Жұмыс бағдарламасы «Жылуэнергетикада және жылутехнологияда энергияны үнемдеу»

Дәріс 5

1. Қазақстан энергия көздері

2. Энергетикалық қауіпсіздігі

3. Өнеркәсібіпте энергияны үнемдеу

4. Қазіргі уақыттарда ЖЭС пен ЖЭО-лар.

5. Энергтикалық ресурстарды қолдану тиімділігін арттыру

Қазақстандағы ішкі бастапқы энергия көзі көмір болып табылады, өйткені елімізде көмір едәуір қоры мол және арзан болып келеді. Бастапқы энергоресурстарды жалпы тұтыну көлемінің 67%-ға жуығын көмір, 20% -н мұнай және 13%-ға жуығын газ құрайды. Еліміздің электроэнергия қажеттілігінің 80%-н көмір отыны қамтамасыз етеді, ал 10 - 12% үлесін газо-мазутты отын және 8 – 10% -ы су энергиясының үлесіне кіреді.

Отын – энергетикалық кешен (ОЭК) энергетикалық ресурстардың (ЭР) ірі тұтынушысы болаып табылады және сонымен қатар осы көрсеткіштері бойынша басқа халықшаруашылық кешендердің барлығынан бірнеше есе асып отыр.

ОЭК – тің барлық саласындағы тиімді дамуы мен функциялануы еліміздің энергетикалық қауіпсіздігін және қоршаған ортаның тазалығын қамтамасыз етеді.

Қазіргі уақытта «Ғаламдық энергетикалық үлгі» GEM-10R әдістемесі негізінде отын-энергетика ресурстарының қолайлы қолданыс жолдарын анықтайтын, электроэнергетиканың тұрақты дамуын есептеу әдісі ұсынылып отыр.

• 
  сапалы ОЭР-ді жеткізу көлемін, барлық саласындағы халықшаруашылығының функциялануы мен үдей дамуының тұрақтылығын және тұрғындардың еңбегі мен өміріндегі қабылдау сатысын қамтмасыз ете отырып, елдегі ОЭК-тің өзіндік функциясын орындау қабілеті;
  
• 
  энергяны тұтыну потенциялын шынайыландыра отырып, ЭР-н үнемді шығындайтын және сонымен қатар қауырттылығын төмендетіп, ЭР-дың жеткіліксіз балансына сұранысты шектейтін тұтынушылар мен халықшаруашылығының жалпы рационалды қабілеті;
  
• 
  сұранысқа деген потенциялдың аздаған өсуі болатын, энергоресурстарды жеткізу және оған деген сұраныстың (ішкі тұтыну суммасы және негізгі экспорт үнемділігінің) шынайы потенциалының тұрақтылығы;
  
• 
  жоғарыда көрсетілген факторлар бойынша, мемлекет, қоғам, экономика құрған және ОЭР-ді жеткізушілер мен тұтынушылардың қабілеттіліктерін шыңдауға арнанған қолайлы әлеуметтік–экономикалық және халықаралық жағдайлардының негізі.
  

• 
  жылуфикация;
  
• 
  ескірген құрылғыны бөлшектеу және модернизациялау;
  
• 
  газ өткізгіш комрессорды жетілдіру.
  

• 
  –жаңа типтегі маневрлі конденсациялық және жылуфикациялық электростанцияларын енгізу және құру, яғни қолданыстағыны дамыту;
  
• 
  –көмірдің ішкі циклді газификациясы бар бугазды энергоқондырғын енгізу;
  
• 
  –жетілген геометриялық түрде орналасқан қолайлы ток жүктемесін өткізетін, жоғары өтімділігі бар (электрэнергияны жоғалтуы аз) тұрақты және айнымалы токтың жоғары және өте жоғары кернеудегі электрді беру сызығының құрылысы;
  
• 
  –каналды және каналсыз жылуөткізгіштерге арналған тиімді жылуоқшаулағыш материалдары бар, орталықтанған жылумен қамтамасыз ету мақсатына арналған жылу сораптарын қолдану;
  
• 
  –газды, газдық конденсатты және мұнайды қайта өңдеудегі ұлғайтылған технологиялық сызбасын енгізу;
  
• 
  –жаңа технологиялық процестердщі және құрылғыларды қолдану;
  
• 
  –тұтынушылардың электрді, жылуды және газды тұтынуын орталықтандыру және ЭР-ты өндіру мен қайта өңдеудегі құрама әдістің қолданысын ұлғайту жолдары арқылы ішкі салалық өндірістің құрылысын жақсарту;
  
• 
  –отынды және өнеркәсіптегі, ауылшаруашылығындағы, коммуналды–тұрмыстық тұтынудағы энергияны үнемдеуді жақсарту;
  
• 
  –ядролық және органикалық отынмен жұмыс жасайтын электростанциядағы турбина конденсторына лақтырылатын жылу және ГТҚ газ өткізгіш магистралына айдалатын кететін газдың утилизациялық жылу есебінен екіншілік энергия ресурстарының (ЕЭР) қолданысының ұлғаюы;
  
