Главная страница -> Технология утилизации

Энергосберегающие мероприятия в системах пароиспользования промышленных предприятий. Вывоз мусора. Переработка мусора. Вывоз отходов.

Ю. Матросов, И.Бутовский, НИИСФ / ЦЭНЭФ, Россия;
Д. Гольдштейн, NRDC, США

Необходимость введения новых норм

Постановлением Правительства г. Москвы № 138 от 23 февраля 1999 г. утверждены и введены в действие новые МГСН 2.01-99 Энергосбережение в зданиях , разработанные по инициативе НИИСФ коллективом авторов из различных московских организаций. При разработке этих МГСН были использованы типовые Территориальные Строительные Нормы (ТСН) Энергетическая эффективность в зданиях , разработанные ЦЭНЭФ и NRDC, а также опыт разработки ТСН 301-23-98-ЯО Ярославской области Теплозащита зданий жилищно- гражданского назначения .

Почему были необходимы новые МГСН?

Федеральный Закон РФ Об энергосбережении (№ 28-Ф3 от 3.04.96г.) зафиксировал положение о необходимости включения в государственные стандарты на материалы и конструкции показателей их энергоэффективности, контролируемых сертификационными испытаниями. При потреблении энергетических ресурсов показатели их эффективного использования, а также показатели расхода энергии на обогрев, вентиляцию, горячее водоснабжение и освещение зданий должны включаться в соответствующую нормативно-техническую документацию. В ходе проектирования, производства строительных материалов, изделий и конструкций, строительства, сертификации и эксплуатации зданий Закон требует осуществлять обязательный государственный метрологический контроль и надзор в области энергосбережения. В частности, законом предусмотрено проведение энергетической экспертизы проектной документации для строительства. Поскольку такие требования не были предусмотрены в разработанных до принятия закона прежних московских нормах, возникла необходимость в разработке новых МГСН.

Новизна норм 1999 г. заключается в том, что с их помощью используются не задействованные в федеральном СНиП по строительной теплотехнике резервы повышения энергоэффективности зданий. При этом территориальные нормы не входят в противоречие с действующими федеральным нормами по строительной теплотехнике, поскольку обеспечивают тот же энергосберегающий эффект, что и федеральные нормы. В результате внедрения новых норм в строительную практику г. Москвы будет получен в среднем 20%-ый энергосберегающий эффект по сравнению с прежними нормами МГСН 2.01-94 и 40%-ый энергосберегающий эффект по сравнению с нормами, действовавшими до 1994 г.

История разработки норм по энергосбережению в зданиях

Первые московские нормы МГСН 2.01-94 Энергосбережение в зданиях. Нормативы по теплозащите и тепловодоэлектроснабжению были также разработаны с активным участием НИИСФ и утверждены в 1994 г. К началу 1997 г. Москва полностью перешла на строительство зданий в соответствии с этими нормами. По данным Москомархитектуры энергоэффективность новых разработок в проектах 1997 г. по сравнению с массово применявшимися ранее аналогами составила свыше 20%: по жилым блок-секциям зданий серии П44М - 23-24%; по жилым блок-секциям зданий серии П3Мш - 25-26%; по жилым зданиям серии М6 ЭКО (монолитные) - 18-20%; по жилым зданиям серии Пд4 - около 20%.

Вслед за изменением норм г. Москвы Госстрой России в 1995 г. внес изменения в федеральный СНиП по строительной теплотехнике, существенно повысив уровень теплозащиты зданий, установив при этом два этапа внедрения: первый этап действует с 1996 г., а второй наступит с начала 2000 г. Требования второго этапа сопоставимы с существующими нормативными требованиями зарубежных стран, достигших за последнее десятилетие значительного энергосберегающего эффекта. Например, если требуемое сопротивление теплопередаче стен в России находится в пределах от 2,1 до 4,9 м2.oC/Вт (от 2000 до 10000 oC.сут), то в Швеции от 2,9 до 3,5 м2.oC/Вт, в Дании от 3,3 до 5 м2.oC/Вт (при 2900 oC.сут), в Финляндии от 2,9 до 3,5 м2.oC/Вт, в Канаде от 3 до 4,1 м2.oC/Вт для односемейных зданий до 3 этажей и от 2 до 3,1 м2.oC/Вт для многоквартирных зданий, в Германии от 2 м2.oC/Вт (при 3500 oC.сут).

