Page 1

nr 1

Daj się poznać z najlepszej strony!

online SPECJALNY DRUKOWANY DODATEK PORTALU WWW.EiP-ONLINE.PL

Elektroenergetyka i przemysł online. Inżynieria w praktyce

Efektywność energetyczna dzięki izolacjom ROCKWOOL ProRox

www.rockwool-rti.com

Tematy wydania:  Efektywność energetyczna instalacji przemysłowych  Pompy, armatura, układy pompowe

Partner wydania:


Daj się poznać z najlepszej strony!

online Elektroenergetyka i przemysł online. Inżynieria w praktyce

www.eip-online.pl          

Aktualności Automatyka Badania diagnostyczne i remonty Informatyka w przemyśle Innowacje i technologie Materiały do dyskusji Nauka dla przemysłu Ochrona środowiska Okiem eksperta Pompy i armatura

w ramach portalu również: Forum: www.forum.eip-online.pl oraz „Dodatek” w wersji elektronicznej: www.dodatek.eip-online.pl

czytaj więcej na: www.eip-online.pl


od redakcji

Przyszłość w sieci

Dodatek drukowany, który trzymają Państwo w rękach, ma pomóc promować portal: Elektroenergetyka i przemysł online. Inżynieria w praktyce – jako rzetelne źródło wiedzy i informacji. To pierwsze wydanie. Publikacje w nim zawarte są dostępne online na naszej stronie internetowej, a sam dodatek można rówPatrycjusz Ploszka, redaktor wydania

nież czytać w wersji elektronicznej na www.dodatek. eip-online.pl. W przyszłości z pewnością ukażą się kolejne wydania papierowe.

świadczeń zawodowych i inżynierskich, jak też opinii

Nie jeden z nas czasem zastanawia się, jak może

i poglądów, pomiędzy ludźmi pracującymi w szeroko

wyglądać przyszłość pod kątem nowoczesnych techno-

rozumianym przemyśle, z uwzględnieniem elektro-

logii. W przemyśle, jak nigdzie, można przekonać się,

energetyki oraz branży IT. Na portalu ukazują się pu-

jaki wpływ na poszczególne procesy ma postęp techno-

blikacje dotyczące innowacyjnych wdrożeń, ciekawych

logiczny. Mamy do czynienia z coraz bardziej wyrafino-

oraz przyszłościowych projektów i badań naukowych.

wanymi urządzeniami. To, co jeszcze niedawno wyda-

Nie brakuje również artykułów na temat praktycznych

wało się niemożliwe – dziś jest faktem.

rozwiązań stosowanych w przemyśle na co dzień.

Wszędzie tam, gdzie mamy do czynienia z postę-

W ramach portalu postaramy się również prowa-

pem, mamy również do czynienia z udziałem informa-

dzić Forum dyskusyjne. Jeśli macie sugestie, na jaki

tyki. Coraz bardziej popularne stają się rozwiązania w

temat warto podyskutować – napiszcie do nas. Z pew-

chmurze. Chcąc nadążyć za konkurencją, należy być

nością najciekawsze propozycje znajdą swoje odzwier-

innowacyjnym oraz otwartym na innowacje. Bycie on-

ciedlenie w wątkach zakładanych na Forum.

line to powoli standard, a nie wymysł.

Chcesz podzielić się z kolegami po fachu swoją

To samo dotyczy branży wydawniczej, prasy. Przy-

opinią na jakiś temat? Pracujesz nad ciekawym pro-

szłością jest internet. Dostęp online do informacji na

jektem? Twoja firma oferuje innowacyjne rozwiązanie

zawsze zmieni oblicza mediów. Również tych branżo-

dla przemysłu? A może piszesz pracę naukową i chcesz

wych. To nieuniknione. Stąd pomysł na stworzenie por-

pokazać się światu? Nic prostszego, po prostu napisz

talu (www.eip-online.pl), który z założenia ma stanowić

do nas.

swego rodzaju centrum wymiany informacji oraz do-

Patrycjusz Ploszka

kontakt: tel. kom. 505-76-31-18 e-mail: patrycjusz.ploszka@gmail.com lub biuro@eip-online.pl

online Elektroenergetyka i przemysł online. Inżynieria w praktyce Redaktor portalu/właściciel: Patrycjusz Ploszka Redaktor wydania: Patrycjusz Ploszka

EiP-online.pl 1(1)/2013 r.

reklama na portalu lub w dodatku drukowanym: biuro@eip-online.pl lub marketing@eip-online.pl Siedziba firmy: Promocja firm w mediach Patrycjusz Ploszka ul. Młyńska 53 | 47-470 Krzanowice Wydawca i Redakcja nie ponoszą odpowiedzialności za treść reklam i ogłoszeń. Artykułów niezamówionych nie zwracamy. Redakcja zastrzega sobie prawo do zmian i skrótów w nadesłanych tekstach.

www.EiP-online.pl 3


Słów kilka

Elektroenergetyka i przemysł online. Inżynieria w praktyce.

o radzie programowej portalu prof. Andrzej Błaszczyk

trudniony jest na stanowisku pro- patentowych. Jego działalność nafesora nadzwyczajnego Politechni- ukowa koncentruje się na numeki Łódzkiej. W ramach działalno- rycznych i doświadczalnych baści naukowo-badawczych zrealizo- daniach układów hydraulicznych wał 304 prace, których wyniki wy- pomp wirowych oraz optymalizacji korzystane zostały w 79 wdrożo- ich geometrii dla zadanych funkcji

por t alu www.EiP-online.pl

nych do produkcji różnych typów i celu. Był kierownikiem lub główwielkości pomp wytwarzanych ma- nym wykonawcą 12 projektów fisowo. Za kierowanie i udział w tych nansowanych przez MNiSW, KBN pracach otrzymał dwie nagrody Mi- i NCBiR. Wyniki tych prac opunistra Nauki i Szkolnictwa Wyższe- blikował w 3 monografiach, 60 argo, nagrodę Ministra Gospodar- tykułach w czasopismach o zasięPo ukończeniu studiów na Wy- ki Materiałowej i Paliwowej, Mini- gu krajowym i międzynarodowym dziale

Mechanicznym

Politech- stra Przemysłu i Wspólnoty Węgla (w tym z listy filadelfijskiej) oraz

niki Łódzkiej w roku 1970 został Kamiennego, kilka nagród Rekto- w 69 materiałach konferencji kraasystentem w Instytucie Maszyn ra oraz złotą „Spiralę” za osiągnię- jowych i międzynarodowych. Za Przepływowych tejże politechni- cia naukowe i techniczne czasopi- działalność

dydaktyczno-wycho-

ki. Stopień doktora nauk technicz- sma „Pompy pompownie”. W la- wawczą otrzymał indywidualną nanych uzyskał w 1977 roku. W la- tach 1992-1994 kierował badania- grodę III stopnia Ministra Nauki i tach 1993-2001 był zastępcą dyrek- mi pomp i sprężarek na stacjach Szkolnictwa Wyższego oraz wiele tora ds. dydaktycznych w Instytu- prób producentów zagranicznych nagród rektora Politechniki Łódzcie Maszyn Przepływowych Poli- i krajowych POWEN (Polska), KA- kiej. Profesor Andrzej Błaszczyk techniki Łódzkiej (IMP PŁ). Sto- ESER KOMPRESSOREN (Niem- w latach 1990÷2010 był Dyrekto-

rada programowa

pień doktora habilitowanego otrzy- cy), KOLMEKS (Finlandia), EBA- rem Przedsiębiorstwa Badawczomał w 2004 roku. W roku 2006 po- RA (Włochy), UKELEKTROMASZ Wdrożeniowego „HYDRO-POMP” wołany został na kierownika Zakła- (Ukraina), BOGE KOMPRESSO- Sp. z o.o.. Obecnie pełni funkcję du Maszyn Wodnych i Mechaniki REN (Niemcy), KSB (Niemcy). Jest Pełnomocnika Zarządu. Płynów w IMP PŁ. Od 2007 roku za- współtwórcą 8 patentów i zgłoszeń

dr Dariusz Gulczyński

Członek zwyczajny World Ener- wersytet Ekonomiczny w Poznagy Council, ekspert w komitecie niu). Ukończył również studia poEnergy Efficiency – Technologies & dyplomowe z zakresu rachunkoPolicies Committe przy World Ener- wości (Akademia Ekonomiczna w gy Council (Londyn, Wielka Bryta- Poznaniu) oraz studia podyplomonia), ekspert w komitecie Statistics we: Charakterystyka energetyczna and Indicators Committee przy Eu- i auditing energetyczny budynków roheat & Power (Bruksela, Belgia), (PWSOŚ Radom). Od marca 2010 wykładowca Uniwersytetu Ekono- pracuje jako Holding Manager w micznego w Poznaniu. Z energety- SWL Polska, Grupa Stadtwerke Leką związany od 1996 roku. Jest dok- ipzig. Wcześniej pracował jako dytorem nauk ekonomicznych (Uni- rektor ds. ekonomicznych w Przed-

4

EiP-online.pl 1(1)/2013 r.


r ada pr ogr amo w a EiP-online siębiorstwie Dróg i Mostów SA trollingu, CONDIX SA (2005-2006), data na członka rad nadzorczych w (2008-2010), dyrektor ds. sprzedaży nauczyciel akademicki, Akademia spółkach Skarbu Państwa oraz Ceri rozwoju – Quady Srem KT Racing Ekonomiczna w Poznaniu (1993- tyfikat księgowy ministra finansów. Team (2007-2008), dyrektor ds. con- 2004). Posiada uprawnienia kandy-

mgr inż. Andrzej Jurkiewicz kami, które zajmowały się dostawą zacjny dla wspólnoty mieszkaniowej energii cieplnej i obsługą systemów zgodnie z wymogami ustawy o wspieciepłowniczych, a także realizacją raniu przedsięwzięć termomoderkompleksowych programów termo- nizacyjnych (2002/2003 rok), tj. promodernizacyjnych. Autor lub współ- gram, gdzie kredytobiorcą i inwestoautor ponad 200 audytów energetycz- rem była wspólnota mieszkaniowa. W nych. Zespół audytorów pod jego kie- czasie pracy w ECO S.A. Opole kierorunkiem realizował w ciągu ostatnich wał zespołem, który wprowadził mało lat pełne programy termomoderni- znany na rynku produkt pod nazwą zacyjne w wielu miastach na terenie „Umowy ESCO w ciepłownictwie”. południowej Polski. Wspólnie z żoną, Prowadzi wykłady na Politechnice także audytorem energetycznym, Śląskiej dla słuchaczy studiów podyAbsolwent Politechniki Śląskiej, zrealizował prawdopodobnie pierw- plomowych ze specjalnością „audyt Wydziału Górniczego. Kierował spół- szy w Polsce program termomoderni- energetyczny”.

