Опорний конспект з навчальної дисципліни Енергозберігаючі технології у нафтогазовій галузі для студентів спеціальності Обладнання нафтових І газових промислів




НазваОпорний конспект з навчальної дисципліни Енергозберігаючі технології у нафтогазовій галузі для студентів спеціальності Обладнання нафтових І газових промислів
Сторінка1/9
Дата конвертації23.06.2013
Розмір1.04 Mb.
ТипКонспект
skaz.com.ua > Географія > Конспект
  1   2   3   4   5   6   7   8   9
Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України

Полтавський національний технічний університет імені Юрія Кондратюка

Кафедра автоматики та електропривода


ОПОРНИЙ КОНСПЕКТ
з навчальної дисципліни

Енергозберігаючі технології у нафтогазовій галузі

для студентів спеціальності

Обладнання нафтових і газових промислів


Спеціальність

Дата затвердження робочої програми

Шифр електронної бібліотеки

8.090217

6.09.2010






Лектор:

к.т.н., доцент Лисиця М.П.

Рецензент: к.т.н., доцент Тамахін Г.В.

Конспект розглянуто й схвалено на засіданні

кафедри автоматики і електропривода,

протокол № 9 від 21.12.2010 р.


Завідувач кафедри: д.т.н., професор С.В. Козелков

Полтава 2010

Лекція 1

Основні поняття, тенденції та шляхи реалізації


    1. Вступ. Збереження електроенергії – частина загальної тенденції по захисту навколишнього середовища

    2. Загальні поняття і тенденції розвитку енергозбереження

    3. Багаторівнева структура сучасного електропривода

    4. Шляхи реалізації енергозбереження засобами промислового електроприводу


1.1 Вступ. Збереження електроенергії – частина загальної тенденції по захисту навколишнього середовища

Збереження електричної енергії є важливою частиною загальної тенденції по захисту навколишнього середовища. Електродвигуни, що приводять у дію системи в побуті й на виробництві, споживають більше половини виробленої енергії, саме тут закладені найбільші резерви енергозбереження.

Більшість електродвигунів працюють у нерегульованому режимі й, отже, з низькою ефективністю. Через недоліки проектування й експлуатації електропривода коефіцієнт завантаження багатьох машин не перевищує 50%, що диктує необхідність зниження встановленої потужності двигунів. Робота привода в недовантаженому режимі приводить до величезних втрат, не враховуючи зниженого значення коефіцієнта потужності, оскільки загальна встановлена потужність асинхронних двигунів у країні становить близько 40… 50 млн. кВт. Сумарна ж установлена потужність двигунів у СНД приблизно рівна 550 млн. кВт.

Зростаюча складність одержання енергії, ріст енергоємних технологій, необхідність безаварійної роботи машин і механізмів вимагає застосування регульованого електропривода. Перехід до регульованого електропривода змінного струму окремих механізмів дозволить заощадити до 50% енергоресурсів.

Недавній прогрес у напівпровідниковій індустрії, особливо в силовій електроніці й мікроконтролерах, зробили приводи з регулюванням частоти обертання більш практичними й значно менш дорогими. Сьогодні регульовані приводи потрібні не тільки у високопрофесійних і потужних промислових застосуваннях, таких як обробні машини або піднімальні крани, але усе більше й більше в побутовій техніці, наприклад, у пральних машинах, компресорах, невеликих насосах, кондиціонерах повітря й т.п.

Тому в цей час особливе значення набувають питання розробки й широкого впровадження методів і способів керування енергоефективністю (енергозбереженням) засобами промислового електропривода, тому що з одного боку стала гострою проблема економії електроенергії й, з іншого боку – з'явилася реальна можливість її ефективного розв'язку стосовно до головного її споживача електроприводу.
^ 1.2 Загальні поняття і тенденції розвитку енергозбереження

В Україні, яка займає 2,7% території колишнього СРСР (603,7 тис. км2), в 1990 році було розміщено 15,2% основних виробничих фондів; випускалося понад 17% промислової й 22% сільськогосподарської продукції; добувалося 27% вугілля, 52% залізної руди; вироблялося 35% сталі; випускалося 95% магістральних тепловозів, 24% тракторів, 21% зерна й 50% цукру. У державі є понад 8 тис. родовищ, де розробляються 90 видів покладів корисних копалин; на її території перебуває 28,6% чорноземів світу.

