Любую производственную систему можно разбить на три основные составляющие (рис.1):
Собственно система, будь то компрессор, насос, электрический двигатель или генератор;
Система распределения, преобразования и передачи - трубопроводы, ремни и т.д.; Нагрузка, т.е. тот элемент, ради которого работает все остальное.
Таким последним может быть некий технологический процесс, где используется тепло, произведенное системой, или это может быть вентилятор, вращаемый электрическим двигателем через систему передач.
Рис. 1. Элементы производственной системы.
Этот рисунок иллюстрирует основные элементы (или компоненты) всей системы или установки. Методика определения возможностей экономии энергии, особенно экономии энергии, не требующей затрат или требующей минимальных затрат, заключается в оценке нагрузки или потерь в нагрузке с последующей оценкой сети распределения. Внесение технических изменений непосредственно в саму систему часто требует более значительных инвестиций.
Потери энергии происходят во всех компонентах системы, однако, стоимость устранения этих потерь из различных элементов системы, как правило, очень сильно различается.
Рассуждая о возможностях энергоснабжения, необходимо подходить к таким системам комплексно. И очень мудро начать рассмотрение не сначала (замена электродвигателя или компрессора обойдется недешево!), а с конца: как правило, самые дешевые возможности экономии кроются именно в нагрузке.
Например, не стоит менять пусть и не самый современный, но работающий компрессор холодильной камеры, если он обслуживает холодильную камеру с многочисленными утечками холодного воздуха из нее. Сначала нужно устранить эти утечки из нее (это практически ничего не будет стоить, и поэтому финансовая эффективность этой операции будет огромной). Затем нужно устранить потери из системы передачи, и только после того, как это будет сделано, можно будет рассмотреть возможности устранения недостатков системы или замены ее новой.
Перед началом работ по повышению эффективности использования энергии на отдельных установках и производственных системах перечислим наиболее типичные из них.
- Котлы;
- Сушильное оборудование;
- Оборудование для подачи тепла технологические линии;
- Отопление помещений и водоснабжение;
- Резка, измельчение материалов;
- Плавка;
- Отливка;
- Холодильные установки;
- Сжатый воздух;
- Вентиляция;
- Освещение;
- Насосы;
- Другое оборудование с электроприводом.
Основное внимание должно быть уделено наиболее энергоемким производственным системам, которые, как правило характеризуются следующими показателями:
- Высокими или низкими температурами (по сравнению с температурой окружающего воздуха);
- Интенсивностью производства;
- Высоким уровнем потребления воды, пара, сжатого воздуха и т.д.
Обычно экономия энергии непосредственно связана с ответами на следующие вопросы:
- Оправдана ли нагрузка данной установки? (Примеры: насос работает круглый год, а его работа реально требуется только в течение 8 часов в день; небрежное отношение пользователя системы; неудовлетворительная работа или отсутствие управляющего оборудования.)
- Можно ли обеспечить нагрузку путем использования другой системы? (Примеры: древесная пыль транспортируется на большое расстояние с помощью сжатого воздуха.) Можно продумать использование механического транспорта (например, шнекового конвейера) как альтернативный вариант. Пневмоинструмент может быть заменен на инструмент с электроприводом. Что в данном случае больше подходит: конвективный или лучистый теплообмен, водяное или испарительное охлаждение и т.д.)
- Можно ли снизить нагрузку? (Примеры: Потери тепла можно уменьшить путем улучшения изоляции и уменьшения потока вентилирующего воздуха. Нагрузку компрессора можно уменьшить, используя пневмоинструмент, который не имеет утечек воздуха, сократив время работы с этим инструментом; небрежное отношение пользователя, неудовлетворительная работа и отсутствие устройств автоматического управления, улучшение теплоизоляции, оптимизация аэродинамики и т.д.).
- Существуют ли потери в сети? (Утечки сжатого воздуха в системах, потери тепла через поверхности разогретых трубопроводов, потери на газопроводах, снижение давления в трубопроводах из-за утечек.)
- Существуют ли потери при передаче? (Неудовлетворительное состояние ременных передач, неудовлетворительное состояние или отсутствие смазки.)
- Насколько мощность производительной системы отвечает нагрузке? (Работа систем большой мощности при малой нагрузке характеризуется низкой эффективностью; мощность системы была рассчитана на другую нагрузку; и с другой стороны, если мощность системы слишком мала, то это снижает срок эксплуатации системы и может быть источником опасности.)
- Насколько хорошо система обслуживается? (Запыленные фильтры, грязная поверхность теплообменников значительно снижают эффективность работы системы.) Каков уровень подготовки персонала, инженеров, руководства цехом и всем предприятием?
- Контролируется ли работа вспомогательного оборудования? (При отключении котла или холодильной установки по причине нулевой нагрузки вспомогательные насосы и вентиляторы иногда могут быть также отключены.)
- Возможна ли рекуперация тепла для данной системы или тепла, вырабатываемого данной системой? (Использование тепла компрессоров и холодильных установок для систем горячего водоснабжения.)
Путем тщательного анализа всех вышеперечисленных аспектов для каждой установки и системы можно добиться хороших результатов по экономии энергии, даже если некоторые из них кажутся на первый взгляд неэффективными.
