СПОСОБ КОМПЛЕКСНОГО ЭНЕРГОЭКОЛОГИЧЕСКОГО ОБСЛЕДОВАНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ И ПРОМЫШЛЕННЫХ ОБЪЕКТОВ Российский патент 2012 года по МПК G01W1/00 

Изобретение относится к области энергетики и охраны окружающей среды и может быть использовано при комплексном обследовании энергоэффективности и изменения экологической обстановки на промышленных предприятиях и предприятиях топливно-энергетического комплекса (ТЭК) РФ.

Известна методика проведения энергетических обследований тепловых электрических станций и районных котельных акционерных обществ энергетики электрификации [Типовая программа проведения энергетических обследований тепловых электрических станций и районных котельных акционерных обществ энергетики электрификации России. РД 153-34.1-09.163-00 (утверждена РАО «ЕЭС России» 04.05.2000 г.].

Для сбора данных используют инструментальные и дистанционные методы измерения энергопроизводственных показателей. При проведении мониторинга измеряют показатели и осуществляют оценку изменения во времени энергопроизводственных показателей. Затем для обследуемого объекта определяют коэффициент энергоэффективности, по знаку и величине которого делают вывод об эффективности использования топливно-энергетических ресурсов на объекте в отчетный период по сравнению с базовым. По результатам энергетического обследования выявляют необоснованные потери ТЭР и эффективные мероприятия по их устранению и/или снижению затрат энергоресурсов при прежнем уровне производительности.

Известен способ комплексной оценки экологической обстановки и эффективности экологического менеджмента в регионе [патент РФ №2243554]. Способ осуществляют на административно-территориальных образованиях региона. Для сбора данных используют инструментальные и дистанционные методы измерения показателей качества окружающей среды. При проведении мониторинга осуществляют оценку изменения во времени показателей качества окружающей среды, наиболее чувствительных к управляющим воздействиям. Для оценки экологической обстановки территории используют некоторые показатели, выбранные из группы. Затем для каждого административно-территориального образования региона определяют интегральный показатель оценки эффективности экологического менеджмента и их суммарный показатель в целом по региону по заданной формуле. Если полученные показатели положительны, то экологический менеджмент считают удовлетворительным, если отрицательные - неудовлетворительным. Дополнительно определяют комплексный удельный показатель оценки эффективности экологического менеджмента региона. Способ позволяет провести оценку экологической обстановки на обширных территориях с минимизацией затрат на аналитические исследования.

Общие недостатки способов энергетического и экологического обследования - ограниченность проводимых оценок и невозможность их использования для установления зависимости экологопроизводственных показателей состояния обследуемого объекта от показателей его энергетической эффективности, отсутствие взаимосвязи между необоснованными потерями топливно-энергетических ресурсов и изменением валовых выбросов/сбросов загрязняющих веществ, неприменимость для определения экологических аспектов воздействия обследуемого объекта на окружающую среду в ходе реализации энергосберегающих мероприятий.

За прототип выбран способ энергетического обследования энергетических и промышленных объектов [Положение по проведению энергетических обследований организаций РАО «ЕЭС России». РД 153-34.0-09.162-001]. Способ характеризуется следующим:

1. Определяют инструментальными и дистанционными методами фактические значения энергопроизводственных показателей за рассматриваемый период для каждого j-го технологического и вспомогательного производства - производительность (P_j) и расход энергоресурсов (W_j).

2. Выявляют зависимости фактического расхода энергоресурсов от производительности W_j=f(P_j) за рассматриваемый период для каждого j-го технологического и вспомогательного производства:

где a_j и в_j, - коэффициенты уравнения регрессии, определяемые из следующих выражений:

где P_j и W_j - фактические значения из набора производительности и расхода энергоресурсов по месяцам за рассматриваемый период, соответственно;

n - фактическое количество пар (P_j и W_j), отобранное при анализе рассматриваемого периода.

3. Определяют значения фактического удельного расхода энергоресурсов (w_j) для каждого j-го технологического и вспомогательного производства за рассматриваемый период при фактической производительности по формулам:

4. Определяют рациональные (минимальные) и фактические значения абсолютного и удельного расхода энергоресурсов для каждой k-й точки времени (например, месяц) соответственно базового и рассматриваемого периодов при фактической производительности Р_kф.

