Данилов Н.И., Щелоков Я.М. Основы энергосбережения

Подождите немного. Документ загружается.

Н.И. Данилов, Я.М. Щелоков Основы энергосбережения Глава 12. Светотехника

обязательно приниматься во внимание при проектировании осветительных

установок.

Таблица 12.8

Выдержки из норм искусственного освещения для помещений

основных групп общественных зданий

(в соответствии со СНиП 23-05-95 и отраслевыми нормативами)

Освещенность рабочих

поверхностей, лк Цилиндриче-

ская освещен-

ность, лк

Здания и помещения

при комбиниро-

ванном освеще-

нии

при одном

общем осве-

щении

1 2 3 4

Административные здания,

проектные и научно-

исследовательские организа-

ции:

- офисы и другие рабочие

комнаты

- проектные, конструктор-

ские и чертежные бюро

- читальные залы

- помещения с персональ-

ными компьютерами, дис-

плейные залы

- конференц-залы, залы за-

седаний

- лаборатории

400*/200** 300 –

600*/400** 500 –

400*/200** 300 100

750*/300** 400 –

– 200 75

750*/300** 300 –

Финансовые учреждения,

организации кредитования и

страхования:

- операционные залы, кассо-

400*/200** 300 –

вые помещения

– 300 –

- инкассаторная

Школы, средние и высшие

учебные заведения:

- классные комнаты, аудито-

рии, учебные кабинеты, лабо-

ратории

- кабинеты и комнаты препо-

давателей

- спортзалы

- рекреации

– 500 (верти-

кальная на се-

редине доски)

300 (горизон-

тальная на

столах и пар-

тах)

–

200 –

150 –

369

Н.И. Данилов, Я.М. Щелоков Основы энергосбережения Глава 12. Светотехника

Продолжение табл.12.8

1 2 3 4

Детские дошкольные учрежде-

ния:

- приемные, раздевальные

групповые комнаты, игральные

комнаты, столовые

- спальные комнаты

–

200 –

75 –

Санатории, дома отдыха:

- палаты и спальные комнаты –

150 –

Зрелищные здания:

- зрительные залы для меро-

приятий республиканского зна-

– 500*** 150

чения

- зрительные залы театров,

– 300*** 100

концертные залы

- зрительные залы клубов,

– 200*** 75

фойе театров

– 200*** 75

- выставочные залы

– 150 50

- фойе кинотеатров, клубов

Магазины:

Торговые залы:

- продовольственных магази-

400 100

нов самообслуживания

–

- магазинов готового платья,

белья, обуви, тканей, меховых

изделий, головных уборов,

парфюмерных, ювелирных,

электро- и радиотоваров, про-

довольственных без самооб-

служивания

-посудных, мебельных, спорт-

товаров, электробытовых ма-

шин, мебельных и посудных

магазинов

Примерочные кабины

Помещения (или зоны) главных

касс

– 300 100

200 75

–

– 300 (верти-

кальная на

уровне 1,5 м от

пола)

–

– 300 -

Гостиницы:

– 200

- бюро обслуживания

–

- гостиные

- номера

–

150

–

100

Вспомогательные здания и по-

мещения:

- санитарно-бытовые помеще-

ния: умывальные, уборные,

курительные,

душевые, гардеробные

–

75 –

50 –

370

Н.И. Данилов, Я.М. Щелоков Основы энергосбережения Глава 12. Светотехника

Окончание табл. 12.8

1 2 3 4

- здравпункты:

ожидальные

регистратура

кабинеты врачей

процедурные кабинеты

–

150 –

200 –

300 –

вестибюли и гардеробные

верхней одежды:

в школах, вузах, театрах, клу-

бах, гостиницах и главных

входах в крупные промыш-

ленные и общественные зда-

ния;

в прочих промышленных,

вспомогательных и общест-

венных зданиях

Лестницы:

главные лестничные клетки

общественных и производ-

ственных зданий;

лестницы жилых домов;

остальные лестницы

Коридоры и проходы:

главные

поэтажные в жилых домах

остальные коридоры

–

150 –

75 –

100 –

10 –

50 –

75 –

20 –

50 –

Примечания:

* горизонтальная освещенность на уровне 0,8 м от пола при совместном действии об-

щего и местного освещения;

** то же, но только от общего освещения;

*** при использовании ламп накаливания уровень нормируемой освещенности может

быть понижен на одну ступень.

