Мероприятия по энергосбережению и повышению энергетической эффективности

1. Мероприятия по энергосбережению и повышению энергетической эффективности Энергоэффективное электрическое освещение Тепловые насосы Снижение потерь сжатого воздуха Частотное регулирование насосов и вентиляторов Когенерация Модернизация котельных

2. ТЭО реконструкции системы освещения Муниципального образования с использованием светодиодных светильников 2. Подбор оборудования Существующее осветительное оборудование Светодиодные светильники ViLED-100-250 1. Ключевые показатели

3. ТЭО реконструкции системы освещения Муниципального образования с использованием светодиодных светильников 3.2 В результате реконструкции высвобождается мощность 230 кВт Экономия на подключение мощностей (при новом строительстве 4 038 000 руб. Расчет экономии по годам месяца Срок окупаемости проекта составит * - При внедрении сумеречной автоматики и автоматики ночного освещения срок окупаемости возможно сократить до 35-37 месяцев 3. Расчет окупаемости 3.1 Светодиодных светильников

4. ТЭО реконструкции системы освещения Муниципального образования с использованием светодиодных светильников График окупаемости проекта

5. Управление освещением- поддержка заданного уровня освещенности

6. Модернизация котельных а) Автоматизация на базе контроллеров • На котельной установлены 3 котла КВГМ-20, выработка тепла ~ 20 000 Гкал, расход газа – 3 000 000м3. В штате котельной – 20 человек. • Ориентировочная стоимость автоматизации указанной котельной «под ключ» – 6 млн. руб. • После окончания работ заказчик должен получить экономию средств за счет: • оптимизации процессов горения (регулирование соотношения топливо – воздух; • разрежения в топке; • погодного и суточного регулирования; • использования режима «горячего резерва»; • сокращения постоянного оперативного персонала. • Как показывает опыт внедрения автоматизированных систем регулирования объектов теплоэнергетического комплекса экономия топлива благодаря вышеперечисленным причинам составляет ~ 8÷10%, т.е. 240 000 ÷ 300 000м3 газа в год. При стоимости газа 4000 руб. за 1000 м3, экономия составит ~ 960 000 ÷ 1 200 000 руб Сокращение оперативного персонала на 15 человек, при средней зарплате с начислениями ~ 25000 руб. в месяц позволит за год сэкономить: • 25000х 15х12 = 4 500 000 руб. • Таким образом ежегодная экономия от автоматизации котельной только за счет оптимизации регулирования и сокращения части оперативного персонала составит: • (960 000 ÷ 1 200 000 ) + 4 500 000 = (5 460 000 ÷ 5 700 000) руб./год, • а срок окупаемости проекта: • 6 000 000руб : (5 460 000 ÷ 5 700 000) руб./год = 1,1 года. • В настоящем расчете не учитывались снижение вероятности возникновения нештатных ситуаций, улучшение экологической обстановки за счет значительного снижения вредных веществ в уходящих газах, увеличение долговечности оборудования, снижение социальных выплат и т.д. • Кроме того существуют варианты реализации данного проекта на основе лизинга. При этом заказчик платит ~ 30%- 40% от стоимости проекта., а лизинговые платежи выплачивает после окончания работ за счет экономии.

7. Модернизация котельных Б) Реконструкция

8. 3 1 5 4 2 Автоматизированный тепловой пункт.

9. 3 1 5 4 2 Автоматизированный тепловой пункт Автоматизированный тепловой пункт. 110 10 0 -30 20

10. Энергетический баланс в работе теплового насоса Тепловой насос

11. Источники первичной энергии • Тепло грунта • Тепло грунтовых вод • Тепло вод морей и рек • Тепло наружного воздуха • Тепло вытяжного воздуха • Тепло канализационных стоков • Тепло вод с водоочистных сооружений Тепловой насос

12. Источник тепла: грунт Тип теплового насоса: рассол/вода Тепловой насос • Глубина скважины длязонда: 50-150 м • Расстояние между зондами: ≥6 м • Теплосъем с 1м скважины: 40-70 Вт • Теплосъем со 100 м зонда: 5 кВт/час • Температура грунта: +1-+8оС • Глубина прокладки коллектора: на 20см ниже глубины промерзания • Теплосъем с 1м2 коллектора: 10-30 Вт • Температура грунта: -4-+10оС

13. ТЕПЛОВОЙ НАСОС Тип теплового насоса: вода/вода или рассол/вода • Глубина скважины: до водоносного горизонта • Количество скважин: ≥2 • Расстояние между скважинами: ≥15м • Температура воды: +6-+12оС • Съем тепла с канализационных стоков • Съем тепла с выхода водоочистных сооружений • Температура теплоносителя: +15-+35оС