5. Определяют коэффициент энергоэффективности для каждого j-го производства и каждого i-го вида энергоносителя, характеризующий отклонение фактического расхода энергоресурсов от его рационального значения по формуле:

где W_jkp - рациональный расход энергоресурсов объекта для каждой k-й точки времени (например, месяц) базового периода при фактической производительности Р_kф,

W_jkф - фактический расход энергоресурсов объекта для каждой k-й точки времени (например, месяц) рассматриваемого периода при фактической производительности Р_jkф.

6. Проводят оценку эффективности использования энергоресурсов за рассматриваемый период по полученным значениям коэффициента :

если >0, то фактический расход энергоресурсов превышает рациональный на величину коэффициента равную величине необоснованных потерь энергоресурсов и/или повышения затрат энергоресурсов для обеспечения прежнего уровня производительности;

если =0, то фактический расход энергоресурсов соответствует рациональному;

если <0, то фактический расход энергоресурсов ниже рационального за счет осуществления эффективных мероприятий по устранению необоснованных потерь энергоресурсов ресурсов и/или снижения затрат энергоресурсов для обеспечения прежнего уровня производительности.

7. Выявляют эффективные мероприятия по устранению необоснованных потерь энергоресурсов и/или снижению затрат энергоресурсов, обеспечивающие снижение фактического расхода энергоресурсов и экономию энергоресурсов при прежнем уровне производительности.

Недостатками прототипа являются определение только показателей энергетической эффективности энергетических и промышленных объектов. Энергообследование и экологический аудит проводятся с различной периодичностью, и в существующих методиках не предполагается установление взаимозависимостей между показателями энергоэффективности и экологопроизводственными показателями деятельности обследуемых объектов. Требования обеих методик могут вступать в противоречие, когда повышение энергоэффективности предприятия осуществляется без учета экологических аспектов его деятельности, что может приводить к ухудшению экологической обстановки до уровня, превышающего установленные экологические нормы.

Задачей является создание способа комплексного энергоэкологического обследования энергетических и промышленных объектов, предусматривающего одновременное определение взаимосвязанных энерго- и экологопроизводственных показателей, комплексные оценки эффективности использования топливно-энергетических ресурсов и изменения экологической обстановки, выявление необоснованных потерь топливно-энергетических ресурсов и связанного с ними ухудшения экологической обстановки, а также разработка эффективных мероприятий по их устранению.

Предложен способ, который заключается в следующем:

1. Определяют инструментальными и дистанционными методами фактические энергопроизводственные показатели за рассматриваемый период - производительность (P_j), расход энергоресурсов (W_j), и одновременно экологопроизводственные показатели - валовые выбросы/сбросы (M_j) для каждого j-го технологического и вспомогательного производства.

2. Выявляют зависимости фактического расхода энергоресурсов от производительности W_j=f(P_j) за рассматриваемый период для каждого j-го технологического и вспомогательного производства:

где a_j и в_j, - коэффициенты уравнения регрессии, определяемые из следующих выражений:

где Р_j и W_j - фактические значения из набора производительности и расхода энергоресурсов по месяцам за рассматриваемый период, соответственно;

n - фактическое количество пар (P_j и W_j), отобранное при анализе рассматриваемого периода.

3. Одновременно определяют зависимости фактических валовых выбросов/сбросов от производительности М_j=f(P_j) за рассматриваемый период для каждого j-го технологического и вспомогательного производства в соответствии с выражением:

M_j=P_jc_j+d_j, [т/год]

где c_j и d_j - коэффициенты уравнения регрессии, определяемые из следующих выражений:

где P_j и М_j - фактические значения из набора производительности и валовых выбросов/сбросов за рассматриваемый период, соответственно;

n - фактическое количество пар (P_j и M_j), отобранное при анализе рассматриваемого периода.