Контрольные вопросы

1. Классификация светильников.

2. Назовите основные характеристики осветительных приборов.

3. Каковы основные критерии оптимальной световой среды помещений?

4. Роль освещения в трудовой деятельности человека.

5. Основные составляющие затрат на освещение.

6. Методические особенности расчетов общего освещения помещений.

371

Н.И. Данилов, Я.М. Щелоков Основы энергосбережения Глава 13. Вторичные энергетические ресурсы

13. Вторичные энергетические ресурсы

13.1. Терминология

Применительно к вторичным энергетическим ресурсам (ВЭР) ис-

пользуются следующие термины и понятия [44]:

Общие энергетические тепловые отходы – энергетический потен-

циал всех материальных потоков на выходе из технологического агрегата

(установки, аппарата) и все потери энергии в агрегате.

Общие энергетические отходы подразделяют на три потока:

1) неизбежные потери энергии в технологическом агрегате (установке);

2) энергетические отходы внутреннего использования – энергетиче-

ские отходы, которые возвращаются обратно в технологический агрегат

(установку) за счет регенерации или рециркуляции;

3) энергетические отходы внешнего использования – энергетические

отходы, представляющие собой вторичные энергетические ресурсы (ВЭР).

Выход ВЭР – масса вторичных энергоресурсов, которые образова-

лись в данной установке за определенный период времени (час, сутки, ме-

сяц, квартал, год) и пригодны к использованию в этот период.

Использование ВЭР – это масса вторичных энергоресурсов какого-

либо агрегата, употребленных в других установках и системах. ВЭР могут

быть утилизированы без изменения вида энергоносителя или путем преоб-

разования их в другие виды энергии для выработки теплоты, холода и ме-

ханической работы, полученной в утилизационной установке.

Выработка за счет ВЭР – количество теплоты, холода и механиче-

ской работы, полученных в утилизационной установке.

Различают четыре вида выработки: возможную, т.е. максимальное

количество энергии, которое можно получить при работе установки; эко-

номически целесообразную, т.е. выработку с учетом экономических фак-

торов (себестоимости, затрат труда и т. д.); планируемую – количество

371

Н.И. Данилов, Я.М. Щелоков Основы энергосбережения Глава 13. Вторичные энергетические ресурсы

энергии, которое предполагается получить за определенный период време-

ни при вводе утилизационных установок или модернизации имеющихся, и

фактическую – количество энергии, реально полученное за определенный

период.

Коэффициент использования выработки энергии за счет ВЭР –

отношение фактического (планируемого) использования энергии, полу-

ченной за счет ВЭР, к фактической (планируемой) выработке.

Резерв утилизации ВЭР – количество энергии, которое может быть

дополнительно вовлечено в производство.

Возможная экономия топлива за счет ВЭР – количество теплоты,

которое было бы сэкономлено при полном использовании всего выхода

ВЭР.

Коэффициент утилизации ВЭР – отношение фактической (плани-

руемой) экономии топлива за счет ВЭР к возможной. Его определяют для

одного агрегата-источника ВЭР, группы агрегатов, предприятия, холдинга

по каждому виду ВЭР и суммарно для всех видов ВЭР.

Для характеристики состояния утилизации ВЭР, пригодных для не-

посредственного использования без преобразования энергоносителей,

применяют следующие показатели: выход ВЭР; фактическое использова-

ние ВЭР; резерв утилизации; экономия топлива за счет ВЭР (возможная,

фактическая); коэффициент утилизации ВЭР [41].

13.2. Классификация ВЭР

Различают ВЭР горючие, тепловые и избыточного давления (табл.

13.1).

Горючие ВЭР – это горючие газы и отходы одного производства, ко-

торые могут быть применены непосредственно в виде топлива в других

производствах, например доменный газ в металлургии; щепа, опилки,

стружка в деревообрабатывающей промышленности; твердые, жидкие

372

Н.И. Данилов, Я.М. Щелоков Основы энергосбережения Глава 13. Вторичные энергетические ресурсы

промышленные отходы в химической и нефтегазоперерабатывающей про-

мышленности и т.д.