К настоящему времени первый этап внедрения новых норм в регионах России практически завершен. При этом внедрены многие прогрессивные энергосберегающие технологии, например, энергоэффективное остекление с теплоотражающими покрытиями в переплетах из пластмассы, двухслойные конструкции стен с утеплителем из минеральной ваты и др.

Значение новых МГСН для различных участников строительного процесса и жителей Москвы

Для проектировщиков новые МГСН предоставляют возможность учета дополнительных факторов и использования компьютерных технологий при проектировании. Тем самым обеспечивается большая гибкость при проектировании по сравнению с прежним предписывающим подходом, существенно ограничивавшим творческую свободу проектировщиков. При новых нормах в проекте здания могут быть в большей степени использованы новые архитектурные формы, новые энергоэффективные строительные технологии и материалы, новое инженерное оборудование, положительно влияющие на эффективное использование энергии.

Для руководителей городского стройкомплекса и руководителей строительных компаний новые МГСН устанавливают критерии, на которые необходимо ориентировать развитие эффективных строительных технологий и строительной индустрии.

Для домовладельцев и эксплуатирующих организаций новые МГСН являются документом, который требует, чтобы вновь возводимые и реконструируемые жилые здания и здания муниципальной собственности эффективно использовали энергию. Следовательно, эти здания в долговременной перспективе приведут к меньшим энергетическим затратам при более высоких показателях теплового комфорта и меньших денежных расходах за тепловую энергию.

Для жителей г. Москвы эффективное использование энергии означает меньшие затраты, сбережение ценных невозобновляемых энергоресурсов для следующих поколений и значительное улучшение окружающей среды за счет снижения выбросов в атмосферу двуокиси углерода, серы и других вредных веществ.

Для других регионов России новые МГСН будут хорошим примером апробации новых идей и могут служить моделью для разработки региональных норм.

Основные отличия новых МГСН от прежних

Целью новых МГСН является стимулирование проектирования зданий с меньшим энергопотреблением. Отличительные черты норм 1999 г. заключаются в следующем:
новая структура документа и переход на новый принцип нормирования системный подход к рассмотрению здания как единой энергетической системы;
внедрение новых показателей, связанных с количеством потребленной энергии более высокие требования к теплозащите и энергопотреблению;
использование дополнительных, не учитываемых ранее энергетических показателей при определении энергопотребления здания, стимулирование более качественного проектирования с учетом энергоэффективности;

Внедрение энергетического паспорта, подтверждающего соответствие проекта новым нормативным требованиям. Известно, что архитектурные, объемно-планировочные и компоновочные решения зданий оказывают существенное влияние на энергопотребление. Например, здания с уширенным корпусом потребляют на 15-18% меньше энергии, чем здания с обычной шириной корпуса, здание серии П44 из четырех секций с двумя угловыми секциями потребляет на 25-30% больше энергии, чем здание из четырех обычных рядовых и торцевых секций. Существуют технические решения, снижающие теплопотери за счет инфильтрации. При авторегулировании системы отопления возможно использование бытовых тепловыделений и солнечной радиации для целей энергосбережения. При отсутствии авторегулирования расход тепла на отопление увеличивается на 20-25%.

Основным критерием в новых московских нормах является удельное энергопотребление на отопление здания в киловатт-часах, приходящееся на один квадратный метр полезной площади за отопительный период при подключении здания к системам теплоснабжения или индивидуальным котельным. В таблице 1 приведены нормативные значения удельного расхода тепловой энергии системой отопления здания по новым МГСН, и там же для сравнения приведены их значения по старым МГСН 2.01-94.

