Способ энергосбережения в энерготехнологических процессах

Изобретение относится к энерготехнологическим процессам (ЭТП) получения продукции, основанным на получении и преобразовании энергии на различных этапах ЭТП и может быть использовано для энергосбережения в этих процессах. Техническим результатом изобретения является обеспечение энергосбережения на основе оптимизации энергосберегающих мероприятий (ЭСМ) по всем этапам ЭТП. Способ заключается в следующем: разбивают весь энерготехнологический процесс на этапы его проведения; устанавливают измерители энергии и измеряют или вычисляют энергию на каждом этапе; определяют энергоемкость этапов в исходном варианте проведения ЭТП; намечают ЭСМ, в качестве которых могут выступать регулирование параметров, изменение режимов, замена элементов, прочие технические, технологические, производственные, организационные меры, направленные на повышение эффективности данного этапа ЭТП; определяются энергоемкости этапов при внедрении намеченных ЭСМ; вычисляют коэффициенты эффективности ЭСМ; ЭТП проводят применением таких ЭСМ на каждом этапе, чтобы его общий коэффициент эффективности принимал максимальное значение. 2 ил.

 

Изобретение относится к энерготехнологическим процессам (ЭТП) получения продукции, основанным на получении и преобразовании энергии на различных этапах ЭТП, и может быть использовано для энергосбережения в этих процессах.

Известно понятие энергосбережения [Российская Федерация. Законы. Об энергосбережении: федер.закон: [принят Гос. Думой 13 марта 1996 г.: одобр. Советом Федерации 20 марта 1986 г.: в ред. Федерального закона от 05.04.2003 N 42-ФЗ]], в соответствии с которым энергосбережение - это реализация правовых, организационных, научных, производственных, технических и экономических мер, направленных на эффективное использование энергетических ресурсов.

Известен способ энергосбережения, предусматривающий соблюдение показателей энергетической эффективности оборудования [ГОСТ Р 51749-2001. Энергосбережение. Энергопотребляющее оборудование общепромышленного применения. Виды. Типы. Группы. Показатели энергетической эффективности. Идентификация. Введ. 2002-01-01].

Недостатком этого технического решения является невозможность воспользоваться установленными для различных видов оборудования показателями его общей энергетической эффективности для проведения анализа энергопотребления на отдельных этапах или стадиях технологического процесса, выполняемого данным оборудованием.

Известен способ энергосбережения в технологическом процессе [А.с. 535553 СССР, М. Кл.2 G02D 23/19. Способ управления технологическим процессом / Люлин Н.Р., Макаревич О.Я, Пономарев В.Е. №2089159/24; заявл. 30.12.74; опубл. 15.11.76. Бюл.42.], в котором для многостадийного процесса измеряют расходы потока сырья на входе и выходе каждой стадии технологического процесса. Управление эффективностью ТП производится на основании единого параметра - расходного коэффициента сырья, представляющего собой отношение количества сырья на начале каждой стадии к количеству сырья на выходе каждой стадии.

Недостатком данного технического решения является отсутствие учета энергосодержания материального носителя на стадиях технологического процесса, что не позволяет в полной мере добиться энергосбережения.

Наиболее близким техническим решением является способ энергосбережения [Пат.2212746 Российская Федерация, МПК7 H02J 2/06. Способ контроля и управления энергопотреблением / Карпов В.Н., Беззубцева М.М., Петров В.Ф.; заявители Санкт-Петербургский государственный аграрный университет, Карпов В.Н., патентообладатели Санкт-Петербургский государственный аграрный университет, Карпов В.Н. №2001118101/09; заявл. 29.06.2001; опубл. 20.09.2003.] за счет контроля и управления энергопотребления, в котором разбивают всю энергетическую систему потребителя по видам энергии на элементы (в качестве которых могут быть энерготехнологические процессы получения продукта, энергетические линии, узлы энергетической сети); устанавливают измерители энергии перед каждым элементом и измеряют энергию на каждом элементе; определяют относительную энергоемкость элементов; определяют удельную энергоемкость продукта; минимизируют ее за счет регулирования режимов или замены элементов.

Недостатком известного технического решения является необходимость вычисления удельной энергоемкости продукта, а также тот факт, что при регулировании или замене элемента, из-за увеличения относительной энергоемкости которого произошло возрастание энергоемкости продукта, влияет также на энергоемкость других продуктов. Кроме того, многостадийный энерготехнологический процесс получения продукта при таком подходе описывается одним элементом, что не позволяет оптимизировать проведение всех этапов этого процесса.

Техническим результатом изобретения является обеспечение энергосбережения на основе оптимизации энергосберегающих мероприятий по всем этапам ЭТП.

Способ энергосбережения в энерготехнологических процессах заключается в следующем: разбивают весь энерготехнологический процесс на этапы его проведения; устанавливают измерители энергии и измеряют или вычисляют энергию на каждом этапе; определяют энергоемкость этапов в исходном варианте проведения ЭТП; намечают энергосберегающие мероприятия, в качестве которых могут выступать регулирование параметров, изменение режимов, замена элементов, прочие технические, технологические, производственные, организационные меры, направленные на повышение эффективности данного этапа ЭТП; определяют энергоемкости этапов при внедрении намеченных ЭСМ; вычисляют коэффициенты эффективности j-го варианта ЭСМ для i-го элемента ЭТП по формуле:

,

где εi - энергоемкость i-го этапа в исходном варианте его проведения;

- энергоемкость i-го этапа после внедрения j-го варианта ЭСМ.

ЭТП проводят применением таких ЭСМ на каждом этапе, чтобы его общий коэффициент эффективности, вычисляемый по формуле

,

принимал максимальное значение.

Новые существенные признаки:

1. Намечают энергосберегающие мероприятия, в качестве которых могут выступать регулирование параметров, изменение режимов, замена элементов, прочие технические, технологические, производственные, организационные меры, направленные на повышение эффективности данного этапа ЭТП; определяют энергоемкости этапов при внедрении намеченных ЭСМ.

2. Вычисляют коэффициенты эффективности j-го варианта ЭСМ для i-го элемента ЭТП по формуле:

,

где εi - энергоемкость i-го этапа в исходном варианте его проведения;

- энергоемкость i-го этапа после внедрения j-го варианта ЭСМ.

3. ЭТП проводят применением таких ЭСМ на каждом этапе, чтобы его общий коэффициент эффективности, вычисляемый по формуле

,

принимал максимальное значение.

Перечисленные новые существенные признаки в совокупности с известными позволяют получить технический результат во всех случаях, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны.

На фиг.1 в общем виде показана типичная схема последовательного энерготехнологического процесса, разбитого на n этапов. На фиг.2 показана схема такого же энерготехнологического процесса с примерами численных значений энергоемкостей этапов.

Измерением или вычислением на основании уравнений энергетического баланса определяют значения энергоемкостей εi для каждого i-го этапа при исходном варианте его проведения.

Намечают энергосберегающие мероприятия различной природы, которые позволяют провести отдельные этапы ЭТП с большей эффективностью, чем в исходном варианте его проведения.

Измерением или вычислением определяют значения энергоемкости для каждого i-го этапа после внедрения j-го варианта ЭСМ.

Вычисляют коэффициенты эффективности j-то варианта ЭСМ для i-го элемента ЭТП по формуле:

,

где εi - энергоемкость i-го этапа в исходном варианте его проведения;

- энергоемкость i-го этапа после внедрения j-го варианта ЭСМ;

Множество альтернативных вариантов проведения i-ых этапов ЭТП образует направленный граф j-ых вариантов. Характеристикой каждой ветви графа являются значения найденных коэффициентов эффективности ЭСМ. ЭТП проводят применением таких ЭСМ на каждом этапе, чтобы его общий коэффициент эффективности, вычисляемый по формуле

,

принимал максимальное значение.

Таким образом, задачей оптимизации ЭТП является нахождение оптимального маршрута на графе альтернативных вариантов проведения ЭСМ. Данная задача не сводится к последовательному выбору на каждом этапе ЭТП элемента с наименьшим значением энергоемкости (т.е. обеспечения ЭСМ путем регулирования параметров, изменения режимов, замены элементов и т.д), т.к. при дальнейшем движении по графу в общем случае на других этапах за этой ветвью могут следовать элементы, вклад которых в общую энергоемкость процесса превышает эффект от снижения энергоемкости на рассматриваемом этапе.

Пример. На основании анализа технологии получения конечного продукта некоторый ЭТП представлен последовательностью трех этапов (фиг.2). Измерением или вычислением находят значения энергоемкости каждого этапа в исходном варианте проведения ЭТП, например εI=1,5; εII=1,7; εIII=1,6. Намечают ряд энергосберегающих мероприятий (A…Q): на первом этапе - А, В, С; на втором этапе - D, Е, F, G; на третьем этапе - Н, К, L, Р, Q. Вычисляют значения величин энергоемкости этапов при проведении соответствующих ЭСМ, например: ; ; . Вычисляют коэффициенты эффективности вариантов проведения ЭСМ (на фиг.2 они показаны справа от соответствующего варианта ЭСМ). Вычисляют общий коэффициент эффективности для различных ветвей графа. Максимальное его значение наблюдается при реализации последовательности вариантов А→Е→К. Таким образом, для достижения наибольшего энергосбережения на первом этапе следует применять мероприятие А, на втором - мероприятие Е, на третьем - мероприятие К.

Численный пример наглядно показывает, что задачей оптимизации ЭТП является нахождение оптимального маршрута на графе альтернативных вариантов проведения ЭСМ. Данная задача не сводится к последовательному выбору на каждом этапе ЭТП элемента с наименьшим значением энергоемкости (т.е. обеспечения ЭСМ путем регулирования параметров, изменения режимов, замены элементов и т.д). Так, на первом этапе минимальное значение энергоемкости наблюдается при выборе варианта В. Однако при дальнейшем движении по графу на других этапах за этой ветвью следуют элементы, вклад которых в общую энергоемкость процесса превышает эффект от снижения энергоемкости на первом этапе. Общий коэффициент ЭСМ при этом равен 1,75, что меньше максимально возможного значения 2,02.

Способ энергосбережения в энерготехнологических процессах (ЭТП), заключающийся в том, что разбивают весь ЭТП на этапы его проведения; устанавливают измерители энергии и измеряют или вычисляют энергию на каждом этапе; определяют энергоемкость этапов в исходном варианте проведения ЭТП, отличающийся тем, что намечают энергосберегающие мероприятия (ЭСМ), в качестве которых могут выступать регулирование параметров, изменение режимов, замена элементов, прочие технические, технологические, производственные, организационные меры, направленные на повышение эффективности данного этапа ЭТП; определяют энергоемкости этапов при внедрении намеченных ЭСМ; вычисляют коэффициенты эффективности j-го варианта ЭСМ для i-го элемента ЭТП по формуле
,
где εi - энергоемкость i-го этапа в исходном варианте его проведения;
- энергоемкость i-го этапа после внедрения j-го варианта ЭСМ,
ЭТП проводят применением таких ЭСМ на каждом этапе, чтобы его общий коэффициент эффективности, вычисляемый по формуле
,
принимал максимальное значение.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для обслуживания объединенных центров потребления электроэнергии, например больших городских зон или географических областей.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использована в подстанциях, соединяющих синхронизированные части энергосистемы. .

Изобретение относится к области электроэнергетики и предназначено для передачи электрической энергии по линиям переменного тока. .

Изобретение относится к способу регулирования электропитания нескольких полевых приборов. .

Изобретение относится к системам электроснабжения железных дорог, электрифицированных на переменном токе 27,5 кВ. .

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано для автоматического контроля и управления эффективностью энергопотребления предприятия. .

Изобретение относится к области электроэнергетики. .

Изобретение относится к паротурбинной электростанции с приводящей в действие генератор паровой турбиной и подключенным к паровой турбине трубопроводом пара промежуточного отбора.

Изобретение относится к электроэнергетике, а именно к системам электроснабжения, и может быть использовано в энергосистемах и энергообъединениях. .

Изобретение относится к энерготехнологическим процессам, основанным на преобразовании энергии, подаваемой на вход процесса, в продукцию на выходе

Изобретение относится к области электротехники, а именно к распределительному контроллеру для управления распределением электроэнергии в назначенной первой области распределения энергии

Изобретение относится к электротехнике, а именно к противоаварийному управлению. Технический результат заключается в решении задач распределенного контроля загрузки элементов сети сложного энергообъединения, основным для предлагаемого способа является перераспределение перетоков мощности в сложном энергообъединении с целью снижения загрузки перегруженных элементов. Для этого в заявленном способе, включающем учет взаимного влияния перетоков мощности по элементам сети путем воздействия на электрические устройства, обладающих способностью изменять свое продольное сопротивление, сложную систему разбивают на совокупность контролируемых и неконтролируемых подсистем, оказывающих минимальное взаимное влияние, при этом контроль перегрузки элементов осуществляется циклически отдельно для каждой из подсистем, автоматика каждой подсистемы контролирует текущий режим, в случае возникновения перегрузки выполняется расчет управляющих воздействий путем решения линейной задачи оптимизации, перегрузка элементов сети предотвращается путем выдачи данных управляющих воздействий на устройства, которые способны изменять свое продольное сопротивление. 3 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при передаче электрической энергии потребителю с помощью несимметричной трехфазной трехпроводной линии электропередачи. Технический результат - согласование несимметричной трехфазной трехпроводной линии электропередачи с электрической нагрузкой достигается в результате выполнения определенных условий, заключающихся в сопоставлении действительного и эталонного сопротивлений нагрузки, напряжений в конце линии или токов, поступающих в нагрузку. Исходные данные о напряжениях и токах в линии могут быть получены через устройства сопряжения, или датчики, выполненные в виде трансформаторов напряжения и тока, спектроанализаторов, делителей напряжения и шунтов переменного тока. В результате обработки исходных данных в процессоре формируются управляющие сигналы для корректирующих органов, в качестве которых могут быть использованы устройства РПН силовых трансформаторов, автоматизированные технологические комплексы, накопители электроэнергии, источники активной мощности, такие как маломощные гидроэлектростанции или электростанции других типов. 3 ил.

Использование: в области электроэнергетики. Технический результат: получение полной частотной характеристики энергосистемы ограниченной мощности. Согласно способу при наличии межсистемной связи с крупным энергообъединением, на основании измерений случайных отклонений активной мощности и частоты в процессе работы энергосистемы, определяют зависимость среднего за единицу времени числа пересечений заданного уровня случайного отклонения активной мощности на межсистемной связи от величины этого уровня. При отсутствии межсистемной связи определяют аналогичную характеристику для случайных отклонений частоты в энергосистеме и, совмещая полученные характеристики по среднему числу пересечения уровней в единицу времени, определяют частотную характеристику. При необходимости определения характеристик для разных текущих значений мощности энергосистемы из общего массива измерений выделяют массивы для различных значений мощности энергосистемы и определяют частотную характеристику для каждого из этих массивов. 1 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к области коммутации, преобразования и передачи электроэнергии на дальние расстояния. Технический результат заключается в повышении надежности и экономичности коммутационной аппаратуры и электрической сети. Электрическая сеть выполнена из двух параллельных ЛЭП, провода которых на каждой из сторон соединены через разъединители с фазными выводами двух линейных обмоток трансформатора(ов), нейтральные выводы фаз линейных обмоток трансформатора(ов) подключены следующим образом: по фазе B обмоток (2) и (3) между группами вентилей (9, 10 и 11, 12), фаза A обмотки (2) и фаза C обмотки (3), фаза C обмотки (2) и фаза A обмотки (3) между группами вентилей (9, 12 и 10, 11) соответственно, по фазе C обмоток (5, 6) между группами вентилей (13, 14 и 15, 16), фаза A обмотки (5) и фаза B обмотки (6), фаза B обмотки (5) и фаза A обмотки (6) между группами вентилей (13, 16) и (14, 15) соответственно, причем группы полупроводниковых вентилей на каждой из сторон выполнены управляемыми, замкнуты в кольцо, а одна из точек между группами вентилей на каждой из сторон заземлена. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 2 ил., 4 табл.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в энергосистемах. Техническим результатом является повышение надежности и упрощение. В электромеханической вставке для связи энергосистем машины (5 и 6) двойного питания подключены к разным энергосистемам (1 и 2) и связаны роторами с преобразователями (9 и 10) через пять колец 11, вместо обычно используемых шести колец. 1 ил.

Использование: в области электротехники. Технический результат - стабилизация реактивных параметров и напряжения у нагрузки при изменении ее мощности от нуля до максимальной. Устройство содержит трансформатор, первичная обмотка которого присоединена последовательно в разомкнутую в месте присоединения линию, вторичная обмотка присоединена параллельно к промежуточной системе, ее нагрузкам и генераторам. В средней части полуволновой линии первичная обмотка трансформатора вольтодобавочного канала одним концом присоединена параллельно к линии, вторым концом присоединена последовательно к первичной обмотке трансформатора связи с промежуточной системой, нагрузками и генераторами, его вторичная обмотка присоединена через первый блок силовых тиристоров к вторичной обмотке регулируемого трансформатора, первичная обмотка которого присоединена параллельно к нагрузкам и генераторам промежуточной системы, первый блок силовых тиристоров присоединен к первому выходу электронной системы управления, которая третьим входом присоединена к первому трансформатору тока, а первым входом присоединена через питающий трансформатор к промежуточной системе. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Наверх