Потоки энергии на объекте

Для оценки эффективности преобразования одного вида энергии в другого, а также определения общего потребления энергии энергоаудитору следует проанализировать потоки энергии. Это могут быть первичные (энергия на входе), вторичные (энергия на выходе), или даже третичные потоки энергии. Кроме того, анализ потоков энергии дает возможность по значению легко измеренного параметра определить значения параметра энергопотребления, который тяжело измерять непосредственно.

3.3.1. Потоки энергии в паровом котле
Рис.3.11 ппоказывает разные измеренные потоки в котельной. На этом примере проследим, как можно использовать вымеренные потоки для определения других параметров.
Известно, что общий объем холодной воды подкорма равный сумме объемов воды, которая продувается с котла, и других потерь системы (а именно, запланированные потери, такой как системы впрыскивания пары, и неконтролируемые потери, такие как выбросы и истоки пара). Потери с продувочной можно легко оценить за давлением котла, размером и продолжительностью продувки труб и, таким образом, определить сумму всех других потерь пара (конденсата). Эту величину можно сравнить с запланированными и незапланированными потерями, чтобы обнаружить область улучшения. Еще один полезный показатель эффективности - значение потерь пара как процент от общего количества выработанного пара.
Аналогично, измеряя поток топлива и количество выработанного пара, можно определить эффективность котла за определенный промежуток времени. Сравнивая эту величину с результатами теста процесса сжигания топлива, можно обнаружить несоответствие величин одна одной ли использовать каждый набор данных для проверки точности других величин. Если оба расчета эффективности отвечают друг другу, можно вычислить потери вне процесса горения, такие как потери через излучение и конвекцию, потери продувки и потери коротких циклов.

3.3.2. Анализ потоков энергии в теплообменнике
Принцип строения типичного теплообменника (калорифера) который использует тепло пары для нагревания воды, показан на Рис.3.12 В этом примере установка недорогого счетчика холодной воды дает возможность измерять потребления воды и энергии. Потребление воды учитывается счетчиком непосредственно, а энергопотребление можно вычислить как произведение количества воды на теплоемкость и на смену температуры (заданная температура на выходе минус температура входной холодной воды). Это произведение отвечает количества изъятого из пары тепла, равного сумме поглощенного водой тепла и потерь тепла из поверхности теплообменника.

3.3.3. Анализ потоков энергии в холодильной установке
Система охлаждения реализует цикл преобразования энергии, в котором количество теплая, что выводится конденсатором и за счет поверхностных потерь, равняется количества энергии, поглощенной испарителем и представленной в компрессор. Таким образом, измерив любые два из этих компонентов, мы можем вычислить третий. Этим мы не только определим общее количество потребленной энергии, но и узнаем, насколько доброе работает система.
На рис.3.13 показана парокомпрессорная система охлаждения, в которой для охлаждения используется холодная вода, а также показанная градирня водного охлаждения открытой циркуляции, в которой, как средство эффективного охлаждения конденсатора, используется принцип паропоглощения. Энергоаудитору следует сосредоточить внимание на операционной эффективности системы, в частности, на расчете коэффициента эффективности системы и эффективности работы стояка водного охлаждения.
В этом примере потребление электроэнергии измеряется стационарным или временным счетчиком, а количество тепла, что отводится в градирне водного охлаждения, определяют на основе измерения температур в прямом и обратном трубопроводе. Его вычисление осуществляют умножением теплоемкости воды на массу воды, которая определяется на основе разности давлений на входе и выходе помпы (или за показами не врезанного в сеть счетчика воды) на разность температур.
Отношение выделенного тепла к потребленной электроэнергии обозначают, то есть коэффициент теплопроизводительности. За определением соотношения между коэффициентом теплопроизводительности и коэффициентом охлаждения (отношение тепла охлаждения к количеству электроэнергии) задается формулой:
Таким образом, мы можем сравнить рассчитанные коэффициенты с ожидаемыми, которые базируются на данных предприятия. Это поможет определить операционную эффективность и обнаружить резервы сбережения.
Другая область обследования - это сама градирня водного охлаждения. В этом случае следует измерять параметры охладительного воздуха и воздуха, который нагнетается из вершины градирни с учетом показов сухого и смоченного термометров. Если разность температур охлажденной воды, которая возвращается в конденсатор, и воздух окружающей среды за показами смоченного термометра лежат в границах 2°С это для многих систем есть показателем высокой эффективности. Относительная влажность воздуха, что входит в градирню водного охлаждения должна составлять около 70-90%. Если влажность меньшая, то это свидетельствует про избыточную искусственную вентиляцию (если такая имеющаяся) относительно количества воды, которое нужно охладить, или о том, что градирня требует ремонта, а именно, модернизации системы распыливания воды и поверхностей теплопередачи. Если влажность превышает приведенную раньше, то это свидетельствует о том, что в градирню водного охлаждения подается недостаточно воздух, за исключением случаев, если высокая влажность есть результатом очень высокой влажности окружающей среды.

3.3.4. Оценка потоков жидкостей и газов за экономической скоростью в трубопроводах.
В правильно спроектированных установках жидкости и газы перемещаются в трубопроводах с экономически целесообразной скоростью (табл.3.10), что разрешает оценить затрату с размерами трубопроводов.

Таблица 3.10. Диапазон экономически целесообразных скоростей в трубопроводах (м/с)

Вещество	Низкое давление (0-0,8 МПа)	Высокое давление > 0,8 МПа
Вода	1,5-2,0	3,0
Природний газ, воздух	6,0-7,0	12,0-13,0
Влажный пар	20,0	25,0
Сухой насыщенный пар	28,0-30,0	40,0-43,0
Перегретый пар	40,0	55,0

Для оценки объемной затраты Q_v необходимо знать внутренний диаметр трубы d (м). При скорости V (м/с) Q_v определятся по формуле:

Q_v = Vпd² / 4 (м³/с)

Массовая затрата Q_м для жидкости с плотностью p (кг/м³) определятся по формуле:

Qм = рQ_v (кг/с)

Например, для водогона низкого давления с внутренним диаметром трубы 50 гг массовую затрату можно оценить такими показателями:

Q_v = 3,14*0,05² (м²) 2 (м/с) / 4 = 3,925*10^-3 (м³/c)

Q_м = 1000 (кг/м³) 3,925*10^-3 (м³/с) = 3,925 (кг/с)

Часовое потребление:

Q_{за год} = 3,925 (кг/с) 60 (хв/год) 60 (c/хв) = 14130 (кг/год)

Q_{м год} = 14,13 (т/год)

Дата добавления: 2015-06-27