосбережения на ТЭЦ промышленных предприятий………………………………………164
Контрольные вопросы………………………………………………………………………………………………….170
|
|
|
Глава7. Энергосбережение в системах транспортировки и распределения тепловой энергии…….…………171
3. Общие сведения о передаче тепловой энергии. Схемы присоединения потребителей к тепловым сетям…171
4. Потери энергии и ресурсов в тепловых сетях…………………………………………………………………...176
5. Меры по сокращению потерь энергии и ресурсов в тепловых сетях………………………………………….192
Контрольные вопросы………………………………………………………………………………………………….195
Глава 8.Энергосбережение в теплотехнологиях………………………………………………………………….....197
5.4. Принципиальные схемы технологий и структуры энергообеспечения предприятий ……………………….197
5.5. Энергосбережение в высокотемпературных технологиях……………………………………………………...202
5.6. Рациональное энергоиспользование в низкотемпературных технологиях…………………………………...215
5.7. Контрольные вопросы……………………………………………………………………………………………234
Глава 9.Рациональное использование энергии в зданиях и сооружениях……………………………………..235
6.4. Инженерные системы обеспечения жизнедеятельности в зданиях и сооружениях………………………….235
6.5. Общие принципы энергосбережения в зданиях и сооружениях……………………………………………….238
6.6. Типовые энергосберегающие мероприятия и оценка энергосберегающих эффектов ………………………..241
Контрольные вопросы………………………………………………………………………………………………….272
Глава 10.Вторичные энергетические ресурсы………………………………...……………………………………..273
10.1. Виды ВЭР и направления ихиспользования…………………………………………………………………..273
10.2. Экономия энергии при утилизации ЭР………………………………………………………………….…….284
10.3. Принципиальные возможности использования вторичных нергоресурсов………………………………...289
10.4. Использование низкопотенциальной теплоты с помощью теплонасосных становок……………………..307
10.5. Использование ВЭР в целях получения холода с помощью теплонасосных становок……………………313
10.6. Применение детандер-генераторных агрегатов при утилизации ЭР………………………………………..315
Контрольные вопросы………………………………………………………………………………………………….320
Глава 11.Энергосбережение при электроснабжении и электропотреблении…………………………………..321
11.1. Общие сведения о системах электроснабжения промышленных предприятий и объектов ЖКХ………………………………………………………………………………………………………………321
11.2. Определение нагрузок при потреблении электроэнергии……………………………………………… 326
11.3. Качество электроэнергии и его влияние на работу потребителей, затраты энергии и ресурсов……….....333
11.4. Направления эффективного использования электрической энергии……………………………………….337
Контрольные вопросы………………………………………………………………………………………………….351
Глава 12.Основы энергоаудита……………………………………………………………...…………………………352
12.1. Общие положения……………………………………………………………………………………………....352
12.2. Нормативная база энергоаудита……………………………………………..………………………………...353
12.3. Задачи и виды энергоаудита……………………………………...…………………………………………….355
12.4. Методология энергоаудита промышленного предприятия………………………………………...………...365
12.5. Энергоаудит системы воздухоснабжения…………………………………...………………………………...373
12.6. Энергоаудит теплотехнологической установки……………………………………………..………………..379
Контрольные вопросы………………………………………………………………………………………………….388
Глава 13.Учет энергетических ресурсов………………………………………………………………..…………...390
13.1. Значимость учета энергетических ресурсов……………………………………………………………………390
13.2. Приборы учета тепловой энергии и теплоносителя……………………………………………………………393
13.3. Учет тепловой энергии в различных системах теплоснабжения……………………………………………..396
Контрольные вопросы…………………………………………………………………………………………………402
Приложение. Некоторые методы и оборудование для эффективного использования энергии………………..403
Список литературы……………………………………………………………………………………………………….409
Основные термины и понятия, используемые в тексте……………………………………………………………..416
Предметный указатель…………………………………………………………………………………………………...420
ПРЕДИСЛОВИЕ
Рациональное использование топливно-энергетических ресурсов является одной из важнейших задач, стоящих перед экономикой нашей страны.
Низкая по сравнению с зарубежными странами эффективность использования энергии в экономике РФ приводит к высоким издержкам общества на энергообеспечение, способствует нарушению устойчивого энергоснабжения страны, затрудняет сохранение энергетической безопасности России. Постепенное истощение запасов органического топлива, рост цен на энергоносители, ухудшение экологической ситуации, усиление конкуренции на мировых рынках промышленной и сельскохозяйственной продукции и услуг делают проблему рационального использования энергии все более острой. Обеспечить устойчивое энергоснабжение страны только за счет новых энергетических мощностей не представляется возможным по целому ряду причин. Выходом из создавшейся ситуации может быть проведение государственной энергосберегающей политики. Указ Президента РФ № 889 от 4 июня 2008 г. [1] предусматривает снижение к 2020 г. энергоемкости внутреннего валового продукта РФ не менее чем на 40 % по сравнению с 2007 г. Для решения этой задачи необходимы скоординированные действия по рациональному использованию топливно-энергетических ресурсов — от их добычи и производства до потребления. Современное состояние дел можно охарактеризовать как период перехода от формирования идеологии повышения энергетической эффективности к применению ее на практике.
Правительство РФ 27 августа 2009 г. одобрило проект Энергетической стратегии на период до 2030 г., представленный Минэнерго России. В нем в качестве одного из стратегических ориентиров государственной энергетической политики определена энергетическая эффективность экономики. Готовится к выпуску Федеральный закон «Об энергосбережении и повышении энергетической эффективности».