Таблица 1. Норма удельного расхода тепловой энергии системой отопления

здания за отопительный период, кВт.ч/м2

Этажность зданий

Типы зданий

1-3

4-5

6-9

10 и более

Год принятия норм

1994

1999

1994

1999

1994

1999

1994

1999

жилые

200

160

130

140

110

115

учебные и лечебные

учреждения

205

175

195

165

185

155

дошкольные учреждения

280

245

Из таблицы видно, что по новым МГСН удельное энергопотребление на отопление зданий должно быть на 20% меньше по сравнению с требованиями предыдущей версии МГСН.

При новых нормативных требованиях отпадает необходимость в жестком поэлементном нормировании сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций, как это предусмотрено федеральным СНиП II-3-79* по строительной теплотехнике, а устанавливается лишь их нижний предел по уровню уже достигнутого (первого) этапа внедрения этого СНиП.

С точки зрения потребителя главную задачу составляет создание комфортных условий в здании при заданных расходах энергии на поддержание этих условий. Еще один, санитарно-гигиенический аспект теплотехнического проектирования состоит в требовании недопустимости образования конденсата на внутренних поверхностях ограждающих конструкций.

Необходимо отметить, что на аналогичный новый принцип нормирования удельного энергопотребления перешли в Германии (с 1995 г.), в некоторых штатах США, Дании (с 1995 г.), в Нидерландах (с 1996 г.) и частично в Канаде (с 1998 г.).

Особенностью новых МГСН является введение Энергетического паспорта здания, предназначенного для контроля качества проектирования здания и последующих строительства и эксплуатации. Энергетический паспорт предполагается использовать при разработке проекта здания и контроле соответствия проекта требованиям территориальных норм. Кроме того, он дает потенциальным покупателям и жильцам конкретную информацию об ожидаемой энергетической эффективности здания. Более энергоэффективным зданиям может отдаваться предпочтение по сравнению с менее энергоэффективными зданиями, приводящими к большим платежам за энергию при несоответствии реального энергопотребления нормативным требованиям. Следовательно, Энергетический паспорт является обосновывающим документом для экономического стимулирования энергосбережения (льготное налогообложение, кредитование, дотации и др.) и объективной оценки стоимости здания на рынке жилья.

Влияние московских норм на федеральное нормирование

После апробации новых МГСН в Москве, в Госстрое России принято решение о целесообразности перехода на тот же принцип нормирования на федеральном уровне. В настоящее время подготовлен проект новой редакции федерального СНиП по теплозащите зданий. Теплозащиту зданий рекомендуется проектировать в соответствии со вторым этапом действующего в настоящее время федерального СНиП по строительной теплотехнике. Если в результате расчета удельный расход энергии на отопление здания окажется меньше нормативного значения, то допускается снижение сопротивления теплопередаче отдельных элементов теплозащиты по сравнению с требуемым (но не ниже значений, обеспечивающих санитарно-гигиенические условия и требование невыпадения конденсата) до значений, при которых расчетный удельный расход энергии будет равен нормативному.

В табл. 2 приведены предлагаемые проектом нормативные значения удельного расхода энергии на отопление различных типов зданий за отопительный период в кДж/(м2.oC.сут) и кДж/(м3.oC.сут). Эти величины приведены к градусо-суткам с целью исключения зависимости от климатических параметров.

Таблица 2. Нормативный удельный расход энергии на отопление здания за отопительный период, кДж/(м2.oC.сут) [кДж/(м3.oC.сут)] Типы зданий

Этажность зданий:

1-3

4-5

6-9

10 и более

Жилые, на м2

115

Образовательные учреждения, на м3

Офисы, на м3

Поликлиники и другие лечебные учреждения, дома-интернаты, на м3

Дошкольные учреждения, на м3

[44]

Расчетная величина удельного расхода энергии на отопление здания может быть снижена за счет:
изменения объемно-планировочных решений, обеспечивающих наименьшую площадь наружных ограждений, уменьшение числа наружных углов, увеличение ширины зданий, а также использования ориентации и рациональной компоновки многосекционных зданий снижения площади световых проемов до минимально необходимой по требованиям естественной освещенности;
использования эффективных теплоизоляционных материалов и рационального расположения их в ограждающих конструкциях, обеспечивающего более высокую теплотехническую однородность и эксплуатационную надежность наружных ограждений, а также повышения степени уплотнения стыков и притворов открывающихся элементов наружных ограждений повышения эффективности авторегулирования систем обеспечения микроклимата, применения эффективных видов отопительных приборов и более рационального их расположения;
утилизации тепла удаляемого внутреннего воздуха и поступающей в помещение солнечной радиации

