Проблемы энерго и ресурсосбережения. Мероприятия по ресурсосбережению

По оценке отечественных и зарубежных специалистов, одним из основных направлений улучшения экологической обстановки в мире и сохранения здоровья населения является снижение уровня потребления природных энергетических ресурсов.

Рассмотрим значение этого вопроса на примере жилищно-строительной сферы ¾ одного из главных потребителей энергии как у нас в России, так и за рубежом. В России на нужды жилищно-строительного комплекса расходуется в год почти 240 млн т условного топлива, что составляет 20% всех потребляемых в стране топливо-энергетических ресурсов. Поэтому в условиях нарастающего в мире энергетического кризиса и роста стоимости энергоносителей снижение энергопотребления полностью отвечает принципам устойчивого развития, т. е. стратегии экологически устойчивого (самоподдерживающегося) социально-экономического развития.

Энергосбережение предусматривает крайне экономное расходование энергетических ресурсов. Не случайно поэтому на Конференции ООН в Рио-де-Жанейро (1992) и последующих саммитах особое внимание обращалось на всемирное сбережение энергии и максимально эффективное ее использование.

То, что энергосбережение является магистральным путем устойчивого развития общества, объясняется несколькими причинами. Во-первых, исчерпаемостью (конечностью) органических природных энергетических ресурсов. Во-вторых, резким повышением стоимости природных энергоресурсов. В-третьих, рост энергопотребления сопровождается значительным усилением негативного антропогенного воздействия на естественные экологические системы и природные комплексы.

Экономически развитые страны Европы, а также США, Япония и другие страны повышенное внимание к проблемам энергосбережения стали уделять после мирового энергетического кризиса в 70-е годы. Приоритетной была признана концепция, направленная на энергосбережение, а не на все возрастающее производство новых энергоресурсов. В результате реализации этой программы к середине 90-х годов годовой расход энергии в указанных странах в среднем был снижен на 30-40%.

В связи с резким удорожанием энергии организационные процессы по энергосбережению начались и у нас в России. Энергосбережение официально было признано главным направлением в энергетической стратегии страны. В январе 1998 г. Правительство России утвердило Федеральную целевую программу «Энергосбережение России на 1998-2005 годы». Несколько ранее, 9 июля 1997 г. правительством было принято постановление «О повышении эффективности использования энергетических ресурсов… предприятиями бюджетной сферы». Согласно решению Минстроя Российской Федерации от 11 августа 1995 г. «О принятии изменений № 3 в СНиП II-3-79 «Строительная теплотехника» в целях энергосбережения значительно повышены требования к термическому сопротивлению ограждающих конструкций зданий.

В отечественном жилищно-строительном комплексе используются несколько видов энергоносителей: органическое топливо, электроэнергия и теплоэнергия. Существенные потери энергии наблюдаются на всех стадиях производства работ: от транспортировки топлива до его использования в строительных и жилищно-бытовых целях. Например, устаревшая технология центрального теплоснабжения, используемая в жилищно-бытовом секторе, приводит к значительным потерям энергоносителей.

Б. А. Пермяков (2000), анализируя потери энергии в строительной отрасли, считает, что один из крупнейших потребителей газа ¾ промышленность строительных материалов еще слабо использует неограниченные возможности энергосбережения. Так, например, коэффициент полезного действия (КПД) заводов по производству стекла часто не превышает 35-40%, на кирпичных заводах и предприятиях по производству керамических изделий потери теплоты в сушильных установках достигают 52%, а в печи ¾ 63%. Огромное количество теплоты уходит вместе с отходящими газами в окружающую среду при получении цементного клинкера по технологии мокрого способа и т. д.

И хотя в настоящее время практически для всех видов производств строительного профиля разработаны энергосберегающие, теплоутилизирующие установки и приняты другие теплозащитные меры, уровень энергоэффективности предприятий строительной отрасли и жилищно-коммунального хозяйства у нас в стране значительно ниже зарубежного.

Мировая практика развития индустриальных стран показывает, что потребление энергии только в жилищном секторе может быть сокращено по крайней мере в 2 раза, если внедрять новейшие технологии производства и эксплуатации материалов и оборудования.

К основным факторам, определяющим непроизводительные потери энергии в строительной сфере, специалисты относят:

¨ ориентацию строительной индустрии и промышленности строительных материалов на преимущественный выпуск и использование энергоемких материалов (кирпич, керамзитобетон и др.);

¨ применение ограждающих конструкций зданий с низким уровнем теплозащиты;

¨ несовершенство технических систем теплоснабжения и инженерного оборудования зданий;

¨ неэффективное использование градостроительных приемов, объемно-планировочных и конструктивных решений;

¨ недостаточное развитие нетрадиционных систем энергообеспечения.

Переход к энергосберегающему производству требует не только реформирования экономических отношений и совершенствования технологий, но и изменения всего образа жизни, развития нового мышления. Следует постоянно помнить, что с учетом нынешней экологической обстановки в мире, альтернативы энерго- и ресурсосберегающим технологиям как в мире, так и в нашей стране не существует.

Введение новых российских теплотехнических требований поставило перед проектировщиками и строителями ряд сложных задач, требующих безотлагательного их решения. Главным направлением экологичного энергопотребления в сфере строительства и эксплуатации зданий и сооружений академик РААСН С. Н. Булгаков (1999) считает осуществление полного комплекса энергосберегающих мероприятий: градостроительных, архитектурно-планировочных, конструктивных, инженерных и эксплуатационных. При этом, по его мнению, удельная доля энергосбережения за счет совершенствования градостроительных решений должна составлять 8-10%, архитектурно-планировочных ¾ до 15%, конструктивных систем ¾ до 25%, инженерных систем ¾ до 30%, технологии эксплуатации (включая установку приборов учета, контроля и регулирования тепло- и электропотребления) ¾ до 20%.

Энергосберегающие градостроительные решения, по мнению С. Н. Булгакова и других специалистов, должны включать:

1) установление моратория на расширение границ городов в течение 20-30 лет с целью более рационального использования городских магистральных теплопроводов и других энергосистем;

2) включение в генпланы, программы и бизнес-планы застройки жилых кварталов мероприятий по ликвидации сквозных ветрообразующих пространств;

3) организацию замкнутых дворовых и внутриквартальных территорий;

4) использование естественной теплоты Земли и развитие подземной урбанизации с целью экономии энергоресурсов.

В целях энергосбережения необходимо также правильное размещение и взаиморасположение зданий и жилых комплексов, использование защитных свойств рельефа и т. д.

К эффективным решениям в области энергосберегающего архитектурно-планировочного направления относят строительство ширококорпусных жилых домов с сокращением удельной площади ограждающих конструкций на 1 м 2 площади жилья, возведение мансардных этажей на существующих зданиях для предотвращения сверхнормативных потерь тепла через покрытия и др. (рис. 21.1).

Рис. 21.1. Устройство мансард из объемных блок-комнат
с повышенными теплозащитными свойствами:
а, б ¾ общий вид дома до и после реконструкции; в ¾ план мансарды

При архитектурном проектировании жилых домов с целью сбережения энергии прибегают также к таким мерам, как упрощение конфигурации домов, оптимальная ориентация их по ветру и по солнцу, оптимизация внутренней планировки и т. д.

Весомый вклад в энергосбережение в строительной сфере могут внести оптимальные конструктивные системы, применяемые при возведении и эксплуатации зданий. Известно, что при действующей практике проектирования и строительства более 60% тепла уходит через ограждающие конструкции: внешние стены, потолок, крышу, окна, двери и фундамент. Поэтому основной резерв теплосбережения кроется в надежной теплоизоляции всего корпуса жилого дома.

Самый трудоемкий процесс ¾ утепление стен , ранее достигалось либо увеличением их толщины, либо использованием материалов с большим теплосопротивлением. Однако для удовлетворения новых требований по теплозащите кирпичные стены в центральных районах России нужно было бы проектировать толщиной не менее 1 м. Поэтому с учетом повышенных требований к теплоэффективности и к сбережению ресурсов, основным способом снижения теплопотерь становится утепление стен с помощью новых эффективных материалов с теплосопротивлением R от 0,19 до 0,42 на 1 см (табл. 21.1).

Следует отметить, что в России на душу населения производится теплоизоляционных материалов в несколько раз меньше, чем в других экономически развитых странах. Объем выпуска этих материалов на 1000 жителей составляет в Японии ¾ 350 м 3 , Финляндии ¾ 416 м 3 , США ¾ 496 м 3 , в России ¾ 120 м 3 . К сожалению, в нашей стране практически не производятся ценнейшие утеплители из базальта и вермикулита. Недостаточно используются весьма перспективные отечественные материалы на основе вспученного перлита, геокар на основе торфа, тизол на основе гипса и др.

В различных странах, в том числе и в России, при утеплении наружных стен крупнопанельных домов широко используется многослойная теплоизоляционная система (МТИС) «мокрого» типа. Академическим институтом инвестиционно-строительных технологий РААСН для всех климатических поясов России разработан сухой способ утепления наружных стен.

Теплоэффективная архитектура дома немыслима без увеличения сопротивления теплопередачи окон, так как через них проходит от 20 до 70% всех потерь через ограждающие конструкции. При этом имеют значение типы остекления, виды остекленных пространств, типы теплоизоляции остекления. Стандартные конструкции окон, выпускаемые многими зарубежными фирмами, характеризуются полной герметичностью и жесткой рамой, двумя – тремя слоями стекла с расстоянием между ними 8-12 мм и заменой воздуха между стеклами на инертный газ (аргон), либо вакуум.

Как считают многие специалисты, существующие на сегодня в России повышенные нормативные теплозащитные требования могут быть выполнены лишь при использовании оконного заполнения из древесины и стеклопластика с тройным остеклением, либо специльных стеклопакетов с двойным слоем пленки.

Для снижения потерь тепла перспективно также использование окон с теплоотражающими стеклами. Однако во всех случаях максимально возможная величина теплосопротивления окон будет ниже теплосопротивления стен, поэтому рекомендуется использовать дополнительные теплозащитные экраны: ставни, шторы, занавески и др.

В районах с холодным климатом через фундамент здания теряется от 20 до 30% тепла от общих потерь через ограждающие конструкции. Для снижения этих потерь необходима тщательная теплоизоляция фундамента вместе с мероприятиями по водоотведению, парозащите и достаточной вентиляции подвальных помещений. Наибольший теплозащитный эффект дает теплоизоляция фундаментов с внешней стороны.

Энергосберегающие инженерные системы ¾ энергоисточники, оборудование, контрольно-измерительные приборы и др., по оценке специалистов, позволяют сократить расход тепла на отопление и нагрев воздуха на 25-30%. Основные составляющие этого направления: использование высокопроизводительного котельного оборудования и повышение его КПД; устранение теплопотерь в системах централизованного теплоснабжения; переход на автономные системы горячего водоснабжения с использованием газовых или электронагревателей; введение поквартирной системы отопления; установка терморегулирующей аппаратуры для регулирования обогрева жилых зданий в зимний и осенне-весенний периоды, в дневное и ночное время и т. д.

В аналитическом обзоре современных проблем экологичного энергопотребления (Аврорин и др., 1997) в числе других мер по сбережению энергии при проектировании и строительстве жилых зданий и сооружений названы:

¨ энергосберегающий образ жизни; обучение энергосберегающему проектированию и строительству;

¨ использование искусственной вентиляции с рекуперацией тепла и уменьшением неконтролируемого воздухообмена;

¨ сбережение электроэнергии на освещение с помощью новых типов светильников (в основном люминесцентных ламп) и использование более эффективных холодильников, телевизоров и др.;

¨ использование строительных материалов с минимальной затратой энергии на их добычу и транспортировку;

¨ использование строительной техники без тяжелых энергоемких строительных машин и оборудования;

¨ рациональная организация строительных работ и сокращение сроков строительства;

¨ компьютерное математическое моделирование, оптимизация всех теплозащитных характеристик и контроль за работой инженерных систем.

Как справедливо отмечают авторы аналитического обзора, правильное соотношение характеристик дома является ключевым в вопросах сбережения энергии. «Мы можем сколько угодно утеплять стены, но не получим желаемого эффекта, если не предпримем меры, предотвращающие неконтролируемый обмен воздухом с внешней средой, или не утеплим в достаточной мере окна и двери».

В уже существующей жилой застройке в первую очередь экологическое энергопотребление следует начинать с проведения энергетического аудита, совершенствования инженерного оборудования и теплоизоляции корпусов жилых домов, установки приборов автоматического регулирования отпуска тепла.

Основные энергосберегающие мероприятия при проектировании, строительстве и эксплуатации жилых зданий и сооружений, рассмотренные выше, в обобщенной форме отражены на рис. 21.2.

Резервы строительного комплекса в области экологичного энергопотребления огромны. В последние годы в нашей стране намечается повышение эффективности использования топливно-энергетических ресурсов, чему в немалой степени способствовали принятые законодательные и нормативные документы в области энергосбережения.

Значительное сбережение энергоресурсов в жилищно-строительной сфере может быть достигнуто и с помощью строительства заглубленных жилых зданий, которые принято называть энергосберегающими .