ВЭР избыточного давления – это потенциальная энергия покидаю-

щих установку газов, воды, пара с повышенным давлением, которая может

быть еще использована перед их выбросом в атмосферу или тепловым ис-

пользованием. Основное направление использования таких ВЭР – получе-

ние электрической или механической энергии.

Тепловые ВЭР – это физическая теплота отходящих газов, основной

и побочной продукции производства; теплота золы и шлаков, горячей воды

и пара, отработанных в технологических установках, рабочих тел систем

охлаждения технологических установок. Тепловые ВЭР могут использо-

ваться как непосредственно в виде теплоты, так и для раздельной или ком-

бинированной выработки теплоты, холода, электроэнергии в утилизацион-

ных установках.

Таблица 13.1

Классификация ВЭР по видам и направлениям их использования [41]

Энергетический Направление и использование

Вид ВЭР Носители ВЭР

потенциал способов утилизации

Топливное

Твердые, жидкие, га- Низшая теплота

Горючие Сжигание в топливоиспользую-

зообразные отходы сгорания

щих установках

Отходящие газы, ох-

Тепловое

лаждающая вода, от-

Выработка в теплоутилизацион-

ходы производств,

Тепловые Энтальпия ных установках водяного пара,

промежуточные про-

горячей воды, использование для

дукты, готовая про-

покрытия потребности в тепле

дукция

Тепловые

Отработанный и по-

путный пар

Тепловое и комбинированное

Покрытие теплопотребности,

Энтальпия выработка электроэнергии в кон-

денсационном или теплофикаци-

онном турбоагрегате

ВЭР избы-

точного дав-

ления

Газы с избыточным

давлением

Пар низкого давления

котельных

Электроэнергетическое

Выработка электроэнергии в га-

Работа изоэн-

зовом утилизационном турбоаг-

тропного рас-

регате. Выработка электроэнер-

ширения

гии в противодавленческом тур-

боагрегате

373

Н.И. Данилов, Я.М. Щелоков Основы энергосбережения Глава 13. Вторичные энергетические ресурсы

По энергетической ценности отходящая теплота может классифици-

роваться по трем температурным уровням: высокотемпературный

(> 650ºС); среднетемпературный (230 – 650 ºС); низкотемпературный

(< 230 ºС) [10].

13.3. Технологические схемы производства энергоносителей

за счет использования ВЭР

Принципиальная схема использования энергетических ресурсов в аг-

регатах-источниках ВЭР и распределения энергетических потоков при

утилизации ВЭР приведена на рис. 13.1 [41].

Рис. 13.1. Принципиальная схема использования энергоресурсов

при утилизации ВЭР

374

Н.И. Данилов, Я.М. Щелоков Основы энергосбережения Глава 13. Вторичные энергетические ресурсы

У всех энерготехнологических установок, в результате работы кото-

рых образуются ВЭР, есть общая особенность – эффективность использо-

вания топлива повышается, если в этой установке топливо максимально

используется непосредственно для реализации технологического процесса

[45 – 47, 50].

Обычно это достигается за счет регенерации, рекуперации и рецир-

куляции отходящей теплоты в самом источнике вторичных энергетических

ресурсов. Примером реализации такой схемы может быть установка за на-

гревательными, термическими печами теплообменников для подогрева

дутьевого воздуха, подаваемого на горение в эти печи.

Увеличение температуры дутьевого воздуха на каждые 60 ºС снижа-

ет расход топлива на печной агрегат на 2 %. Причем, используя такой при-

ем, можно снизить температуру отходящих газов до 150 ºС. Иными слова-

ми, необходимость использования оставшегося потенциала дымовых газов

в виде ВЭР может быть целесообразной только при наличии потребителей

низкопотенциального тепла.

Большое значение здесь имеет вид технологического процесса. По-

кажем это на примере использования в энергетике технологии когенерации

– т. е. обеспечения комбинированного производства электрической (или

механической) и тепловой энергии из одного и того же первичного источ-

ника.

При эксплуатации традиционных (паровых) электрических станций в

связи с технологическими особенностями процесса генерации энергии

большое количество выработанного тепла сбрасывается в атмосферу через

конденсаторы пара, градирни и т. п. Большая часть этого тепла может быть

использована в системах когенерации. Сравнение когенерации и раздель-

ного производства электричества и тепла показывает, что КПД с 30 – 50 %

для электростанции может быть повышен до 80 – 90 % в системах когене-

рации на базе двигателей внутреннего сгорания (ДВС) – табл. 13.2 [51].