4. Определяют значения фактического удельного расхода энергоресурсов (w_j) для каждого j-го технологического и вспомогательного производства в рассматриваемом интервале времени при фактической производительности по формулам:

w_j=W_j/P_j=d_j+b_j/P_j, [т у.т./Гкал]

5. Одновременно определяют значения фактических удельных выбросов/сбросов (m_j) для каждого j-го технологического и вспомогательного производства в рассматриваемом интервале времени при фактической производительности по формулам:

6. Определяют рациональные (минимальные) и фактические значения абсолютного и удельного расхода энергоресурсов для каждой k-й точки времени (например, месяц) соответственно базового и рассматриваемого периодов при фактической производительности Р_kф.

7. Одновременно определяют рациональные (минимальные) и фактические значения валовых и удельных выбросов/сбросов для каждой k-й точки времени (например, месяц) соответственно базового и рассматриваемого периодов при фактической производительности Р_kф.

8. Определяют коэффициент энергоэффективности для каждого j-го производства и каждого i-го вида энергоносителя, характеризующий отклонение фактического расхода энергоресурсов от его рационального значения по формуле:

где W_jkp - рациональный расход энергоресурсов объекта для каждой k-й точки времени (например, месяц) базового периода при фактической производительности Р_jkф,

W_jkф - фактический расход энергоресурсов объекта для каждой k-й точки времени (например, месяц) рассматриваемого периода при фактической производительности Р_jkф.

9. Одновременно с определяют коэффициент изменения экологической обстановки для каждого j-го вида энергоносителя и каждого i-го производства, характеризующий отклонение фактических удельных выбросов/сбросов от их рационального значения по предлагаемой формуле:

где m_jkp - рациональный расход энергоресурсов объекта для каждой k-й точки времени (например, месяц) базового периода при фактической производительности Р_kф,

m_jkф - фактический расход энергоресурсов объекта для каждой k-й точки времени (например, месяц) рассматриваемого периода при фактической производительности P_jkф.

10. Проводят оценку эффективности использования энергоресурсов за рассматриваемый период по полученным значениям коэффициента :

если , то фактический расход энергоресурсов превышает рациональное на величину коэффициента , равную величине необоснованных потерь энергоресурсов и/или повышения затрат энергоресурсов для обеспечения прежнего уровня производительности;

если , то фактический расход энергоресурсов соответствует рациональному;

если , то фактический расход энергоресурсов ниже рационального за счет осуществления эффективных мероприятий по устранению необоснованных потерь энергоресурсов и/или снижения затрат энергоресурсов для обеспечения прежнего уровня производительности.

11. Одновременно с оценкой энергоэффективности проводят оценку изменения экологической обстановки за рассматриваемый период по полученным значениям коэффициента :

если , то фактические удельные выбросы/сбросы превышают рациональные на величину коэффициента , пропорциональную значению ;

если , то фактические удельные выбросы/сбросы соответствуют рациональным;

если , то фактические удельные выбросы/сбросы ниже рациональных за счет осуществления эффективных энергосберегающих мероприятий.

По результатам выявляют эффективные энерго- и ресурсосберегающие мероприятия, одновременно обеспечивающие снижение удельного расхода энергоресурсов () и уменьшение удельных выбросов/сбросов на единицу продукции () при прежнем уровне производительности. Выбирают из нескольких вариантов энерго- и ресурсосберегающих мероприятий при сравнимых затратах на их осуществление как наиболее эффективный тот, который обеспечивает при сопоставимом снижении затрат энергоресурсов наиболее значительное улучшение экологической обстановки.

В предлагаемом способе одновременно с энергопроизводственными показателями, определяют экологопроизводственные показатели (валовые выбросы/сбросы M_j и удельные выбросы/сбросы m_j), которые взаимосвязаны между собой. Способ позволяет проводить комплексные оценки эффективности использования топливно-энергетических ресурсов и изменения экологической обстановки, выявлять необоснованные потери топливно-энергетических ресурсов и связанное с ними ухудшение экологической обстановки, а также разрабатывать эффективные мероприятия по их устранению.

Таким образом, совокупность отличительных признаков является необходимой и достаточной для решения поставленной задачи.

Пример конкретного выполнения

До реконструкции в котельной села Винницы эксплуатировалось 3 угольных чугунных секционных котла «Братск-М» производительностью 1,14 Гкал/час каждый, т.е. максимальная производительность котельной из 3 котлов составляла 3,42 Гкал/час. В качестве исходного топлива использовался каменный уголь.

