Аттестационная работа (ВАР/ВКР) на тему Повышение энергоэффективности в теплоэнергетике за счет применения паротурбинных и газотурбинных установок.

Содержание:

Введение 3
1. Определение энергоэффективности 5
2. Принцип работы паротурбинной установки 11
3. Основы функционирования газотурбинных установок 18
4. Повышение энергоэффективности установок 35
Заключение 42
Список использованных источников 43

Введение:

Теплофикация и централизованное теплоснабжение являются самым эффективным технологическим решением, адекватно отражающим условия уникального климата России. Проблемы, с которыми сталкиваются современные энергетики в сфере теплоснабжения зачастую связаны с физическим состоянием теплосетевого оборудования. Высокие показатели энергетической эффективности и аварийности участков тепловой сети в полной мере отражают сложившеюся картину. Однако простое техническое переоснащение теплотранспортных компаний не решает проблем при потреблении энергетических ресурсов. В большинстве случаев, в существующей схеме централизованного теплоснабжения в РФ потребитель не имеет возможности регулировать собственное потребление тепловой энергии, а также качество горячего водоснабжения. Применение современных энергосберегающих технологий является обязательным условием для решения насущных проблем и залогом стабильного развития отрасли.
В настоящее время необходимость энергосбережения не вызывает сомнений. Для этого сложились благоприятные условия:
— во всех элементах имеется значительный потенциал экономии энергоресурсов, который оценивается в 50-70 % от достигнутого уровня энергопотребления [1, 3];
— создаются или уже созданы необходимые технологии и оборудование;
— наблюдается стабилизация или незначительный рост энергопотребления, что не требует ввода значительных новых мощностей.
Как известно, в задачи энергосбережения входит реализация правовых, организационных, научно-технических и экономических мер. Если в области технологий уже имеются определенные успехи [2, 3], то с точки зрения методологии наблюдается существенное отставание, не позволяющее осуществлять эффективное управление энергосбережением.
В последнее время предпринимались попытки применения различных методологических подходов, в том числе, системного, к энергосбережению в системах теплоснабжения городов и промышленных предприятий [4, 5].
Данные исследования применительно к проблемам энергетики достаточно давно и успешно проводятся в Институте систем энергетики им. Л.А. Мелентьева (ИСЭМ) СО РАН [6]. Однако для решения вопросов энергосбережения в КТЭ таких работ явно недостаточно. Автором ранее была предложена концепция методологического подхода к управлению энергосбережением в коммунальной теплоэнергетике [7, 8].
Целью работы является исследование повышения энергоэффективности в теплоэнергетике за счет применения паротурбинных и газотурбинных установок.
Для достижения цели необходимо решить ряд задач
— изучить принцип работы паротурбинной установки
— рассмотреть основы функционирования газотурбинных установок.
— проанализировать основные направления повышения энергоэффективности в теплоэнергетике.
Применение ведущих энергосберегающих технологий способствует более полному использованию природных ресурсов. Для успешной реализации Целевой модели рынка тепловой энергии необходимо применять передовые технологии, которые помогут сохранить инвестиции и повысить экономическую эффективность отрасли

Заключение:

Важным направлением развития российской экономики на сегодняшний день является повышение энергоэффективности. Состояние энергетического сектора российской экономики характеризуется достаточно высоким фактором энергоёмкости.
Бюджетная сфера России является достаточно энергоемкой. В зависимости от рода деятельности организаций и предприятий расходы на энергоресурсы составляют от 10 до 50%. В первую очередь такие затраты связаны с устаревшей материально-технической базой. Так, на многих предприятиях на протяжении десятков лет функционирует устаревшее энергоемкое оборудование. Практически не внедряются мероприятия по энергосбережению, в том числе и организационные.
Не лучшим образом дело обстоит и в сфере ЖКХ. Проведенный мониторинг потребления топливно–энергетических (ТЭР) с помощью компаний занимающихся энергетическим обследованием, позволяет получить сведения об оснащенности приборами учета потребления ТЭР [1]. Согласно полученным данным все объекты оснащены приборами учета электрической энергии. Оснащение приборами учета тепловой энергии составляет менее 20%.
Потребление тепловой энергии является основной долей в затратах на топливно-энергетические ресурсы. Как известно, удельное потребление тепловой энергии нашими зданиями намного выше, чем в некоторых странах с аналогичными природно-климатическими условиями. Достигалось это нашими соседями, как теплотехнической реконструкцией и утеплением старых зданий и сооружений, так и улучшением качества и энергетической эффективности вновь возводимых [2].

