Приложение С (справочное). Пример энергетического анализа

Приложение С
(справочное)

Пример энергетического анализа

С.1 Общие положения

Настоящее приложение содержит пример неполного энергетического анализа.

С.2 Общий обзор организации

XYZ Peroxide Ltd. последние 37 лет осуществляет производственную деятельность на одном месте, в г. Мумбай, Индия. На предприятии работают 120 человек в три производственные смены. Предприятие работает каждый день и производит перекись водорода, которую используют в текстильном, бумажном и химическом производствах.

Основные процессы включают в себя следующее:

- гидрирование;

- оксидирование (окисление);

- экстрагирование;

- дистилляция;

- вспомогательные агенты (например, охлаждающая вода, инструментальный воздух и др.).

Первым этапом проводят гидрирование рабочего раствора. Затем его окисляют кислородом воздуха. Перекись водорода, полученную в установке для окисления, далее экстрагируют деионизированной водой. После этого для создания перекиси водорода различной концентрации проводят дистилляцию.

С.3 Источники энергии

Источниками энергии для XYZ Peroxide Ltd. являются электроэнергия, подаваемая от энергосистемы, и природный газ, поступающий по трубопроводу. Природный газ используют как в качестве топлива, так и промышленного сырья.

С.4 Идентификация использования энергии

С.4.1 Электрическая энергия: предварительный анализ использования и потребления энергии основан на данных об электродвигателях, коэффициенте использования мощности и количестве рабочих часов (см. таблицу С.1).

Таблица С.1 - Пример предварительного анализа использования и потребления электрической энергии

Использование энергии	Число установок	Номинальная паспортная нагрузка, суммарно МВт	Количество рабочих часов	Расчётный годовой расходa),	Расчетный годовой расход электроэнергии, %
Промышленные воздушные компрессоры	4	1,64	8400	12915	56
Насос охлаждающей воды	2	0,52	8400	3084	13,38
Компрессор воздуха системы	1	0,075	8400	612	2,66
	2	0,090	8400	420	1,82
Другое	-	-	-	-	-
Всего	-	-	-	-	100
а) Для расчета данных в настоящей колонке используют эффективность электродвигателей и коэффициент использования мощности в процентах, руководствуясь положениями ГОСТ IEC 60034-1.

С.4.2 Тепловая энергия: предварительный анализ использования и потребления энергии основывается на тепловом балансе, эффективности котлов и количестве рабочих часов (см. таблицу С.2).

Таблица С.2 - Пример предварительного анализа использования и потребления тепловой энергии

Использование энергии	Число установок	Паспортная нагрузка, ч	Эффективность системы (паровой котел)	Нагрузка, Мт/ч	Количество рабочих часов	Расчетный годовой расход, Мт/г	Расчетный годовой расход, %
Дистилляция	1	4,21	0,92	4,58	8400	38 525	73,72
Паровой подогреватель	1	0,95	0,92	1,03	8400	8664	16,58
Паровой реформер	6	0,45	0,92	0,50	8400	4190	8,02
Другое	-	-	-	-	-	-	-
Всего	-	-	-	-	-	-	100

С.5 Потребление энергии за прошедший и текущий периоды

Для краткости в настоящем приложении не представлены типовые таблицы, показывающие данные по потреблению энергии за прошедший и текущий периоды. Анализ был выполнен на основе данных по потреблению энергии за прошедший и текущий периоды. Для рассматриваемого примера было определено, что основное внимание следует уделять расходуемой электрической энергии, а промышленные воздушные компрессоры были определены как потенциальная область значительного потребления энергии.

С.6 Идентификация областей значительного потребления энергии

С.6.1 Общие положения

Анализ соответствующих переменных величин был проведен как на уровне производственного объекта (предприятия), так и на уровне промышленного воздушного компрессора. В каждом случае соответствующей переменной величиной является объем вырабатываемого продукта.

С.6.2 Анализ на уровне производственного объекта

Определение зависимости между расходуемой электроэнергией () и переменной величиной - производительностью, МТ, - было проведено методом линейно-регрессионного анализа с использованием данных по месяцам за последние три года для производственного объекта и для промышленных воздушных компрессоров как потенциальных областей значительного использования энергии.

На рисунке С.1 показано потребление электроэнергии в зависимости от производительности для производственного объекта. Как видно из представленной регрессионной модели, базисная нагрузка является незначительной (т.е. 176 745 ).

Рисунок С.1 - Потребляемая производственным объектом электроэнергия по отношению к производительности

С.6.3 Анализ потенциальной области значительного потребления энергии

На рисунке С.2 показано потребление электроэнергии () в зависимости от производительности, МТ, для потенциальной области значительного потребления энергии - промышленного воздушного компрессора. Результаты на графике показаны для одного компрессора.

Рисунок С.2 - Потребляемая компрессором электроэнергия по отношению к производительности

С.6.4 Области значительного использования энергии

Области значительного использования энергии определяют, используя анализ Парето для энергопотребления в настоящий момент времени и за прошедшие 36 мес. (т.е. за период апрель 2010 - март 2013 г.). Два вида использования энергии были выбраны в качестве областей значительного использования энергии (составляющие более 50 % суммарного объема потребляемой электроэнергии, отвечающие критериям значительного потребления). См. таблицу С.3.