В истории использования подземного пространства в энергетических целях выделяют три этапа: первый ¾ приспособление человеком естественных и искусственно созданных им пещер и других подземных выработок для защиты от неблагоприятного погодного воздействия, второй ¾ строительство отдельных зданий и единичных «подземных городов», не требующих при эксплуатации значительных энергозатрат; третий ¾ в условиях энергетического и экологического кризиса массовое строительство заглубленных зданий, позволяющих экономить энергоресурсы при их эксплуатации и в наименьшей степени загрязнять окружающую среду.

Экологический аспект этой проблемы ярко очерчен в работе Р. Стерлинга, Дж. Кармоди и др. (1983), подчеркнувших, что «человек всегда обращался к земле, чтобы защититься от воздействия неблагоприятных и экстремальных климатических условий. Лишь исторически непродолжительная эра доступного и дешевого топлива позволила строить дома, не зависящие от климатических условий, и снабжать эти дома энергией… Теперь, когда количество природного топлива сокращено, а цены на него быстро растут, настало время пересмотреть взгляды на те возможности, которые предлагает нам земля.

При имеющихся в нашем распоряжении конструкциях нет необходимости возвращаться к пещерам. Цель строительства заглубленных жилищ ¾ поддержать или улучшить взаимоотношение их с окружающей средой; используя землю как одеяло, укрыть здание со всех сторон, земля защитит его как барьер от ветра, холода, нежелательной инфильтрации осадков и будет препятствовать потерям тепла».

Энергосберегающие заглубленные здания по глубине заложения подразделяют на полузаглубленные (отвальные), заглубленные (мелкого и глубокого заложения) и врезанные в склоны (рис. 21.3, Швецов, 1994), а по характеру объемно-планировочного решения на возвышающиеся, врезанные в крутые откосы, здания с внутренними двориками и здания сквозного типа.

Рис. 21.3. Типы заглубленных зданий в зависимости от степени заглубления:
а ¾ полузаглубленные; б ¾ заглубленные; в ¾ врезанные в склоны

По К. К. Швецову (1994), необходимый эффект снижения энергозатрат при эксплуатации заглубленных зданий может быть достигнут лишь при соблюдении ряда требований, касающихся выбора места для строительства, определения типа здания и глубины его заложения, размещения на участке и ориентации, наличия соответствующего инженерного оборудования и т. д.

Эффективность снижения энергопотребления во многом будет определяться защитной толщей грунта (обсыпкой), а также компактностью планировочных решений (предпочтительнее кубическая и близкие к ней формы зданий), конструктивными решениями теплоизоляции и гидроизоляции.

Поскольку заглубленные жилые здания возводят только с условием их естественного освещения и инсолирования, их не строят более одного – двух этажей. Определенный эффект в снижении энергопотребления в этих зданиях может быть достигнут при использовании солнечной энергии (активные и пассивные гелиосистемы) и других нетрадиционных источников энергии.

Участки земной коры, а точнее подземное пространство, пригодное для размещения объектов различного назначения, с градостроительных позиций рассматривалось нами выше. Помимо эколого-градостроительных выгод освоение подземного пространства позволяет значительно сократить затраты энергоресурсов при эксплуатации объектов различного назначения. Например, в Швеции строительство подземных сооружений для хранения нефти и нефтепродуктов объемом более 100 тыс. м 3 более экономично, чем наземных, так как при этом потребление энергии на отопление снижается в 3 раза и на охлаждение в 10 раз.

Экодомом называют автономный малоэтажный дом, в котором в максимально возможной степени используются природные процессы для обеспечения его жизнедеятельности, включая энергообеспечение и переработку всех видов отходов.

В случае если здание вносит определенные помехи в круговорот веществ и энергии, но в целом обеспечивает благоприятную для человека внутреннюю среду, необходимую связь с окружающим ландшафтом, максимально использует тепловую энергию, его называют экологичным (Тетиор, 1991). Различают следующие их виды: энергосберегающие, гелиоэнергоактивные, биоэнергоактивные, ветроэнергоактивные и др.

Экодом ¾ своеобразная экологическая антропогенная экосистема, биологически активный объект. Он включает в себя и окружающий участок ландшафта, в пределах которого осуществляется полная утилизация отходов и повышается биологическая активность почвы.

Главное отличие экодома от традиционного дома ¾ это наличие в нем систем жизнеобеспечения, организованных по принципу экосистем, и независимость от городских сетей аналогичного назначения. При этом экодом не является полностью замкнутой искусственной экосистемой, подобно создаваемым ранее в США системам, стимулированным космическими программами и оказавшимися непригодными для длительного пребывания в них человека из-за ухудшения микробиологического состава внутренней среды. Экодом ¾ это открытая система, тесно связанная с окружающей природной средой и образующая с ней единую экологическую систему (рис. 21.4).

Рис. 21.4. Проектное предложение по созданию экологически чистого дома
(по В. И. Белоусову, 1998)

Экологически чистый энергоэффективный жилой дом разработан сотрудниками НПО «Инсолар» совместно с американской фирмой «Peace Ecology» (АВОК, 1994, № 1-2). Теплоснабжение, горячее водоснабжение и кондиционирование осуществляются в нем с помощью нетрадиционных источников энергии. По сравнению с традиционными аналогами существующее инженерное оборудование позволяет снизить затраты энергии на эксплуатацию на 60-70%. В качестве источников низкопотенциального тепла для испарителей теплонасосных установок АНТУ-10 и ТУГВ-200 используется грунт поверхностных слоев и вентиляционные выбросы. Площадь застройки 260 м 2 , число этажей ¾ 3, высота комнат ¾ 3 м.

По А. В. Аврорину (1999), основные преимущества экодома в энергосбережении и сохранении окружающей среды в сравнении с обычными малоэтажными домами следующие:

¨ отсутствие дорогостоящих централизованных коммуникаций теплоснабжения и канализации. Использование при необходимости автономных электрогенераторов и артезианских вод (при их наличии);

¨ эффективное энергосбережение за счет высокой степени теплоизоляции ограждающих конструкций. Сбережение энергии при вентиляции и кондиционировании;

¨ непременное использование солнечной энергии для обогрева дома и получения горячей воды. В лучших конструктивных образцах экодомов за счет этого источника получают до 80% энергии;

¨ освещение экодома, как правило, электрическое с использованием экономичных источников света: галогенных и люминесцентных ламп, которые могут работать и от солнечных батарей;

¨ утилизация с помощью биореакторов всех видов органических отходов, которые перерабатываются в компост и затем используются в теплице и на приусадебном участке в качестве естественного удобрения. Таким образом культивируются биоинтенсивные системы земледелия без использования химикатов и удобрений извне, при этом биологическая активность почвы увеличивается;

¨ уменьшение экологической нагрузки на окружающую среду с помощью экономии материальных ресурсов, использование щадящих природу ресурсосберегающих строительных и возобновляемых материалов;

¨ использование в архитектуре экодома энергосберегающих и эстетических принципов, соответствующих историческим, национальным и культурным особенностям его обитателей и территории.

Этим перечнем далеко не исчерпываются все экологические преимущества экодомов. Помимо решения проблем энергосбережения и ряда других экологическую привлекательность им могут придавать:

¨ применение только природных (преимущественно местных) строительных материалов с пониженной эмиссией летучих компонентов;

¨ консервация дождевой воды, очистка воды с помощью локальных очистных сооружений;

¨ биопозитивность дома (озеленение крыши, фасада и балконов, декор дома и др.);

¨ автоматизация экологического контроля за взаимодействием экодома и окружающей природной средой.

Создание энергосберегающих экодомов в мире активно практикуется с начала 70-х гг. и, несмотря на все препятствия, их количество неуклонно растет. Так, например, в Германии число энергопассивных , т. е. с нулевым теплопотреблением, домов превысило одну тысячу, а количество домов с низким теплопотреблением исчисляется многими тысячами.

В Швеции построены сотни экодомов особой конструкции, с замкнутым циклом водо- и энергоснабжения и специальным биореактором по переработке органических отходов. Активно используются альтернативные источники энергии: солнечные батареи, ветрогенераторы, генераторы биогаза.

Экодома такого типа начинают строить и в России. Например, по данным Е. и М. Кондрашовых (2001), в настоящее время проектируется строительство экопоселения в Тамбовской области. В состав экодомов будут входить зимние сады, теплицы, ориентированные на юг солнечные коллекторы, тепловые аккумуляторы, генераторы биогаза и т. д. Авторы полагают, что по теплозащитным и экологическим показателям подходящим материалом для возведения стен одноэтажных зданий будет глино-соломенная смесь. Интересно, что в Швеции и США до сих пор стоят дома, построенные из соломенных тюков еще в XIX в.

Идея создания экодомов с использованием природных циклов жизнеобеспечения весьма обнадеживает, ибо, на наш взгляд, это не только экономия энергоресурсов и внедрение нетрадиционных возобновимых источников энергии, не только реализация энергосберегающего образа жизни, но, главное, впечатляющий пример «во всех отношениях безопасного и достойного сосуществования людей и окружающей природы». Остается надеяться, что удачные образцы экодомов будут стимулировать развитие массового экологического энергосберегающего домостроения в нашей стране.

Понятие устойчивого развития включает в себя как обязательный компонент постепенный переход от энергетики, основанной на сжигании органического топлива (нефть, уголь, газ и др.), к нетрадиционной (альтернативной) энергетике, использующей возобновляемые экологически чистые источники энергии ¾ солнце, ветер, энергию биомассы, подземное тепло и др. (рис. 21.5).

Рис. 21.5. Классификация возобновляемых источников энергии
(Энергоактивные здания, 1988, с изм.)

В послании международной экологической организации Гринпис правительствам всех стран отмечается, что «правительства должны признать, что углеводородное топливо ¾ основная причина изменения климата и что единственной стабильной системой энергоснабжения, способной отвечать нашим энергетическим потребностям, может быть система, основанная на возобновляемых источниках энергии».

Основные преимущества возобновляемых источников энергии хорошо известны: практическая неисчерпаемость запасов (рис. 21.5) и относительная экологическая безвредность, в связи с отсутствием побочных эффектов, загрязняющих природную среду. Сдерживает их развитие недостаточный на сегодняшний день технический уровень индустриальных методов использования.

В жилищно-строительной сфере, как и во всех других видах человеческой деятельности, использование нетрадиционных возобновляемых источников энергии получило широкое развитие.

Энергия Солнца . В современной мировой практике энергоснабжения излучение Солнца ¾ возможно, главный нетрадиционный источник энергии. Появилась новая отрасль энергетики ¾ гелиоэнергетика , созданы специальные энергетические установки ¾ гелиосистемы.

«Ливень» солнечной энергии неисчерпаем. Лишь незначительная часть излучения Солнца (0,02%) попадает в биосферу Земли, но и этого количества энергии достаточно, чтобы в тысячи раз перекрыть общую мощность всех электростанций мира.

К недостаткам солнечной энергии относят дискретность (прерывистость) ее поступления на поверхность Земли (по часам суток, времени года, географическим поясам) и зависимость от метеорологических условий. Например, в России специалисты рекомендуют размещать гелиополигоны южнее 55° с. ш. В связи с этим многие зарубежные ученые работают над проблемой выноса гелиосистем на околоземную орбиту. Предполагается строительство в Европе 40 спутниковых солнечных электростанций , способных обеспечить около 20% потребности в электроэнергии. Однако не исключено, что солнечные электростанции могут причинить ущерб окружающей среде в процессе передачи энергии на Землю (А. И. Мелуа и др., 1988).

Существует два основных направления использования солнечной энергии: выработка электрической энергии и получение тепловой энергии (теплоснабжение). Применение солнечных электрогенераторов находится все еще в начальной стадии, зато использование солнечного теплоснабжения для обогрева жилых зданий занимает в мировой практике уже значительное место.

Так, в США в 1977 г. насчитывалось около 1000 солнечных домов, в 90-е гг. число их превысило 15 тыс. Солнечные установки для подогрева воды имеют 90% домов на Кипре и 70% в Израиле. Только за последние 15 лет в Японии построены сотни тысяч зданий с солнечным подогревом, что позволило резко уменьшить выбросы в атмосферу диоксида углерода и других парниковых газов.

Солнечная энергетика в России развита совершенно недостаточно, хотя половина ее территории находится в благоприятных для использования солнечной энергии условиях ¾ в год ее поступает не менее 100 кВт ч/м 2 , а в таких районах, как Дагестан, Бурятия, Приморье, Астраханская область и др. ¾ до 200 кВт ч/м 2 (Стребков, 1993).

Солнечная энергия очень удобна для энергоснабжения зданий. Как показали экспериментальные исследования, только за счет энергии солнечных лучей, падающих на ограждающие конструкции зданий, можно полностью решить энергетические проблемы, связанные с их обогревом, горячим водоснабжением и др.

Существует три вида гелиосистем, служащих для удовлетворения тепловых нужд здания: пассивные, активные и смешанные (Швецов, 1994).

В пассивных гелиосистемах само здание служит приемником и преобразователем солнечной энергии, а распределение тепла осуществляется за счет конвенции.

Основным элементом более дорогостоящей активной гелиосистемы является коллектор ¾ приемник солнечной энергии, где солнечный свет преобразуется в тепло. Гелиоколлектор представляет собой теплоизолированный ящик: видимый свет от солнца проходит сквозь прозрачное покрытие (стекло или пленку), попадает на зачерненную панель и нагревает ее. При специальной конструкции коллектора внутри его достигается очень высокая температура, позволяющая успешно осуществлять горячее водоснабжение.