• 
  –ғимараттағы ауаны айдау жүйесімен суық ауа алуды орталықтандыру кезіндегі жазғы уақытта ЖЭО-ғы жылуды қолданатын жүйе құру;
  

• 
  –электрэнергия шығынына қатаң қадағалау мен ессептеу жасау;
  
• 
  –электрстанция мен қазандықтың физикалық және моральдық ескірген құрылғыларды бөлшектеу, қайта құру, модернизациялау;
  
• 
  –эксплуатациялау дәрежесін және жөндеу жұмыстарының сапасы мен технологиясын жақсарту;
  
• 
  –жылу оқшаулағыш қабатын жақсарту есебінен жылуды жоғарлатуды азайту мақсатында жылу желілерін қайта конструкциялау, яғни оларды автоматты реттеу және есептеу құралдарымен жабдықтау;
  
• 
  –мұнай, конденсат және табиғи газды жинау, сақтау, тасымалдау және қайта өңдеуді жақсарту;
  
• 
  –тасымалдауға отынды дайындау кезіндегі энергия шығынын төмендету.
  

Масштабты орын ауыстырулар энергия ресурстарын үнемдеуді жоғарлатады. Орын ауыстыру бағыттары:

• 
  –эоектрэнергиясы мен жылуды өндіру үшін атом энергиясын қолдану;
  
• 
  –дәстьүрлі емес энергия көздерін меңгеру.
  

Жылу электрлік станциялар республиканың қазіргі заманғы негізгі энергетика саласы болып табылады. ЖЭС-тің негізгі кемшілігі отынды жағудан алынатын жылудың тек 30 - 40%, яғни ПӘК-нің төмен, болуы.

Q – отынды жаққаннан алынатын жылу; Q – жылудың элетрэнергиясына айналуы; жылу шығыны: қазандық агрегатындағы – Q; турбоагрегаттағы – Q; конденсатордағы – Q.

Сурет-2. ЖЭО-ның жылулық балансы

Жылу және электрэнегиясын өндірудегі энергия үнемдеудің келесі бағыты – барлық шығын түрлерін төмендету.

Қазандықтың ПӘК-н жоғарлатудың негізгі потенциалды мүмкіндігі мыналар:

• 
  қазандық жұмысындағы пайдалану циклын жақсарту (жүктемені реттеу);
  
• 
  технологиялық қызмет көрсетуді жоғарлату (механикалық байланыс сапасы, берілетін ауа мен отынның реттеуші мөлшері, қазнадықтың тексеру-өлшеуші құралының жұмысы, көмірдің ұсақ ұнтағын реттеу, қазандық құбырының және қыздыру бетінің тазалығы, оқшаулағыш сапасы және т.б.);
  
• 
  жану процесін реттеуді жоғарлату (ауа шығынының қолайлы дәрежесі, газ зеттегіш көмегімен ауа мен оттегінің шығынын қадағалау);
  
• 
  жылу утилизациялық құрылғының қондырғысы (экономайзер, ауақыздырғыш және ағынның турбуленттік дәрежесін күшейткіштер қолдану);
  
• 
  радиационды шығын минимумының мәліметі;
  
• 
  жандырғы құрылымын жақсарту;
  
• 
  қазандық жұмысына байланысты қосымша жүйедегі электрэнергия шығынын төмендету;
  
• 
  қазандықтың жаңа жұмыс режимін қолдану.
  

Кесте-8. Әр түрлі эксплуатациялық факторлардың қазандықагрегатының экономикалық мінездемесіне тиімді әсері

8-ші кестенің жалғасы.

Қазақстан көмірлерінің ерекшелігі құндылығы төмен және күлділігі жоғары болады, ол органикалық отыннығң қолдану тиімділігін анықтайтын жағу технологиясын таңдап алуға жоғары талаптар қояды. Күлділігі жоғары күмірді пайдалану кезінде энергоқұрылғының қалдық шығыны мен қазандықтың қыздыру бетінің ластануы артады, тіптен түтіндік газды күлдер, күкірт оксиді мен азот қалдықтарына жол берілмейді. Көмірді дәстүрлі жағу кезіндегі осы кемшіліктерді жою күрделі және эксплуатационды шығындарға әкеледі.

Көмір технологиясының негізгі даму бағыты мыналар:

• 
  кететін газды толық тазартып, шаң тәрізді күйдегі көмірді жағу;
  
• 
  қайнау қабаты бар атмосфералық және атмосфералықтан төмен қысымдағыоттық;
  
• 
  құрама қондырғыларды кезекпен жанатын генераторлық газы бар көмірдің толық газофикациялануы;
  
• 
  көміраэразольдық отынды пайдалану.
  