dr inż. Jacek Karczewski

gulacji mocy i ciśnienia pary świe- dania i pomiary w energetyce, enerżej bloku energetycznego biorącego getyczne wykorzystanie biomasy, udział w regulacji systemu elektro- efektywność energetyczna. Członek energetycznego”. Uczestniczył czyn- Rad Naukowych: Instytutu Techniki nie w pracach realizowanych na zle- Cieplnej (wiceprzewodniczący) i Incenie przemysłu i dla potrzeb labo- stytutu Energetyki, członek Komiratoriów pomiarowych Instytutu, a tetu Automatyki Elektroenergetycztakże w pracach badawczych zleco- nej SEP. Nagradzany m.in. Nagrodą nych przez Komitet Badań Nauko- Ministra Przemysłu, odznaką „Zawych. Efekty tych prac zostały wdro- służony dla ITC”, odznaką „Zasłużone w przemyśle. Jest autorem po- żony dla Energetyki”. W 2010 roku nad 50 artykułów opublikowanych zdobywca srebrnej statuetki „Lidera

Studia wyższe ukończył w 1978 w wydawnictwach naukowych i cza- Innowacji Województwa Łódzkiego” roku na Wydziale Elektrycznym Po- sopismach technicznych, 40 refera- a w 2011 statuetki „Klucz Sukcesu”. litechniki Łódzkiej, po czym roz- tów wygłoszonych na konferencjach Prowadzi działalność dydaktyczną począł pracę w Instytucie Techni- i sympozjach naukowych, 2 paten- (wykłady na Politechnice Łódzkiej, ki Cieplnej w Łodzi, gdzie pracuje tów, 4 projektów badawczych lub ce- szkolenia dla przedstawicieli instydo dziś na stanowisku adiunkta (po lowych, finansowanych ze środków tucji ukraińskich w ramach finansokonsolidacji Instytutu Energetyki i na naukę, ponad 100 opracowań we- wanego w 2011 roku przez MSZ proInstytutu Techniki Cieplnej – w Od- wnętrznych ITC. Główne obszary jektu: „Program Wspierania Małych dziale Techniki Cieplnej „ITC” In- zainteresowań naukowych to: auto- i Średnich Przedsiębiorstw Ukrainy stytutu Energetyki). Od roku 2009 matyka w energetyce (regulacja tur- w Zakresie Rozwoju Efektywności był zastępcą Dyrektora „ITC”, a od bin), przystosowywanie turbin kon- Energetycznej i Wdrażania Innowa2013 roku pełni obowiązki Dyrek- densacyjnych do pracy skojarzonej, cyjnych Technologii Energetycznetora „ITC”. W 1998 r. na Politechni- dostosowanie

polskiego

systemu go Wykorzystania Biomasy i Odpa-

ce Łódzkiej obronił pracę doktorską elektroenergetycznego do wymagań dów”). „Optymalizacja pracy układów re- UE w celu połączenia systemów, ba-

EiP-online.pl 1(1)/2013 r.

5


dr inż. Andrzej Ożadowicz

na Akademii Górniczo-Hutniczej w ki badań i doświadczeń: integracja Krakowie, na kierunku elektrotech- funkcjonalności automatyki w celu nika, specjalność: automatyka i me- poprawy efektywności energetycztrologia, uzyskując tytuł magistra nej budynków, optymalizacja parainżyniera. W roku 2007 uzyskał sto- metrów pracy urządzeń, dostosopień naukowy doktora nauk tech- wanie algorytmów sterowania dla nicznych, specjalność: elektrotech- spełnienia wymogów norm i przepinika. Obecnie pracownik nauko- sów w zakresie efektywności enerwy – adiunkt Wydziału Elektrotech- getycznej oraz zdalnego opomiaroniki, Automatyki, Informatyki i In- wania budynków, zastosowania sieżynierii Biomedycznej AGH w Kra- ciowych systemów sterowania i mokowie. Prowadzi prace naukowo-ba- nitoringu w realizacji idei Smart

por t alu www.EiP-online.pl

Absolwent Technikum Ener- dawcze związane z zastosowaniami Metring i Smart Grid. Autor wiegetyczno-Elektronicznego nr 9 im. sieciowych systemów automatyki, lu publikacji związanych z analizą Tadeusza Kościuszki w Krakowie, w tym w szczególności systemów techniczną i zastosowaniami systespecjalność: elektronika ogólna. W automatyki budynkowej – standar- mów automatyki budynkowej. roku 1999 ukończył studia wyższe dy LonWorks, KNX i inne. Kierun-

dr inż. Andrzej Strupczewski, prof. nadzw. w Narodowym Centrum Badań Jądrowych (NCBJ)

tora MARIA oraz kierował jego roz- i rzecznikiem energetyki jądrowej ruchem technologicznym. W latach NCBJ. Jego hobby to wędrówki gór80. opracował szereg analiz bezpie- skie – spędził w górach ponad 20 seczeństwa reaktorów energetycznych zonów letnich i przeszedł z plecai kierował międzynarodowym zespo- kiem i namiotem wszystkie pasma łem przygotowującym badania pali- gór w Polsce – ma złotą oznakę GOT. wa reaktorowego w stanach awaryj- Jest autorem czterech książek i 200 nych. Gdy po decyzji o wstrzymaniu publikacji z zakresu energetyki jąbudowy elektrowni jądrowej Żarno- drowej oraz szeregu analiz bezpiewiec program badawczy przerwano, czeństwa reaktorów w różnych krawziął udział w konkursie Między- jach. Za swe prace w zakresie bez-

rada programowa

narodowej Agencji Energii Atomo- pieczeństwa reaktorowego otrzymał wej na stanowisko wiodącego spe- Krzyż Kawalerski Polonia Restituta. cjalisty ds. bezpieczeństwa jądrowe- Przez 10 lat był członkiem komitetu go. W konkursie uczestniczyło 1100 Energetyka Jądrowa w International Ma za sobą 54 lata pracy w dzie- kandydatów z wielu krajów, a miejsc Standardisation Organisation, przez dzinie bezpieczeństwa jądrowego. było tylko trzy. Dr Strupczewski zdo- 5 lat członkiem komitetu UNIPEDE Po stażu reaktorowym we Francji i był jedno z nich i przez 6 lat praco- NUCLE 1, przez 5 lat członkiem Korocznym stypendium naukowym w wał w MAEA, opracowując wytyczne mitetu Radiacyjnego PAN i przez 4 USA zajmował się badaniami ciepl- podnoszenia bezpieczeństwa elek- lata Komitetu Problemów Energeno-przepływowymi dla reaktorów trowni jądrowych w Słowacji, Cze- tyki PAN, kierował polskim zespojądrowych, obronił pracę doktor- chach, na Węgrzech, w Bułgarii i na łem w projekcie międzynarodowym ską w 1969 roku i wykonał cykl do- Ukrainie. Odbył ponad 30 misji dla reaktora AP600 firmy Westinghouse świadczeń w reaktorze EWA. Dzię- sprawdzenia bezpieczeństwa jądro- i przez 20 lat był członkiem zespołu ki tym pracom moc reaktora EWA wego reaktorów w wielu krajach, do redakcyjnego Nuclear Engineering podniesiono do 10 MW, co oznacza- 2000 roku z ramienia MAEA, a po and Design w dziedzinie wymiany ło ogromne zwiększenie jego moż- 2001 roku z ramienia Komisji Euro- ciepła i bezpieczeństwa jądrowego. liwości produkcji izotopów dla pol- pejskiej. Obecnie prof. Strupczew- Od 2006 r. jest wiceprezesem Stowaskiej medycyny i przemysłu. Opra- ski jest przewodniczącym Komisji rzyszenia Ekologów na Rzecz Enercował raport bezpieczeństwa reak- Bezpieczeństwa Jądrowego NCBJ getyki Nuklearnej SEREN.

6

EiP-online.pl 1(1)/2013 r.


spis treści

Okiem eksperta Amerykańska ocena ryzyka związanego z energetyką jądrową i gazem łupkowym - Andrzej Strupczewski 

8

Efektywność energetyczna instalacji przemysłowych Skuteczność izolacji termicznych - Ryszard Borkowski 

11

Wciąż niedoceniana rola izolacji - Patrycjusz Ploszka 

14

Efektywność energetyczna instalacji przemysłowych - Michał Ajchel 

16

Modernizacja izolacji termicznych - Patrycjusz Ploszka 

18

Odnawialne źródła energii Grzewcze technologie solarne - inwestycja krok po kroku Cz. 1 - Łukasz Kasprzyk 

22

Czy nadchodzi era fotowoltaiki? - Patrycjusz Ploszka 

26

Pompy, armatura, układy pompowe Badania i modernizacje pomp w ciepłowni - Andrzej Błaszczyk, Adam Papierski, Mariusz Nawrocki, Dariusz Woźnikak 

29

Tworzywo niedoceniane w energetyce - Tadeusz Grabiński, Leszek Pudełko 

34

Pompy do zadań specjalnych - Tomasz Karwat 

38

Technologie Fale uderzeniowe w przemyśle - Patrycjusz Ploszka 

41

Aktwyni odbiorcy i standardy automatyki budynkowej jako element Smart Meteringu w budynkach - Andrzej Ożadowicz, Jakub Grela 

42

IT w przemyśle Niewykorzystany potencjał inteligentnych sieci energetycznych - inf. pras. Oracle 

44

Jak wybrać bezpiecznego dostawcę usług chmurowych? - Marcin Grygielski 

46

Aplikacje jutra - Michał Zyznarski 

49

wypowiedz się... .pl iP-online.pl .E m u r o .f e www um.EiP-onlin www.forum.EiP-online.pl www.forum.EiP-online.pl www.forum.EiP-online.pl www.forum.EiP-online.pl www.forum.EiP-online.pl www.forum.EiP-online.pl www.forum.EiP-online.pl www.for EiP-online.pl 1(1)/2013 r.

...na naszym forum

7


fot.: sxc.hu

dr inż. Andrzej Strupczewski, prof. nadzw. w Narodowym Centrum Badań Jądrowych.

Amerykańska ocena ryzyka

okiem

eksperta

związanego z energetyką jądrową i gazem ziemnym W świetle trwającej w Polsce dyskusji o konkurencyjności węgla i energii jądrowej warto zapoznać się z wynikami analiz amerykańskich, uwzględniających aktualne niskie ceny gazu ziemnego w USA. Okazuje się, że zarówno rozważania teoretyczne, jak i podejmowane w praktyce decyzje inwestycyjne wskazują na korzyści z energetyki jądrowej. W Polsce, gdzie cena gazu ziemnego jest dużo większa niż w USA, a pokłady węgla są coraz mniejsze i trudniej dostępne, korzyści z energetyki jądrowej są jeszcze wyraźniejsze.

W opublikowanym ostatnio studium wpływu

ciągu całego życia elektrowni. Okazało się, że chociaż

niskich cen gazu ziemnego na rozwój energetyki ją-

koszty elektrowni gazowej (przy niskich opłatach za

drowej w USA przeprowadzono probabilistyczne po-

emisję CO2) są nieco niższe, to wybór paliwa gazowego

równanie ryzyka związanego z inwestowaniem w te

wiąże się z dużo większym ryzykiem inwestycyjnym

dwie technologie, modelując oczekiwane wydatki w

na dłuższą metę niż w przypadku elektrowni jądrowej.