375

Н.И. Данилов, Я.М. Щелоков Основы энергосбережения Глава 13. Вторичные энергетические ресурсы

Таблица 13.2

Сравнение эффективности традиционного метода производства

электроэнергии и когенерации

Раздельное производство электроэнергии и теплоты

Топливо Электричество

100 % 36 %

Топливо Теплота

100 % 80 %

Общая эффективность

КПД = [(36+80)/200]·100 =

= 58 %

Электростанция

Котельная

Когенерация

Топливо Электричество 35 %

100 % Теплота 55 %

КПД = 35+55 = 90 %

Система коге-

нерации

Но в большинстве своем температура отходящих газов различных

промышленных печей и нагревательных устройств колеблется от 450 –

700 ºС (в печах с регенераторами) до 900 °С в термических, прокатных и

кузнечных (без регенерации), что позволяет в котлах-утилизаторах выра-

батывать пар для технологических и энергетических нужд (табл. 13.3,

13.4).

В этих случаях охлаждение продуктов сгорания в котлах-

утилизаторах происходит от 450 – 650 до 200 – 230 °С, для этого применя-

ют в основном котлы-утилизаторы с многократной принудительной цир-

куляцией (МПЦ). В котлах этого типа (рис. 13.2) циркуляция осуществля-

ется за счет работы специального циркуляционного насоса, вследствие че-

го допустимо повышенное гидравлическое сопротивление циркуляционно-

го контура.

376

Н.И. Данилов, Я.М. Щелоков Основы энергосбережения Глава 13. Вторичные энергетические ресурсы

Таблица 13.3

Показатели выхода тепловых ВЭР для некоторых энергоемких технологий

[56]

Продукт,

агрегат-источник

ВЭР или техноло-

гический процесс

ВЭР и их краткая

характеристика

Возможная

удельная

Удельный

выработка

выход ВЭР

тепла за

на 1 т про-

счет ВЭР

дукта (сы-

на 1 т про-

рья),

дукта (сы-

Гкал/ед.

рья),

прод.

Гкал/ед.

прод.

1 2 3 4

Производство стали

Сталь

Мартеновская печь

(в том числе двух-

ванная)

Уходящие газы

Θ = 650 – 700 °С

Θ = 1450 °С (для двухванной пе-

чи), запыленность 1,5 – 8,0 г/м

Охлаждение конструкций

Θ = 150 °С (водяное охлаждение)

Θ = 190 – 250 °С,

пара

р = 3,5 – 8 ата

0,5 – 0,7 0,24

Электросталепла-

вильная печь (сред-

няя емкость 50 т)

Уходящие газы

Θ = 1000 °С

Θ = 1300 °С

0,1 – 0,2 0,13

Прокатное производство

Заготовки

Нагревательная

печь (методическая,

кольцевая с шагаю-

щим подом и др.)

Уходящие газы

Θ = 1250 – 1350 °С (сортовые

стандарты)

Θ = 1500 °С (трубосварочные ста-

ны)

0,25 – 0,35 0,1

Охлаждение конструкций

воды

= 50 °С

р = 6 – 45 ата, Θ = 250 °С

0,6 – 0,11 0,06 – 0,09

Первичная переработка нефти

Сырая нефть

ЭЛОУ-АТ-6

ЭЛОУ-АВТ-6

Установки депе-

рефинации

Дымовые газы

Θ = 350 – 450 °С

Θ = 400 – 450 °С

Θ = 470 °С

0,06 0,02 – 0,03

0,105 0,05 – 0,06

0,065 0,035

Каталитический риформинг

Установки:

ЛГ-35-8/300Б

Л-35-11/300-95

Л-35-11/600

Л-35-11/600-68

Л-35-11/1000

Дымовые газы

Θ = 460 – 500 °С

Θ = 500 – 520 °С

Θ = 400 – 450 °С

Θ = 600 – 500 °С

Θ = 400 – 500 °С

0,35 0,12

0,29 0,19

0,26 0,1 – 0,2

0,315 0,21

0,21 0,13

377