Оценивая эффективность применения солнечного теплоснабжения в нашей стране, Н. Пинигин и А. Александров (1990) показали, что использование солнечных установок в режиме круглогодичного горячего водоснабжения зданий экономически целесообразно практически для всей южной части Российской Федерации.

В последние годы созданы установки с сезонным аккумулированием тепла, что позволяет даже в условиях Сибири сохранить до 30% топливных ресурсов и использовать их для обогрева небольших домов в зимний период. Необходимы дальнейшие поиски использования солнечной энергии не только в южных, но и в северных районах России, особенно учитывая, что в Норвегии и Финляндии такой опыт уже имеется.

Использование солнечной энергии в жилищно-строительной сфере не ограничивается только теплоснабжением жилых зданий. Так, АО «ПИ-2» разработало серию проектов гелиополигонов (стационарных и мобильных, сезонных и круглогодичного действия), в которых впервые в мире для термовлажностной обработки сборных железобетонных конструкций и изделий была использована солнечная энергия без промежуточных превращений (Великолепов, 1995) (рис. 21.6). После укладки гелиопокрытия (СВИТАП) железобетонное изделие превращается в аккумулятор тепла, после чего начинает действовать другой источник тепла ¾ экзотермия цемента.

Рис. 21.6. Общий вид и технологическая схема гелиополигона круглогодичного действия:
1 ¾ гелиокамеры; 2 ¾ форма на колесах; 3 ¾ СВИТАП; 4 ¾ запирающий щит;
5 ¾ инфракрасные излучатели; 6 ¾ механизм передвижения форм; 7 ¾ производственный корпус с БСЦ;
8 ¾ бетоновозная эстакада; 9 ¾ склад арматурных каркасов; 10 ¾ бетоноукладчик;
11 ¾ склад готовой продукции с зоной дозревания; 12 ¾ козловой кран

Строительство таких гелиополигонов позволяет: сократить объемы строительно-монтажных работ, повысить долговечность и качество изделия, снизить его стоимость, отказаться от котельной, теплотрасс, пропарочных камер, уменьшить нагрузку на окружающую среду и, главное, экономить условное топливо. По мнению авторов проекта, необходимо пересмотреть способы производства сборного железобетона и создать условия для широкого внедрения энергосберегающих технологий, использующих солнечную энергию.

В заключение приведем высказывание лауреата Нобелевской премии Жореса Алферова (2001) по поводу использования солнечной энергии: «Солнце ¾ это термоядерный реактор, который работает миллионы лет надежно и безопасно. И задача преобразования солнечной энергии в электрическую будет решена. Может быть, даже в нашем ХХI веке. Академик Иоффе мечтал о солнечной энергетике и ее широком применении, когда КПД солнечных преобразований равнялся 0,1%. Сегодня КПД солнечных преобразований на гетероструктурах достиг 35%. Да, это по-прежнему дороже, чем атомная энергетика. Но дороже не на порядок, а лишь в несколько раз. И хочется верить, что лет через пятнадцать – двадцать солнечная энергетика будет сравнима или даже обойдет другие виды».

Завораживающей сознание выглядит идея, предложенная японскими специалистами, о строительстве единой для всей планеты гигантской солнечной электростанции где-нибудь в Сахаре или пустынях Австралии. Для этой станции потребовалась бы площадь, эквивалентная квадрату со стороной 800 км. Но уже сейчас суммарная площадь солнечных отражателей, используемых в мировой практике, превышает 6 млрд м 2 (США ¾ 1,8 млрд м 2 , Япония ¾ 1,3 млрд м 2 и т. д.).

Энергия ветра. Направление энергетики, связанное с ветровой энергией, называют ветроэнергетикой , а здания, в которых энергия ветра преобразуется в электрическую, тепловую и другие виды энергии, ¾ ветроэнергоактивными .

Ветроэнергетика становится рентабельной при средних скоростях ветра от 3 до 10 м/с при повторяемости около 60-90% и, следовательно, может использоваться лишь в районах с постоянным ветром (Крайний Север, побережье Охотского моря, Камчатка, Курилы, Прикаспийская низменность и др.).

В ветроэнергоактивном здании энергия ветра преобразуется с помощью ветрового колеса, размещенного в здании. Основным рабочим органом является ротор, который вращает генератор.

По А. Н. Тетиору (1991), важной экологической проблемой является защита здания и жителей от механических колебаний, генерируемых ветроустановкой. Применение различных способов виброизоляции, включая размещение ветроэнергетических установок вне жилых зданий, приводит к удорожанию их строительства. Значительным недостатком ветроэлектростанции является также генерация ими инфразвукового шума.

И, тем не менее, ветроэнергетика имеет большое будущее. За последние 20 лет она прошла путь от небольших агрегатов до современной многомиллиардной отрасли, обеспечивающей большое количество энергосистем. В 2001 г. ветротурбины, мощность которых составляла 14 000 МВт, генерировали «чистую» электроэнергию в более чем 30 странах мира. Только в США работает 9000 ветровых электроустановок, в Дании ¾ 1500. По данным Европейской ассоциации ветровой энергии, к 2020 г. ветровые электростанции обеспечат 10% мировой потребности в электроэнергии.

Геотермальная энергия. На территории СНГ запасы еще одного нетрадиционного источника энергии ¾ геотермального тепла , оцениваются в десятки миллионов тонн условного топлива. Идея использования тепла Земли как альтернативного энергоресурса не нова. Еще в 20-е гг. ХХ в. К. Э. Циолковский и В. А. Обручев считали возможным использование геотермального тепла. К началу ХХI в. мощность энергии геотермальных систем в мире превысила 16 млн кВт ч, что достаточно для обогрева многих тысяч квартир. Исландия полностью отказалась от использования органического топлива, и широко использует геотермальные воды.

Наиболее экономически выгодный вариант использования геотермального тепла ¾ строительство ГЭС с использованием водяного пара (температурой 200-400 °С). К сожалению, месторождения термального пара в России, да и в мире, редки, поэтому основное применение находят геотермальные (теплоэнергетичекие) воды с температурой до 200 °С, выходящие на поверхность земли в виде источников. Достаточно упомянуть в связи с этим Паужетскую гидротермальную станцию, построенную в 1967 г. на Камчатке.

Перспективным направлением в энергосбережении специалисты считают извлечение тепловой энергии из водонасыщенных пластов, залегающих на глубинах 2-3 км и имеющих температуру 150-200 °С. На выбранной площадке бурятся вертикальные и наклонные нагнетательные скважины, по которым закачивается теплоноситель, который прогревается горячими породами, а затем откачивается. Подобная теплоэнергетическая система называется циркуляционной и ее применение вполне целесообразно во многих районах СНГ (Северный Кавказ, Крым, Армения, Закарпатье и др.). Первая в России термоциркуляционная система действовала в г. Грозном, где вода после использования в теплицах нагнеталась на глубину 1 км, там она вновь нагревалась.

Энергия биомассы . Биомасса ¾ это выраженное в единицах массы количество живого вещества организмов, приходящееся на единицу площади или объема. В процессе переработки она преобразуется в органические отходы и биогаз.

В настоящее время биомасса широко используется в качестве топлива, что является результатом постоянных усилий ученых и специалистов по созданию экологически чистой энергии и предотвращению выбросов загрязняющих веществ в атмосферу.

В энергетических целях биомассу либо сжигают, используя теплоту сгорания (в этом случае продукты пиролиза могут загрязнять атмосферу), либо перерабатывают путем анаэробного сбраживания с целью получения биогаза (рис. 21.7). Биогаз, состоящий на 60-70% из метана и на 20-40% из углекислого газа, получают в специальных установках, основной частью которых является реактор (метантенк), т. е. бродильная камера, в которую загружают биомассу.

Рис. 21.7. Принципиальная схема переработки ТБО методом
анаэробного компостирования для получения биогаза:
1 ¾ приемный бункер; 2 ¾ мостовой грейферный кран; 3 ¾ дробилка; 4 ¾ магнитный сепаратор;
5 ¾ насос-смеситель; 6 ¾ метантенк; 7 ¾ шнековый пресс; 8 ¾ рыхлитель; 9 ¾ емкость для сбора
отжима; 10 ¾ цилиндрический грохот; 11 ¾ упаковочная машина; 12 ¾ крупный отсев;
13 ¾ склад удобрений; 14 ¾ газголдер; 15 ¾ компрессор; 16 ¾ уравнительная касера; I ¾ направление
движения отходов; II ¾ направление движения биогаза

Материалом для переработки на биогазовых установках служат твердые бытовые отходы, навоз, отходы деревообработки (кора, опилки, стружки), осадки биологических очистных устройств и др.

С экологической точки зрения укажем на некоторые отличительные особенности использования этого энергетического направления:

1) биотехнологическая трансформация биомассы в энергию считается абсолютно безвредной;

2) в отличие от традиционных источников энергии данный метод не загрязняет окружающую среду;

3) вырабатывается не только энергия, но и одновременно природная среда очищается (освобождается) от продуктов жизнедеятельности и других отходов.

После очищения от углекислого газа и сероводорода биогаз сжигают и используют в стандартных водонагревателях, газовых плитах, горелках и других приборах.

В строительной сфере биогаз, как показывает мировой опыт, широко используется как источник экологически чистой энергии при производстве многих строительных материалов: гипса, стекла, керамзита и др. Доказано также, что при сухом способе производства цемента экологически и экономически выгоднее во вращающихся обжиговых печах использовать не традиционные источники энергии, а биогаз.

К нетрадиционным возобновляемым источникам энергии относят также энергию приливов, энергию ветровых волн, тепловые насосы, энергию температурных колебаний различных слоев морской воды и т. д.

Перспективным методом использования нетрадиционных источников энергии считается объединение ряда зданий в единую энергосистему в виде гелио- и ветрогелиокомплексов, а также ветроэнергоактивных комплексов, дополненных тепловыми насосами для трех сред (Селиванов, 1993). Эксплуатация подобных жилищно-энергетических комплексов позволит не только экономить невозобновляемые источники энергии, но и исключить или свести к минимуму вредное воздействие энергетики на окружающую среду.

Одним из важнейших критериев пригодности техногенного сырья для производства строительных материалов и для других целей является токсичность и радиоактивность , т. е. степень его экологической чистоты. Использовать промышленные отходы в качестве вторичного сырья возможно лишь после разработки специальных нормативных документов на их применение. В случае соответствия отходов требованиям санитарных правил и норм радиационной безопасности они могут быть рекомендованы для практического применения.

В 1987 г. разработаны «Временный классификатор токсичных промышленных отходов» (№ 4286-87) и «Методические рекомендации по определению класса токсичности промышленных отходов», которыми надлежит пользоваться при оценке экологической безопасности техногенного сырья.

Для обеспечения экологической надежности вторичных сырьевых ресурсов выполняют необходимые лабораторные исследования, сравнивая состав исходного сырья с ПДК токсичных веществ. Шкала экологической безопасности и кондиционности техногенного сырья предусматривает полное отсутствие в нем органических канцерогенных веществ, не превышение ПДК таких элементов, как бериллий, таллий, селен, хром и ряда других экологически небезвредных, например, хлора, фтора, брома, серы и др. Особую опасность представляет наличие в техногенном сырье тяжелых металлов меди, титана, молибдена, ванадия и др.

В. Мымриным (1996) разработана технология, позволяющая получать высокоэффективные нетоксичные дорожно-строительные материалы при смешивании 2-3 видов техногенного сырья, представленных золошлаками, различными видами шлаков черной металлургии, отходами химического производства и др. По утверждению автора предлагаемой технологии, все опасные элементы промышленных отходов в данном случае химически связываются в нерастворимые соединения, что было установлено при испытаниях в кислых, щелочных и нейтральных средах.

Для обеспечения экологической безопасности применяемых в строительной индустрии вторичных сырьевых ресурсов в обязательном порядке предусматривается их радиоэкологическая оценка. В техногенном сырье, предназначенном для использования в качестве строительного материала, не должно быть каких-либо радиоактивных изотопов, например, радия, тория, стронция и цезия, или повышенного уровня излучений.

Это тем более необходимо, что многие виды промышленных отходов имеют повышенную удельную эффективную активность радионуклидов А эфф. Так, например, по данным Центра радиационной экологии Ростовского госуниверситета, 5% золоотвалов Новочеркасской ГРЭС имеют А эфф. > 370 Бк/кг, т. е. выше норм, установленных НРБ-96. Согласно ГОСТ 30108-94 золоотвалы с повышенной радиоактивностью могут использоваться в строительстве только после тщательных радиологических анализов и выбраковке золошлаков с активностью, превышающей нормативы.

Радиационно опасные промышленные отходы можно применять лишь в тех видах строительства, где контакт человека с ними опосредован и непродолжителен. Это означает, что высокоактивные отходы могут быть использованы например, в дорожном строительстве, но не могут без дополнительной обработки с целью удаления радиоактивных веществ быть использованы в жилищном строительстве.

1. Почему энергоснабжение является мощным экологическим ресурсом и магистральным путем устойчивого развития?

2. Каковы основные направления экологического энергопотребления в жилищно-строительной сфере?