Таблица С.3 - Области значительного использования энергии

Область значительного использования энергии	Расход электроэнергии,	Общий годовой расход электроэнергии, %	Релевантные переменные величины, рассматриваемые для областей значительного использования энергии	Персонал
Промышленные воздушные компрессоры	35 678 946	46,60	Производительность, МТ	Оператор смены; начальник смены; руководитель предприятия; старший инженер по эксплуатации; техники по обслуживанию; поставщик комплектующих для техобслуживания и ремонта оборудования; главный энергетик
Насосы охлаждающей воды вспомогательных систем	10 254 454	13,40
Другие использования энергии		40
Суммарный расход электроэнергии	76 553 919	100	-

С.6.5 Будущее использование и потребление энергии

Используя линейную регрессию расходуемой электроэнергии как функции от производительности, являющейся единственной переменной величиной, для каждого из источников энергии был составлен план будущего потребления. Связь между расходуемой электроэнергией и производительностью согласно данным, приведенным в таблице С.3 для производственного объекта, может быть представлена следующим образом:

,

(С.1)

где х - производительность, МТ;

у - объем потребляемой производственным объектом электроэнергии, .

Объем выпускаемого продукта, определенный согласно плану производства на каждый месяц, был использован для расчета предполагаемого расхода потребляемой энергии, как это показано в таблице С.4.

Таблица С.4 - Прогнозируемое потребление электроэнергии для промышленного объекта за 2014-2015 гг.

Месяц	Число дней	Объем продукта, МТ	Прогнозируемый расход электроэнергии,
Апрель 2014	30	7200	2 591 941
Май 2014	31	7500	2 692 575
Июнь 2014	30	7110	2 561 751
(...)
Март 2015	17	3920	1 491 685
Всего	-	84 000	30 298 230

Связь между расходуемой электроэнергией и производительностью согласно сведениям, приведенным в разделе C.6 для промышленного воздушного компрессора, рассматриваемого в качестве области значительного использования энергии, может быть представлена следующим образом:

,

(С.2)

где х - производительность, МТ;

у - объем потребляемой воздушным компрессором электроэнергии, .

Объем выпускаемой продукции, взятый согласно плану производства на каждый месяц, был использован для расчета предполагаемого потребления энергии для области значительного использования энергии, как показано в таблице С.5.

Таблица С.5 - Прогнозируемое потребление электрической энергии для промышленного воздушного компрессора за 2014-2015 гг.

Месяц	Число дней	Объем продукта, МТ	Прогнозируемый расход электроэнергии,
Апрель 2014	30	7200	1 217 425
Май 2014	31	7500	1 266 429
Июнь 2014	30	7110	1 202 723
(...)
Март 2015	17	3920	681 643
Всего	-	84 000	14 217 061

С.7 Возможности

Для того чтобы определить приоритетные возможности для улучшения энергетических результатов, организацией были определены три критерия, как показано в таблице C.6. Для каждой возможности были собраны данные по затратам на внедрение, предполагаемой экономии средств за счет сбережения энергии и простой окупаемости, показанные в таблице С.7, с расстановкой результатов по степени важности, как показано в таблице С.8.

Таблица С.6 - Оценочные критерии для определения приоритетных возможностей

Критерий для возможности	Ранжирование
	1	2	3	4
Предполагаемая экономия средств за счет сбережения энергии за год	Менее $ 1000	$ 1000-1999	$ 2000-10 000	Более $ 10 000
Затраты на внедрение за год	Более $ 10 000	$ 2000-9999	$ 1000-1999	Менее $ 1000
Период простой окупаемости (в месяцах)	Более 36	13-36	6-12	Менее 6

В основном в процессе энергетического анализа организации используют финансовые критерии в целях первоначального выбора возможностей. По окончании определения приоритетных возможностей, как правило, проводят более тщательный анализ преимуществ, связанных с реализацией возможностей. Тогда будут рассматриваться другие сведения, такие как сбережение энергии, выгоды, не связанные с энергией, или другие критерии, выбранные организацией.

Таблица С.7 - Список возможностей

Источник энергии	Сбережение энергии за год,	Экономия средств за год, US$	Затраты на внедрение, US$	Окупаемость, месяцы
Замена старых насосов охлаждающей воды 401/А и 401/В на новый более энергетически эффективный насос LLC	56 280	9000	34 300	45,73
Уменьшение диаметра рабочего колеса старого насоса CW 401/C для приведения в соответствие с рабочим давлением насоса Р401/А и Р401/В	168 840	27 020	200	0,09
Замена старого инструментального насоса питательной воды с электрическим приводом 404/В на более энергетически эффективный насос	8148	1200	1600	16,00
Примечание - Для краткости дополнительные подробности не даются.

Таблица С.8 - Ранжирование возможностей

Описание возможности	Предполагаемая экономия средств на счет сбережения энергии	Затраты на внедрение	Окупаемость	Количество рейтинговых очков, X
Замена старых насосов охлаждающей воды 401/А на новый более энергетически эффективный насос LLC	3	1	1	3
Уменьшение диаметра рабочего колеса старого насоса CW 401/C для приведения в соответствие с рабочим давлением насосов Р401/А и Р401/В	4	4	4	64
Замена старого инструментального насоса питательной воды с электрическим приводом 404/В на более энергетически эффективный насос	2	3	2	12