В ходе реконструкции котельной произведена замена котельного оборудования на 2 котла ORIONS-3H2, работающих на древесной щепе, производительностью 1,72 Гкал/час каждый, т.е. максимальная производительность котельной составила 3,44 Гкал/час и практически не изменилась. В качестве исходного топлива котельной использовалась древесная щепа. До и после реконструкции подключенная тепловая нагрузка котельной не изменилась и составила 1,56 Гкал/час, фактическая производительность тепловой энергии котельной для отопления жилых зданий также не изменилась.

1. На момент энергоэкологического обследования котельной до реконструкции в 2006 году инструментальными и дистанционными методами определили годовые фактические значения комплексных энерго- и экологопроизводственных показателей: фактическую производительность котельной Р_1ф=3796 Гкал/год, фактический расход энергоресурсов на котельную W_1ф=763 [т у.т/год] или W_1фн.m.=856,479 [т угля/год], величины фактических годовых валовых выбросов вредных веществ на котельную, M¹ _1ф [т/год] (табл.1), и суммарный фактический валовой выброс вредных веществ М_1ф=∑M¹ _1ф=104,125 [т/год].

Непроизводительные расходы энергоресурсов (на собственные нужды котельной и при передаче тепла по теплотрассе), выражаемые коэффициентом b₁, не учитывались и принимались равными 0.

2. Выявили зависимость фактического расхода энергоресурсов на котельную при фактической годовой производительности Р_1ф=3796 Гкал/год в условном топливе:

или в натуральном топливе:

3. Определили зависимости величины фактических годовых валовых выбросов вредных веществ от производительности M¹ _1ф=Р_1P*с¹ _1ф [т/год], пропорциональные фактическому расходу натурального топлива на котельную W_1фн.т=858 [т угля/год], и зависимость суммарного фактического валового выброса вредных веществ от производительности

(табл.1).

Таблица 1 Название вещества Фактический валовой выброс M¹ _1Ф [т/год] c¹ _1Ф [г/Гкал] Фактический удельный выброс m¹ _1ф [г/Гкал] Азот (IV) оксид (Азота диоксид) 3,225 850 850 Азот (II) оксид (Азота оксид) 0,524 138 138 Углерод (Сажа) 23,968 6314 6314 Сера диоксид (Ангидрид сернистый) 7,708 2031 2031 Углерод оксид 21,596 5689 5689 Бенз/а/пирен (3, 4-Бензпирен) 0,000 0 0 Угольная зола (20<SiO₂<70) 47,105 12409 12409 Всего вредных веществ 104,125 27430 27430

4. Определили фактический удельный расход энергоресурсов на котельную при фактической годовой производительности в условном топливе:

или в натуральном топливе:

5. Определили величины фактических удельных выбросов вредных веществ на котельную, m¹ _1ф=M¹ _1ф/P_1p=с¹ _1ф [г/Гкал], пропорциональные фактическому удельному расходу натурального топлива на котельную w_{1ф н.т}=0,226 [т угля/Гкал], и суммарный фактический удельный выброс вредных веществ (табл.1).

6. Определили рациональный (минимальный) годовой расход энергоресурсов на котельную, соответствующий расходу энергоресурсов в базовом 1996 году при фактической годовой производительности в условном топливе:

или в натуральном топливе:

а также рациональный удельный расход энергоресурсов на котельную в базовом году при фактической годовой производительности в условном топливе:

что практически соответствует номинальному КПД котла,

или в натуральном топливе:

7. Определили величины рациональных годовых валовых выбросов вредных веществ для котельной в базовом году М¹ _1р=P_1p*c¹ _1p [т/год], пропорциональные рациональному расходу натурального топлива на котельную W_{1p н.m.}=744 [т угля/год], и суммарный валовой выброс вредных веществ за год (табл.2).