За даними Ради по вивченню продуктивних сил НАН України, в 1990 р. ВНП становив 207,8 млрд. грн., а 1997 р. - 76,4 млрд. грн., що в 2, 72 рази менше. За сім років Україна втратила потенціал, який обчислювався в 636,3 млрд. грн.

За даними західних експертів світові запаси нафти й газу будуть вичерпані за 80-90 років, вугілля - за 350 років. Запаси вугілля України розраховані на 400 років, що дає можливість розглядати сучасну вугільну енергетику як пріоритетну, а вугілля - як основний енергетичний ресурс України.

Основні запаси кам'яного вугілля зосереджені в Донецьком (98% загальних запасів) і Львівсько-Волинськім (2%) басейнах, бурого вугілля - в основному в Дніпропетровськом басейні.

Діючий шахтний фонд України на 1996 р. склав 285 шахт і 7 розрізів з відкритим видобутком бурого вугілля. Можливий річний енергетичний потенціал становить до 190 млн. тонн. У Донецьком басейні є 261 шахта, з них 119 добувають коксівне вугілля. ДО 2010 року намічається закрити 139 шахт. За останні 20 років у Донбасі не було закладено ні однієї шахти, 80% працюють без реконструкції більш 2 років. У Львівсько-Волинськім басейні до 2005 року з 17 діючих шахт продуктивністю 9,2 млн. тонн буде закрито 13. У Дніпропетровськом буровугільному басейні діє 6 шахт і 7 розрізів продуктивністю 7 млн. тонн, усі підприємства вичерпують свої запаси в період 2000-2010 рр.

Продуктивність праці на шахтах України становить 2-25% від рівня досягнутого в США й Західній Європі. У вугільній промисловості коефіцієнт використання гірничошахтного встаткування перебуває на рівні 0,2.

Таким чином, вугільна промисловість України у зв'язку з її пріоритетністю розвитку як єдиного в недалекім майбутньому природного енергоносія вимагає реорганізації, капітальних вкладень і підвищення ефективності робіт окремих процесів галузі.

В 1992-1997 рр. у нашій державі високими темпами збільшувалася частка найбільш енергоємних галузей, які виробляють проміжну продукцію, і зменшувалася частка галузей, які випускають продукцію кінцевого споживання. Загальне падіння промислового виробництва (% від обсягу 1990 року) наведене на мал.1.1.

Сучасний етап розвитку України характеризується гострим енергодефіцитом, тому що потреба у використанні паливно-енергетичних ресурсів за рахунок власного їхнього видобутку задовольняється менше, ніж на 50%. У той же час енергоємність валового внутрішнього продукту у два рази вище, чим той же показник для країн Західної Європи, і він продовжує зростати. Енергоємність в 1996 р. у порівнянні з 1992 роком зросла на 42%. Виробництво ж скоротилося на багатьох підприємствах до 20..25% колишнього потенціалу.



Рис. 1.1
Сумарна встановлена потужність електростанцій України становила в 1998 р. 55,2 млн.кВт, у тому числі ТЕС і ГЕС Міненерго України відповідно - 32,4 млн. кВт і 4,7 млн. кВт (58,7% і 8,5%); АЕС - 13,8 млн. кВт (25%); блок станцій інших міністерств і відомств - 4,3 млн. кВт (7,8%). У Україні працює 8 великих ГЕС , 25 середніх й 1 гідроакумулююча електростанція (ГАЕС). Теплова енергетика забезпечується власними паливними ресурсами тільки на 33%, в основному за рахунок вугілля.


Рис. 1.2

В 1998 році в Україні вироблено 173 млрд. кВт. год. електроенергії (див. мал.1.2), у тому числі електростанціями об'єднаної енергетичної системи (ОЕС) України - 171978,7 млн. кВт·год. За 1997 рік було вироблено 177024,4 млн. кВт·год. Отже, зниження виробництва електроенергії в 1998 році становить 5045,7 млн. кВт·год, або 2,9 %.

Головними причинами падіння обсягів виробництва електроенергії залишається спад промислового виробництва на підприємствах України й украй низька платоспроможність вітчизняних споживачів.

У країні експлуатується більше 1 млн. км повітряних і кабельних ліній електропередач усіх класів напруг, а також 5,4 тис. одиниць трансформаторних підстанцій загальною потужністю 160 тис. МВА.

На мал. 1.3 представлені графіки споживання електроенергії на Україні в 1990 і 1996 р.г.