В заключение следует отметить, что разработка и внедрение новых норм дает следующие преимущества для г. Москвы:
новый принцип нормирования облегчает проблему внедрения второго этапа СНиП II-3-79* по строительной теплотехнике при обеспечении намеченного федеральными нормами энергосберегающего эффекта создаются условия для внедрения новых энергоэффективных технологий и строительных материалов, а также эффективного отопительно-вентиляционного оборудования и систем его управления;
создается возможность при проектировании достичь заданного энергосберегающего эффекта за счет различных комбинаций как отдельных элементов теплозащиты, так и систем обеспечения микроклимата внутри
помещений, т.е. в конечном счете за счет повышения качества проектирования переход на потребительский принцип стимулирует создание архитектурного облика зданий с использованием энергоэффективных компоновок.

А. А. Баранов, инженер,
Н. И. Рябцев, канд. техн. наук,
ГУП, Агентство по энергосбережению, Москва

Реализация потенциала энергосбережения - приоритетное направление политики Правительства Москвы, где годовое промышленное потребление тепловой энергии превышает 29 млн. Гкал. Кроме ТЭЦ Мосэнерго, более 500 промышленных котельных работают на покрытие этой нагрузки, половина которой или 18-20 млн. тонн пара, поступает в системы пароиспользования (СПИ) предприятий.

Анализ многих энергетических обследований, в том числе проведенных специалистами Агентства но энергосбережению, показывает, что без значительных капитальных затрат на предприятиях химической, пищевой и легкой промышленности, строительных материалов и машиностроения можно устранить от 10 до 40% непроизводительных потерь пара за счет упорядочения организации сбора конденсата, правильным подбором и установкой конденсатоотводчиков (КО).

По оценке Мосгосэнергонадзора суммарная величина возможной экономии потребляемых городом энергоресурсов за счет малозатратных энергосберегающих мероприятий составляет около 14%.

Комплекс предлагаемых Агентством энергосберегающих мер включает схемные решения.

В подсистеме парораспределения - потенциал энергосбережения составляет 5-15% (от балансовой суммы поаппаратного потребления теплоты):
поступающий к соответственно сгруппированным аппаратам греющий пар необходимо разделять по давлению на два - четыре рабочих уровня (рабочее давление ограничивается термостойкостью продукта или прочностью аппарата). Рабочее давление в группе отличается не более чем на 30% от принятого уровня;
уровни давления на распределительных гребенках следует поддерживать с помощью редукционно-охладительных установок (РОУ). Для этого необходимы РОУ малой производительности (200-2 000 кг/ч), типовое конструирование и применение которых экономически оправдано, так как дросселирование связано с большими потерями;
гидравлический режим в раздающих магистралях и подводящих трубопроводах должен быть настолько интенсивным, чтобы транспорт пара осуществлялся при незначительном (5-10°С) его перегреве, когда охлаждение за счет теплоотдачи от ограждения компенсировалось бы перегревом от падения давления;
перепад давления на регуляторе тепловой нагрузки аппаратов должен быть возможно меньшим;
для устойчивости потоков теплоносителя, распределенных по параллельным ветвям, необходимо, чтобы наибольшее падение давления приходилось на КО;
следует установить КО для дренажа участков раздающих магистралей внутренних сетей перед разделяющей запорной арматурой, подъемными участками, присоединительной арматурой аппарата. Расчетный режим отвода - перегретый пар (паросодержание конденсата - X1>1). На случай отклонения от расчетного режима устанавливается механический КО малой (до 10 кг/ч) пропускной способности с периодическим сбросом конденсата, например, модели Армстронг N1011 Dy=1/2 с опрокинутым ковшом (США).