Таблица 2 Название вещества Рациональный валовой выброс M^l _1p [т/год] с^l _1Р [г/Гкал] Фактический удельный выброс m^l _1p [г/Гкал] Азот (IV) оксид (Азота диоксид) 2,794 736 736 Азот (II) оксид (Азота оксид) 0,454 120 120 Углерод (Сажа) 20,765 5470 5470 Сера диоксид (Ангидрид сернистый) 6,678 1759 1759 Углерод оксид 18,710 4929 4929 Бенз/а/пирен (3,4-Бензпирен) 0,000 0 0 Угольная зола (20<SiO₂<70) 40,810 10751 10751 Всего вредных веществ 90,211 23765 23765

Также определили величины рациональных удельных выбросов вредных веществ m^l _1р=M^l _1р/Р_1р=с^l _1р [г/Гкал] в базовом году, пропорциональные рациональному удельному расходу натурального топлива w_{1p н.т.}=0,196 [т угля/Гкал], и суммарный удельный выброс вредных веществ за год m_1р=∑m^l _lp=∑c^l _lp=23765 [г/Гкал] (табл.2).

8. Определили коэффициент энергоэффективности, характеризующий увеличение фактического удельного расхода энергоресурсов по сравнению с его рациональным значением

К_э1=(w_1Ф-w_1p)/w_1p*100%=(0,201-0,174)/0,174*100%=15,52%.

9. Одновременно с К_э1 определили коэффициент изменения экологической обстановки котельной на момент обследования:

K_в1=(р_1ф-р_1р)/р_1р*100%=(27430-23765)/23765*100%=15,42%.

10. Провели оценку снижения энергоэффективности котельной на момент обследования по сравнению с базовым годом по значению коэффициента K_э1=15,52%, который равен величине повышения затрат энергоресурсов для обеспечения прежнего уровня производительности вследствие снижения КПД котлов в связи с их износом.

11. Одновременно с оценкой энергоэффективности провели оценку ухудшения экологической обстановки по сравнению с базовым годом по значению коэффициента который равен величине повышения фактических удельных выбросов на момент обследования по сравнению с их рациональным уровнем в базовом году, пропорциональной увеличению удельного расхода топлива вследствие снижения КПД котлов.

12. Предложили для обеспечения одновременного снижения удельного расхода энергоресурсов () и уменьшения удельных выбросов/сбросов на 1 Гкал при прежнем уровне производительности замену устаревших котлов на новые аналогичной суммарной производительности.

13. Для обеспечения заданной производительности в котельной предлагается замена старых котлов либо на 3 котла «Братск-М», либо на 2 котла ORIONS-3H2 (табл.3). Несмотря на несколько меньший номинальный КПД котлов ORIONS-3H2 и больший расход условного топлива, выбирается вариант с этими двумя котлами, т.к.:

1) их энергоэффективность может быть повышена за счет энергосберегающих мероприятий, например подсушки топлива, примерно на 4%;

2) переход с угля на щепу позволяет снизить уровень выбросов вредных веществ примерно в 2,5 раза.

Таблица 3 Показатели 3 котла «Братск-М» на угле 2 котла ORIONS-3H2 на щепе Номинальная производительность 1 котла [Гкал/час] 1,14 1,72 Номинальная производительность котельной [Гкал/час] 3,42 3,44 Рациональный годовой расход энергоресурсов W_p [т у.т/год] 661 678 Рациональный удельный расход энергоресурсов w_p [т у.т./Гкал] 0,174 0,179 Расчетный годовой расход энергоресурсов W_paсч [т у.т/год] после энергосберегающих мероприятий 652 652 Расчетный удельный расход энергоресурсов W_pacч [т у.т/год] после энергосберегающих мероприятий 0,171 0,171 Расчетный валовой выброс М_р [т/год] после энергосберегающих мероприятий <102 <41,6 Расчетный удельный выброс m_р [г/Гкал] после энергосберегающих мероприятий <26882 <10972

1. На момент энергоэкологического обследования котельной после реконструкции и осуществления в ней энергосберегающих мероприятий в 2008 году инструментальными и дистанционными методами определили годовые фактические значения комплексных энерго- и экологопроизводственных показателей: фактическую производительность котельной Р_2ф=3796 Гкал/год, фактический расход энергоресурсов на котельную W_2ф=645 [т у.т./год] или W_{2ф н.т}=1845 [т.щепы/год], величины фактических годовых валовых выбросов вредных веществ на котельную, M¹ _2ф [т/год] (табл.4), и суммарный фактический валовой выброс вредных веществ М_2ф=∑M¹ _2ф=39,060 [т/год].