3. Что такое альтернативные экологически чистые источники энергии? Какое применение они находят в жилищно-строительной сфере?

4. Что такое энергосберегающий экодом?

5. Можно ли сберегать энергоресурсы с помощью строительства заглубленных зданий?

6. Какова роль техногенного сырья в ресурсосбережении природных строительных материалов?

7. Что понимается под экологической безопасностью техногенного сырья?

«Ф.М. Черномуров, В.П. Ануфриев, Л.М. Теслюк ЭНЕРГО- И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ В НЕФТЕГАЗОХИМИЧЕСКОМ КОМПЛЕКСЕ Учебное электронное текстовое издание Научный редактор: доц., канд. хим. наук...»

-- [ Страница 1 ] --

Министерство образования

и науки Российской Федерации

Ф.М. Черномуров, В.П. Ануфриев, Л.М. Теслюк

ЭНЕРГО- И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ

В НЕФТЕГАЗОХИМИЧЕСКОМ

КОМПЛЕКСЕ

Учебное электронное текстовое издание

Научный редактор: доц., канд. хим. наук И.В. Рукавишникова

Подготовлено кафедрой экономики природопользования

Екатеринбург Этот труд подготовлен в память об одном из основателей отечественной школы энергосбережения, талантливом ученом, докторе химических наук, профессоре УГТУ–УПИ, действительном члене Академии инженерных наук им. А.М. Прохорова Федоре Максимовиче Черномурове.

Ф.М. Черномуров родился 14 февраля 1943 года в городе Грозный. Окончил физикомеханический факультет Ленинградского политехнического института им. М.И. Калинина, получив специальность «инженер-теплофизик».

Десять лет проработал профессором и заведующим кафедрой «Машины и аппараты химических производств» ХТФ УГТУ–УПИ.

С 1988 по 2004 год Ф.М. Черномуров являлся директором муниципального учреждения «Энергосбережение» г. Екатеринбурга, с 1999 по 2007 год – председателем Совета Директоров ОАО «Уральский центр энергосбережения и экологии».

Федора Максимовича Черномурова отличали глубокая преданность науке, творческая энергия, завидная работоспособность. Он был крупным специалистом в области теплофизики и металлургической теплотехники. Особый вклад внес в решение проблем энерго- и ресурсосбережения, внедрения экологически чистых энерготехнологических комплексов, обеспечивающих предельную замкнутость материальных энергетических потоков в рамках единичного аппарата, цеха, предприятия. Он автор 150 научных трудов, в том числе 5 монографий. 49 авторских свидетельств и патентов на изобретение.

Ярый энтузиаст энергоэффективности, он много сделал для появления в Екатеринбурге Энергетического центра Европейского союза, работавшего по программе ТАСИС с 1995 по 1999 год. Главная задача Энергетического центра ЕС – ознакомление как с новейшими энергосберегающими технологиями ЕС, США и Японии, так и наилучшими отечественными разработками, механизмами финансирования энергосбережения в увязке с вопросами экологии и изменения климата. При ЭЦ ЕС действовал общественный Энергетический клуб, который бессменно возглавлял Федор Максимович, позволявший свободно высказывать свою точку зрения представителям и поставщика, и потребителя, проектантам и производственникам. Не только одаренный ученый, но и успешный шахматист, он выступал в сборной профессорскопреподавательского состава УПИ на второй доске. Писал стихи, играл на гитаре и даже переложил на музыку стихи В. Маяковского «Мне и рубля не накопили строчки…»

Представляемое учебное пособие – комплексный труд, в котором представлен широкий диапазон научно-методологических, теоретических и прикладных аспектов обеспечения энерго- и ресурсосбережения в технологиях химических и нефтехимических производств.

1. РОЛЬ ГОСУДАРСТВА В ЭНЕРГО- И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИИ............. 10

1.1. Нормативно-правовая база энерго- и ресурсосбережения.............. 10

1.2. Особенности энерго- и ресурсосбережения в некоторых отраслях промышленности

1.2.1. Химическая промышленность

1.2.2. Нефтехимическая промышленность

1.2.3. Нефтяная промышленность

1.2.4. Газовая промышленность

2. УПРАВЛЕНИЕ ЭНЕРГО- И РЕСУРСОПОТРЕБЛЕНИЕМ

2.1. Системы энергоснабжения промышленных предприятий.............. 27

2.2. Энергетический менеджмент

2.3. Элементы системного подхода к решению проблем энерго- и ресурсосбережения

2.4. Информационные системы

2.5. Системы сбора и обработки информации о расходе материальных и энергетических ресурсов

3. ЭНЕРГО-ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ АУДИТ ПРЕДПРИЯТИЙ

3.2. Энерго-экологический аудит – экономический инструмент управления энергосбережением

3.3. Общая модель энерго-экологического аудита

4. ЭНЕРГОЕМКОСТЬ ХИМИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ

4.1. Структура энергопотребления

4.2. Вторичные энергетические ресурсы

4.3. Энерготехнологические системы в химической технологии.......... 63

4.4. Материальный и энергетический балансы.

5. ХИМИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС КАК СИСТЕМА................ 67

5.1. Оборудование химического производства

5.2. Перестраиваемые химико-технологические системы

5.3. Однородные химико-технологические системы

5.3.1. Системы химических реакторов

5.3.2. Системы разделения продуктов

5.3.3. Системы теплообменников

6. ОСОБЕННОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ХИМИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ

6.1. Эффективность химико-технологической системы

6.2. Управление химическим производством

6.3. Пуск и остановка химического производства

6.4. Безопасность и диагностика химико-технологической системы.... 90

7. ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА КАК СИСТЕМА

7.1. Энерго- и ресурсосбережение и промышленная экология.............. 95

7.2. Взаимодействие производства и окружающей среды

7.3. Контроль состояния окружающей среды. Предельно допустимые концентрации примесей в атмосфере

7.4. Предельно допустимые выбросы в атмосферу

7.5. Мониторинг окружающей среды

7.6. Экономические последствия загрязнения окружающей среды.... 112

8. ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ СОЗДАНИЯ БЕЗОТХОДНЫХ

8.1. Классификация отходов

8.2. Концепция минимизации отходов

8.3. Вторичные материальные ресурсы

8.4. Открытые и замкнутые схемы химического производства........... 118

8.5. Безотходные производства

8.6. Экономическая эффективность безотходных производств........... 124

9. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ХИМИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ..... 128

9.1. Виды вредных воздействий химических производств на биосферу

9.2. Водные ресурсы и химическая технология

9.3. Промышленная водоподготовка

9.4. Водооборотные циклы химических производств

10. ПЕРЕРАБОТКА ОТХОДОВ ХИМИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ. 152

10.1. Переработка твердых отходов

10.2. Утилизация отходов пластмасс и эластомеров

10.3. Утилизация и обезвреживание сточных вод

10.4. Утилизация и обезвреживание газообразных отходов................ 166

10.5. Утилизация и обезвреживание шламов химических производств

10.6. Обезвреживание особо токсичных и радиоактивных отходов... 173

11. ОСОБЕННОСТИ ЭНЕРГО- И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЯ

11.1. Химическая переработка нефти

11.2. Каталитический риформинг углеводородов

11.3. Производство низших олефинов пиролизом углеводородов...... 185

11.4. Производство этилбензола и диэтилбензола

11.5. Производство стирола

11.6. Производство полиолефинов и полистирола

11.7. Переработка нефтяного попутного газа (НПГ)

11.8. Производство метанола

12. ПРОБЛЕМЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОЙ ПОЛИТИКИ

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

ПРИЛОЖЕНИЕ. УТИЛИЗАЦИЯ ПОПУТНОГО НЕФТЯНОГО ГАЗА (ПНГ)

В КОНДИНСКОМ РАЙОНЕ (ХМАО-ЮГРА, РОССИЯ)

ВВЕДЕНИЕ

Для развития экономики любого хозяйствующего субъекта требуются объективные данные о состоянии и перспективах развития материальной базы, степени эффективности использования энергетических ресурсов, вовлечения в хозяйственный оборот вторичного сырья и энергии.

Опыт последних лет убедительно показывает, что обеспечить устойчивое развитие предприятия можно, реализуя комплекс мероприятий, направленных на повышение эффективности использования сырья и энергии, снижение доли энергетической и сырьевой составляющей в себестоимости выпускаемой продукции.

Главным критерием оценки эффективности является замкнутость материальных и энергетических потоков в рамках единичного аппарата, цеха, группы цехов, предприятия.

Известно, что в качестве топлива может выступать любое вещество, при окислении которого выделяется достаточное количество теплоты для реализации того или иного технологического процесса. В химической технологии предпочтение отдается автотермическим процессам, протекающим за счет экзотермических эффектов, внутренней энергии полупродуктов, использования (утилизации) вторичных материальных и энергетических ресурсов.

Преимуществом России всегда было наличие огромных запасов сырьевых ресурсов, в том числе и выступающих в качестве топлива. Относительно малый объем геологоразведочных работ, все большая удаленность и глубина залегания месторождений, отсутствие транспортных коммуникаций затрудняют развитие горнодобывающего комплекса. Положение усугубляется тем, что традиционно экономика России ориентирована на развитие ресурсоемких и энергоемких отраслей промышленности, таких как металлургическая, химическая и энергетическая отрасли. Общий коэффициент полезного действия от добычи и переработки сырья до производства целевого продукта не превышает 3–5 %, что ведет к резкому возрастанию давления антропогенного фактора на биосферу.

Неэффективное использование сырья, топлива и энергии обусловлено несовершенством действующих правовых, финансово-экономических и ценовых механизмов, слабо стимулирующих производителей и потребителей энергоресурсов снижать затраты на топливо и энергию. Ограниченное производство и использование энергосберегающей техники, приборов учета и контроля потребляемых энергоресурсов, специальных материалов вызвано недостаточной платежеспособностью, неразвитостью инфраструктуры рынка энергосберегающей техники, недостатком оборотных средств у предприятий, сложностью получения на приемлемых условиях кредитов и инвестиций.

Особую актуальность приобретает вопрос уменьшения выбросов вредных веществ за счет совершенствования технологических процессов, осуществления дополнительных мер по очистке газообразных полупродуктов с последующей их глубокой переработкой, применения современного пылеулавливающего и утилизационного энергетического оборудования.

Энерго- и ресурсосбережение открывает перед человечеством новые возможности комплексного решения экономических, экологических, научнотехнических и других проблем, позволяя при этом активно формировать благоприятную среду обитания.

В Энергетической стратегии до 2030 года в качестве основных направлений выделены следующие:

1) повышение эффективности воспроизводства, добычи и переработки топливно-энергетических ресурсов для удовлетворения внутреннего и внешнего спроса на них;

2) модернизация и создание новой энергетической инфраструктуры на основе масштабного технологического обновления энергетического сектора экономики страны;

3) формирование устойчиво благоприятной институциональной среды в энергетической сфере;

4) повышение энергетической и экологической эффективности российской экономики и энергетики, в том числе за счет структурных изменений и активизации технологического энергосбережения;

5) дальнейшая интеграция российской энергетики в мировую энергетическую систему.

Комплексный подход к решению экономических, технологических, экологических и энергетических задач в одном технологическом агрегате или одной технологической схеме открывает новые пути повышения эффективности многих технологических процессов в химической, микробиологической, нефтехимической и ряде других отраслей промышленности.

В данном пособии авторами предпринята попытка обобщить имеющиеся данные, касающиеся энерго- и ресурсосбережения на предприятиях химической и нефтехимической промышленности. Особое внимание уделено совместному анализу эколого-энергетических и экономических проблем энерго- и ресурсосбережения, энергетическому менеджменту, разработке и реализации энерго- и ресурсосберегающих проектов, формированию их инвестиционной привлекательности. В учебном пособии приведены примеры аппаратурного оформления отдельных химико-технологических процессов, направленных на эффективное использование сырья, топлива и энергии.

Учебное пособие предназначено для подготовки бакалавров и магистров по направлению 080200 «Менеджмент» при изучении таких дисциплин, как «Современные технологии в нефтегазохимическом комплексе», «Основы энерго- и ресурсосбережения», «Добыча и транспортировка нефти и газа», «Теория и практика энерго- и ресурсосбережения», «Управление энерго- и ресурсосбережением».

Пособием могут воспользоваться слушатели курсов профессиональной подготовки и переподготовки кадров, научные работники, аспиранты, преподаватели и специалисты, занимающиеся вопросами энерго- и ресурсосбережения на предприятиях промышленного комплекса.

1. РОЛЬ ГОСУДАРСТВА В ЭНЕРГО- И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИИ

1.1. Нормативно-правовая база энерго- и ресурсосбережения Нормативно-правовая база является основой проведения долгосрочной политики энерго- и ресурсосбережения.

Нормативно-правовые акты Российской Федерации в сфере энергосбережения:

1. Федеральный закон от 23.11.2009 № 261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации».

2. Распоряжение Правительства РФ от 08.01.09 г. №1-р «Основные направления государственной политики в сфере повышения энергетической эффективности электроэнергетики на основе использования возобновляемых источников энергии на период до 2020 года».

3. Постановление Правительства РФ от 31.12.2009 № 1225 «О требованиях к региональным и муниципальным программам в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности».

4. Постановление Правительства РФ от 01.06.2010 № 391 «О порядке создания государственной информационной системы в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности и условий для ее функционирования».