Рис. 1.3
Однієї із проблем української енергетики є те, що бракує маневрових потужностей, які дозволяють покривати попит на електроенергію під час пікових навантажень, а також перебіги електроенергії. За 5 місяців 1998 р. українська енергетика була в зимовій кризі, (дефіцит потужності становив більше ніж 4 млн. кВт) і у весняній кризі (надлишок потужності становив майже 7-8 млн. кВт). Частота напруги коливалася від мінімального рівня 49,1 Гц до максимально припустимого рівня - 50,4 Гц.

Енергозбереження - це комплекс заходів, спрямованих на раціональне використання енергетичних ресурсів. У результаті знижується потреба в паливно-енергетичних ресурсах на одиницю кінцевого продукту й зменшується несприятливий вплив на навколишнє середовище.

Механізм втілення енергозбереження в життя - реалізація законодавчих, організаційних, економічних, технічних і інформаційних заходів, спрямованих на ефективне використання енергетичних ресурсів і поліпшення стану навколишнього середовища.

Крім поняття «енергозбереження» існують ще енергоефективність, енергоменеджмент, энерговикористання, енергоаудит, енергоконсалтинг…

Енергоефективність - властивість устаткування, технології або виробництва, що характеризує частину використання енергії на одиницю кінцевого продукту. Енергоефективність оцінюється за допомогою показників як кількісно (кВтгод, тонни умовного палива, кДж на одиницю кінцевого продукту), так і якісно (низька, висока).

Енергоменеджмент - керування раціональним використанням енергії на всіх стадіях її виробництва, передачі, розподілу й споживання, включаючи комплексний оптимальний розв'язок технічних, економічних і екологічних проблем, пов'язаних із цим процесом.

Енерговикористання - комплекс дій персоналу об'єкта, роботи його встаткування й технологій, пов'язаних із процесами від виробництва енергії - до її споживання.

Енергоаудит - складова частина енергоменеджмента, зорієнтована на обстеження об'єкта з погляду його енерговикористання (виявлення фактів нераціонального використання енергії, визначення заходів щодо енергозбереження, оцінки технічних і економічних можливостей щодо їхньої реалізації). Цей вид діяльності спрямований на зменшення споживання енергетичних ресурсів суб'єктами господарювання за рахунок підвищення ефективності використання енергії.

Енергоконсалтинг консультаційна діяльність, спрямована на роз'яснення переваг реалізації енергозбереження; на надання практичної допомоги у вирішенні енергетичних проблем замовника; на вибір і обґрунтування енергоефективних розв'язків; на популяризацію знань, навчання персоналу.

Енергосервісна компанія здійснює енергоконсалтингову діяльність в об'єднанні з пошуком інвесторів для реалізації конкретних проектів енергозбереження або сама виступає як такий інвестор.

Оскільки загальне визначення енергії - це потужність за одиницю часу, то одиниця виміру електричної енергії являє собою кіловат за годину (кВт·год). Основними величинами та параметрами, з допомогою яких можна охарактеризувати електричну енергію, описати її якість, є загальновідомі: електрична напруга - U , (В); електричний струм - I, (А); повна, активна та реактивна потужність - S, P, Q в кіловольт-амперах (кВА), кіловатах (кВт) і кіловольт-амперах реактивних (квар), відповідно; коефіцієнт потужності cos, частота - f, (Гц).

Електрична енергія має ряд особливостей:

  • вона безпосередньо не підлягає візуальному сприйняттю;

  • легко перетворюється в інші види енергії (наприклад, у теплову, механічну);

  • досить просто й з великою швидкістю передається на більші відстані;

  • можливий її розділ (розподіл) в електричних мережах;

  • проста у використанні за допомогою машин, установок, приладів;

  • дозволяє змінювати свої параметри (напруга, струм, частота);

  • зручна для контролю й керування;

  • якість її визначає якість роботи встаткування, яке споживає цю енергію;

  • якість енергії в місці виробництва не може бути гарантією її якості в місці споживання;

  • нерозривність у тимчасовому вимірі процесів виробництва й споживання енергії;

  • процес передачі енергії супроводжується її втратами.

Електричну енергію передає електромагнітне поле провідника, цей процес має хвильовий характер. Причому частина електроенергії, яка передається, витрачається в самому провіднику, тобто губиться. Звідси випливає поняття «втрати електроенергії ». Втрати електроенергії є у всіх елементах електричної системи: генераторах, трансформаторах, лініях електропередачі й т.п., а також в електроприймачах (електричних двигунах, електротехнологічних пристроях і агрегатах).