2. Выявили зависимость фактического расхода энергоресурсов на котельную при фактической годовой производительности Р_1ф=3796 Гкал/год в условном топливе:

или в натуральном топливе:

3. Определили зависимости величины фактических валовых выбросов вредных веществ от производительности М^j _2ф=Р_2р*с^l _2ф [т/год], пропорциональные фактическому годовому расходу натурального топлива на котельную W_{2 фн.т}=1845 [т щепы/год], и зависимость суммарного фактического валового выброса вредных веществ от производительности

Таблица 4 Название вещества Фактический валовой выброс M¹ _2ф [т/год] c¹ _2ф [г/Гкал] Фактический удельный выброс m¹ _2ф [г/Гкал] Азот (IV) оксид (Азота диоксид) 2,010 529 529 Азот (II) оксид (Азота оксид) 0,327 86 86 Углерод (Сажа) 11,564 3046 3046 Углерод оксид 18,517 4878 4878 Бенз/а/пирен (3,4-Бензпирен) 0,000 0 0 Взвешенные вещества 6,643 1750 1750 Всего вредных веществ 39,060 10290 10290

4. Определили фактический удельный расход энергоресурсов на котельную при фактической годовой производительности в условном топливе:

или в натуральном топливе:

5. Определили величины фактических удельных выбросов вредных веществ на котельную, m¹ _2ф=M¹ _2ф/Р_2р=с¹ _2ф [г/Гкал], пропорциональные фактическому удельному расходу натурального топлива на котельную w_{2ф н.т}=0,486 [т щепы/Гкал], и суммарный фактический удельный выброс вредных веществ

6. Определили рациональный (минимальный) годовой расход энергоресурсов на котельную, соответствующий расходу энергоресурсов в базовом 2007 году при фактической годовой производительности в условном топливе:

или в натуральном топливе:

а также рациональный удельный расход энергоресурсов на котельную в базовом году при фактической годовой производительности в условном топливе:

что практически соответствует номинальному КПД котла,

или в натуральном топливе:

7. Определили величины рациональных годовых валовых выбросов вредных веществ для котельной в базовом году M¹ _2p=Р_2р*с¹ _2р [т/год], пропорциональные рациональному расходу натурального топлива на котельную 1944 [т щепы/год], и суммарный валовой выброс вредных веществ за год (табл.5).

Таблица 5 Название вещества Рациональный валовой выброс M¹ _2p [т/год] c¹ _2р [г/Гкал] Удельный выброс m¹ _2р [г/Гкал] Азот (IV) оксид (Азота диоксид) 2,116 557 557 Азот (II) оксид (Азота оксид) 0,344 91 91 Углерод (Сажа) 12,177 3208 3208 Углерод оксид 19,498 5137 5137 Бенз/а/пирен (3,4-Бензпирен) 0,000 0 0 Взвешенные вещества 6,995 1843 1843 Всего вредных веществ 41,130 10835 10835

Также определили величины рациональных удельных выбросов вредных веществ m¹ _2p=M¹ _2p/Р_2р=с¹ _2p [г/Гкал] в базовом году, пропорциональные рациональному удельному расходу натурального топлива w_{2p н.т.}=0,512 [т щепы/Гкал], и суммарный удельный выброс вредных веществ за год m_2р=∑m¹ _2p=∑c^l _2p=10835 [г/Гкал] (табл.5).

8. Определили коэффициент энергоэффективности, характеризующий снижение фактического удельного расхода энергоресурсов по сравнению с его рациональным значением за счет подсушки топлива

К_э2=(w_2ф-w_2p)/w_2p*100%=(0,170-0,174)/0,174*100%=-2,3%.

9. Одновременно с К_э2 определили коэффициент изменения экологической обстановки котельной на момент обследования:

K_в2=(m_2ф-m_2р)/m_2р*100%=(10290-10835)/10835*100%=-5%.

10. Провели оценку повышения энергоэффективности котельной на момент обследования по сравнению с базовым годом по значению коэффициента К_э2=-2,3%, модуль которого равен величине снижения затрат энергоресурсов для обеспечения прежнего уровня производительности вследствие повышения КПД котлов за счет подсушки топлива.