Специалисты, реализующие политику государства в области энергосбережения, должны обладать рядом профессиональных знаний и навыков, в том числе должны уметь оценивать энергетическую эффективность оборудования, технологических установок, производств; составлять и анализировать энергетические балансы аппаратов, технологических установок, зданий и сооружений, промышленных предприятий и коммунальных потребителей; владеть передовыми методами управления производством, генерации, передачи и потребления энергии, а также методами проведения энергетических обследований потребителей; знать основные энергосберегающие мероприятия и применяемое энергосберегающее оборудование.
Ко времени издания данного учебника уже выпущено довольно много книг по рациональному использованию энергетических ресурсов. В первую очередь следует упомянуть книги из серии «Экономия топлива и электроэнергии», которые выходили в Советском Союзе ([2 — 6] и др.). Книги этой серии были посвящены как методическим вопросам экономии энергетических ресурсов, так и вопросам экономии энергии в различных областях ее использования и в различных отраслях промышленности. Из книг зарубежных авторов, выпущенных в этой серии, отметим книгу Д. Рея «Экономия энергии в промышленности» [7]. В период после 1990 г. был выпущен ряд учебных пособий, подготовленных в технических университетах и центрах энергетической эффективности Томска, Екатеринбурга, Нижнего Новгорода и др. Опубликованы двухтомный труд «Хрестоматия энергосбережения» [8], а также книга «Энциклопедия энергосбережения» [9]. Широкое распространение получили практические пособия по проведению энергосберегающих мероприятий ([10—12] и др.). Уже в период подготовки данного издания в г. Екатеринбурге был выпущен учебник Н.И. Данилова и Я.М. Щелокова «Основы энергосбережения», адресованный учащимся средних общеобразовательных и профессиональных учреждений и полезный также студентам вузов. Однако до сих пор в России не существовало учебника для студентов, специализирующихся по данной тематике в энергетических вузах страны.
Предлагаемый Вашему вниманию учебник предназначен для изучения дисциплины «Энергосбережение в теплоэнергетике и теплотехнологиях», входящей в Государственный стандарт подготовки бакалавров по направлению «Теплоэнергетика». В основу учебника положены лекции по одноименному курсу, читаемому в Московском энергетическом институте (техническом университете). Материалы учебника могут быть использованы при повышении квалификации специалистов энергетических служб промышленных предприятий и сотрудников энергоаудиторских фирм.
Предполагается, что читатели учебника изучили курсы «Теоретические основы теплотехники», «Гидрогазодинамика», а также знакомы с основными процессами, техническими устройствами и системами для производства, передачи и потребления энергии. Тем не менее, изложение некоторых вопросов, рассматриваемых в других учебных дисциплинах, авторы сочли нужным повторить.
Энергосбережение представляет собой реализацию правовых, нормативных, организационных, научных, производственных, технических и экономических мер, направленных на эффективное использование первичных энергетических ресурсов и на вовлечение в хозяйственный оборот нетрадиционных и возобновляемых источников энергии. В предлагаемом учебнике рассматриваются в основном технические вопросы энергосбережения. Но эта часть проблемы является базовой, и без ее решения другие меры не будут достаточно действенными.
В учебник не включены вопросы, связанные с использованием нетрадиционных и возобновляемых источников энергии, которые рассматриваются в отдельном учебном курсе. Вопросы, связывающие проблемы рационального использования топливно-энергетических ресурсов и безопасности окружающей среды и экономические аспекты энергосбережения, не рассматриваются подробно, поскольку это делается в специальных курсах.
Наряду с термином «теплота», определяемым как количество энергии, получаемой или отдаваемой телом или системой тел при теплообмене, в тексте учебника используется термин «тепловая энергия». Он обозначает энергию, вырабатываемую источниками теплоты (на ТЭЦ, в котельных и др.) и передаваемую потребителю с потоком теплоносителя. Переданная тепловая энергия подлежит учету и может быть измерена с помощью теплосчетчиков.
Отметим, что наряду с единицами системы измерения СИ в учебнике употребляются и другие единицы для измерения энергии и мощности. Это связано с широким распространением этих единиц на практике. В частности, взаиморасчеты между поставщиками и потребителями энергии производятся в гигакалориях и киловатт-часах, а тепловая нагрузка потребителей в ряде нормативных документов выражается в гигакалориях в час. Кроме того, при составлении энергетических балансов их составляющие также выражаются в гигакалориях и киловатт-часах.
Авторы хотели бы почтить память профессора МЭИ Олега Леонидовича Данилова, который являлся не только основным автором данного учебника, но и был вдохновителем его создания. Авторы выражают глубокую благодарность докторам техн. наук, профессорам A.M. Беленькому, Б.И. Леончику и С.П. Рудобаште, канд. техн. наук, проф. А.Л. Ефимову, канд. техн. наук, проф. Н.В. Калинину, канд. техн. наук, доц. А.В. Извекову и сотрудникам Научно-технического центра энергосберегающих технологий и техники МЭИ доктору техн. наук B.C. Агабабову, канд. техн. наук Ю.А. Карасеву, канд. техн. наук А.А. Злобину, канд. техн. наук А.В. Коря- гину, канд. техн. наук А.А. Гаряеву и П.К. Макарычеву за советы и замечания, способствующие улучшению качества изложения материала учебника.
Авторы также признательны научному сотруднику Л.Ш. Найдорф и канд. техн. наук, доц. Г.П. Шаповаловой за неоценимую помощь при подготовке к изданию настоящего учебника.
Любые замечания и предложения по материалам учебника следует направлять по адресу: 111250, Москва, Красноказарменная ул., д. 14, Издательский дом МЭИ.
Авторы
Глава 1
ВИДЫ ТОПЛИВНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ РЕСУРСОВ
Дата добавления: 2018-06-27; просмотров: 1092; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!