1

8

EiP-online.pl 1(1)/2013 r.


okiem eksperta

Wobec tego, że czas pracy nowych elektrowni

Dodatkową okolicznością przemawiającą na

jądrowych ma wynosić 60 lat, a czas pracy elektrowni

korzyść EJ jest to, że ryzyko po zbudowaniu obiek-

gazowych 30 lat, w modelu obejmującym cały okres

tu jest bardzo małe dla EJ – wynika tylko z wahań cen

życia elektrowni założono, że po 30 latach pierwsza

paliwa, mających mały wpływ na koszt energii elek-

elektrownia gazowa zostanie wyłączona, a zostanie

trycznej – a dla elektrowni gazowej jest bardzo duże,

zbudowana druga. Inne kluczowe założenia do obli-

bo niepewność co do cen gazu trwa przez cały okres

czeń podano w tabeli poniżej.

pracy elektrowni gazowej, a ceny gazu bardzo silnie

Oczekiwane koszty wytwarzania energii jądro-

wej uśrednione na całe życie elektrowni (60 lat) wynio-

wpływają na ceny energii elektrycznej.

Z punktu widzenia inwestora ryzyko związa-

Tabela 1. Kluczowe założenia studium porównawczego EJ i gazu ziemnego (w USD z 2012 r) Energia jądrowa Nakłady inwestycyjne bezpośrednie (overnight) O&M Nakłady inwestycyjne na ulepszenia

$/kWe

$5,000

$/kWe/rok

$75

Gaz ziemny (CCGT) Blok 1: $1107 Blok 2: $2045 $30

$/kWe

$20 przy każdym przeładunku paliwa

$10 na rok

Uran: $107/kg U3O8 Konwersja: $11/kgU Wzbogacanie: $132/SWU2 Produkcja paliwa: $336/kgU 33% $/t CO2

Koszty paliwowe (2012) Sprawność cieplna Koszty zezwoleń na emisje CO2

%

Gaz ziemny: $4.35/mmBtu3 51% $25

sły około 87 USD/MWh, z prawdopodobieństwem 5%,

ne z budową EJ można ograniczyć przez odpowied-

że przekroczą one 99 USD/MWh, i 5%, że będą niższe

nie umowy z dostawcą reaktora. W przeciwieństwie

od 77 USD/MWh. Innymi słowy, można z prawdopodo-

do poprzedniej generacji elektrowni jądrowych, któ-

bieństwem 90% oczekiwać, że koszt energii jądrowej

re po awarii w Three Mile Island w 1979 r. musiały być

będzie w przedziale od 77 do 99 USD/MWh.

przebudowywane zgodnie ze zmienianymi przepisa-

Koszty energii elektrycznej z elektrowni o wy-

mi bezpieczeństwa, co powodowało obciążenia finan-

sokiej sprawności opalanej gazem ziemnym (z uwzględ-

sowe inwestora ponoszącego całe ryzyko finansowe.

nieniem opłat za emisję CO2) określono, zakładając, że

Obecne umowy na budowę elektrowni jądrowych ob-

drugi blok gazowy będzie zbudowany po 30 latach. Kon-

ciążają ryzykiem dostawcę elektrowni. Ponadto, zgod-

sekwentnie, przyjęto dlań nakłady inwestycyjne wyższe,

nie z nowym procesem licencjonowania elektrowni ją-

zakładając, że tempo ich wzrostu wynosi 2% rocznie.

drowych w USA, dozór jądrowy wydaje jedno wspólne

W przypadku gazu ziemnego oczekiwana wiel-

kość kosztów wynosi 84 USD/MWh, a więc nieco mniej niż dla EJ. Jednakże zakres niepewności jest więk-

Ryzyko przy budowie EJ wynika z niepewności co do nakładów inwestycyjnych. Natomiast w przypadku gazu ziemnego ryzyko wynika z niepewności co do przyszłych cen gazu i potencjalnie możliwych kosztów zezwoleń na emisję CO2.

EiP-online.pl 1(1)/2013 r.

zezwolenie na budowę i eksploatację, co zwiększa bezpieczeństwo inwestora.

Cena gazu ziemnego dostarczanego do elek-

szy. Przy praw-

trowni amerykańskich w 2012 roku wynosiła 4,35

dopodobieństwie

USD/mmBtu. Jednakże cena ta nie jest stabilna,

90% wynosi on

bo jest ona niższa od średniego kosztu wydobycia

38 USD/MWh, a

gazu łupkowego, stanowiącego obecnie główne źró-

więc prawie dwu-

dło nowych dostaw gazu w USA, którego koszt wy-

krotnie

więcej

dobycia ocenia się na 5 do 8 USD/mmBtu. Chociaż

niż dla EJ. Jest

perspektywy wydobywania gazu łupkowego w USA

to wynikiem nie-

są pozytywne, trzeba zdawać sobie sprawę, że jak z

pewności co do

każdym rodzajem zasobów najpierw wykorzystuje

wahań cen gazu

się pokłady najtańsze. W miarę upływu czasu cena

ziemnego w dłu-

gazu łupkowego będzie rosła, a za nią i cena gazu

gim okresie.

ziemnego z innych źródeł. Ponadto urządzenia w

9


Tabela 2. Zestawienie elementów składowych uśrednionych kosztów energii elektrycznej z EJ i z elektrowni gazowych Składowa kosztów ($/MWh) Koszty inwestycyjne O&M Paliwo Podatki Likwidacja elektrowni Unieszkodliwianie odpadów Koszty emisji CO2 SUMA

Elektrownia jądrowa $ 57.78 $ 10.03 $ 5.55 $ 9.79 $ 1.46 $ 1.00 $ 85.61

Gaz ziemny (bez kosztów emisji CO2) $ 12.72 $ 3.46 $ 46.99 $ 10.39 $ 73.55

portach USA, zbudowane pierwotnie dla importu

tegii, że po raz pierwszy w historii zezwoliły firmom

skroplonego gazu LNG, są obecnie przerabiane na

energetycznym na włączenie nakładów inwestycyj-

urządzenia do eksportu gazu, bo ceny gazu ziem-

nych do wydatków, które podlegają zwrotowi w po-

nego wynoszą 9 USD/mmBtu w Wielkiej Brytanii

staci opłat odbiorców jeszcze przed uruchomieniem

i 16.5 USD/mmBtu w Japonii. Te wysokie ceny na

elektrowni.

rynku światowym doprowadzą do wzrostu cen także i w USA.

W sumie, chociaż energia elektryczna z elek-

trowni gazowych jest nieco tańsza od energii jądro-

Obawy o wzrost cen gazu ziemnego widocz-

wej, ryzyko inwestycyjne dla gazu ziemnego jest

ne są nie tylko w rozważaniach teoretycznych, ale

znacznie wyższe niż dla energetyki jądrowej, co powo-

znajdują potwierdzenie w praktyce. W marcu 2012 r.

duje decyzje o wyborze elektrowni jądrowych w Sta-

amerykański dozór jądrowy US Nuclear Regulato-

nach Zjednoczonych.

ry Commission wydał połączone zezwolenie na bu-

eksperta

Gaz ziemny (z kosztem emisji CO2 $25/t CO2) $ 12.72 $ 3.46 $ 46.99 $ 10.39 $ 9.80 $ 82.35

W Polsce, gdzie już obecnie importujemy wę-

dowę i eksploatację (COL – combined construction

giel kamienny i przewiduje się spadek wydobycia wę-

and operating license) dla dwóch prywatnych elek-

gla brunatnego, perspektywa stabilnych i tanich do-

trowni jądrowych. Są to Vogtle, bloki 3 i 4, należą-

staw energii jądrowej jest ważną przesłanką do budo-

ce do Southern Company, i Summer, bloki 2 i 3, na-

wy elektrowni jądrowych.

leżące do South Carolina Electric and Gas. W 2013 roku rozpoczęto wylewanie betonu w częściach ją-

okiem

drowych obu tych elektrowni. Obie firmy otrzymały zezwolenie na budowę od władz stanowych głównie

Czytaj więcej na ten temat na:

w oparciu o zasadę dywersyfikacji paliw. Obie firmy

www.eip-online.pl

mają znaczne moce elektrowni węglowych i żywią przekonanie, że agencja ochrony środowiska US Environmental Protection Agency wprowadzi ostre ograniczenia emisji z elektrowni węglowych, w tym ograniczenia emisji CO2. Trzecie towarzystwo energetyczne – Florida Power and Light – ma otrzymać zezwolenie na budowę bloków 5 i 6 w EJ Turkey Point, a uzasadnienie jest takie samo – potrzeba dywersyfikacji paliw energetycznych. Władze stano-

Polecamy następujące artykuły na naszym portalu: zakładka Okiem eksperta: Czy subwencje w energetyce zapewnią stałe miejsca pracy? zakładka Okiem eksperta: Miejsca pracy powstające dzięki energetyce jądrowej. zakładka Aktualności: Rząd brytyjski udzielił gwarancji firmie EDF na budowę elektrowni jądrowej.

we są tak dalece przekonane o słuszności tej stra-

1.

Will Low Natural Gas Prices Eliminate the Nuclear Option in the US? Rob Graber, Tom Retson http://www.bluecastleproject.com/files/ news_items/130-040213%20Will%20Low%20Natural%20Gas%20

Prices%20Eliminate%20the%20Nuclear%20Option%20in%20the%20

US%20%20EnergyPath.pdf.

10

2.

SWU – jednostka pracy przy wzbogacaniu uranu (separation work unit).

3.

Wiele firm anglosaskich używa skrótu mmBtu dla oznaczenia miliona BTU, czyli 10,54 mld J.

EiP-online.pl 1(1)/2013 r.


Efektywność energetyczna

fot.: PSWIP

mgr inż. Ryszard Borkowski, Polskie Stowarzyszenie Wykonawców Izolacji Przemysłowych

Skuteczność izolacji termicznych W naszych warunkach klimatycznych izolacje termiczne ciepłochronne i zimnochronne stanowią nieodłączny element w procesie powstawania i modernizacji budynków, urządzeń przemysłowych i instalacji energetycznych. Wynika to z faktu, że izolacje spełniają bardzo ważną rolę w zabezpieczeniu warunków komfortu cieplnego w miejscu zamieszkania. Utrzymują także niezbędną temperaturę dla zapewnienia należytego przebiegu procesu technologicznego zachodzącego w instalacjach, urządzeniach przemysłowych i energetycznych.