5. Постановление Правительства РФ от 25.01.2011 № 20 «Об утверждении правил предоставления федеральными органами исполнительной власти субъектов РФ и органами местного самоуправления информации для включения в ГИС в области энергосбережения».

6. Постановление Правительства РФ от 05.09.2011 № 746 «Об утверждении правил предоставления субсидий из федерального бюджета бюджетам субъектов Российской Федерации на реализацию региональных программ в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности».

7. Распоряжение Правительства РФ от 27.09.2012 № 1794-р «План мероприятий по совершенствованию государственного регулирования в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности в Российской Федерации».

Пакет нормативно-правовых документов по энергосбережению открывает Федеральный закон Российской Федерации «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации». Принятие закона существенным образом упростило порядок разработки региональных нормативных документов, посвященных проблеме энергосбережения.

До недавнего времени среди энергетиков не существовало однозначного мнения о целесообразности и правомерности использования термина «энергосбережение». Более привычными оставались такие понятия, как энерговооруженность труда, удельный расход энергии на единицу валового внутреннего продукта, энергоэффективность оборудования, энергоемкость продукции и т. п.

В Законе энергосбережению дано достаточно полное определение: «энергосбережение реализация организационных, правовых, технических, технологических, экономических и иных мер, направленных на уменьшение объема используемых энергетических ресурсов при сохранении соответствующего полезного эффекта от их использования (в том числе объема произведенной продукции, выполненных работ, оказанных услуг)».

Государственное регулирование в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности осуществляется путем установления:

1) требований к обороту отдельных товаров, функциональное назначение которых предполагает использование энергетических ресурсов;

2) запретов или ограничений производства и оборота в Российской Федерации товаров, имеющих низкую энергетическую эффективность, при условии наличия в обороте или введения в оборот аналогичных по цели использования товаров, имеющих высокую энергетическую эффективность, в количестве, удовлетворяющем спрос потребителей;

3) обязанности по учету используемых энергетических ресурсов;

4) требований энергетической эффективности зданий, строений, сооружений;

5) обязанности проведения обязательного энергетического обследования;

6) требований к энергетическому паспорту;

7) обязанности проведения мероприятий по энергосбережению и повышению энергетической эффективности в отношении общего имущества собственников помещений в многоквартирном доме;

8) требований энергетической эффективности товаров, работ, услуг, размещение заказов на которые осуществляется для государственных или муниципальных нужд;

9) требований к региональным, муниципальным программам в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности;

10) требований к программам в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности организаций с участием государства или муниципального образования и организаций, осуществляющих регулируемые виды деятельности;

11) основ функционирования государственной информационной системы в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности;

12) обязанности распространения информации в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности;

13) обязанности реализации информационных программ и образовательных программ в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности;

14) порядка исполнения обязанностей, предусмотренных настоящим Федеральным законом;

15) иных мер государственного регулирования в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности в соответствии с настоящим Федеральным законом.

Важным для формирования правового поля является разработка оптимальной применительно к условиям региона схемы управления политикой энергосбережения. Особая роль отводится Федеральной и региональным энергетическим комиссиям.

Схема управления энергосбережением, как правило, предусматривает образование специальных организаций – центров энергосбережения, энергетических банков, целевых межотраслевых внебюджетных фондов энергосбережения. Центры энергосбережения совместно с энергосберегающими и энергосервисными компаниями осуществляют экспертизу проектов, проводят при необходимости отбор наиболее перспективных энергосберегающих проектов, определяют вероятных исполнителей (как правило, на конкурсной основе).

Нормативно-правовая база должна постоянно совершенствоваться с учетом накопленного опыта работы и пополняться в определенном порядке в процессе законотворческой деятельности. Конечная цель создать прозрачную систему расчета за потребляемую энергию, выгодную всем участникам, включая производителя, поставщика (перепродавца) энергии и потребителя.

По аналогии с энергосбережением определение термина «ресурсосбережения» можно сформулировать следующим образом: ресурсосбережение – это совокупность политических, экономических, нормативно-правовых, информационно-образовательных, экологических мер, направленных на снижение расхода материальных ресурсов, вовлечение в хозяйственный оборот вторичного сырья и расширение на этой основе сырьевой базы экономики страны.

Непосредственно деятельность в области производственного экологического управления предприятием регулируется ГОСТ Р ИСО 14031-2001 «Управление окружающей средой. Оценивание экологической эффективности.

Общие требования».

Федеральный закон от 10.01.2002 № 7-ФЗ «Об охране окружающей среды» является основным документом, определяющим и регулирующим природоохранительную деятельность в Российской Федерации.

Настоящий Федеральный закон определяет правовые основы государственной политики в области охраны окружающей среды, обеспечивающие сбалансированное решение социально-экономических задач, сохранение благоприятной окружающей среды, биологического разнообразия и природных ресурсов в целях удовлетворения потребностей нынешнего и будущих поколений, укрепления правопорядка в области охраны окружающей среды и обеспечения экологической безопасности.

Экологический контроль ставит своими задачами наблюдение за состоянием природной среды и ее изменением под влиянием хозяйственной или иной деятельности; проверку выполнения планов и мероприятий по охране природы, рациональному использованию природных ресурсов, оздоровлению окружающей природной среды, соблюдению требований природоохранительного законодательства и нормативов качества окружающей природной среды. Система экологического контроля включает государственный, производственный и общественный контроль.

В соответствии со статьей 67, «производственный контроль в области охраны окружающей среды (производственный экологический контроль) осуществляется в целях обеспечения выполнения в процессе хозяйственной и иной деятельности мероприятий по охране окружающей среды, рациональному использованию и восстановлению природных ресурсов, а также в целях соблюдения требований в области охраны окружающей среды, установленных законодательством в области охраны окружающей среды».

Следует подчеркнуть, что в соответствии с Законом устанавливается обязательное осуществление производственного экологического контроля, в Положение о котором предприятие может включить любые требования, не противоречащие действующему природоохранительному законодательству. Практически речь здесь идет о самоконтроле предприятия над своей деятельностью в области охраны окружающей среды.

К другим основным действующим нормативным актам, регулирующим различные аспекты экологической деятельности предприятий, относятся:

1. Водный кодекс Российской Федерации от 03.06.2006 № 74-ФЗ.

2. Лесной кодекс Российской Федерации от 04.12.2006 № 200-ФЗ.

3. Земельный кодекс Российской Федерации от 25.10.2001 № 136-ФЗ.

4. Градостроительный кодекс Российской Федерации от 29.12.2004 № 190-ФЗ.

5. Федеральный закон от 24.06.1998 № 89-ФЗ «Об отходах производства и потребления».

6. Федеральный закон от 04.05.1999 № 96-ФЗ «Об охране атмосферного воздуха».

7. Федеральный закон от 24.07.2007 № 209-ФЗ «О развитии малого и среднего предпринимательства в Российской Федерации».

В приведенных документах в законодательном порядке закрепляется необходимость проведения системной работы на предприятии в области энерго- и ресурсосбережения.

Важнейшим направлением ресурсосбережения является использование вторичных материальных ресурсов. Имеется шесть категорий вторичных материальных ресурсов.

1. Смешанные отходы, представляющие собой вторичные материалы, которые содержатся в смешанных твердых отходах, включая бытовые, отходы торговых и промышленных предприятий и отходы, собираемые ЖЭУ, частными подрядчиками. Очень небольшое количество этих вторичных материалов утилизируется в настоящее время для повторного использования, но потенциал для этих целей весьма значительный.

2. Оборотные отходы предприятий. Эти отходы образуются в производственных процессах и вновь направляются для использования в них, а не поступают на рынок лома и других металлических отходов производства.

3. Лом металлообработки, который образуется в результате переработки металлических материалов в продукцию, используемую потребителем. Этот материал, однако, отличается высоким качеством и может повторно использоваться в производстве через обычные каналы применения.

4. Амортизационный лом это вышедшие из употребления крупные предметы потребления: списанные суда, рельсы, паровозы, вагоны, химические и металлические упаковки, автомобили и т. д.

5. Другие отходы: лом кирпича, стеклобой, отходы древесины, бумага, картон, солома и т. д.

6. Переработка промышленных свалок, которые являются отходами производства, черных металлов, алюминия, меди, огнеупоров, рудных пород и т. д.

Например, повторное использование черных металлов, алюминия и меди дает дополнительно в год около 6,3 млн тонн черных металлов, 363 тысяч тонн алюминия, 91 тысячу тонн меди и т. д. Утилизация и повторное использование этих материалов могли бы позволить сберечь значительное количество материальных и энергетических ресурсов в нашей промышленности.

1.2. Особенности энерго- и ресурсосбережения в некоторых отрасляхпромышленности

1.2.1. Химическая промышленность Продукция химической промышленности практически вытеснила из употребления естественные продукты. Топливо и пластмассы, резина, технические газы, лекарства, одежда и продукты питания, красители – это неполный перечень классов химической продукции. Исторически замкнутая экономика и низкие потребительские требования к этой продукции, продиктованные тотальным государственным строем, не заставляли доводить технологические процессы до необходимого уровня, а дешевое сырье и топливные ресурсы усугубили положение расточительным потреблением, ядовитыми выбросами, сбросами.

В настоящее время научно-техническое развитие не оказывает существенного влияния на изменение технологического уклада химической индустрии. Так, доля производства прогрессивных материалов в 2–3 раза ниже, чем в развитых капиталистических странах. Доля продукции, выпускаемой по устаревшим технологиям первого поколения, составляет около 60 %, что приводит к дополнительным издержкам производства и ухудшению экологической безопасности. Такое состояние технического уровня привело к снижению эффективности и конкурентоспособности химической продукции.

Средняя энерго- и материалоемкость по основным химическим продуктам в 1,5–2 раза выше, чем в ведущих странах, на 20–25 % выше потребление технологической и оборонной воды. Смена поколений многих технологических процессов осуществляется через 20–25 лет при 7–10-летних сроках смены в ведущих странах. Износ основных фондов превышает 60 %, Тщательность отработки химико-технологических процессов, качественное оборудование, автоматизация процессов позволяют не только уменьшить энергопотребление, но и, улучшив качество продукции, конкурировать на мировом рынке. В настоящее время отсутствие собственных финансовых средств и неэффективное управление производством практически на всех предприятиях затрудняет внедрение перечисленных мер.

В 2008 г. Министерство промышленности и энергетики Российской Федерации разработало «Стратегию развития химической и нефтехимической промышленности на период до 2015 года», главной целью которой является формирование конкурентоспособного химического комплекса.

Стратегией предусматривается разработка и реализация ряда целевых программ, отдельных проектов и обеспечивающих (непрограммных) мероприятий, нацеленных на эффективное решение системных социальноэкономических проблем, экономической, оборонной и экологической безопасности страны, способствующих созданию долговременных условий для устойчивого развития предприятий химического комплекса и повышение их конкурентоспособности с учетом развития глобальных рынков в условиях открытости экономики.

Предприятия химической промышленности потребляют около 16 % энергоресурсов всех предприятий промышленности, причем 70 % из них идет непосредственно на технологические процессы. Наибольший расход энергоресурсов приходится на производство аммиака, желтого фосфора, метанола, карбамида, пластмассы, каустической соды, хлора, азотной кислоты.

–  –  –

Крупными потребителями электроэнергии являются заводы по выпуску фосфора из природных фосфатов путем восстановления углеродистыми материалами в рудно-термических трехфазных печах мощностью до 100 МВА.

Энергозатраты в производстве фосфора составляют 13 800–15 100 кВт·ч/т.

В химической промышленности основными направлениями энерго- и ресурсосбережения являются:

1) повышение КПД печей путем внедрения теплоутилизационного оборудования, замена устаревших горелочных устройств, усиление теплоизоляции, оптимизация режима горения на основе оснащения печей средствами автоматического контроля и управления режимом горения;

2) комбинирование технологических процессов, применение новых высокоэффективных катализаторов и экстрагентов;

3) модернизация действующих технологических установок;

4) комбинированное производство электроэнергии и тепла с использованием газотурбинных ТЭЦ;

5) плановая замена действующих агрегатов крупнотоннажных производств аммиака на агрегаты нового поколения АМ-80, АМ-85 и АМ-90;

6) совершенствование технологических процессов производства калийных удобрений, апатитового концентрата, желтого фосфора, капролактама, карбамида, серной кислоты и других продуктов;

7) ввод высокопроизводительных агрегатов АК-72, АК-72М по производству слабой азотной кислоты.

1.2.2. Нефтехимическая промышленность Одной из самых важных отраслей химической промышленности является нефтехимическая промышленность. Данная отрасль занимается производством синтетических материалов и различных изделий, используя для этого продукты переработки нефти. На предприятиях нефтехимической промышленности производятся такие виды материалов, как каучук синтетический, сажа, полиэтилен, пропилен, этилен, бытовая химия и моющие средства, удобрения. То есть все, чем человек уже давно привык пользоваться в повседневной жизни.

В нефтехимической промышленности основным направлением энерго- и ресурсосбережения является техническое перевооружение производств бутиловых спиртов, синтетического каучука, этилена, пропилена со снижением удельных расходов природного газа.