1 - пар от ТЭЦ или котельной, 2-4 - распределительные гребенки высокого, среднего и низкого давления, 5 - распределительная магистраль высокого давления, 6 - РОУ, 7 - эжектор, 8 - сепаратор, 9 - манометр, 10-12 - аппараты высокого, среднего и низкого давления, 13 - аппарат-источник «условно чистого» конденсата, 14 - конденсатоотводчик, 15-17 - сборные магистрали высокого, среднего и низкого (вакуумированная) давления, 18 - сборная магистраль для «условно чистого» конденсата, 19, 20 - баки-сборники «чистого» и «условно чистого» конденсата, 21 - насос вытеснения периодического действия, 22, 23 - утилизационные теплообменники на полный и частичный потоки конденсата, 24 - конденсатор выпара, 25 - конденсатный насос, 26 - термометр.

В подсистеме паропотребления - потенциал энергосбережения составляет 10-50% :
общее направление - дробление поверхности нагрева аппарата на как можно более малые части (см. табл. 1), что способствует достижению оптимальных показателей от использования суммарной поверхности. Справедливо и обратное: установка одного КО после группы поверхностей теплообмена всегда уменьшает их эффективность. Например, коэффициент теплопередачи уменьшается, если КО установлен после группы поверхностей, как бы они ни были соединены по теплоносителю - параллельно или последовательно. На рис. 1 показана рекомендуемая схема обвязки калориферной установки, в которой первая поверхность по потоку воздуха переохлаждает конденсат вторичного пара, поступающего от сепаратора, а последующие поверхности калориферов работают в режиме с пролетным паром ;
для аппаратов с широким диапазоном изменения тепловой нагрузки (возмущающего воздействия) следует применять особый способ управления, для реализации которого регулятор устанавливается на выходе греющего теплоносителя из аппарата (широта диапазона обеспечивается степенью затопления поверхности конденсатом);
групповое присоединение аппаратов к одному КО может применяться лишь как вынужденное исключение.

В подсистеме сбора и возврата конденсата потенциал энергосбережения составляет 15-45%:
аппараты, подсоединенные к сборной магистрали, необходимо группировать по давлению и вероятности загрязнения конденсата;
подъемные участки следует оснащать побудителями подъема конденсата;
вторичный пар после КО и сепаратора нужно направлять на подпитку раздающей магистрали пара низкого уровня давления;
при возникновении трудностей с утилизацией выпара из бака-сборника в сборной магистрали целесообразно с помощью эжекторного вакуум-насоса устанавливать давление Pк=0,5-0,7 ата, соответствующее температуре насыщения 80-90°С. При этом конденсат перекачивается в бак-сборник специальным устройством с попеременным подключением его сначала к вакуумируемой магистрали конденсата, а затем - к магистрали пара рабочего давления. Эжектируемый вторичный пар направляется к потребителям пара промежуточного давления.

Рекомендуемая схема системы пароиспользования, где учтены различные способы сокращения потерь теплоты, приведена на рис. 2.

Методологические рекомендации подбора КО также базируются на результатах энергообследования различных предприятий и сведены в табл. 1. Рекомендуемые конструкции для указанных условий обеспечивают эффективное использование теплоты пара, существенно снижая его расход на единицу выпускаемой продукции.

Таблица 1.
№ пп Задаваемые условия работы паропотребителя Назначение режима отвода конденсата, признак подбора КО Тип паропотребителя, где проводилась опытная проверка, оптимальные значения паросодержания конденсата,
Х1, % Рекомендуемый тип конденсато-
отводчика 1 Максимальный коэффициент теплопередачи при стабильной тепловой нагрузке Сокращение рабочей поверхности. ускорение разгона аппарата Калорифер тоннельной сушилки типа СТ Х11=+5...+8 Термодинамический двухсопловой 2 Максимальное использование рабочей поверхности при ее избытке Сокращение паропотребления при расчетной тепловой нагрузке Вертикальный кожухо-трубчатый подогреватель Х12=-4...-5 Термостатический биметаллический 3 Сокращение неравномерности обогрева до допустимого значения д6 Повышение качества продукции Длинные греющие цилиндры узла сушки Dq=7°C Х13=+2...+6 Термодинамический двухсопловой на 6-10 цилиндров 4 Вентиляция паровой полости от неконденсирующихся газов Повышение уровня температуры поверхности аппарата Периодические камеры вулканизации резины Х14=+2...+5 Термодинамические дисковые 5 Сокращение гидравлических потерь в конденсатной сети Ликвидация пульсаций потока на подъемном участке Подъем 3-4 м
Х15=+1...+4 Термостатический биметаллический плюс термодинамический сопловой