14. 514 kW max.65C Тепловые насосы для отбора тепла из водоемов и канализационных стоков 40C 55C Горячая вода ScancoolHP191iCOPh 3.1P = 125 kW Теплонасосная установка принципиальная схема Тепловой насос • 1 штпромышленный тепловой насос Scancool HP191 i для источника вторичного тепла - речная вода • Параметры поставкиScancool HP191i: • Протестированный тепловой насос в стальном каркасе • Электрическое управление • Автоматизированная система управления • Технические детали оборудования:- Bitzerкомпактный винтовой компрессор с переменной частотой вращения- Хладагент (рефрижерант) HFC (ODP = 0)- Пластинчатый теплообменник- PLC-контрольная система с программным обеспечением Siemens S7, настраиваемая под требования покупателя • Scope of delivery limits for system • heating water side flange connections from heat pump • river water side flange connections in river water heat exchanger • Точность технических деталей в данном предложении 5% 1C 4C 389 kW Вторичный контур (гликоль) Теплообменник из нержавеющей стали, оборудованный чистящей системой 2C 6C Донорская среда* Сроки поставки: 12-16 недель Гарантии: 12 месяцев с даты установки или 15 месяцев с даты доставки *Речная вода понимается как чистая вода с небольшим количеством примесей ** Канализационные стоки требуют предварительную очистку

15. Снижение потерь сжатого воздуха

16. Программа расчета эффективности применения АЧРП

17. Управление работой насосов и вентиляторов путем регулирования частоты питающего напряжения При регулировании работы насоса или вентилятора с двигателем 15кВт И нагрузкой 80% от номинальной экономия электроэнергии составит Э=(15кВт*720ч-15кВт*51,2%*720ч)*3,5 руб/кВт*час = 18 446,4 руб/м-ц При этом стоимость регулятора частоты составит ориентировочно 48 000 руб. Монтаж системы составит 38 000 руб Следовательно срок окупаемости составит около 5 месяцев при снижении нагрузки всего на 20% В сравнении с дросселированием регулирование скорости двигателя СУЩЕСТВЕННО экономит электроэнергию.

18. Сравнение различных способов управления работой насосов

19. Когенерация - тригенерация Когенерационнаяустановка, одновременно с производством электроэнергии полезно утилизирует теплоту двигателя, производя горячую воду или пар. Это резко повышает общий КПД установки. В некоторых случаях он достигает 90%. Отношение электрической мощности к тепловой составляет 1:1,2.  Использование технологии тригенерации позволяет сохранить высокий КПД круглогодично. Например, летом отопление не требуется, но необходимо кондиционирование жилых помещений, офисов, больниц. В промышленности широко используется холодная вода и холод. Тригенерационнаяустановка к производству электроэнергии и тепла добавляет еще и производство холода по абсорбционной технологии.Другим положительным моментом для использования газопоршневых установок является возможность установки нескольких агрегатов. Секционирование когенераторных установок из нескольких  блоков, позволяет достичь эффективности такой же, как и у большой установки, при этом получая ряд значительных преимуществ. Это точное управление мощностью (максимальный КПД достигается при загрузке на 100% - это значит, что при секционировании, в минимальные часы энергопотребления, есть возможность нагрузить часть блоков, а часть оставить в нерабочем состоянии). Это приводит к увеличению ресурса всей системы в целом.

20. Примеры применения когенерации Пример 1. • Компания заказчика эксплуатирует теплоэлектростанцию (ТЭЦ) или котельную, выделены лимиты на газ, имеется подключение к ЛЭП. • Потребление тепла – 6000 часов в год, потребление тепла: от 220 до 700кВт, электроэнергии – от 100 до 400кВт. Задача: снижение затрат на электроэнергию. При подключении когенераторной установки электрической мощностью 110кВт, тепловой – 182 кВт (Petra 140C) заказчик получает оптимальное соотношениеи значительную экономию. Дополнительную энергию, необходимую для потребителей заказчик получает у поставщика. За счет снижения затрат центральным сетям и выработке собственной электроэнергии, быстрый возврат инвестиций очевиден. Компания заказчика эксплуатирует теплоэлектростанцию или котельную, выделены лимиты на газ, имеется подключение к линии электропередач. Перебои в электроснабжении приводят к значительным потерям и ущербам. Потребление тепла – от 220 до 700кВт, потребление электроэнергии варьируется от 100 до 400кВт. Пример 2 Минимизировать простои оборудования, снизить потери на ремонт. При подключении когенераторной установки электрической мощностью 409кВт и тепловой мощностью 597кВт (Petra 500C), регулировка подачи тепла и электроэнергии от КУ – комбинированная. Дополнительную энергию, необходимую для потребителей заказчик получает у стандартного поставщика. Во время сбоев в центральной электросети, КГУ переходит в «островной» режим работы без выработки тепла (тепло вырабатывает только котельная). Возврат инвестиций достигается экономией за счёт отсутствия потерь на дорогостоящий ремонт и простоя оборудования.