План развития газо- и нефтехимии России на период до 2030 года, утвержденный приказом Минэнерго России от 1 марта 2012 г., определяет основные стратегические цели, а также направления, механизмы и инструменты их достижения на базе реализации крупных инвестиционных проектов по переработке легкого углеводородного сырья в крупнотоннажную продукцию нефтегазохимии.

В ходе разработки Плана развития газо- и нефтехимии России на период до 2030 года была выявлена основная проблема отрасли – избыток нефтегазохимического сырья (сжиженные углеводородные газы, нафта, этан) и высокий потенциал роста спроса на нефтегазохимическую продукцию при явном дефиците мощностей для производства базовых мономеров этилена и пропилена – пиролизов. В соответствии с Планом в период с 2010 по 2030 годы планируется активное строительство и расширение пиролизных мощностей в 4,8 раза по этилену (табл. 2).

–  –  –

*При условии реализации всех заявленных в Плане проектов.

В настоящее время (2010 г.) в России действует одна установка мощностью 600 тыс. т/год на ОАО «Нижнекамскнефтехим».

Развитие мощностей отечественной нефтегазохимии в Плане до 2030 года предполагается осуществлять в рамках шести кластеров: Волжского, ЗападноСибирского, Каспийского, Восточно-Сибирского, Дальневосточного и СевероЗападного. Кластеры размещены вблизи источников сырья и/или рынков сбыта.

Создание кластеров позволит добиться сокращения затрат на логистику сырья и сбыт готовой продукции, экономии капитальных и операционных затрат, а также сбалансированного развития мощностей по производству и переработке нефтегазохимической продукции, прежде всего – этилена.

Полным ходом идут крупные стройки по трем проектам: производства полипропилена в Тобольске, АБС-пластика в Нижнекамске, поливинилхлорида в Кстово. Еще пять крупных инвестиционных проектов находятся на стадии детального проектирования и/или закупки оборудования: ШФЛУ-провод от Пуровска до ООО «Тобольск-Нефтехим», строительство Каспийского газохимического комплекса ОАО «НК «ЛУКОЙЛ», строительство Восточной нефтехимической компании ОАО «НК «Роснефть» в Приморском крае, расширение мощности пиролиза на площадке «Ангарского завода полимеров», строительство нового производства полистирола на ОАО «Нижнекамскнефтехим».

Проекты Западно-Сибирского кластера (Ленинградская область) пока находятся на этапе проработки. Их можно отнести ко «второй волне» инвестиционных проектов с планируемым окончанием реализации к 2020 году.

В случае реализации всех проектов, заявленных в Плане, российская нефтегазохимическая отрасль к 2030 году сделает качественный скачок вперед (табл. 3)

–  –  –

1.2.3. Нефтяная промышленность Нефтяная промышленность – отрасль экономики, занимающаяся добычей, переработкой, транспортировкой, складированием и продажей природного полезного ископаемого – нефти – и сопутствующих нефтепродуктов.

Предприятия нефтеперерабатывающей промышленности производят топливо для двигателей и самолетов, дизельное топливо, мазут, сжиженный нефтяной газ, смазочные масла и сырье для химических заводов. Сырая нефть очищается до нафты, которая служит сырьем для производства ацетилена, метанола, аммиака и многих других химических продуктов.

Современные нефтеперерабатывающие заводы (НПЗ) состоят из отдельных комплектных технологических установок, количество которых определяет годовую производительность НПЗ. Производительность крупных НПЗ достигает 20 млн т/год. В зависимости от выбранной структуры потребления нефтепродуктов может меняться технологическая схема НПЗ. Так, применяя различные технологические схемы НПЗ, можно изменять глубину переработки нефти, т. е. получать, например, выход мазутов 15–45 % (по весу от количества перерабатываемой нефти). Имеются электроприемники общезаводского характера, из которых наиболее мощными являются блоки оборотной воды с насосными станциями мощностью несколько тысяч киловатт и товарно-сырьевая база с многочисленными насосами.

Около 50 % себестоимости продукции НПЗ составляют затраты на энергоресурсы. Основными потребителями энергии являются дистилляционные, отпарные и разделительные колонны, где сырая нефть разделяется на ряд конечных продуктов. 50 % потребляемой энергии идет на колонны первичной фракционной дистилляции (она расходуется для нагрева сырой нефти и получения пара, используемого в колонне). Еще 35 % энергии потребляется в установке для конверсии, а остальные 15 % – для конечной обработки продукции.

Показатели, отражающие потребление энергии в процессах нефтепереработки, приведены в табл. 4.

–  –  –

В нефтяной промышленности в качестве приоритетных направлений в области энерго- и ресурсосбережения выделены следующие:

1) утилизация попутного нефтяного газа, в настоящее время сжигаемого в факелах 912 млрд. м3 в год;

2) создание и широкое применение блочно-комплектных автоматизированных газотурбинных теплоэлектроцентралей, работающих на сырой нефти и попутном нефтяном газе, в сочетании с котлами-утилизаторами, блоками по закачке в пласт дымовых газов с целью повышения их нефтеотдачи;

3) создание и внедрение парогенераторов и водогрейных котлов, специально приспособленных для работы на сырой нефти или попутном нефтяном газе для выработки тепла с целью его закачки в продуктивные пласты для повышения их нефтеотдачи.

1.2.4. Газовая промышленность Основная задача газовой промышленности – добыча и разведка природного газа, газоснабжение по газопроводам, производство искусственного газа из угля и сланцев, переработка газа, использование его в различных отраслях промышленности и коммунально-бытовом хозяйстве.

В газовой промышленности энерго- и ресурсосбережение планируется осуществлять за счет:

технического перевооружения газотранспортных систем с заменой низкоэкономичных газоперекачивающих агрегатов с газотурбинным приводом на высокоэкономичные с КПД 36–43 % (в комплекте с теплоиспользующим оборудованием);

внедрения низконапорных технологий транспорта газа;

широкого применения эффективных систем управления и антипомпажного регулирования;

совершенствования системы измерения расхода газа;

внедрения высокоэффективного утилизационного оборудования, в том числе регенераторов, подогревателей газа и теплообменников;

использования парогазовых установок для приводов нагнетателей газа и электрогенераторов;

углубления комплексной переработки газа с извлечением ценных компонентов: серы, этана, пропан-бутана, гелия, водорода, и др.;

увеличения на 15–20 % доли электропривода в системе транспорта газа, внедрение регулируемого привода;

применения газорасширительных турбин на газораспределительных станциях и пунктах магистральных газопроводов для производства дополнительной электроэнергии без дополнительных затрат топлива;

снижения удельного расхода газа на собственные нужды на 20–25 % использования вторичных энергоресурсов газокомпрессорных станций на цели теплоснабжения.

2. УПРАВЛЕНИЕ ЭНЕРГО- И РЕСУРСОПОТРЕБЛЕНИЕМ

2.1. Системы энергоснабжения промышленных предприятий Половина потребляемого промышленностью топлива и более трети электроэнергии преобразуется на специальных станциях и установках в энергетический потенциал разнообразных энергоносителей (теплоту пара и горячей воды, энергию сжатого воздуха, кислорода, технического холода и т. д.), применяемых в технологических комплексах предприятия. Остальная часть топлива и электроэнергии используется в технологических комплексах непосредственно.

Система энергоснабжения промышленного предприятия – это единый, взаимосвязанный технологический и экономический комплекс, включающий:

сооружения и установки, обеспечивающие прием, трансформацию и аккумуляцию энергоресурсов и энергоносителей от районных или объединенных энергоснабжающих предприятий;

энергетические станции и установки предприятий для централизованной выработки необходимых потребителям предприятия энергоресурсов и энергоносителей, их трансформации и аккумуляции (ТЭЦ, котельные, насосные, компрессорные, воздухоразделительные станции и т. д.);

утилизационные установки и станции, производящие энергоносители за счет использования вторичных энергетических ресурсов (ВЭР) технологического комплекса предприятия;

трубопроводные и иные подсистемы, обеспечивающие транспортировку к потребителям предприятия и распределение между ними энергоносителя и энергоресурсов, произведенных его энергетическими станциями и утилизационными установками, а также полученных со стороны энергоснабжающих организаций.

На большинстве промышленных предприятий в состав системы энергоснабжения в качестве подсистем входят системы паро- и теплоснабжения, снабжения твердым и жидким топливом, газоснабжения, электроснабжения, водоснабжения. Во многих отраслях промышленности к ним добавляются системы воздухоснабжения, обеспечения продуктами разделения воздуха (кислородом, азотом и др.), кондиционирования воздуха, хладоснабжения и др.

Энергетические станции и установки промышленных предприятий производят несколько видов энергоносителей или производят одни, а потребляют другие энергоносители, связывая подсистемы друг с другом и тем самым оказывая влияние на режимы и показатели работы каждой из них. Связи между подсистемами возникают и через те технологические аппараты и установки, которые потребляют энергоносители из одних подсистем, а произведенные за счет ВЭР в утилизационных установках иные энергоносители направляют к их потребителям через другие подсистемы.

Энергетические процессы могут быть разделены на силовые, тепловые, электрохимические, электрофизические и освещение.

К силовым процессам относятся процессы, на которые расходуется механическая энергия, необходимая для привода различных механизмов и машин (насосов, вентиляторов, компрессоров, дымососов, металлорежущих станков, подъемно-транспортного оборудования и т. д.).

Тепловые процессы – процессы, расходующие тепло различных потенциалов. В зависимости от температуры протекания выделяют высокотемпературные, среднетемпературные, низкотемпературные и криогенные процессы.

Высокотемпературные процессы осуществляются при температуре выше 500 °С. Различают термические процессы (термообработка, нагрев под прокатку, ковку, штамповку, плавление металлов) и термохимические процессы (производство стали, ферросплавов, выплавка чугуна, никеля, производство стекла, цемента и т. п.).

Среднетемпературные процессы осуществляются при температуре 150–500 °С (сушка, варка, выпаривание, нагрев, мойка).

Низкотемпературные процессы осуществляются при температуре ниже 150 °С (отопление, горячее водоснабжение, кондиционирование воздуха и др.).

Криогенные процессы происходят при температуре ниже –150 °С (разделение воздуха на составляющие, ожижение и замораживание газов и др.).

Электрохимические и электрофизические процессы осуществляются при использовании электрической энергии. К ним относятся электролиз металлов и расплавов, электрофорез, электронно-лучевая и светолучевая обработка металлов, плазменная и ультрафиолетовая обработка металлов и др.

В связи с постоянно растущими ценами на энергоресурсы в последнее время существенно возросла роль энергетики в экономике предприятия. Приобретение современных навыков управления энергетикой единичного агрегата, цеха, группы цехов, промышленного предприятия жизненно необходимо.

2.2. Энергетический менеджмент Умелое управление энергопотреблением становится одним из главных качеств, по которым определяется уровень квалификации специалиста и его роль в экономическом процветании отдельно взятого промышленного предприятия. Создание усовершенствованной системы энергоснабжения и энергопотребления промышленного предприятия строится на следующих взаимосвязанных процессах:

формирование тарифов на тепловую и электрическую энергию;

санкции за перерасход энергии, несвоевременную оплату счетов;

инвестиции – основной источник внедрения энергосберегающих технологий и оборудования;

обучение методам контроля энергопотребления.

Проведение совместного энерго- и экологических аудитов, хотя и оправдано с технической, финансовой и организационной точки зрения, в действительности является скорее исключением, чем правилом. Происходит это чаще всего из-за отсутствия понимания важности данного мероприятия и его роли в процессе формирования инвестиционной привлекательности, недостаточной готовности специалистов к восприятию новых средств и методов формировании имиджа предприятия как надежного партнера и т. д.

Предлагается детально ознакомиться и по возможности осуществить попытку реализации следующих действий:

получить навыки энергетического и экологического аудита;

на базе данных энергетического и экологического обследования разработать план (программу) действий;

оценить значимость, выполнить ранжирование и выбрать наиболее результативные мероприятия с точки зрения достигаемого эффекта;

разработать бизнес-план;

организовать с привлечением специализированных организаций работу по поиску инвесторов;

разработать и подписать инвестиционное соглашение;

осуществить контроль выполнения достигнутых соглашений.

Без современной профессиональной подготовки в области бизнеса и энергетического менеджмента мероприятия по повышению эффективности и предоставлению инвестиций не могут быть реализованы. Подготовленные специалисты должны иметь навыки по управлению энергоресурсами, внедрению энергосберегающих технологий. Они должны уметь создавать необходимые условия, подчеркивающие инвестиционную привлекательность своего предприятия, доказательно оттенять наиболее выгодные стороны бизнес-проектов, находить инвестора и работать с ним на долговременной основе. Такие профессиональные навыки и умения должны быть привиты не только специалистам – энергетикам и технологам, но также и тем, кто принимает решения в отношении энергоснабжения и энергопотребления, проектировщикам зданий и технологических процессов, инженерам промышленных предприятий, работникам заводских управлений.

Анализируя существующие тенденции, можно с большой уверенностью прогнозировать устойчивый рост тарифов на тепловую и электрическую энергию. Руководитель любого ранга обязан, учитывая эту тенденцию, взять под личный контроль динамику изменения одного из важнейших параметров, характеризующих эффективность работы предприятия, – удельного расхода энергии на единицу выпускаемой продукции. В этих условиях для предприятия возможны три сценария развития (рис. 1).