Нехай коефіцієнт корисної дії теплової електростанції рівний 33%. Це означає, що з 100 цистерн палива, яке перетворили на теплову електростанцію, більше ніж 66 цистерн викидається в навколишнє середовище у вигляді тепла. Якщо ще врахувати витрати енергії на видобуток палива, його транспортування, транспортування електричної енергії, то виявляється, що з 100 цистерн палива корисно використовується тільки 20, а 80 цистерн викинуте в навколишнє середовище. Співвідношення корисно використаної й витраченої енергії просто вимагає радикальної зміни цих величин.

Загальна втрата електроенергії складається із двох частин: номінальних втрат, які визначаються умовами роботи при номінальних режимах і оптимальному виборі параметрів системи електропостачання, і додаткових втрат, обумовлених відхиленням режимів і параметрів від номінальних значень. Економія електроенергії в системах електропостачання ґрунтується на мінімізації як номінальних, так і додаткових втрат.

Заходи щодо ефективного використання електричної енергії слід вибирати, виходячи із принципу досягнення мінімуму витрат при виконанні умов надійності системи електропостачання і якості електричної енергії. Необхідно виконувати малозатратні заходи щодо зниження втрат і підвищенню рівня експлуатації елементів системи електропостачання

Основним напрямком в області енергозбереження є економія електроенергії при її передачі, розподілі й використанні. Реальне енергозбереження торкається питань роботи електроживлячих мереж, перетворювачів енергії всіх типів і технологічних механізмів.

Енергозберігаючими заходами при передачі електроенергії є:

  • раціональний вибір рівня напруги живильної мережі й роду струму (постійний або змінний);

  • прийняття економічно доцільного перетину проводів і кабелів;

  • підвищення коефіцієнта потужності;

  • наближення джерел живлення до споживачів;

  • оптимізація графіків навантажень і т.д.

Витрати електроенергії на її передачу не продуктивні, тому необхідно зводити їхнє значення до мінімуму. В електричних мережах України втрати електричної енергії становлять близько 11%. У розвинених країнах цей показник значно менше. Наприклад, у ФРН втрати в мережах становлять 6,5%.

Ефективність енергозберігаючих заходів споживачів електроенергії може бути значно вище, тому що більш 90% вироблюваної енергії споживається системами електропривода, електротехнологічними й освітлювальними установками. Найбільші резерви енергозбереження закладені в удосконалюванні електропривода, на частку якого доводиться близько 60% усієї споживаної електроенергії. У деяких галузях промисловості споживання електроенергії електроприводом доходить до 80%. Зменшення швидкості двигуна до швидкості робочого механізму допомагає заощаджувати енергію й поліпшує керування технологічним процесом. У той же час про економічність привода говорити рано, хоча б у силу малих фактичних значень коефіцієнтів завантаження привода.

Електропривод, у порівнянні з іншими типами приводів, має ряд переваг:

  • робота без відходів і безшумність створює комфорт для людей;

  • високий ККД, тобто виділяється менше теплових втрат. Внаслідок цього зменшені габарити й площа охолодження;

  • електропривод регульований і оборотний.

Електроприводи зі складним, тонко керованим технологічним процесом становлять невелику частку від загального числа. Основна ж їхня частина – прості, звичайно нерегульовані масові пристрої, такі як вентилятори, насоси, конвеєри, піднімальні крани, механізми в переробній промисловості, будівництві і т.д. Саме ці об'єкти є основними споживачами електроенергії й тут можлива реальна її економія.

Розглянемо процеси, що впливають на енергозбереження в електроприводі й визначальні тенденції його розвитку:

  • ріст енергоємних технологій при зростаючій складності одержання енергії, дефіциті доступних енергоресурсів. Добути тонну палива й виробити відповідна кількість електроенергії приблизно вдвічі дорожче, чим заощадити. Надалі ця різниця росте;

  • ускладнення технології, що приводить до збільшення частки регульованого або керованого по пускові електропривода. Закінчується дискусія про можливі варіанти регульованого електропривода – практично однозначно вибір робиться на користь електропривода змінного струму;

  • зростаючі вимоги створення умов для безаварійної роботи електропривода за рахунок підвищення ефективності керування режимами енерговикористання електричних машин, енергопостачальних мереж;

  • бурхливий розвиток перетворювальної техніки ( тиристорів, що закриваються, і силових транзисторів) і засобів керування (мікроелектроніки, мікропроцесорної техніки і т.д.);

  • поява доступних кожному інженерові потужних обчислювальних засобів нові можливості, що відкривають, раціонального проектування й оптимізації електропривода.