Zadaniem techniki izolacyjnej jest zmniejszenie

sobą lub na przekazywaniu energii między różnymi

gęstości przepływającego strumienia ciepła przez za-

obszarami tego samego ciała. Przebiega ono zgodnie z

stosowanie pomiędzy ciałami je przewodzącymi od-

prawem Fouriera, które określa gęstość przewodzo-

powiednich materiałów, charakteryzujących się wła-

nego strumienia ciepła jako proporcjonalną do gra-

ściwościami zmniejszania przewodności ciepła z ele-

dientu temperatury między stykającymi się obszara-

mentu lub obszaru o wyższej temperaturze do ele-

mi. Przewodzenie ciepła polega zawsze na przekazy-

mentu lub obszaru o niższej temperaturze. Izolacje

waniu energii między cząsteczkami ciała stałego, cie-

termiczne z reguły stosowane są tam, gdzie istnieje

czy i gazów, spowodowanym różnicą temperatur.

potrzeba ograniczenia niepożądanego przepływu ciepła, w tym również w instalacjach służących do wy-

Przenikanie ciepła na drodze promieniowania

twarzania i przesyłu ciepła na odległość. Zjawisko

Polega na przemianie energii wewnętrznej ciała

przepływu ciepła jest zjawiskiem powszechnie wystę-

w energię fal elektromagnetycznych, które po przej-

pującym w przyrodzie i odbywa się zawsze pomiędzy

ściu przez ośrodek oddzielający, ulegają ponownej

ciałami o różnych temperaturach. Jest ono realizowa-

przemianie na energię wewnętrzną innego ciała. Pro-

ne trzema różnymi sposobami: poprzez przewodze-

mieniowanie cieplne emitują wszystkie ciała mają-

nie, przejmowanie ciepła drogą konwekcji i promie-

ce temperaturę wyższą od zera bezwzględnego. Pręd-

niowanie cieplne.

kość rozchodzenia się promieniowania w próżni wynosi 2,9979 x108 m/s. W innych ośrodkach jest mniejsza i

Przewodzenie ciepła

zależy od ich gęstości optycznej. Powierzchnie ciał sta-

Polega ono na przekazywaniu energii kinetycznej

łych, w zależności od ich rodzaju, częściowo pochła-

ruchu cząsteczek ciał stykających się bezpośrednio ze

niają promieniowanie termiczne, częściowo odbija-

EiP-online.pl 1(1)/2013 r.

11


energetyczna instalacji przemysłowych

Istota izolacji termicznej polega na tym, że ilość ciepła pozostającego powinna być znacząco wyższa od ilość ciepła przenikającego

ją, a częściowo

- stabilnością właściwości cieplnych w czasie,

przepuszcza-

- niską zawartością wilgoci i małą zdolnością jej

ją padające na

adsorpcji,

nie promienie.

- odpornością na gwałtowne zmiany temperatur.

Zjawisko to jest

Efektywność energetyczną izolacji określa w za-

zwane absorp-

sadzie strumień ciepła przepływający przez izolację

cyjnością,

uzależniony od

re-

fleksyjnością i przepuszczalnością danego ciała. Pod

- współczynnika przewodności cieplnej λ,

względem zdolności do emitowania promieniowania

- grubości warstwy izolacyjnej g,

powierzchnie charakteryzowane są przez emisyjność.

- pola powierzchni przepływu ciepła F. Przy wykorzystaniu tych danych, całkowitą ilość

Przenikanie ciepła na drodze konwekcji

ciepła przepływającego przez przegrodę izolacyjną

Polega na przepływie ciepła pomiędzy powierzch-

określa następująca zależność : Q= F

nią ciała stałego a opływającym tę powierzchnię płynem lub powietrzem. Wiąże się ono z makroskopo-

gdzie: ΔT=T2-T1, czyli różnica temperatur na po-

wym ruchem cząstek płynu lub powietrza, zwanym

wierzchniach dowolnych zewnętrznych warstw izola-

konwekcją. Jej intensywność zaś związana jest z wła-

cyjnych a opór cieplny jednej warstwy izolacji wyra-

ściwościami tego otoczenia, jak również ze zjawiska-

ża się wzorem:

mi dynamicznymi występującymi w tym otoczeniu, ta-

R=

g λ

kimi jak temperatura, prędkość wiatru, oddziaływanie

Ważną rolę w opisie skuteczności izolacji odgry-

czynników zewnętrznych, charakter ruchu powietrza

wa jej objętościowa pojemność cieplna C, wyrażona

(laminarny lub turbulentny), itp. Gęstość strumienia

wzorem

ciepła q przenoszona podczas konwekcyjnego przejmowania określona jest prawem Newtona:

C = cmρ , gdzie: cm – ciepło właściwe materiału izo-

q = h (Ts –Te),

lacyjnego w kJ, ρ – gęstość materiału

w kg/m3.

h - współczynnik przejmowania ciepła

Od pojemności cieplnej materiału izolacyjnego zależy

W/m2K; Te - temperatura otoczenia; Ts - temperatura

przyspieszenie lub spowolnienie procesu nagrzewa-

ścianki zewnętrznej. Obydwie temperatury mierzone

nia lub schładzania obiektu w czasie.

gdzie:

są w skali Kelwina.

Efektywność

λ ΔT, g

Przewodność cieplna, która wyraża się współ-

Całkowite przenikanie ciepła przez przegrodę

czynnikiem przewodzenia ciepła, jest wielkością

oznacza wielkość ciepła, przepływającą przez prze-

zmienną i zależy od rodzaju ciała zastosowanego do

grodę z ciała stałego, na drodze przewodzenia,

izolacji, jego struktury, gęstości, ciśnienia, wilgotno-

z

uwzględnieniem zjawiska powierzchniowego przej-

ści, temperatury i innych jeszcze czynników.

mowania ciepła po stronie wewnętrznej i zewnętrznej drogą promieniowania i konwekcji. Co decyduje o wyborze rodzaju i grubości izolacji? Decyduje wiele czynników, które da się zakwalifikować do następujących grup: - czynniki cieplne, - czynniki techniczne wynikające z warunków zastosowania, - czynniki technologiczne, - czynniki ekonomiczne. Aby jednak należycie spełniały swoją rolę, izolacje termiczne muszą odznaczać się:

12

Wymiana ciepła między otoczeniem rozdzielonym przegrodą wykonaną z ciała stałego nazywana

- efektywnością cieplną wynikającą z cech samej

jest przenikaniem ciepła. Przenikanie ciepła składa

izolacji,

się zasadniczo z przewodzenia przez przegrodę oraz z

EiP-online.pl 1(1)/2013 r.


Efektywność energetyczna przejmowania ciepła między otoczeniem a zewnętrz-

dzy Tα i Te. Ale taki sposób podejścia do oceny izola-

nymi powierzchniami przegrody po obu jej stronach.

cji, jako jedyny, jest w dużej mierze znacznie uprosz-

Zjawisko to dokładnie ilustrują rysunki (str. 12).

czony. Bo ta temperatura zależy nie tylko od wielko-

Strumień ciepła przepływający na drodze przej-

ści strat ciepła podczas przejścia przez warstwę izola-

mowania przez powierzchnię wewnętrzną ciała stałe-

cji, ale także od innych czynników, takich jak: tem-

go określa wzór Newtona:

peratura otoczenia, siła wiatru, prędkość wiatru, wy-

Q1 =Fα( Tα- Ts1),

stępowanie klima-

gdzie: Tα – oznacza temperaturę otoczenia po stro-

tyzacji lub wenty-

nie wewnętrznej (wyższą), Ts1 – temperaturę na ścia-

lacji w otoczeniu,

nie przegrody po stronie wewnętrznej, Ts2 – tempe-

stopnia zawilgoce-

raturę po stronie zewnętrznej, Te –temperatura oto-

nia materiału izo-

czenia zewnętrznego, αα– współczynnik przejmowa-

lacyjnego,

nia ciepła po stronie wewnętrznej, αe – współczynnik

głości wspomnia-

przejmowania ciepła po stronie zewnętrznej.

nej

Oznacza to, że różnica między otoczeniem wewnętrznym i zewnętrznym wynosi:

1 g 1 Tα - Te = q ( + + ) , αe λ αα

gdzie: αα - współczynnik przejmowania wewnętrz-

odle-

ścianki

wnętrznej

ze-

płasz-

cza od innego źródła ciepła, usytuowania

Skuteczność zastosowanej izolacji termicznej w określonych warunkach wyraża się ilością zatrzymanego ciepła i wielkością temperatury powłoki zewnętrznej izolacji

izolowa-

nego, αe - współczynnik przejmowania zewnętrznego.

nego obiektu w stosunku do otoczenia. Dotyczy to np.

Podobnie można obliczyć różnicę dotyczącą prze-

rurociągu mającego na estakadzie położenie central-

grody walcowej, kulistej i przegrody o innych kształ-

ne lub inne, przykładowo zewnętrzne lub skrajne.

tach, np. prostokątnym (kanały spalin).

Dlatego właściwej skuteczności pomiaru dokonujemy

Te ogólne zasady przenikania ciepła przez po-

za pomocą odpowiednich przyrządów, przy wyko-

wierzchnię izolowaną sprawiają, że temperatura na

rzystaniu metody termowizyjnej przez odpowiednio

powierzchni zewnętrznej jest na ogół niższa niż po

przygotowanych fachowców. Pomiarów tych nie moż-

stronie wewnętrznej, ale wyższa niż temperatura oto-

na dokonywać w miejscach występowania technicz-

czenia zewnętrznego. Część ciepła przenika bowiem

nie uzasadnionych mostków cieplnych, jak np: w po-

przez izolowaną przegrodę, a część ciepła pozostaje

bliżu włazów, wzierników, kompensatorów, zawieszeń

wewnątrz pomieszczenia, rurociągu, kuli lub przewo-

i podpór, w miejscach styku konstrukcji nośnej płasz-

du o przekroju prostokątnym. Na tym polega właśnie

cza, gdzie wielkość strumienia ciepła jest znacząco

istota izolacji termicznej. Ilość ciepła pozostającego

większa niż w innych punktach. Skuteczność izolacji

powinna być znacząco wyższa niż ilość ciepła przeni-

pozwalają więc ocenić obiektywnie tylko te miejsca,

kającego. Bardzo ważnym czynnikiem w tym proce-

które nie są związane z występującymi przypadkami

sie ochrony ciepła jest temperatura zewnętrznej ścia-

zwiększonego punktowego przepływu ciepła.

ny płaszcza izolowanego obiektu. Jest to ważne ze względu na ochronę ciepła, jak i ze względu na sprawy bezpieczeństwa. Przyjmuje się, że temperatura zewnętrzna izolowanego płaszcza nie powinna przekraczać 600C. Tak więc skuteczność zastosowanej izolacji termicznej w określonych warunkach wyraża się ilością zatrzymanego ciepła i wielkością temperatury powłoki zewnętrznej izolacji , czyli o tyle Ts2 jest mniej-

O autorze: mgr inż. Ryszard Borkowski, obecnie sekretarz Polskiego Stowarzyszenia Wykonawców Izolacji Przemysłowych, wcześniej wieloletni prezes zarządu spółki Izokor Płock S.A., a przedtem związany z projektowaniem i wykonawstwem izolacji termicznych. Pracował przy realizacji ważnych obiektów na ternie ORLENU, LOTOSU, CELULOZY ŚWIECIE, zespołu elektrowni PAK oraz w eksporcie na licznych elektrowniach niemieckich.

sze od Ts1. Ma na to wpływ różnica temperatur mię1.

W. Gogół: Wymiana ciepła. Tablice i wykresy. Wydawnictwa Politechniki Warszawskiej. Warszawa 1982.

2.

E. Kostowski: Przepływ ciepła. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej. Gliwice 1991.

3.