11. Одновременно с оценкой энергоэффективности провели оценку улучшения экологической обстановки по сравнению с базовым годом по значению коэффициента , модуль которого равен величине снижения фактических удельных выбросов на момент обследования по сравнению с их рациональным уровнем в базовом году, пропорциональное снижению удельного расхода топлива вследствие повышения КПД котлов.

Экономический эффект

В результате реконструкции котельной с изменением вида топлива и осуществления в ней энергосберегающих мероприятий при обследовании установлены значительное снижение годового и удельного расхода энергоресурсов (табл.6) и фактических валовых (табл.7) и удельных (табл.8) выбросов по сравнению с ситуацией до реконструкции.

Таблица 6 Показатель Котельная до реконструкции при работе на угле Котельная после реконструкции при работе на щепе Годовая производительность Р_ф [Гкал/год] 3796 3796 Фактический годовой расход энергоресурсов W_ф, [т у.т./год] 763 644 Фактический удельный расход энергоресурсов w_ф [т у.т./Гкал] 0,201 0,170 Рациональный годовой расход энергоресурсов W_p [т у.т./год] 661 678 Рациональный удельный расход энергоресурсов w_p [т у.т./Гкал] 0,174 0,179

Таблица 7 Название вещества Фактический валовой выброс [т/год] до реконструкции Фактический валовой выброс [т/год] после реконструкции Азот (IV) оксид (Азота диоксид) 3,225 2,010 Азот (II) оксид (Азота оксид) 0,524 0,327 Углерод (Сажа) 23,968 11,564 Сера диоксид (Ангидрид сернистый) 7,708 0,0 Углерод оксид 21,596 18,517. Бенз/а/пирен (3,4-Бензпирен) 0,000 0,000 Угольная зола (20<SiO2<70) 47,105 0,000 Взвешенные вещества 0,0 6,643 Всего вредных веществ 104,125 39,060

Годовой расход энергоресурсов (условного топлива) снижен с 763 т.у.т. до 644 т.у.т., т.е. на 15,6% (табл.6).

Замена вида топлива с угля на щепу обеспечила значительное снижение фактических валовых выбросов по большинству вредных веществ (табл.7), в том числе: диоксида серы на 7,708 т (до 0), монооксида углерода - на 3,079 т сажи - на 12,404 т, а также суммарного валового выброса на 65,065 тонн, т.е. на 62,5% (пропорционально снижению годового расхода условного топлива).

Коэффициент К_эф, характеризующий повышение энергоэффективности котельной после реконструкции, отражает снижение удельного расхода энергоресурсов (условного топлива) на 1 Гкал на 15,4%.

Коэффициент К_вф, характеризующий улучшение экологической обстановки котельной после реконструкции, отражает снижение фактических удельных выбросов (табл.8) на 62,5%, пропорциональное снижению удельного расхода топлива (у.т.) на 15,4%.

Таблица 8 Название вещества Фактический удельный выброс [г/Гкал] в котельной до реконструкции Фактический удельный выброс [г/Гкал] в котельной после реконструкции Азот (IV) оксид (Азота диоксид) 850 529 Азот (II) оксид (Азота оксид) 138 86 Углерод (Сажа) 6314 3046 Сера диоксид (Ангидрид сернистый) 2031 0 Углерод оксид 5689 4878 Бенз/а/пирен (3,4-Бензпирен) 0 0 Угольная зола (20<SiO₂<70) 12409 0 Взвешенные вещества 0 1750 Всего вредных веществ 27430 10290

В результате реконструкции сэкономили энергоресурсы (условное топливо) в количестве 119 т у.т. в год или примерно 15% от использованного до реконструкции количества для обеспечения заданного уровня производительности, что соответствует снижению себестоимости выработки 1 Гкал тепла примерно на 15%. Ежегодные выплаты за вредные выбросы снизились пропорционально уменьшению валовых выбросов примерно на 60%.

Использование изобретения позволяет сэкономить энергоресурсы и повысить энергоэффективность промышленных предприятий и энергетических объектов ТЭК с обязательным учетом экологических аспектов и обеспечением рационального природопользования.