Фрагмент текста работы:

1. Определение энергоэффективности

Энергоэффективность — эффективное (рациональное) использование
энергетических ресурсов. Использование меньшего количества энергии для обеспечения того же уровня энергетического обеспечения зданий или технологических процессов на производстве. Достижение экономически оправданной эффективности использования ТЭР при существующем уровне развития техники и технологии и соблюдении требований к охране окружающей среды. Эта отрасль знаний находится на стыке инженерии, экономики, юриспруденции и социологии.
В отличие от энергосбережения (сбережение, сохранение энергии), главным образом направленного на уменьшение энергопотребления, энергоэффективность (полезность энергопотребления) — полезное (эффективное) расходование энергии.
Любая установка предназначена для производства какого – либо продукта в широком смысле слова (от потребительского до энергетического). Этот продукт является полученным эффектом (ПЭ), ради которого создаётся данная установка. Продукт – это цель, достижение которой требует затраты энергии. Эффективность достижения этой цели определяется коэффициентом этой цели (Кц). Так для КЭС – таким продуктом является электроэнергия, для ТЭЦ кроме электроэнергии – является и тепло.
При рассмотрении стратегии повышения энергетической эффективности любого процесса следует помнить, что энергетическая эффективность, как одна из ключевых категорий любой экономической системы, обладает мультипликативным эффектом, а именно: чем выше энергоэффективность в начальных секторах технологической цепочки, тем эффективнее вся цепь в совокупности. Наибольшее значение имеют характеристики энергоэффективности в топливно-энергетическом комплексе, в частности, в электросетевом комплексе.
Ведь в конечном счете, потерянная электроэнергия — это потерянная продукция, неоказанные услуги и т. д. Поэтому одно из звеньев электросетевого комплекса, — трансформаторная подстанция вместе с установленными силовыми трансформаторами, — должно стать предметом пристального анализа при выработке и внедрении стратегии повышения энергоэффективности при транспортировке и распределении электрической энергии.
Удовлетворить непрерывно увеличивающуюся потребность в электрической энергии на уровне отдельно взятой страны, можно двумя способами: либо, пока позволяют природные ресурсы, наращивать добычу нефти, газа, угля и т.д., строить новые объекты электрогенерации, этот путь является заведомо тупиковым в силу ограниченности запасов. Либо сосредоточиться на повышении эффективности использования топливно-энергетических ресурсов, энергосбережении, разработке и повсеместном внедрении ресурсосберегающих технологий. Второй путь представляется более эффективным в долгосрочной перспективе.
Если говорить о российском рынке энергопотребления, то он характеризуется низкой энергоэффективностью. В России газ является самым дешевым и, на сегодняшний день, наиболее широко используемым видом топлива. В структуре потребления первичных энергоносителей в российской экономике доля газа превышает половину. Такой перекос в российском топливном балансе делает реальной угрозу энергетической безопасности страны, так как из-за дешевизны газа практически не развивается производство и потребление других видов топлива — мазута, торфа, угля. А низкая цена на газ не располагает к рачительному использованию этого природного ресурса.
В России имеется большой недоиспользуемый потенциал энергосбережения, экономический эффект от которого, сопоставим с приростом производства всех первичных энергетических ресурсов.
Энергосбережение на производственных предприятиях – это комплекс мероприятий и процедур, направленных на увеличение объема вырабатываемой продукции при постоянном расходе топлива и сырья или снижение энергопотребления при постоянной мощности производства.
На промышленных предприятиях вопрос энергосбережения особенно актуален, т.к. затраты на энергоснабжение в производственных компаниях доходят до 50% от общей массы затрат. Многие считают, что традиционные способы энергосбережения в промышленности исчерпали себя. Однако это далеко не так.
Для любых нагревательных установок: котельных, печей, электроподогревателей полезным эффектом (ПЭ) – является тепло. Для холодильных установок ПЭ – является холод, для кислородных установок – кислород, для азотных – азот и т.д.
Для определения энергетической эффективности любой установки кроме полученного ПЭ необходимо учесть затраты энергии (ЗЭ), которая подводится к установке, для обеспечения её работы.
Энергетическая эффективность становится все более важным приоритетом в политике многих стран мира. Широко признается, что она является наиболее экономичным и доступным средством решения многих проблем энергообеспечения, включая энергетическую безопасность, социально-экономические последствия высоких цен на энергию и озабоченность изменением климата. В то же время, энергоэффективность повышает конкурентоспособность и содействует росту благосостояния потребителей.
В качестве энергоресурса энергоэффективность обладает уникальным потенциалом одновременного содействия долгосрочной энергетической безопасности, экономическому росту и даже улучшению здоровья и благосостояния людей; в частности, она является основным инструментом сокращения выбросов парниковых газов.