S. Wiśniewski : Wymiana ciepła. Państwowe Wydawnictwo Naukowe. Warszawa 1979.

4.

J. Górzyński : przemysłowe izolacje cieplne. Sorsus. Poznań 1996.

5.

Opracowania i spostrzeżenia własne.

EiP-online.pl 1(1)/2013 r.

13


Oprac.: mgr inż. Patrycjusz Ploszka, na podstawie materiałów ROCKWOOL Technical Insulation

energetyczna instalacji przemysłowych

Wciąż niedoceniana rola izolacji

Efektywność

Straty energii na rurociągach cieplnych, wynikające z wadliwej izolacji lub jej braku, w dużych przedsiębiorstwach potrafią pochłaniać mln złotych w skali roku. Dziś już nikt nie wyobraża sobie takich instalacji bez odpowiednio dobranej i zamontowanej izolacji. A jednak. Istnieją jeszcze systemy, których potencjał jest marnowany właśnie przez niewłaściwą izolację lub jej kompletny brak. Można zadać sobie pytanie retoryczne: czy warto izolować?

Odpowiedź praktycznie powinna paść „od ręki”. Tak – warto. Analizy przeprowadzanych modernizacji izolacji rurociągów ciepłowniczych, ale i wszelkich rurociągów, na których mamy do czynienia ze stratami energii cieplnej, wykazują, że efekty środowiskowe i ekonomiczne przemyślanych inwestycji w izolację są nader zadowalające. Rozwój cywilizacji jeszcze nigdy nie był tak dalece posunięty. Żyjemy w czasach, w których działalność przemysłowa człowieka ma ogromny wpływ na otaczający świat. Jednocześnie, jak nigdy wcześniej, mamy możliwości technologiczne by przeciwdziałać zanieczyszczeniu lub ograniczać nasz wpływ na środowisko. Każda szanująca się firma podejmuje działania zmierzające do poprawy jej wskaźników środowiskowych. Jedni czynią to poprzez ograniczenie emisji szkodliwych substancji do środowiska, inni optymalizują procesy produkcyjne, jeszcze inni poprawiają efektywność energetyczną. Możliwości

14

jest co najmniej kilka, a i potrzeby ogromne. Poza satysfakcją płynącą ze świadomości poszanowania środowiska i oczywistymi efektami nie bez znaczenia są też przyszłe oszczędności finansowe wynikające ze zmniejszenia emisji np. CO2 lub zmniejszenia zużycia energii, czy to elektrycznej, czy cieplnej. Jak zatem ograniczać straty (ciepła) i oszczędzać? Na potrzeby tego artykułu skupmy się na ograniczaniu strat ciepła. To właśnie między innymi za pomocą ich ograniczania można osiągnąć pożądany efekt poprawy efektywności energetycznej. Skutecznym sposobem jest dopilnowanie, aby straty te w całym systemie były jak najmniejsze. Izolacja termiczna rurociągów, kanałów, kotłów i urządzeń używanych w wysokiej temperaturze sprawia, że zużycie energii i węgla zostaje ograniczone. Dobra izolacja to najkorzystniejszy pod względem ekonomicznym sposób na zaoszczędzenie energii i zredukowanie emisji CO2. Z badań wynika, że 26% rocznego zużycia energii przypada na przemysł, który odpowiada za 40% ogółu emisji CO2 z tym związanej. Przewidywania dotyczące zużycia energii i poziomu emisji wykazują, że bez podjęcia zdecydowanych kroków emisja szkodliwych substancji do atmosfery będzie rosła. Chcąc oszacować wartość izolacji, warto wziąć pod uwagę ważny czynnik – energię zainwestowaną w utrzymanie temperatury medium w określonym limicie dla zapewnienia prawidłowego przebiegu procesów wytwórczych. Ogólna zasada mówi, że dobrze wykonana i utrzymana izolacja może zatrzymać w środku ok. 80% ciepła. Badania przeprowadzone przez Holenderskie Centrum NCTI (Nederlands Centrum Technische Isolatie) wykazały, że w wielu zakładach ilość zachowanego ciepła wynosi od 50 do 60%. Nadal istnieje więc możliwość zaoszczędzenia co najmniej 20% energii. Z kolei w oparciu o dane

EiP-online.pl 1(1)/2013 r.


Efektywność energetyczna

fot.: ROCKWOOL Technical Insulation

• usunięciu 7,9 miliona samochodów z dróg, • zamknięciu 11 elektrowni węglowych, czyli 16% tego typu zakładów w USA.

Fot.1 Izolacja rurociągów, układ dwuwarstwowy, otulina ProRox PS 960 zebrane w ponad 700 zakładach przemysłowych Amerykańskie Stowarzyszenie NIA (National Insulation Association) szacuje, że wdrożenie kompleksowego programu utrzymania i poprawy jakości izolacji skutkowałoby oszczędnością energii równą 3,5 miliarda euro rocznie, co odpowiada 43 milionom ton metrycznych CO2. Oszczędności energii na poziomie 3,5 miliarda euro oznaczają: • 45 miliardów kWh elektryczności, czyli moc wystarczającą do zaopatrzenia w energię 42 miliony gospodarstw domowych, • 82 miliony baryłek ropy, czyli ładunek 41 dużych zbiornikowców, • 19 milionów ton węgla, którymi można napełnić 190 000 wagonów kolejowych. Redukcja CO2 na poziomie 43 milionów ton metrycznych jest równa: • posadzeniu 1,9 miliarda dorosłych drzew lub 170 000 km2 nowego lasu, co odpowiada 3/4 powierzchni Wielkiej Brytanii,

W przypadku uszkodzenia izolacji redukcja utraty ciepła jest o 40% mniejsza. Koszty naprawy systemu izolacyjnego zwykle są znikome w porównaniu do rocznych oszczędności energii. Ponadto szacuje się, że w ciągu trzech lat od montażu około 10 do 30% powierzchni izolacji narażonych na działanie czynników atmosferycznych ulega uszkodzeniu lub przestaje istnieć. W ciągu kolejnych lat, zależnie od środowiska roboczego i stopnia narażenia elementów, wartość ta może się zwiększyć. Straty ciepła powstałe wskutek uszkodzenia izolacji mogą być nawet 8 razy większe. Dane w tab.1 pokazują, jak istotną rolę odgrywa izolacja i jak równie istotna jest dbałość o nią w całym okresie eksploatacji. Aby znacznie zmniejszyć zużycie energii, należy zawsze postępować zgodnie z trzema prostymi wskazówkami: • upewnić się, że izolacja jest niezwłocznie naprawiana i prawidłowo utrzymywana, • zastosować izolację na wszystkich mostkach termicznych. Nawet pojedynczy niezaizolowany zawór może być przyczyną znacznych strat ciepła, • z m o d e r n i z o w a ć izolację, aby zredukować straty ciepła do minimum, prace związane z izolacją należy rozpoczynać już na etapie projektowania zakładu. Więcej informacji na temat nowoczesnych izolacji ROCKWOOL ProRox na: www.rockwool-rti.com Artykuł dostępny także w wersji elektronicznej na: www.eip-online.pl

Fot.2 Lepsza izolacja oznacza oszczędność energii, niższą emisję CO2 oraz mniejsze wydatki

Tabela 1. Przykładowe straty ciepła. Warunki projektu: temp. 250°C, średnica rury DN80, temperatura otoczenia 10°C, prędkość wiatru 5 m/s, koszt energii 0,03 euro/kWh. Źródło: National Insulation Association Straty ciepła (W/m)

Redukcja strat ciepła

Rura nieizolowana 6400 Otulina ProRox ze skalnej wełny 350 95% mineralnej 50 mm Uszkodzona izolacja 2800 56% Naprawa uszkodzonej izolacji pozwoli zaoszczędzić 260 euro/m rocznie (0,03 euro/kWh)

EiP-online.pl 1(1)/2013 r.

15


fot.: sxc.hu

energetyczna instalacji przemysłowych

Michał Ajchel, Dyrektor Pionu Infrastruktury Schneider Electric

Efektywność

Efektywność energetyczna instalacji przemysłowych Instalacje przemysłowe stanowią ogromny potencjał dla wdrażania innowacyjnych rozwiązań. Dzięki rozbudowanej automatyce, sterowaniu i monitorowaniu zużycia energii można zaoszczędzić do 30% energii.

16

EiP-online.pl 1(1)/2013 r.


Efektywność energetyczna Zagadnienia infrastrukturalne zakładu przemysłowego są podobne do zagadnień każdego budynku. Należy unikać zbędnego oświetlenia, ogrzewania i wentylacji a także dodatkowych instalacji typu odprowadzanie powietrza i spalin (pod warunkiem, że jest to bezpieczne). Często sprężone powietrze jest dostarczane w sposób ciągły, pomimo braku zapotrzebowania. Taśmociągi pracują bez obciążenia lub olej i płyny chłodzące znajdują się w obiegu bez potrzeby. Istnieje wiele niewykrytych lub nierozwiązanych obszarów potencjalnego marnotrawstwa. Monitoring, automatyka i współczynnik mocy Z pomocą przychodzi nam monitoring i automatyka. Inteligentny pomiar ułatwia identyfikację obszarów potencjalnego marnotrawstwa (jak np. w budynkach komercyjnych), a odpowiednio dobrana i zaimplementowana automatyka powoduje, że układy stają się efektywniejsze i dużo mniej kosztowne. Ciekawym elementem, który może mieć spore oddziaływanie na koszty energii w przemyśle, jest współczynnik mocy. Zakłady przemysłowe są często arsenałem najróżniejszych urządzeń technologicznych, komputerów czy chociażby oświetlenia fluoroscencyjnego, które mogą negatywnie oddziaływać na współczynnik mocy. Źle dobrana kompensacja, a czasami jej zupełny brak, może być istotnym czynnikiem wpływającym zarówno na jakość energii w zakładzie, jak i na jej koszt. I nie chodzi tutaj tylko o potencjalne kary płacone przez przedsiębiorstwa, ale również o efektywne wykorzystanie zainstalowanych urządzeń. Aby móc podejmować odpowiednie kroki i optymalizować zużycie energii w zakładzie przemysłowym, potrzebna jest odpowiednia wiedza i informacja. Podstawą oszczędności energii są pomiary i audyt energetyczny: • Przegląd struktury układu rozdziału energii NN i SN (inwentaryzacja punktów pomiarowych, kontrola nastaw zabezpieczeń, ocena niezawodności układu), • Wykonanie pomiarów (parametrów sieci, natężenia oświetlenia, termowizja i inne, mające na celu ocenę aktualnego stanu instalacji i wskazanie potencjalnych zagrożeń), • Identyfikacja najbardziej energochłonnych procesów i analiza możliwości wykonania działań oszczędnościowych, • Przegląd instalacji oświetleniowej i HVAC, • Kontrola i określenie optymalnej taryfy na zakup energii elektrycznej, • Oszacowanie potencjalnych korzyści i

EiP-online.pl 1(1)/2013 r.