Тому актуальним є завдання розробки й широкого впровадження енергозберігаючих заходів і засобів промислового електропривода.
  1   2   3   4   5   6   7   8   9

Схожі:

Опорний конспект з навчальної дисципліни Енергозберігаючі технології у нафтогазовій галузі для студентів спеціальності Обладнання нафтових І газових промислів iconКонспект лекцій міністерство освіти І науки України
Методичні вказівки до вивчення основних тем з дисципліни “Інформаційні технології ” „Опорний конспект лекцій” для студентів спеціальності...
Опорний конспект з навчальної дисципліни Енергозберігаючі технології у нафтогазовій галузі для студентів спеціальності Обладнання нафтових І газових промислів iconМетодичні рекомендації що до самостійного опрацювання окремої теми...
Методичні вказівки до вивчення основних тем з дисципліни “Інформаційні технології. Опорний конспект лекцій ” для студентів спеціальності...
Опорний конспект з навчальної дисципліни Енергозберігаючі технології у нафтогазовій галузі для студентів спеціальності Обладнання нафтових І газових промислів iconОпорний конспект лекцій для магістрантів економічного факультету
Опорний конспект лекцій з дисципліни «Соціальна політика» для магістрантів економічного факультету з галузі знань 0305 „Економіка...
Опорний конспект з навчальної дисципліни Енергозберігаючі технології у нафтогазовій галузі для студентів спеціальності Обладнання нафтових І газових промислів iconПерелік запитань підготовки до іспиту з дисципліни «Контроль якості...
Перелік запитань підготовки до іспиту з дисципліни «Контроль якості та безпечності продукції галузі» для студентів спеціальності...
Опорний конспект з навчальної дисципліни Енергозберігаючі технології у нафтогазовій галузі для студентів спеціальності Обладнання нафтових І газових промислів iconЕкзаменаційні питання з «Інноваційних технологій галузі» (магістри)
Основні шляхи технічного розвитку в молочній галузі, нові ресурсо- та енергозберігаючі, екологічно безпечні технології
Опорний конспект з навчальної дисципліни Енергозберігаючі технології у нафтогазовій галузі для студентів спеціальності Обладнання нафтових І газових промислів iconКонспект лекцій
Кочкодан Я. М. кандидат технічних наук, доцент кафедри буріння нафтових І газових свердловин Івано-Франківського національного технічного...
Опорний конспект з навчальної дисципліни Енергозберігаючі технології у нафтогазовій галузі для студентів спеціальності Обладнання нафтових І газових промислів iconКонспект лекцій з дисципліни “ технології полісахаридів та їх застосування...
«Технології полісахаридів та їх застосування в харчовій промисловості» для студентів напрямку підготовки 051701 – харчові технології...
Опорний конспект з навчальної дисципліни Енергозберігаючі технології у нафтогазовій галузі для студентів спеціальності Обладнання нафтових І газових промислів iconПитання до захисту курсової роботи з навчальної дисципліни
«Основи технології виробів» для студентів iii-го курсу денного відділення спеціальності 05160203
Опорний конспект з навчальної дисципліни Енергозберігаючі технології у нафтогазовій галузі для студентів спеціальності Обладнання нафтових І газових промислів iconОпорний конспект лекцій з курсу “Фінансовий аналіз” для бакалаврів...
Опорний конспект лекцій з курсу “Фінансовий аналіз” для бакалаврів усіх форм навчання спеціальності “Фінанси” / укл. Н. В. Мозгова,...
Опорний конспект з навчальної дисципліни Енергозберігаючі технології у нафтогазовій галузі для студентів спеціальності Обладнання нафтових І газових промислів iconОпорний конспект лекцій з дисципліни «Фінанси корпорацій» для студентів...
Корпоративні утворення та їх роль в національній економіці. Поняття, види господарських товариств. Значення акціонерної форми господарювання...
Додайте кнопку на своєму сайті:
Школьные материалы


База даних захищена авторським правом © 2015
звернутися до адміністрації
skaz.com.ua
Головна сторінка