Примечание: Х11, Х12,...,Х15 - с двойными индексами в отличие от места измерения Х1

Многообразие форм поверхности нагрева оборудования и условий его работы обусловило и многообразие промышленных образцов КО. Действующая методика подбора КО, по которой он характеризуется только условным давлением Ру, ати, присоединительным размером Dy, мм и пропускной способностью Kv, т/ч холодного конденсата при перепаде давлений Р=1 кгс/см2, не позволяет принять однозначного решения, оценить эффективность применения КО и определить меры по улучшению его конструкции.

Предлагаемая методика отражает взаимодействие тепловых и гидравлических обменных процессов в паровой полости и на рабочей поверхности паропотребляющих аппаратов, а также форму потока в сети сбора конденсата. За количественный показатель режима отвода принято паросодержание Х1 конденсата при давлении при давлении Р1 на входе в КО. Значение Х1 определяется типоразмером Dy термостатических, термодинамических или механических (поплавковых) КО. Последние рассматриваются как местные (сосредоточенные) гидравлические сопротивления, пропускная способность которых падает с ростом Х1.

В свою очередь многие теплотехнические и технологические показатели работы паропотребителей (к их числу относятся участки дренируемых паропроводов, спутниковые линии и сепараторы) и других элементов СПИ также зависят от паросодержания отводного конденсата Х1. Изменяя Х1 можно управлять этими показателями для достижения и поддержания их требуемых значений.

Опыт показывает, что с увеличением Х1 происходит следующее:
коэффициент теплопередачи увеличивается, достигает максимума при заметной доле пролетного пара и затем падает. Аналогично изменяется скорость образования конденсата.
неравномерность обогрева поверхности монотонно уменьшается, приближаясь к некоторому асимптотическому значению. Точно так же изменяется концентрация неконденсирующихся газов в паровой полости.
гидравлическое сопротивление подъемного участка конденсато-провода достигает минимума при положительном паросодержании потока конденсата. Ближайшие к участку конденсатоотводчики должны работать с пропуском пролетного пара , при Х1>0.

Предлагаемый энергоэффективный путь развития и совершенствования систем пароиспользования так же, как и ряд других энергосберегающих проектов, зачастую не находят своего воплощения на практике.

Одной из причин такого положения, по нашему мнению, является низкая доля затрат на покупку энергоносителей. Результатами вышеупомянутых энергетических обследований по программе Правительства Москвы и ТУ Госэнергонадзора установлено, что стоимость потребляемых энергоресурсов на 1 рубль произведенной продукции (услуг) колеблется от 0,7 до 6,3 копеек, где большая цифра относится к предприятиям строительной индустрии. В то же время, очевидно, возросшая за последние годы энергоемкость производства должна была проявиться в значительно большей доле энергетики в цене товаров и услуг. С нашей точки зрения, противоречие объясняется двумя обстоятельствами:
возможностью компенсации увеличенного потребления энергии производственными потребителями за счет роста стоимости продукции и услуг;
искусственного снижения рядом предприятий энергетических затрат за счет оплаты потребляемых энергоресурсов арендаторами по не всегда обоснованным расчетным нагрузкам.

Такими приемами часто затушевывается до полного исчезновения экономическая мотивация к приведению в действие потенциала энергосбережения, вынуждая вновь возвращаться к проблемам учета теплоэнергии и теплоносителя теперь уже на уровне внутризаводского потребления субабонентами (арендаторами).

Вывоз мусора бетонного и утилизация отходов

Российское открытое акционерное. Информационный материал по малой и нетрадиционной энергетике. -= intersolarcenter newsletter =-. Ei - project - petra380cgi. Газ после газа.

Главная страница -> Технология утилизации

Экологически чистая мебель:

Сайт об утилизации отходов: