of 16/16
Integrarea cogenerării în instalațiile tehnologice Integrarea cogenerării în instalațiile tehnologice – soluție inovativă de sporire a eficienței energetice soluție inovativă de sporire a eficienței energetice Autor Autor: Corina orina CHELMENCIUC CHELMENCIUC UNIVERSITATEA TEHNICĂ A MOLDOVEI București București, 30 martie 2017 30 martie 2017 1

Integrarea cogenerării în instalațiile tehnologice ... · Corina CHELMENCIUC Eficientizarea energetică a proceselor şi instalaţiilor de panificaţie prin integrarea cogenerării

  • View
    218

  • Download
    0

Embed Size (px)

Text of Integrarea cogenerării în instalațiile tehnologice ... · Corina CHELMENCIUC Eficientizarea...

  • Integrarea cogenerrii n instalaiile tehnologice Integrarea cogenerrii n instalaiile tehnologice

    soluie inovativ de sporire a eficienei energeticesoluie inovativ de sporire a eficienei energetice

    AutorAutor:: CCorinaorina CHELMENCIUCCHELMENCIUC

    UNIVERSITATEA TEHNIC A MOLDOVEI

    BucuretiBucureti,, 30 martie 201730 martie 2017 1

  • Eficientizarea energetic a proceselor i instalaiilor de panificaie prin integrarea cogenerrii Corina CHELMENCIUC

    Este necesar de eficientizat consumul de Este necesar de eficientizat consumul de

    energie n sectorul industrial?energie n sectorul industrial?

    Volumul produciei industriale n Republica Moldova, n ultimul timp, practic e constant.

    Consumul de energie n sectorul industrial al rii, datorit faptului c R. Moldova este agrar i

    aici lipsesc tehnologii industriale energofage de volum mare, este destul de modest cca. 10 %

    din consumul total pe ar.

    Pentru R. Moldova, care este o ar dependent de importul de energie i resurse energetice, iar

    preul acestora crete permanent, diminuarea consumului de energie n orice sector al

    economiei, reprezint o msur de ameliorare a situaiei dificile n sectorul energetic al rii.

    Reducerea impactului asupra mediului prin eficientizarea consumurilor de energie i resurse

    energetice.

    n sectorul industrial al rii sunt rezerve mari de eficientizare energetic.

    Micorarea consumurilor de energie, nseamn i un grad de poluare mai mic al mediului,

    protecia mediului fiind la momentul actual una din problemele stringente ale omenirii.

    Legea cu privire la eficiena energetic i Legea cu privire la energia termic i promovarea

    cogenerrii promoveaz utilizarea cogenerrii de nalt eficien pentru eficientizarea

    consumurilor energetice.

    2

  • Eficientizarea energetic a proceselor i instalaiilor de panificaie prin integrarea cogenerrii Corina CHELMENCIUC

    Avantajele utilizrii cogenerrii n industrieAvantajele utilizrii cogenerrii n industrie

    Multe ntreprinderi industriale (mai ales cele din industria alimentar) funcioneaz anul mprejur cu productivitatea practic constant.

    Puin variaz i sarcinile electric i termic.

    n majoritatea ntreprinderilor exist solicitri de energie termic i electric.

    O instalaie de cogenerare, n baza unui MAI, la aa obiect poate funciona cu un coeficient mare de utilizare a puterii instalate.

    n cazul utilizrii instalaiilor de cogenerare rezult o economie de combustibil, n comparaie cu generarea separat a energiei electrice i cldurii, de 25 - 40 %.

    3

  • Eficientizarea energetic a proceselor i instalaiilor de panificaie prin integrarea cogenerrii Corina CHELMENCIUC

    Soluia clasic de producere a gazelor n cuptoare Soluia clasic de producere a gazelor n cuptoare

    4

    Fig. 1. Schema de principiu a instalaiei clasice de panificaie:

    A arztor; CA camera de ardere; CAM camera de amestecare;

    V ventilator; CC camera de coacere.

    Gaze

    naturale

    A

    CA CAM V CC

    Gaze recirculate

    268 0C

    800-2000 0C

    450 0C

    Aer

    268 0C

    Gaze evacuate

  • Eficientizarea energetic a proceselor i instalaiilor de panificaie prin integrarea cogenerrii Corina CHELMENCIUC

    Conceptul Conceptul CogIntegrCogIntegr

    ConceptulConceptul CogIntegrCogIntegr - integrarea unei tehnologii de cogenerare, care utilizeaz n calitate de agent de lucru gazele de ardere, ntr-o instalaie tehnologic, astfel nct, se va produce energie electric, iar gazele de ardere evacuate din instalaia generatoare vor fi utilizate n calitate de agent termic pentru efectuarea proceselor n instalaia tehnologic.

    Fig. 2. Schema bloc a conceptului CogIntegr

    5

    Conceptul CogIntegr

    Tehnologii CogIntegr

    MAI

    ITG

    Instalaii CogIntegr cu MAI

    Instalaii CogIntegr cu ITG

    Productorul 1

    Productorul n

    Productorul 1

    Productorul n

  • Eficientizarea energetic a proceselor i instalaiilor de panificaie prin integrarea cogenerrii Corina CHELMENCIUC

    Beneficiile Beneficiile i constrngerile aplicriii constrngerile aplicrii

    conceptului conceptului CogIntegrCogIntegr

    6

    Beneficii: Sporirea eficienei energetice a proceselor cu gaze i a instalaiei

    tehnologice n ntregime.

    Economie de combustibil utilizat.

    Asigurarea autonomiei energetice pariale sau totale a ntreprinderii.

    Economii financiare.

    Constrngeri: Neadmiterea contactului direct dintre gaze i produsul n instalaia

    tehnologic.

    Necesitatea corespunderii parametrilor gazelor eapate din instalaia generatoare cu parametrii necesari ai agentului de lucru din instalaia tehnologic.

  • Eficientizarea energetic a proceselor i instalaiilor de panificaie prin integrarea cogenerrii Corina CHELMENCIUC

    Fig. 3. Schemele de principiu ale instalaiilor de Fig. 3. Schemele de principiu ale instalaiilor de panificaiepanificaie

    de tip de tip CogIntegrCogIntegr cu MAIcu MAI

    a) cu schimbtor de cldur

    b) fr schimbtor de cldur

    7

  • Eficientizarea energetic a proceselor i instalaiilor de panificaie prin integrarea cogenerrii Corina CHELMENCIUC

    Schema de principiu a Instalaiei Schema de principiu a Instalaiei de cuptoare de cuptoare

    de de tip tip CogIntegrCogIntegr cu cu ITGITG

    8

    Fig. 4. Schema de principiu a instalaiei de panificaie de tip CogIntegr cu ITG:

    K compresor de aer; CA camer de ardere; TG turbin cu gaze;

    V ventilator; CC camer de coacere.

  • Eficientizarea energetic a proceselor i instalaiilor de panificaie prin integrarea cogenerrii Corina CHELMENCIUC

    Cuptorul de panificaie PPP 3 54. 211- vederi de

    ansamblu

    9

  • Eficientizarea energetic a proceselor i instalaiilor de panificaie prin integrarea cogenerrii Corina CHELMENCIUC

    EficienEficieneleele energeticenergeticee aalele procesului procesului de de obinere a obinere a

    gazelgazelor or n n instalainstalaiileiile de panificaiede panificaie studiatestudiate

    Instalaia clasic Instalaia de tip

    CogIntegr cu MAI

    Suma fluxurilor de energii

    introduse n contur, kW 821,7 1578

    Suma fluxurilor de energii

    evacuate din contur, kW 677 1461

    Pierderile de energii, % 18 7,4

    Randamentul energetic al

    procesului, % 82,0 92,6

    10

    10,6 %Randamentul energetic

  • Eficientizarea energetic a proceselor i instalaiilor de panificaie prin integrarea cogenerrii Corina CHELMENCIUC

    Structura pierderilor de Structura pierderilor de exergieexergie n procesul de n procesul de obinere a obinere a

    gazelor gazelor n instalaiile de panificaie studiaten instalaiile de panificaie studiate

    11

    Tipul procesului ireversibil Instalaia clasic Instalaia de tip

    CogIntegr cu MAI

    Arderea combustibilului, % 32,1 21,8

    Amestecarea gazelor, % 11,6 -

    Schimb de cldur cu apa de rcire, % - 5,9

    Schimb de cldur cu mediul ambiant, % 1,4 0,1

    Laminarea gazelor, % 0,5 1,4

    Evacuarea agentului de lucru, % - 1,9

    Pierderi totale de exergie, % 45,4 31,1

    14,3 %Pierderile de exergie

  • Eficientizarea energetic a proceselor i instalaiilor de panificaie prin integrarea cogenerrii Corina CHELMENCIUC

    Eficiena energetic a instalaiilor de panificaie studiateEficiena energetic a instalaiilor de panificaie studiate

    Instalaia clasic Instalaia de tip

    CogIntegr cu MAI

    Suma fluxurilor termice introduse n

    instalaie, kW 463 1157

    Suma fluxurilor termice evacuate din

    instalaie, kW 440,7 1144,6

    Pierderi de cldur, kW 61,1 56,5

    Randamentul termic al instalaiei, % 38,9 43,5

    Randamentul global, % - 76,3

    Randamentul optimizat, % 53,6 82,2

    12

    4,6 %Randamentul termic

  • Eficientizarea energetic a proceselor i instalaiilor de panificaie prin integrarea cogenerrii Corina CHELMENCIUC

    Rezultatele calculului fezabilitii economice a Rezultatele calculului fezabilitii economice a

    proiectului investiionalproiectului investiional

    13

    CTA n scenariul de baz 13554 mii $

    CTA n scenariul de proiect 12022,42 mii $

    Economii nete actualizate pe durata de studiu 1531,58 mii $

    Costul nivelat al energiei electrice produse de IC 0,080 $/kWh

    Tariful nivelat al energiei electrice preluate din RIP 0,156 $/kWh

    Costul nivelat al energiei termice 65,39 $/Gcal

    SBCTA

    SPCTA

    EcNA

    ,W ICCNAE

    WTNAE

    ,Q ICCNAE

  • Eficientizarea energetic a proceselor i instalaiilor de panificaie prin integrarea cogenerrii Corina CHELMENCIUC

    Variaia economiilor nete la modificarea capacitii Variaia economiilor nete la modificarea capacitii

    cuptorului de panificaiecuptorului de panificaie

    14

    G, kg/h Pnom,W, kW isp, $/kWe Qge, kW Qr, kW EcNA, mii $ CNAEW,IC, $/kWh EcNA/I

    Compania productoare A

    342 125 1200 135 139 2100,95 0,067 14,0

    540 230 1100 185 264 1984,63 0,077 7,8

    558 250 1100 196 254 1959,37 0,078 7,1

    792 375 1000 273 451 1681,81 0,086 4,5

    810 375 1000 273 451 1681,81 0,086 4,5

    1458 750 900 509 688 1218,20 0,084 1,8

    Compania productoare B

    450 192 1200 183 102 1756,59 0,071 7,6

    684 300 1150 266 193 1774,02 0,071 5,1

    900 380 1000 356 327 1531,58 0,080 4,0

    954 380 1000 356 327 1531,58 0,080 4,0

    972 380 1000 356 327 1531,58 0,080 4,0

    1008 380 1000 356 327 1531,58 0,080 4,0

    1296 600 900 457 525 1481,29 0,088 2,7

    1782 800 800 618 771 1355,89 0,074 2,1

    1944 992 800 673 548 977,51 0,082 1,2

    Compania productoare C

    1080 505 900 397 452 1718,19 0,073 3,8

    1134 505 900 397 452 1718,19 0,073 3,8

  • Eficientizarea energetic a proceselor i instalaiilor de panificaie prin integrarea cogenerrii Corina CHELMENCIUC

    ConcluziiConcluzii

    1. Integrarea cogenerrii ntr-o instalaie tehnologic, care utilizeaz n calitate de agent termic gazele de ardere, reduce ireversibilitatea termodinamic a procesului

    de obinere a agentului de lucru, astfel sporind eficiena energetic a procesului respectiv i a instalaiei tehnologice n ansamblu.

    2. Integrarea cogenerrii n procesele tehnologice din domeniul industrial

    mbuntete eficiena energetic a acestora, genernd economii nete valoroase.

    3. Conceptul CogIntegr de sporire a eficienei energetice i economice poate fi aplicat oricrui proces tehnologic industrial, n care n calitate de agent termic

    sunt utilizate gazele de ardere.

    4. Studiul economic efectuat n lucrare a demonstrat c aplicarea tehnologiilor CogIntegr n cadrul ntreprinderilor de panificaie va genera economii nete

    actualizate valoroase i costuri nivelate ale energiilor produse foarte bune n comparaie cu tariful nivelat al energiei preluate din reeaua de interes public.

    5. Se recomand aplicarea tehnologiilor Cogintegr n procesele tehnologice ce

    presupun utilizarea mai multor vectori energetici din cadrul ntreprinderilor industriale, pentru a spori eficiena energetic a acestora i reducerii cheltuielilor

    cu achiziia necesarului de energie pentru efectuarea proceselor de producie i ntreinerea cldirilor.

    15

  • Eficientizarea energetic a proceselor i instalaiilor de panificaie prin integrarea cogenerrii Corina CHELMENCIUC 16

    V mulumesc

    pentru atenie !