zwrotu inwestycji (ROI) możliwych do uzyskania (przedstawienie krótko-, średnio- i długo- terminowego planu poprawy efektywności energetycznej), • Przedstawienie raportu wraz z wnioskami i zaleceniami. Procesy i ich wymagania technologiczne Dwie trzecie energii elektrycznej zużywanej przez przemysł zasila silniki elektryczne. To stwierdzenie jest prawdziwe w przypadku niemal każdego uprzemysłowionego państwa na świecie. Prawdą jest również, że w większości krajów prawie 10% silników nie jest wyposażonych w sterowanie. W procesach produkcyjnych kwestia obszarów, w których można oszczędzać energię, jest bardziej techniczna. Potencjalne oszczędności zależą od charakterystyki samego procesu oraz zastosowanych w nim urządzeń. Na przykład w wielu procesach stosuje się wentylatory lub pompy. Zarówno wentylator, jak i pompa to urządzenia, które są doskonałym przykładem tego, w jaki sposób można zoptymalizować zużycie energii elektrycznej. W obu przypadkach korzystamy z układów napędowych. Jeżeli są to bardziej zaawansowane układy, to umożliwiają nam nie tylko płynne sterowanie pracą urządzeń, ale także bardzo duże oszczędności energii. Znakomitym przykładem może być tutaj wentylator, gdzie przy Dwie trzecie energii elekniezauważalnej zmiatrycznej zużywanej przez nie jego prędkości jesteśmy w stanie zaoszczęprzemysł zasila silniki dzić poważne ilości enerelektryczne... Z kolei prawie gii i co za tym idzie ogra10% silników nie jest wyponiczyć koszty. Obniżenie sażonych w sterowanie. częstotliwości wentylatora o mocy 22kW z 50Hz do 47Hz może przyczynić się do oszczędności odpowiadających dwukrotności jego ceny i kosztów instalacji w pierwszym roku eksploatacji! W przemyśle efektywność energetyczna to zarówno procesy produkcyjne, jak i funkcjonowanie budynków, administracja. Ważną kwestią staje się objęcie wszystkich aspektów zarządzania zakładem i efektywne gospodarowanie energią elektryczną. Większość menedżerów troszczy się o zwiększenie produkcji przy niższych cenach, zapominając o rozwiązywaniu problemu kosztów związanych także z ilością zużywanej energii.

17


Modernizacja energetyczna instalacji przemysłowych

izolacji termicz

Efektywność

Oprac.: mgr inż. Patrycjusz Ploszka, art. zredagowany na podstawie materiałów firmy ROCKWOOL Technical Insulation

Wiele zakładów przemysłowych podejmuje działania modernizacyjne instalacji i dochodzi do etapu izolacji. Powstają wtedy pytania, czy stara, niekiedy 20- lub 30letnia izolacja, spełnia nadal swoje funkcje, czy lepiej wymienić ją na nową?

18

Przede wszystkim trzeba pamiętać o tym, że w ostatnich czasach wzrosła świadomość poszanowania energii, co oznacza między innymi ograniczanie strat ciepła do minimum. Można je uzyskać poprzez zastosowanie wysokosprawnych systemów, kogeneracje, automatyzacje, ale również poprzez zastosowanie ekonomicznej grubości izolacji, która równoważy koszty materiałowe i długotrwałą eksploatację, przy uwzględnieniu rosnących cen energii. W porównaniu do wymienionych wcześniej systemów izolacja stanowi niewielki koszt a zarazem duży potencjał na drodze do efektywnego gospodarowania energią. Jak zatem oszacować skuteczność istniejącej izolacji? Najbardziej skuteczną metodą jest sprawdzenie, z jakimi rzeczywistymi stratami ciepła mamy do czynienia na pracującej instalacji ze starą izolacją (ile ciepła emitowane jest do otoczenia), a następnie, biorąc pod uwagę czas eksploatacji (zazwyczaj kilka-

EiP-online.pl 1(1)/2013 r.


Efektywność energetyczna

znych

Warto przy tym dodać, że dzięki rozwojowi technologii właściwości materiałów izolacyjnych (np. szeroko stosowanej w przemyśle i energetyce skalnej wełny mineralnej) zmieniły się znacznie na przestrzeni kilkudziesięciu lat w porównaniu z tzw. starą wełną żużlową. Dotyczy to szczególnie przewodności cieplnej w wysokich temperaturach. Nawet, jeżeli z powodu ograniczonej przestrzeni wokół instalacji nie jest możliwe zwiększenie grubości izolacji, to wymiana ponad 20-letniej izolacji na nową przy zachowaniu tej samej grubości skutkuje zmniejszeniem strat ciepła nawet do 30%. Bycie liderem zobowiązuje Rola lidera na rynku materiałów izolacyjnych nie może ograniczać się do dostawy materiału na miejsce budowy. Liczy się wiedza ekspercka obecna na każdym etapie procesu sprzedażowego, która stanowi platformę do dyskusji z inwestorem, projektantem, wykonawcą, inspektorem, kierownikiem budowy. W obszarze modernizacji niewątpliwie pomocny jest serwis techniczny świadczący profesjonalne doradztwo z zakresu izolacji, wspomagany narzędziami pomiarowymi. Poniżej kilka praktycznych przykładów: Pomiary kamerą termowizyjną

EiP-online.pl 1(1)/2013 r.

fot.: ROCKWOOL Technical Insulation

Podejście kompleksowe Kompleksowe przeprowadzenie pomiarów, przed i po modernizacyjnych, pozwala z dużą dokładnością oszacować korzyści ekonomiczne przeprowadzonych prac, tempo zwrotu inwestycji (to potrafi być naprawdę szybkie), a także efekty środowiskowe (np. ograniczenie emisji). Rzetelne wykonawstwo i dalsze regularne przeglądy przez służby utrzymania ruchu dopełniają działania ku poprawie efektywności energetycznej.

Fot. 1a Niezaizolowany zawór

fot.: ROCKWOOL Technical Insulation

naście lat) i cenę jaką płaci się za energię cieplną, należy przeliczyć ile kosztuje tracona energia. Pieniądz zazwyczaj najlepiej obrazuje stratę. Dokonanie pomiaru strat ciepła najlepiej wykonać przed planowaną modernizacją, bo daje ono lepsze postrzeganie problemu i możliwości korekty, np. wymianę izolacji, zwiększenie jej grubości, wymianę uszkodzonego lub skorodowanego płaszcza. Po przeprowadzonej modernizacji zalecane jest wykonanie pomiaru sprawdzającego.

Fot. 1b Ten sam niezaizolowany zawór w obrazie podczerwieni

19


energetyczna instalacji przemysłowych

Przykładowe oszczędności z izolacji 1 zaworu* Warunki brzegowe: - średnica: DN 150, - temperatura medium: 2200C, - temperatura otoczenia: 200C, - warunki wiatrowe: średnie. Straty energii przy braku izolacji (w skali rocznej): 2900€ Oszczędności przy zastosowaniu izolacji (w skali rocznej): 2300€ Koszt izolacji: ok. 200€ Czas zwrotu inwestycji: poniżej 2 miesięcy *Przykładowe oszczędności izolacji jednego zaworu dla danych warunków brzegowych opracowane przy współpracy National College of Technical Instruction (NCTI) i Fédération Européenne des Syndicats d’Entreprises d’Isolation (FESI).

fot.: ROCKWOOL Technical Insulation

Warunki pomiaru: wilgotność 50%, temperatura otoczenia 22°C, maksymalna zarejestrowana temperatura obiektu 194,9°C. Zalecenia: Konieczne wykonanie izolacji zaworu ze względu na obowiązek zapewnienia ochrony osobistej (zgodnie z przepisami bezpieczeństwa pracy temp. na powierzchni powinna wynosić < 500C) oraz z uwagi na ograniczenie start ciepła do otoczenia. Wykonanie: Izolacja zaworu w postaci kaptura wypełnionego skalną wełną mineralną powinna ułatwiać jego demontaż i ponowny montaż po przeprowadzeniu regulacji zaworu.

Fot. 2. Punkt pomiarowy strat energii cieplnej na rurociągu pionowym usytuowanym na zewnątrz budynku grubości izolacji, usunięcie nieszczelności w płaszczu zewnętrznym, które mogą być przyczyną korozji i zwiększonych strat ciepła w wyniku zawilgocenia izolacji. Jak widać w praktyce na powyższych przykładach, potencjał wzrostu efektywności energetycznej wynikający z zastosowania izolacji termicznej jest ogromny. Należy pamiętać, że równie ważna jak izolacja jest fachowa wiedza oraz prawidłowy sposób montażu izolacji, a w dalszej perspektywie jej regularna konserwacja oraz utrzymanie. Dopiero tak połączone działania pozwalają osiągnąć założone cele środowiskowe i ekonomiczne w stosunkowo krótkim czasie.

Pomiary strat ciepła

fot.: ROCKWOOL Technical Insulation

Efektywność

Serwis pomiarowy w ramach doradztwa

Fot. 3 Sposób wykonania izolacji zaworu Warunki pomiaru: temp. medium. 375 °C, temperatura powierzchni płaszcza ochronnego 68,3°C (znacznie powyżej bezpiecznych 50°C) , temperatura otoczenia 26,3°C, punkt rosy 10,4°C, prędkość wiatru 0,1m/s, straty ciepła 478,1 W/m² (w znacznym stopniu przekraczają zalecaną wartość 150 W/m²). Zalecenia: natychmiastowy przegląd instalacji w celu lokalizacji punktów strat ciepła, zwiększenie

20

Dział Serwisu Technicznego ROCKWOOL Technical Insulation dysponuje rejestratorem danych z sondami badawczymi służącym i do sprawdzania strat ciepła na instalacjach. Urządzenie to pozwala sprawdzić w czasie rzeczywistym warunki otoczenia oraz straty ciepła na instalacjach pracujących w wysokich temperaturach. Ponadto przy wykonywaniu pomiarów stosuje się także pirometr oraz kamerę termowizyjną w celu zidentyfikowania newralgicznych punktów instalacji, mostków termicznych czy nieszczelności. Opomiarowaniu podlegają również miejsca z poprawną izolacją celem potwierdzenia jej skuteczności. Efektem pracy są raporty z Inspekcji Energetycznej, a w nich pełen opis punktów pomiarowych, szczegółowe wykresy, wyniki obserwacji, kalkulacje strat energii oraz zalecane działania zmierzające ku poprawie efektywności energetycznej. Dokumentacja taka może stanowić argument do podjęcia decyzji o modernizacji instalacji. Bezpośredni kontakt do Działu Serwisu Technicznego podany jest na stronie www.rockwool-rti.com.

EiP-online.pl 1(1)/2013 r.


online

Daj się poznać z najlepszej strony!

Elektroenergetyka i przemysł online. Inżynieria w praktyce

www.okiem.EiP-online.pl Z myślą o fotografach pasjonatach... i tych bardziej profesjonalnych.

Jeśli interesujesz się fotografią, masz duszę artysty i chciałbyś zaprezentować swoje prace – wyślij je do nas na adres biuro@EiP-online.pl. Być może właśnie Twoje zdjęcia pokażemy na naszym portalu.


fot.: Sunex S.A.