Рис. 1. Изменение затрат энергии на единицу выпускаемой продукции: 1, 2, 3 – возможные варианты энергопотребления обследуемого предприятия; 4 – эталонное предприятие Кривая 1. Удельный расход энергии с течением времени растет.

В этом случае с учетом роста тарифов существенно увеличивается доля энергетической составляющей в цене продукта, снижается его конкурентоспособность. Банкротство предприятия с течением времени наступит неизбежно.

Причем банкротство наступит тем быстрее, чем круче кривая роста удельных затрат энергии с течением времени.

Кривая 2. Удельный расход энергии со временем не изменяется.

Ситуация в этом случае аналогичная. Наступление банкротства происходит несколько позже. Реальные сроки зависят от темпов роста цен на энергоносители и складывающейся ситуации в том секторе рынка, где реализуется продукция предприятия.

Кривая 3. За счет проведения комплекса мероприятий по энергосбережению, внедрению энергоэффективных технологий, материалов и оборудования удельный расход энергии из года в год устойчиво снижается.

Это означает, что предприятие развивается динамично. За ним будущее. Такое предприятие устойчиво занимает свой сектор рынка товаров или услуг.

Чтобы реализовать третий, наиболее благоприятный сценарий, руководитель предприятия обязан выполнить следующие организационные мероприятия, не требующие финансовых вложений:

1. Утвердить состав рабочей группы по повышению энергетической эффективности предприятия.

2. Назначить руководителя рабочей группы и его заместителей. Рекомендуется в состав рабочей группы, кроме энергетиков и специалистовтехнологов, включить экономистов, сотрудников, имеющих навыки организационной работы по пропаганде передового опыта, обучения обслуживающего персонала, подведения итогов, анализа промежуточных и конечных результатов работы по направлениям деятельности.

3. Провести энергетическое и экологическое обследование предприятия, разработать программу действий, в том числе и обеспечивающих привлечение инвестиций на реализацию энергосберегающих проектов.

4. Разработать систему стимулирования за экономию и наложения штрафных санкций за перерасход энергии. Организовать систему учета и регулирования расходов всех видов энергоносителей, уделив особое внимание учету вторичных энергетических ресурсов и их степени утилизации.

5. Необходимо закрепить ответственных по направлениям, из которых можно выделить: технологическое и электроэнергетическое (силовое) оборудование; компрессорные и насосные установки; котельно-печное оборудование;

здания и сооружения; тепловые и электрические сети; складское хозяйство; теплоснабжение; освещение; водоснабжение; водоотведение и т. д.

2.3. Элементы системного подхода к решению проблем энергои ресурсосбережения Работы в области энергосбережения необходимо планировать на целевой основе с выделением в качестве приоритетного главного целевого вектора обеспечение надежности энергоснабжения с наименьшими затратами финансовых средств. В химической технологии, как и в других отраслях экономики, энерго- и ресурсосбережение невозможно осуществлять без учета основных тенденций развития информационных технологий в совокупности с элементами системного анализа.

Похожие работы:

« «ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» Институт химии Кафедра неорганической и физической химии Нестерова Н.В. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ АДСОРБЦИИ Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для студентов направления 04.03.01 Химия профиль подготовки «Физическая химия» очная форма обучения Тюменский государственный университет Нестерова...»

«Шиблева Т.Г. Коррозия и защита нефтегазопромыслового оборудования. Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для студентов направления 04.03.01 «Химия», профиль подготовки «Физическая химия», форма обучения очная. Тюмень, 2015, 27 стр. Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВО с учетом рекомендаций и ПрОП ВО по направлению и профилю подготовки. Рабочая программа дисциплины «Коррозия и защита нефтегазопромыслового оборудования» опубликована на сайте ТюмГУ:...»

«Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение гимназия «Перспектива» городского округа Самара Ассоциированная школа ЮНЕСКО Утверждено Приказ № от «» _2014г. и.о. директораМБОУ гимназии «Перспектива» г.о.Самара Л.П. Покровская ПРОГРАММНО -МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ 2014-2015 учебный год Химия. 11 класс. Базовый уровень (2 час в нед., 68 часов в год) Предмет, курс Анисимова Елена Александровна Учитель Габриелян О.С. Программа курса химии для 8-11 классов Составлено в общеобразовательных...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» Институт наук о Земле Кафедра физической географии и экологии Якимов А.С. ГЕОХИМИЯ ТАЕЖНЫХ И ТУНДРОВЫХ ЛАНДШАФТОВ Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для аспирантов направления 05.06.01 Науки о Земле (Физическая география и биогеография, география почв и геохимия ландшафтов) очной и...»

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ (ГОУ ВПО ИГУ) КАФЕДРА ОБЩЕЙ ФИЗИКИ Г.А. Кузнецова Качественный рентгенофазовый анализ Методические указания Иркутск 2005 г PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com Введение Информацию об элементном составе различных объектов (горных пород, минералов, химических соединений, сплавов и т. д.) можно...»

«РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Институт химии Кафедра органической и экологической химии Котова Т.П., Фефилов Н.Н. ХИМИЯ Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для студентов очной формы обучения по направлению 49.03.01 «Физическая культура», профили подготовки «Спортивная тренировка», «Физкультурное образование»,...»

«Бюллетень новых поступлений за апрель 2014 года Физическая и коллоидная химия. Практикум: учебное пособие Г для вузов (направ. 270800 Стр-во по профилю подгот. Ф 505 Производство строител. материалов, изделий и констр.) / Кругляков Петр Максимович, Нуштаева Алла Владимировна, Вилкова Наталья Георгиевна, Кошева Наиля Вафаевна. Санкт-Петербург: Лань, 2013. с.: ил., табл. (Учебники для вузов. Специальная литература). ISBN 978-5-8114-1376-8 (в пер.) : 650-10р. Д 23 Привалов Вадим Евгеньевич. Лазеры...»

«Перевод документации STAR-CCM+ Версия 10.02 СИНЦ Тьюториал: Моделирование комплексного химического Дата: 18.02.2015 расщепления Комплексная химия: Горение смеси водорода (Complex Chemistry: Premixed Hydrogen) В данном тьюториале моделируется горение водорода в воздухе с использованием сложной химической модели из 9 компонентов и 19 обратимых реакций, подробно описанных ниже: H 2 O2 2OH H 2 OH H 2 O H H O2 OH O H 2 O OH H H O2 M 1 HO2 M 1 H 2O2 HO2 O2 H O2 N1 HO2 N1 OH HO2 H 2 O O2 H HO2 2OH O...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ УНИВЕРСИТЕТ ИТМО Л.И. Маркитанова ЗАЩИТА НАСЕЛЕНИЯ В СЛУЧАЕ ХИМИЧЕСКОГО ЗАРАЖЕНИЯ Учебно-методическое пособие Санкт-Петербург УДК 614.8 + 358.238 Маркитанова Л.И. Защита населения в случае химического заражения: Учеб.-метод. пособие. СПб.: Университет ИТМО; ИХиБТ, 2015. 33 с. Рассмотрены опасности, возникающие при химическом загрязнении окружающей среды. Систематизированы способы защиты персонала предприятий и населения от химического...»

«МИНИCTEPCTBO ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования «СЕВЕРО-КАВКАЗСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» Невинномысский технологический институт ФИЛОСОФИЯ Рабочая программа по направлению подготовки 240199.62 – Химическая технология Квалификация (степень) выпускника Бакалавр Форма обучения Зачная Учебный план 2013 года Невинномысск СОДЕРЖАНИЕ Цель и задачи освоения дисциплины (модуля) 1. Место...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» Институт химии Кафедра неорганической и физической химии Можаев Г.М. РАСЧЕТНЫЕ ПРОГРАММЫ В ХИМИИ Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для студентов 4 курса направления 04.03.01 Химия. Профиль подготовки Неорганическая химия и химия координационных соединений Форма обучения очная Тюменский...»

«Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение «Лингвистическая гимназия» г.Ульяновска Рабочая программа по химии в 10 классе на 2014-2015 учебный год учителя Минибаевой Марины Нургатовны РАССМОТРЕНО и СОГЛАСОВАНО ОДОБРЕНО на заседании кафедры предметов естественного цикла Протокол №1 от I"j o t 20Р/ года Руководитель кафедры:2/ /Денисова Е.С./ ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА Рабочая программа по химии для 10 класса составлена на основе Примерной программы основного общего образования по химии...»

«БЮЛЛЕТЕНЬ НОВЫХ ПОСТУПЛЕНИЙ 16-31 МАРТА 2015г. В настоящий «Бюллетень» включены книги, поступившие в отделы Фундаментальной библиотеки с 16 по 31 марта 2015 г. Бюллетень составлен на основе записей Электронного каталога. Материал расположен в систематическом порядке по отраслям знания, внутри разделов – в алфавите авторов и заглавий. Записи включают полное библиографическое описание изданий, шифр книги и место хранения издания в сокращенном виде (список сокращений приводится в Бюллетене)....»

«Шиблева Т.Г. Теоретические основы защиты металлов. Учебнометодический комплекс. Рабочая программа для студентов направления 04.03.01 «Химия», профиль подготовки «Физическая химия», форма обучения очная. Тюмень, 2015, 27 стр. Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВО с учетом рекомендаций и ПрОП ВО по направлению и профилю подготовки. Рабочая программа дисциплины «Теоретические основы защиты металлов» опубликована на сайте ТюмГУ: http://www.utmn.ru [электронный ресурс] /...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Ивановский государственный химико-технологический университет» Утверждаю: Ректор _ О.И. Койфман «» 2011 г. Номер внутривузовской регистрации Основная образовательная программа высшего профессионального образования Направление подготовки 230400 Информационные системы и технологии Квалификация (степень) выпускника «бакалавр» Нормативный...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» Институт химии Кафедра неорганической и физической химии Хритохин Н.А., Кертман А.В. НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для студентов направления 04.03.01 Химия. Форма обучения очная Тюменский государственный университет Хритохин Николай Александрович, Кертман...»

«Т. Л. Смирнова Размещение производительных сил в России Учебное пособие Северск 201 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Национальный исследовательский ядерный университет « М И Ф И » Северский технологический институт филиал НИЯУ МИФИ (СТИ Н И Я У М И Ф И) T.JI. Смирнова РАЗМЕЩЕНИЕ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНЫХ СИЛ В РОССИИ Допущено У МО по образованию в области производственного...»

«ЛИСТ СОГЛАСОВАНИЯ от._. 2015 Содержание: УМК по дисциплине Педагогической практике для студентов направления подготовки 06.03.01 «Биология» (уровень академический), профилей подготовки «Биохимия, Физиология, Ботаника, Зоология, Биоэкология, Генетика, форма обучения очная Автор:_А.А.Мелентьева Объем 13стр. Должность ФИО Дата Результат Примечание согласования согласования Заведующий Протокол заседания кафедрой ботаники, Рекомендовано кафедры от биотехнологии и Боме Н.А. к электронному..2015...»

«ЛИСТ СОГЛАСОВАНИЯ от 26.05.2015 Рег. номер: 591-1 (21.04.2015) Дисциплина: Специальный практикум (биохимия) Учебный план: 06.03.01 Биология/4 года ОДО Вид УМК: Электронное издание Инициатор: Кыров Дмитрий Николаевич Автор: Кыров Дмитрий Николаевич Кафедра: Кафедра анатомии и физиологии человека и животных УМК: Институт биологии Дата заседания 24.02.2015 УМК: Протокол заседания УМК: Дата Дата Результат Согласующие ФИО Комментарии получения согласования согласования Зав. кафедрой Соловьев...»

2016 www.сайт - «Бесплатная электронная библиотека - Методички, методические указания, пособия»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам , мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.

В соответствии с Директивой президента Республики Беларусь от 14 июня 2007 года №3 «Экономия и бережливость - главные факторы безопасности государства», по­становлением совета Министров Республики Беларусь от 30.05.2007 года № 972 «Об утверждении программы мер по экономии энергоресурсов и денежных средств» и по­становлением совета Министров Республики Беларусь от 30 июля 2007 года №972 «О некоторых мерах по реализации Директивы президента Республики Беларусь» от 14 июня 2007 года №3 в дипломном проекте разработаны мероприятия по энерго- и ре­сурсосбережению.

Снижение удельной энергоемкости продукции значительно уменьшает ее стоимость, тем самым, повышая конкурентоспособность. Наиболее простой способ достижения этой цели - энергосбережение. Поэтому энергосберегающие мероприятия являются приоритетом государственной политики, важным направлением в дея­тельности всех без исключения субъектов хозяйствования и самым дешевым, но не бесплатным, источником энергии. Энергосбережение обеспечивается за счет исполь­зования вложенных средств на модернизацию технологических процессов, систему энергосбережения и за счет организационных мероприятий.

Общие запасы древесины в Республике Беларусь оценивается в 1,09 млрд. м 3 , что составляет около 70 % древесины СНГ. Лесистость территории 38%. Основная часть лесов приходится на Минскую и Гомельскую области. В основных направлениях экономического и социального развития Республики отмечается необходимость усилить работу по рациональному использованию растительного и животного мира, обеспечить улучшение использо­вания лесосырьевых ресурсов. Сушка пиломатериалов и заготовок высокого качества при рациональном использовании энергоресурсов обеспечивает минимальные поте­ри ценного сырья и сохранность леса. Себестоимость тепловой энергии, полученной за счёт древесной массы, в 2-4 раза ниже, чем тепловой энергии, полу­ченной за счет ископаемого топлива. Газ, полученный из древесины экологически более чистый, чем из угля и мазута. В условиях нашего государства приоритетность дров перед углём и торфобрикетом возрастает.