Изобретение относится к областям энергетики и охраны окружающей среды и может быть использовано при комплексном обследовании энергоэффективности и изменения экологической обстановки на промышленных предприятиях топливно-энергетического комплекса РФ. Сущность: измеряют энергопроизводственные показатели. Определяют линейные зависимости фактического расхода энергоресурсов от производительности для каждого j-го технологического и вспомогательного производства. Определяют рациональные и фактические значения абсолютного и удельного расхода энергоресурсов для каждой k-й точки времени базового и рассматриваемого периода при фактической производительности. Определяют коэффициент энергоэффективности для каждого j-го производства и каждого i-го вида энергоносителя. По знаку и величине коэффициента энергоэффективности делают вывод об отклонении фактического расхода энергоресурсов от рационального. Одновременно определяют экологопроизводственные показатели - валовые выбросы/сбросы за рассматриваемый период для каждого j-го технологического и вспомогательного производства. Выявляют линейные зависимости фактических валовых выбросов/сбросов от производительности, пропорциональные фактическому энергопотреблению. Определяют рациональные и фактические значения валовых и удельных выбросов/сбросов для каждой k-й точки времени базового и рассматриваемого периода при фактической производительности, пропорциональные рациональным и фактическим значениям абсолютного и удельного расхода энергоресурсов. Определяют коэффициент изменения экологической обстановки для каждого j-го вида энергоносителя и каждого i-го производства, характеризующий отклонение фактического удельного объема выбросов/сбросов от его рационального значения. Оценивают в комплексе критерии энергоэффективности и изменения экологической обстановки на объекте по полученным значениям коэффициентов энергоэффективности и коэффициентов изменения экологической обстановки. Разрабатывают комплекс мер, одновременно обеспечивающих снижение фактического расхода энергоресурсов и уменьшение удельного количества выбросов на единицу продукции. Технический результат: расширение функциональных возможностей. 1 з.п. ф-лы, 8 табл.

1. Способ комплексного энергоэкологического обследования энергетических и промышленных объектов, включающий измерение энергопроизводственных показателей, определение линейных зависимостей фактического расхода энергоресурсов от производительности W_j=f(П_j) для каждого j-го технологического и вспомогательного производства, определение рациональных и фактических значений абсолютного и удельного расхода энергоресурсов для каждой k-й точки времени базового и рассматриваемого периода при фактической производительности Р_kф, определение коэффициента энергоэффективности Kⁱ _эj для каждого j-го производства и каждого i-го вида энергоносителя, по знаку и величине которого делают вывод об отклонении фактического расхода энергоресурсов от рационального, отличающийся тем, что одновременно определяют экологопроизводственные показатели - валовые выбросы/сбросы (M_j) за рассматриваемый период для каждого j-го технологического и вспомогательного производства, выявляют линейные зависимости фактических валовых выбросов/сбросов от производительности M_j=f(P_j), пропорциональные фактическому энергопотреблению W_j=f(P_j), определяют рациональные и фактические значения валовых и удельных выбросов/сбросов для каждой k-й точки времени базового и рассматриваемого периода при фактической производительности Р_kф, пропорциональные рациональным и фактическим значениями абсолютного и удельного расхода энергоресурсов, определяют коэффициент изменения экологической обстановки Kⁱ _вj для каждого j-го вида энергоносителя и каждого i-го производства, характеризующий отклонение фактического удельного объема выбросов/сбросов от его рационального значения, оценивают в комплексе критерии энергоэффективности и изменения экологической обстановки на объекте по полученным значениям коэффициентов Kⁱ _эj и Kⁱ _вj и разрабатывают комплекс мер, одновременно обеспечивающих снижение фактического расхода энергоресурсов (Kⁱ _эj<0) и уменьшение удельного количества выбросов на единицу продукции (Kⁱ _вj<0).

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что валовые выбросы/сбросы и линейные зависимости фактических валовых выбросов/сбросов от производительности, пропорциональных фактическому энергопотреблению W_j=f(P_j), определяют в соответствии с выражением: M_j=P_jc_j+d_j [т/год], где с_j и d_j - коэффициенты уравнения регрессии, определяемые в свою очередь из выражений:


где P_j и M_j - фактические значения из набора производительности и валовых выбросов/сбросов за рассматриваемый период соответственно;
n - фактическое количество пар (P_j и M_j), отобранное при анализе рассматриваемого периода.