21. Примеры применения когенерации Пример 3 Компания заказчика эксплуатирует теплоэлектростанцию (ТЭЦ) или котельную, имеется подача газа и подключение к ЛЭП. Есть возможность продажи электроэнергии. Потребление тепла 6000 часов в год, 220 - 700кВт; потребность в электроэнергии – 100 – 400кВт. Задача: Минимизация затрат на электропотребление от центральной электросети, обеспечение продажи собственной бесперебойной электроэнергии потребителям. При подключении когенераторной установки электрической мощностью 152кВт, тепловой – 239кВт (Petra 200C), КГУ регулируется на подачу тепла, избыточная электроэнергия может быть реализована потребителям. При необходимости, заказчик получает дополнительную энергию у стандартного поставщика электроэнергии. Быстрый возврат инвестиций очевиден. Компания заказчика эксплуатирует теплоэлектростанцию (ТЭЦ) или котельную, имеется газ, нет подключения к центральной электросети. Потребление тепла – от 220 до 700кВт, потребность в электроэнергии – от 100 до 400кВт. Обеспечение объекта электроэнергией и теплом. В данном примере возможно применение группы газопоршневых установок. В данном примере подключаются три установки электрической мощностью 233кВт, тепловой – 376кВт (Petra 290C). КГУ вырабатывают электроэнергию в зависимости от потребления конечных потребителей. При повышении потребности – работают 2 установки (одна в резерве), при снижении потребления электроэнергии до 200кВт – работает одна установка (две в резерве). Быстрый возврат инвестиций при учете возможных затрат на строительство и подведение центральной линии электропередач. В данных примерах рассмотрены лишь некоторые решения конкретных условий, при заинтересованности в приобретении когенераторной установки следует учитывать следующие пункты: • объем потребления тепла в каждом месяце в течение года; • необходимая максимальная и минимальная мощность выработки тепла в каждом месяце; • диаграмма потребления тепла в течение дня для типичного зимнего и летнего дня; • информация об уже имеющемся источнике тепла (мощность котлов, тепловырабатывающее сырье – параметры, топливо); • потребление электрической энергии в каждом месяце; • необходимая максимальная и минимальная мощность выработки энергии в каждом месяце; • диаграмма потребления энергии в течение дня для типичного зимнего и летнего дня.

22. Стоимостные характеристики КГУ Надо проверить Эффективность мини-ТЭЦ достаточно высока. Так, для мини-ТЭЦ с электрической мощностью 100 кВт и тепловой мощностью 120 кВт себестоимость электрической энергии составляет 6 руб./кВт-ч, а полной энергии (электрической и тепловой) - 2,5 руб./кВт-ч. Срок окупаемости мини-ТЭЦ составляет 2,2 года. Для сравнения: мини-ТЭЦ на базе газо-поршневого двигателя фирмы "Deutz" TCG2016V12 при номинальной электрической мощности 580 кВт и тепловой 556 кВт имеет удельный расход газа с теплотворностью 33520 кДж/нм3 - 0,26 нм3/кВт-ч, коэффициент использования топлива 0,8 и ресурс до капитального ремонта 64000 ч. В среднем стоимость энергии для мини-ТЭЦ, работающих на дизельном топливе, составляет 3-3,5 руб./кВт-ч, а на газовом топливе - 0,4-0,6 руб./кВт-ч. Стоимость установленной мощности для таких станций порядка 600-1000 USD/кВт.

23. Когенерация, как альтернатива АО-энерго • В качестве источника энергии в мини-ТЭЦ,  используются двигатели внутреннего сгорания (ДВС): дизельные, газовые и газотурбинные. При сгорании топлива, вырабатывается электрическая энергия (40-45%) и тепловая энергия (55-60%). • В газовых двигателях могут использоваться такие виды газов как: • Природный газ Пропан Факельный газ Газ сточных вод Биогаз Газ мусорных свалок Коксовый газ Попутный газ Пиролизный газ Древесный газ Газ химической промышленности • Электростанции комбинированной выработки электроэнергии и тепла на базе  газо-поршневых двигателей MWM, Deutz (MWM), • MAN, Jenbacher, Perkins (FG Wilson), Cummins, MTU, Wartsila, Caterpillar единичной мощностью от 50 до 1500 кВт • Новые мини ТЭС на базе Газо-Поршневых двигателейЦена от 30,0 тыс.руб. за 1 кВт вконтейнерном • исполненииЦена от 25,0 тыс.руб. за 1 кВт в исполнении «на раме» . Наибольшей эффективностью, надежностью и универсальностью отличаются установки на основе газовых (газо-поршневых) двигателей. Это вызвано, прежде всего, современными требованиями к экологической чистоте окружающей среды, а также к снижению эксплуатационных расходов на органическое топливо и доступностью его использования. Газовые двигатели используются для работы в составе генераторных установок, предназначенных для постоянной и периодической работы (снятие пиковых нагрузок) с комбинированной выработкой электроэнергии и тепла (когенерация). Кроме того, они могут использоваться для обеспечения работы абсорбционных холодильных установок (тригенерация) в системах кондиционирования.