Оперативный учёт использования ТЭР на предприятии - один из главных факторов эффективности их работы. Наиболее точным и прогрессивным является учет с помощью КИП и А, которые обеспечивают регистрацию первичных показате­лей количества и качества всех видов энергии. Для этого вводятся журналы, в кото­рые заносят сведения, необходимые для составления энергобаланса и технического, отчёта по эксплуатации оборудования и его состава, а также позволяющие выделить составляющую выпускаемой продукции. Установка элек­тросчётчиков и расходомеров газа, жидкого топлива даёт возможность рассчитывать удельную теплоёмкость каждого вида продукции. Это позволяет выявлять участки, где нерационально используется энергия, эффективно применять меры по устране­нию их и оценивать резервы экономии ТЭР. Для обогрева производственных помещений наиболее эффективно применение инфракрасного излучателя. Для внутреннего освещения наиболее эффективными являются люминесцентные лампы, для наружного - галоге­новые.

Установка окон из стеклопакетов в бытовых и вспомогательных помещениях сохраняет тепло лучше, чем стекло, также эффективно утепление стен и кровли зда­ний. Запыленные стёкла поглощают до 30% света.

Мероприятия по энергосбережению:

Использование отходов производства;

Организация суточного и сезонного регулирования потребления теплоты;

Внедрение автоматической системы правления освещением;

Использование вторичных тепловых энергоресурсов в системах теплоснабжения:

Уменьшение оконных проёмов в производственных помещениях;

Использование тепловой изоляции для трубопроводов;

Замена насосного оборудования на потребляющее меньше мощности;

Установка биметаллических калориферов;

Замена ламп накаливания на энергосберегающие;

Совершенствование технологии сушки;

Внедрение автоматизированных систем;

Кадровое обеспечение специалистами в области энергетики и энергосбережения;

Децентрализация систем теплоснабжения;

Установка инфракрасных излучателей для локального обогрева рабочих мест в механической мастерской;

Улучшение использования оборудования.

Охрана окружающей среды

Необходимость охраны окружающей среды для блага человека возникла в результате отрицательных последствий деятельности самого человека. Вместе с сырьевой и энергетической проблемой возникла новая проблема - загрязнение окружающей среды отходами промышленности, сельского хозяйства, транспорта, строительства и т.д. Интенсивному загрязнению подвергается атмосфера, вода, почва. Эти загрязнения достигли высоких уровней и угрожают не только растительному миру, но и здоровью самого человека.

Непродуманные технологии, организация и само производство работ определяют большие затраты энергии и материалов, высокую степень загрязнения окружающей среды. Взаимодействие здания или сооружения с окружающей средой, его характер и последствия определяется в период длительной эксплуатации. Отсюда вытекает важность этого периода в определении экономичности объекта, т.е. каким образом отразится на состоянии окружающей среды не только появление, но и его длительное функционирование.

К мероприятиям по охране окружающей природной среды относятся все виды деятельности человека, направленные на снижение или полное устранение отрицательного воздействия антропогенных факторов, сохранение, совершенствование и рациональное использование природных ресурсов. В строительной деятельности человека к таким мероприятиям следует отнести:

Градостроительные меры, направленные на экологически рациональное размещение предприятий, населенных мест и транспортной сети,

Архитектурно-строительные меры, определяющие выбор экологичных объемно - планировочных и конструктивных решений.

Выбор экологически чистых материалов при проектировании и строительстве.

Применение малоотходных и безотходных технологических процессов и производств при добыче и переработке строительных материалов.

Строительство и эксплуатация очистных и обезвреживающих сооружений и устройств.

Рекультивация земель.

Меры по борьбе с эрозией и загрязнением почв.

Меры по охране вод и недр и рациональному использованию минеральных ресурсов.

Мероприятия по охране и воспроизводству флоры и фауны и т.д.

Мерой успеха в достижении указанных целей являются экологические, экономические и социальные результаты. Экологический результат - это снижение отрицательного воздействия на окружающую среду, улучшение ее состояния. Он определяется снижением концентрации вредных веществ, уровня радиации, шума и других неблагоприятных явлений.

Посадки деревьев и кустарников, запроектированные в благоустройстве территории, ведут к защите от городского шума и шума автотранспорта, к улучшению газового состава воздуха и его очищению.

Необходимые пересадки и вырубки древесной и кустарниковой растительности необходимо согласовывать с Управлением лесопаркового хозяйства. Производство работ осуществлять с обеспечением максимальной сохранности зеленых насаждений. Стволы сохраняемых деревьев расположенных в непосредственной близости от места производства работ, необходимо заключить в деревянные короба высотой 2 метра.

Временные дороги, по возможности, устраивать по трассам проектируемых дорог и проездов, а также с максимальным использованием существующих трасс. После окончания строительных работ, временные дороги должны быть демонтированы и вывезены с территории строительства, для последующего использования (с учетом 3-х кратной оборачиваемости).

Прокладка подземных коммуникаций должна выполняться строго по проекту, учитывая зону взаимного вредного влияния различных проводок и растений.

После окончания строительства следует обратить внимание на рекультивационные мероприятия – благоустройство и озеленение территории. Произвести восстановление внутриквартальных пешеходных дорожек, обрамление их декоративной оградой и посадку вдоль нее кустарников в живой изгороди. Особое внимание должно быть уделено кустарникам и созданию газонов, как поглотителей вредных атмосферных примесей.

В местах формирования газонных поверхностей и высадки деревьев и кустарников следует создать плодородный слой почв с повышенным содержанием гумуса. Для обеспечения наиболее благоприятных условий формирования почв после рекультивации необходимо, чтобы субстрат имел среднесуглинистый гранулометрический состав и содержал не менее 3 % гумуса. Мощность плодородного слоя не должна быть меньше 20см на участках, отводимых под газоны. Формирование почвенно-грунтовой толщи верхних 50см. должно соответствовать нормативным характеристикам плодородия городских почв.

В проектируемом сооружении предусматривается сеть хозяйственно-бытовой канализации. Потребителями воды являются санитарно-технические приборы. Хозяйственно-бытовые сточные воды проходят очистку на городских сооружениях биологической очистки. Стоки с территории (газоны, дорожные покрытия) через дождеприемники поступают в сеть дождевой канализации.

Общий поток сточных вод от сооружения представлен хозяйственно-бытовыми сточными водами, которые по концентрации загрязнений соответствуют ПДК загрязнений городской канализации г. Буда-Кошелево.

Сточные воды подземной автостоянки перед попаданием в городскую канализацию проходят дополнительную очистку.

Эффективность водо-охранных мероприятий обеспечивается:

· исключением возможных сбросов производственных сточных вод;

· наличием только хозяйственно-бытовых сточных вод;

· своевременной уборкой территории.

По окончании СМР строительный мусор и все отходы искусственных защитных материалов, минерального войлока, стекловаты, нефтепродуктов, а также других токсических веществ и минералов необходимо тщательно собирать и вывозить на свалки, где они уничтожаются во избежание поражения растительного и животного мира.

Сжигать мусор на территории строительства запрещается.

Строительные отходы и мусор складируются на специально оборудованном временном складе отходов, который специально оборудуется и размещается на строительной площадке в месте, не препятствующем проведению СМР и находящемся в рабочей зоне крана. Основание под временный склад монтируем сборными ж/б плитами. На складе размещаем поддоны и контейнеры. По мере заполнения склада производится вывоз мусора и отходов на свалку.

Строго запрещается делать “захоронения” браков сборных элементов, т.к. нарушается подпор грунтовых вод.

Вывод: Вышеперечисленные мероприятия по охране окружающей природы и снижению ее загрязнения позволяют строить и эксплуатировать объект в экологически безопасных условиях, а также максимально снизить риски ухудшения состояния окружающей среды.

Энерго- и ресурсосбережение

Энергосбережение с каждым годом становится все более актуальной проблемой. Ограниченность энергетических ресурсов, высокая стоимость энергии, негативное влияние на окружающую среду, связанное с ее производством, - все эти факторы невольно наводят на мысль, что разумней снижать потребление энергии, нежели постоянно увеличивать ее производство, а значит, и количество проблем. Во всем мире уже давно ведется поиск путей уменьшения энергопотребления за счет его рационального использования. Несколько лет назад и в Беларуси началось формирование такого понятия, как энергосберегающая политика.

При разработке дипломного проекта были приняты следующие меры:

1. Рассчитаны конструкции покрытия и наружной ограждающей стены для установления необходимой теплоизоляции;

2. Установлены окна с энергосберегающими стеклопакетами;

3. Установлены энергоэффективные светодиодные лампы

Похожая информация.

В настоящее время энергосбережение - одна из приоритетных задач. Это связано с дефицитом основных энергоресурсов, возрастающей стоимостью их добычи, а также с глобальными экологическими проблемами.

Экономия энергии - это эффективное использование энергоресурсов за счет применения инновационных решений, которые осуществимы технически, обоснованы экономически, приемлемы с экологической и социальной точек зрения, не изменяют привычного образа жизни.

Энергосбережение в любой сфере сводится по существу к снижению бесполезных потерь энергии. Анализ потерь в сфере производства, распределения и потребления электроэнергии показывает, что большая часть потерь - до 90% - приходится на сферу энергопотребления, тогда как потери при передаче электроэнергии составляют лишь 9-10%. Поэтому основные усилия по энергосбережению сконцентрированы именно в сфере потребления электроэнергии.

В последние годы создание эффективных технологий с минимальным электропотреблением становится приоритетными. Это значит, что только затраченная энергия является главной компонентой при определении эффективности, после всего комплекса теплофизических, микробиологических, биохимических и коллоидных процессов, связанных с производством хлебобулочных изделий, который завершаемых выпечкой.

Печные агрегаты - ведущее оборудование в поточных линиях по выработке хлебных изделий, правильный выбор конструкции печи имеет большое значение для успешной работы хлебопекарного предприятия, так как ее производительность, эксплуатационная надежность и энергетические характеристики определяют производственную мощность и экономические показатели работы.

Традиционная выпечка хлебобулочных изделий производится в специальных хлебопекарных печах, в которых теплота к выпекаемой тестовой заготовке (ВТЗ) может подаваться разными способами:

• - способы, при которых теплота к ВТЗ подается извне;
• - способы, при которых тепло генерируется по всей массе ВТЗ;
• - способы с комбинированным подводом теплоты к ВТЗ.

К первой группе способов относятся радиационно-конвективная выпечка в обычных хлебопекарных печах, выпечка в печах с генераторами коротковолнового инфракрасного (ИК) излучения, в замкнутых камерах в атмосфере пара (насыщенного или сначала насыщенного, а затем перегретого)

Ко второй группе относятся выпечка с применением электроконтактного (ЭК) нагрева, в электромагнитном поле высокой частоты (ВЧ) и сверхвысокой частоты (СВЧ).

Для реализации комбинированного подвода теплоты к ВТЗ используют сначала ИК, потом ВЧ (или СВЧ); сначала ЭК, потом ИК; сначала ВЧ (или СВЧ), потом ИК. В связи с этим, необходимо произвести замену старого оборудования, новым, более производительным с меньшими затратами потребляемой энергии.

Наиболее яркие примеры технологий энергосбережения:

• 1. Замена ламп накаливания на современные энергосберегающие лампы. Эффективность метода - экономия 60-80% потребляемой на цели освещения электроэнергии. Энергосберегающий эффект - до 10 % об всего потребления электроэнергии.
• 2. Замена электрообогревателей на теплонакопители. Теплонакопитель - это электроотопительный прибор, работающий по принципу аккумуляции тепла. Он потребляет энергию только ночью, а отдает тепло равномерно круглые сутки. Теплонакопитель обладает современным дизайном и гармонично вписывается в любой интерьер. Теплонакопители устанавливаются непосредственно в тех помещениях, которые необходимо отапливать. Преимущества теплонакопителя:
  • - Небольшие габаритные размеры;
  • - При изготовлении использованы экологически чистые материалы;
  • - Высокий уровень термобезопасности и защиты от поражения электрическим током;
  • - Отлично вписывается в любой интерьер;
  • - Низкий уровень шума;
  • - Установка в минимальные сроки;
• 3. Сокращение потерь электроэнергии. Для перемещения электрической энергии от мест производства до мест потребления не используются другие ресурсы, используется часть самой передаваемой энергии, поэтому ее потери неизбежны, задача состоит в определении их экономически обоснованного уровня. Снижение потерь электроэнергии - одна из задач энергосбережения.
• 4. Системы автоматического управления наружным и уличным освещением.
• 5. Зонные тарифы и установка двухтарифных счетчиков электроэнергии. Установка электросчетчиков это не технология энергосбережения, а мера стимулирования потребителя к экономии электрической энергии. Для потребителя двухтарифный учет выгоден тем, что в позднее время суток электрическая энергия более дешевая. Для энергосистемы работа потребителей в ночные часы выгодна тем, что сглаживается график суточной нагрузки.