Grzewcze technologie źródła energii

– inwestycja krok p Cz. 1 Łukasz Kasprzyk, Sunex S.A. Racibórz

Odnawialne

Prawidłowy dobór systemu solarnego to pierwszy krok, jaki należy wykonać przed przystąpieniem do realizacji inwestycji w odnawialne źródła energii jakimi są grzewcze technologie solarne. Nie może on być wykonany przez przypadkowe osoby. Aby stworzyć optymalny układ solarny, należy przeanalizować i wziąć pod uwagę wiele czynników, od których będzie zależała opłacalność i bezawaryjność całej instalacji.

Pierwszym krokiem doboru systemu solarnego jest ocena, do czego wytworzona energia cieplna może zostać wykorzystana, a także czy ma to uzasadnienie ekonomiczne. Możemy zastosować taki układ jako podgrzew ciepłej wody użytkowej, podgrzew niskotemperaturowej instalacji grzewczej oraz uzysk ciepła technologicznego, np. wspomaganie ogrzewania basenu. Kombinacja wymienionych funkcji umożliwia stworzenie czterech podstawowych wariantów zastosowania instalacji solarnej.

22

CWU

CWU+CO

CWU+CT

CWU+CT+CO

Wspomaganie c.w.u. Instalacja wspomagająca tylko i wyłącznie c.w.u. jest w stanie pokryć do 60% zapotrzebowania na energię potrzebną do tego celu. Pozostałe 40% należy uzupełnić innym źródłem energii. Słońce nie zawsze

EiP-online.pl 1(1)/2013 r.


Odnawialne źródła energii

solarne

po kroku świeci wtedy kiedy chcemy, dlatego należy jak najlepiej wykorzystać okres promieniowania o wysokim natężeniu. Należy w tym czasie przygotować jak najwięcej c.w.u. i zmagazynować ją na okres mniej korzystnego promieniowania. Do tego celu służą podgrzewacze solarne lub bufory energii. Jest to najbardziej korzystne zastosowanie solarów. Wspomaganie c.w.u. oraz ogrzewania niskotemperaturowego Instalacja solarna tego typu jest w stanie pokryć do 25% rocznego zapotrzebowania na energię potrzebną do przygotowania c.w.u. oraz ogrzewania niskotemperaturowego. Wspomaganie ogrzewania niskotemperaturowego jest nieznaczne i odbywa się jedynie w okresach jesienno-zimowych oraz zimowo-wiosennych. Pokrycie całkowitego rocznego zapotrzebowania na energię w większym stopniu wiązałoby się z zastosowaniem większej powierzchni kolektorów. Pociągnęłoby to za sobą zwiększenie kosztów całej inwestycji oraz wydłużenie okresu spłaty, gdyż w okresie największego nasłonecznienia, czyli wtedy gdy ogrzewanie podłogowe nie pracuje, znaczna część instalacji pozostawałaby niewykorzystana.

EiP-online.pl 1(1)/2013 r.

Wspomaganie c.w.u. oraz wody basenowej Instalacja solarna tego typu jest w stanie pokryć do 80% rocznego zapotrzebowania na energię potrzebną do przygotowania c.w.u. oraz ogrzewania wody basenowej (dotyczy basenów eksploatowanych w okresie czerwiec, lipiec, sierpień). W przypadku wspomagania c.w.u. oraz ogrzewania wody w basenach krytych pokrycie zapotrzebowania wynosi maksymalnie 60%. Wspomaganie c.w.u, ogrzewania podłogowego oraz wody basenowej Jest to drugie najbardziej korzystne rozwiązanie z tego względu, że powierzchnia kolektorów przeznaczona do ogrzewania wody basenowej w okresie letnim zostaje wykorzystana do wspomagania ogrzewania podłogowego w okresie zimowym. Takie rozwiązanie pozwala na całoroczne wykorzystanie całej powierzchni kolektora i zapewnia szybki zwrot kosztów całej inwestycji. Warunkiem jest jednak odpowiednie zachowanie proporcji pomiędzy powierzchnią kolektora przeznaczoną do ogrzewania wody basenowej, a powierzchnią przeznaczoną na cele ogrzewania podłogowego. Musimy wziąć pod uwagę warunki geograficznoklimatyczne oraz przewidywane miesiące i dni odbioru energii cieplnej z systemu solarnego. Od tego zależy dobór kolektorów oraz ich kąta nachylenia. Należy tak dobrać powierzchnię czynną systemu solarnego, aby w miesiącach największego nasłonecznienia nie przekraczać 100% zapotrzebowania na energię cieplną. Najskuteczniejsze przejmowanie promieni słonecznych ma miejsce wtedy, gdy padają one na kolektor pod kątem 90°. Uwzględniając całoroczne warunki panujące w Polsce, zaleca się nachylenie α=45°. Kąt ten uwzględnia zarówno wysoką pozycję słońca latem, jak i niską w zimie. W przypadku instalacji pracujących okresowo kąt nachylenia kolektora α należy dobierać indywidualnie. Znając średnią pozycję słońca w interesującym nas okresie pracy instalacji oraz fakt, iż promienie powinny padać na kolektor pod kątem 90°, można łatwo obliczyć wymagane nachylenie kolektora. W niektórych przypadkach można pokusić się o specjalne obniżenie sprawności kolektorów słonecznych w okresach letnich (kiedy jest bardzo duże nasłonecznienie) poprzez zwiększenie nachylenia kolektorów względem poziomu, nawet montując je pionowo na elewacji. Skutkiem takiego działania jest obniżenie uzysków energetycznych w okresie letnim, a zwiększenie uzysku energii cieplnej w okresach przejściowych – głównie zimowym. Dodatkowym pozytywnym aspektem takiego działania jest uniemożliwienie zablokowania działania solarów poprzez opady śniegu.

23


Następnie należy przeanalizować istniejące urządzenia grzewcze oraz dostępne źródła energii w danej lokalizacji. Od tego, co zastaniemy w istniejącej kotłowni lub co wstępnie deklaruje inwestor przy tworzeniu nowej lub modernizacji istniejącej kotłowni będzie zależał sposób doboru systemu solarnego, a także schematu technologicznego. Kiedy dobierzemy już liczbę kolektorów, ich usytuowanie i nachylenie, musimy wybrać sposób rozdysponowania energii cieplnej z naszego układu solarnego (czy zastosujemy zewnętrzny wymiennik solarny, czy wężownice w zbiorniku lub buforze). Od zastosowanego schematu technologicznego będzie zależało, jak dużo energii cieplnej będziemy w stanie spożytkować. Jako przykład różnych zastosowanych technologii do odbioru ciepła z solarów można przedstawić dwa schematy technologiczne, obydwa poprawne, ale dające różne uzyski cieplne.

źródła energii

Układ nr 1 Pierwszy układ to najbardziej popularny układ solarny, gdzie energia z solarów gromadzona jest w zasobniku ciepłej wody użytkowej z dwoma wężownicami. Jest to poprawny i popularny układ w instalacjach domkowych w Polsce. Energia z solarów za pomocą wężownicy solarnej jest magazynowana w zasobniku, bezpośrednio podgrzewając c.w.u. Dodatkowe źródło energii podgrzewa c.w.u. w okresach braku nasłonecznienia i okresach zimowych.

Odnawialne

Układ nr 2 Drugi układ stosowany jest tam, gdzie istnieje już zasobnik c.w.u. Zamiast usuwać istniejący zasobnik i zastępować go nowym 300 l, adaptuje się ten układ, aby podłączyć system solarny jako wstępny podgrzew wody. Dzięki temu osiąga się dodatkowy

efekt uzysku energii cieplnej w okresach przejściowych i zimowych. W sytuacji kiedy mamy do czynienia z układem nr 1, w okresie zimowym muszą być bardzo korzystne warunki pogodowe, żeby udało się podgrzać wodę w zasobniku (dodatkowe źródło energii będzie starało się utrzymywać w zasobniku zadaną temperaturę). W przypadku układu nr 2 nawet chwilowe uzyski energii cieplnej z solarów podniosą temperaturę w pierwszym zbiorniku 300 l i tak wstępnie podgrzana woda wpłynie do zbiornika 120 l. Dzięki temu podstawowe źródło energii nie będzie musiało podgrzewać wody o tę różnicę temperatur. Istotne zabezpieczenia Musimy pamiętać, że jeśli korzystamy z wymiennika ciepła, powinniśmy zabezpieczyć go przed zbyt wysokimi temperaturami mieszanki wody i glikolu, a w szczególności przed niskimi temperaturami. W sytuacji kiedy na zewnątrz mamy niską temperaturę otoczenia, np. -20 st. C, zład glikolu w rurach zasilających z solarów ma taką samą temperaturę. Kiedy w taki zimny dzień zaświeci słońce i czujnik w kolektorze wyczuje wzrost temperatury powyżej zadanej, uruchomi pompę solarną i wtłoczy mocno schłodzony glikol do wymiennika, zamrażając wodę kotłową. Przykładowym zabezpieczeniem takiej sytuacji jest zaprojektowanie baypass-a z zaworem przełączającym trójdrogowym, który zabezpieczy wymiennik przed wspomnianymi zagrożeniami. Przy doborze instalacji może się okazać, że nasz wybór mija się z uwarunkowaniami wolnej przestrzeni pod montaż kolektorów. Częste są sytuacje, kiedy mamy zbyt mało przestrzeni na dachu do montażu zaprojektowanych kolektorów lub instalacje należy podzielić na 2 osobne układy solarne, np. montaż na połaci dachu wschodniej i zachodniej. Czasami oka-

Rys.1 Najbardziej popularny w Polsce – domkowy układ solarny. Schemat technologiczny

24

EiP-online.pl 1(1)/2013 r.


Odnawialne źródła energii

Rys.2 Układ stosowany tam, gdzie istnieje już zasobnik c.w.u.. Schemat technologiczny zuje się, że nie ma miejsca w kotłowni na umiejscowienie dobranych zbiorników, buforów lub otwór drzwiowy jest za mały, aby wnieść duże bufory. Musimy spodziewać się tych sytuacji i przewidywać je na etapie doboru, zamieniać bufory na mniejsze lub uwzględniać powiększenie otworu do kotłowni. Ważne jest także, aby po wykonanym doborze wykonać schemat technologiczny danego układu solarnego, żeby wykonawca realizował nasze propozycje

w sposób prawidłowy. Dobrze jeśli wykonane jest także zestawienie materiałowe, dzięki czemu nie ma wątpliwości na etapie realizacji, jakie systemy montażowe zastosować lub który zawór powinien być użyty. Art. dostępny także w wersji elektronicznej na www.eip-online.pl. Kolejne części artykułu – już wkrótce na www.eip-online.pl.

reklama

wypowiedz się... ...na naszym forum

www.forum.EiP-online.pl EiP-online.pl 1(1)/2013 r.