• 
  
  

Қазіргі уақыттарды ЖЭС пен ЖЭО-ларда Бутурбиналық қондырғылармен (БТҚ) қатар құрама сызбамен жұмыс жасайтын бугазды қондырғылар (БГҚ) кең етек жаюда. Газ турбиналы БГҚ-ның бірінші сатысында алғашқы энергия көзі жұмыс денесі ретінде табиғи газ қолданылады, ал жану өнімдері екіншілік жұмыс денсіне жатады. Екінші сатыдағы энергия көзі ретінде газ турбинасы қолданылады, ал жұмыс денесі ретінде бугенераторында өндірілетін бу қолданылады. ЖЭО-дағы осы сызбаны нақтылау кезінде жылудың әкелінетін орташа температурасы жоғарлайды, ал әкетілетін орташа температурасы төмендейді, бұл пайдалы жұмыстың өсуіне және электрэнергиясын өндіру мөлшерін 36-45-тен 38-55%-ға дейні арзандатуды қамтамасыз етеді. БГҚ-ға арналған өнімділігі әр түрлі қазандық – утилизаторын меңгеру отынды 20%-ға үнемдейді. Қазіргі уақытта әлемде қуаты 6,6-дан 972 МВт-қа дейін болатын БТҚ-ның 150 үлгісі қарастырылуда.

Сурет-4. Бутурбиналық қондырғының жоғары температуралы циклы.

Ескірген құрылғыны монтаждайтын ұяшыққа жаңа қазандық орнату кезіндегі ЖЭО-ты қайта потенциалдау және техникалық қайта құру жағдаына сәйкес сапасы нашар көмірге арналған қатты отынды жағудың төмендегідей әдісі ұсынылады (11 – сурет).

Сурет-5. Құрама цикл кезінде энергияның сатылы қолданысы

Энергияны үнемдеу үшін мыналар қажет:

• 
  –пленкалы жабын;
  
• 
  –брекитирлау технологиясы;
  
• 
  –метан – ауа қоспасын утилизациялауға арналған қондырғы;
  
• 
  –құрамында көмірі бар қалпақты түріндегі көмірді алуға арналған байытылған қондырғы;
  
• 
  –жер тасты газофикациялау орнында көмірді газофикациялау өнімін алу;
  
• 
  –ЖЭО-да су-көмірлі суспензияны қолдану (оны құбырөткізгіш арқылы жіберу темір жолымен тасымалдау шығынын 3-4 есеге және электрэнергияны өндіру бағасын 30-40%-ға төмендетеді).
  
• 
  –жер қыртысының төзімділігін 30-40%ға төмендететін беттік-белсенді затпен өңдеу көмір алудағы шығынды төмендетуді қамтамасыз етеді.
  

Мұнай өндіретін және мұнай өңдейтін салалардағы энергоресурстардың шығындалуы мыналарға байланысты:

• 
  –жер қыртысынан мұнайды алудағы жоғары коэффициенттің болмауы;
  
• 
  –жұмыс жасап тұрған ұңғыманы төмен дәрежеде қолдану;:
  
• 
  –мұнай өңдеудің технологиялық процесіндегі тиімділігінің аздығы және ЕЭР-дің жеткіліксіз қолданысы.
  

• 
  –мұнай қыртысына әр түрлі химиялық реагенттердің жоғары қысымдағы булардың, ыстық судың, сығылған газдың әсерін жетілдіру әдісі;
  
• 
  –диафрагмалы энергосорапты жәнеұзын жолы терең сорапты қондырғылары жүктелінген мұнай алушы құрылғыны меңгеру;
  
• 
  –газлифтты ұңғыманы автоматтандыру.
  

Қазақстанда төмендегі себептерге байланысты газдың алғашқы энергетикалық потенциалы төмен деңгейде қолданылады:

• 
  –шығарылатын орынның құрылмы (көбі ұсақ категорияға жатады);
  
• 
  –газ өңдейтін зауыттардың қуатының жеткіліксіздігі;
  
• 
  –жолай газды өңдеудегі сала аралық стратегияның болмауы;
  
• 
  –экологиялық және ресурсты сақтау талаптарының әлсіздігі.
  

1. Қазақстан энергия көздері қандай?

2. Энергетикалық қауіпсіздік дегеніміз не?

3. Өнеркәсібіпте энергияны үнемдеу қалай жүзеге асыруға болады?

4. Қазіргі уақыттарда ЖЭС пен ЖЭО-лар жағдайы.

5. Энергтикалық ресурстарды қолдану тиімділігін қалайша арттыруға болады?

1. В.М. Фокин «Основы энергосбережения и энергоаудита» М.: «Изда-

тельство Машиностроение-1», 2006. -б 256.

2. Ю.В. Копытов «Экономия энергии в промышленности: Справочное пособие для инженерно-технических работников» -М.: Энергоатомиздат, 1983. –б 208.

3. О.Л. Данилова «Энергносбережение в теплоэнергетике и теплотехнологиях» -М., «МЭИ», -б. 188.