25


fot.: Patrycjusz Ploszka

mgr inż. Patrycjusz Ploszka

źródła energii

Czy nadchodzi era

Odnawialne

fotowoltaiki? Tak zwany efekt fotoelektryczny jako pierwszy zauważył francuski fizyk, Aleksander Edmund Becquerel – w 1839 roku. Jednak dopiero dziś – w XXI wieku, możemy mówić o prawdziwym postępie w rozwoju ogniw fotowoltaicznych (PV – ang. PhotoVoltaic). Mimo to, rozwój technologii wcale nie musi oznaczać wdrożeń w praktyce. Bo jak się okazuje, ta bywa różna, bynajmniej w polskich uwarunkowaniach. Czy zatem w najbliższych latach czeka nas fotowoltaiczny boom, czy wręcz przeciwnie? Jak widzą to Ci, którym udało się już zrealizować inwestycje w PV i co mają zrobić ci, którzy dopiero decydują się na inwestycję w takie źródło energii?

Na te i wiele innych pytań próbowano znaleźć odpowiedzi podczas konferencji Fotowoltaika w oczekiwaniu na najlepsze, której organizatorem była „Energetyka” sp. z o.o. GK KGHM Polska Miedź SA.

26

Możliwości są, jasnego prawa – brak Jeden z pierwszych wniosków, jaki się nasuwa po konferencji, brzmi: możliwości technologiczne wdrażania rozwiązań z zakresu fotowoltaiki są dziś

EiP-online.pl 1(1)/2013 r.


Odnawialne źródła energii ogromne, jednak w Polsce mamy tak niejasne i niestabilne uwarunkowania legislacyjne, że trudno jednoznacznie określić opłacalność takiej inwestycji (szczególnie przy mniejszych projektach), nie mówiąc już o przewidywalnym czasie jej realizacji (zawiłość prawa i niekończące się procedury). Skupmy się jednak na pozytywach, bo tych mimo wszystko nie brakuje.

Samorządy też potrafią Jaki potencjał drzemie w fotowoltaice? Jak się okazuje – bardzo duży. Bo to nie tylko czysta i ekologiczna energia, ale także miejsca pracy i rozwój lokalnego rynku. Dobrym przykładem na to, jak samorządy mogą wykorzystać i promować odnawialne źródła energii, jest gmina Kobylnica (woj. pomorskie). Na konferencji bardzo ciekawą prelekcję na ten temat wygłosił Leszek Kuliński, prezes Stowarzyszenia Gmin Przyjaznych Energii Odnawialnej, a także wójt Gminy Kobylnica. Legislacja – pięta achillesowa inwestycji Na konferencji nie zabrakło również porad z za-

EiP-online.pl 1(1)/2013 r.

fot.: Patrycjusz Ploszka

Nutka optymizmu W naszym kraju z powodzeniem funkcjonują już minielektrownie słoneczne. Trzeba jednak uczciwie zaznaczyć, że kiedy powstawały – prawo w zakresie realizacji takich inwestycji było bardziej przejrzyste. Choć jak na ironię, było to zaledwie kilka lat temu. Niektóre instalacje mają moc kilkudziesięciu kilowatów, poprzez klikuset kilowatowe, a na 1 MW farmie w Wierzchosławicach kończąc. Na konferencji, właśnie na przykładzie zrealizowanych inwestycji, omawiano ich opłacalność, problemy, które można napotkać przy realizacji oraz dyskutowano o przyszłości tego źródła energii. Niektóre prognozy mówią, że do 2060 roku aż do 40% energii elektrycznej na świecie może pochodzić właśnie z ftowoltaiki. Dla porównania doświadczeń do dyskusji zaproszono przedstawicieli, którzy realizowali bardzo zróżnicowane projekty. Od typowej farmy słonecznej we wspomnianych Wierzchosławicach (swoją drogą – największej tego typu inwestycji zrealizowanej dotychczas w Polsce, farma składa się z 4445 paneli słonecznych – każdy o mocy 225 W, działka ma powierzchnię 2 ha, moc łączna wynosi 1 MW), poprzez kompletną instalację PV na dachu Sanktuarium Matki Bożej Nieustającej Pomocy w Jaworznie (moc 71.76 kWp) , a na instalacji fotowoltaicznej w Szpitalu im. W. Biegańskiego w Łodzi kończąc (218,4 kWp). Zadowalające efekty tych inwestycji powodują, że niektóre z nich będą rozbudowywane – jak np. farma w Wierzchosławicach. Jeśli z kolei ktoś jest zainteresowany tym ile energii można wytworzyć z przykładowej instalacji PV – dostęp do takich danych można uzyskać na stronie www.sunnyportal.com.

27


Organizatorem konferencji była „Energetyka” sp. z o.o. GK KGHM Polska Miedź S.A. oraz Eco-Time PV. Partnerami konferencji byli: Viessmann, Polski Komfort Wiesław Rychter, PVPORTAL, SOLAR PARK – Energia ze słońca, EvipDesign crative group, WPEC Legnica S.A., Zagłębie Lubin S.A. oraz portal Elektroenergetyka i przemysł online. Inżynieria w praktyce. Redakcja portalu objęła również patronatem medialnym wspomnianą konferencję. W konferencji wzięło udział prawie 100 osób.

kresu aspektów prawnych. Niestety, jak wspominałem na początku tego artykułu, nic nie wskazuje na to, aby w najbliżej przyszłości w Polsce zmieniło się coś na lepsze w tym zakresie.

Odnawialne

Chcieć to móc Wytwarzanie energii elektrycznej w „farmach słonecznych” z pewnością nie należy do najtańszych, ale nie jest też specjalnie droższe w stosunku do pozostałych tzw. zielonych źródeł, a w niektórych przypadkach jest wręcz tańsze (sporo zależy od systemów wsparcia). Wiadomo, że samymi ogniwami PV nie zbuduje się stabilnego systemu elektroenergetycznego kraju, ale z pewnością ogniwa takie mają szansę stać się ważnym jego elementem. Sprawność obecnie wytwarzanych ogniw PV osiąga wartości z przedziału 14-20% – w zależności od zastosowanej technologii. Natomiast w warunkach laboratoryjnych pracuje się już nad ogniwami osiągającymi sprawności rzędu kilkudziesięciu procent. Nasłonecznienie naszego kraju nie odbiega specjalnie od chociażby Niemiec, które są liderem we wdrażaniu technologi PV w Europie. Jak wspomniałem wcześniej – niektórzy prognozują, że na świecie do 2060 prawie 40% energii elektrycznej będzie pochodziło z fotowoltaiki. Dziś nie wszystkim może wydawać się to realne i trudno uwierzyć w takie prognozy, czy jednak 60-70 lat temu ktoś by pomyślał, że loty w kosmos będą możliwe? Lub 30 lat temu, że Internet stanie się medium potężniejszym od jakiegokolwiek innego źródła przekazu informacji? Może warto podpatrzeć jak to się robi na zachodzie i nie wyważać otwartych drzwi.

28

Stworzyć jasne i stabilne zapisy prawne i pozwolić działać mechanizmom rynkowym. Wypracować realne systemy wsparcia. Może w końcu zaczniemy w Polsce mówić o prawdziwym miksie energetycznym. Bo jakby nie patrzeć, realizacja założeń pakietu 3×20, póki co, to odległa przyszłość, a czas biegnie nieubłaganie… I całkiem niedługo może paść zasadnicze pytanie: kto za to zapłaci? Byleby nie okazało się, że znów, Polak mądry po szkodzie.

fot.: Patrycjusz Ploszka

źródła energii

2 pilotażowe farmy fotowoltaiczne Szansę w rozwoju technologi PV upatruje także „Energetyka” sp. z o.o. GK KGHM Polska Miedź SA. Między innymi stąd pomysł zorganizowania konferencji. Wiadomo, że najlepszym nauczycielem jest życie, a wymiana doświadczeń i poglądów w tak zacnym gronie, jak najbardziej pozwoliła znaleźć odpowiedzi na wiele pytań dotyczących technologii fotowoltaicznej czy realizacji inwestycji. Ponadto „Energetyka” sp. z o.o. przymierza się do uruchomienia farmy fotowoltaicznej o łącznej mocy 200 kW (2x100kW). Planuje się, że będą to dwie farmy wykonane w różnych technologiach (moduły I generacji – tzw. technologia grubowarstwowa, oraz moduły II generacji – tzw. technologia cienkowarstwowa CIGS). Zastosowanie dwóch odmiennych technologii ma na celu porównanie ich ze sobą celem zobrazowania korzyści, wad i zalet obu rozwiązań, a przede wszystkim zweryfikowanie opłacalności inwestycji. Ta wiedza ma zostać wykorzystana do podjęcia decyzji o budowie docelowej farmy fotowoltaicznej.

EiP-online.pl 1(1)/2013 r.


Pompy, armatura, układy pompowe prof. Andrzej Błaszczyk, Adam Papierski – Instytut Maszyn Przepływowych Politechniki Łódzkiej Mariusz Nawrocki, Dariusz Woźnikak – PBW Hydro-Pomp Sp. z o. o. Łódź

Badania i modernizacje pomp w ciepłowni W artykule przedstawiono modernizacje pomp w układach ciepłowniczych polegające na dostosowaniu parametrów pompy do aktualnych wymagań sieci. Modernizacje polegały na zaprojektowaniu nowych układów hydraulicznych. Realizując modernizację, jednocześnie obniżono pulsacje czynnika roboczego, projektując wirniki tzw. niskopulsacyjne z przesuniętymi łopatkami. Pompy z tego typu wirnikami charakteryzują się niższym poziomem drgań.

Obecnie względy ekonomiczne wymuszają wzrost efektywności wszelkich procesów produkcyjnych i technologicznych. Dotyczy to również systemowych układów pompowych stosowanych w energetyce i ciepłownictwie, co wynika miedzy innymi z narzuconych Polsce limitów emisji CO2 przez UE, które wpłyną na funkcjonowanie krajowych elektrowni, elektrociepłowni i ciepłowni. Jej wzrost będą stymulować uregulowania prawne, między innymi ustawa o efektywności energetycznej. W energetyce cieplnej i zawodowej stosowanych jest szereg różnego rodzaju wielkości pomp różniących się pod względem konstrukcyjnym, technologicznym, materiałowym i parametrów pracy. W większości są to maszyny o dużych mocach, eksploatowane od kilkunastu a nawet kilkudziesięciu lat, od których ze względów eksploatacyjnych oraz ekonomicznych wymagana jest duża trwałość, niezawodność działania oraz wysoka sprawność.

EiP-online.pl 1(1)/2013 r.

Znaczna liczba obecnie eksploatowanych pomp powinna być poddana modernizacji w zakresie: • poprawy warunków eksploatacyjnych i zwiększenia niezawodności pomp, • dostosowania parametrów przepływowych, tj. wydajności bądź wysokości podnoszenia dla potrzeb procesów technologicznych, • podwyższenia trwałości i niezawodności pomp poprzez zmiany wykonania materiałowego łączonego często ze zmianami konstrukcyjnymi i technologią. Pompy układów ciepłowniczych Układy cieplne elektrociepłowni różnią się na ogół dość znacznie od układów elektrowni kondensacyjnych. Wynika to z odmiennego celu użytkowania elektrociepłowni, które muszą zaspokajać przede wszystkim zapotrzebowanie na energię cieplną. Wytwarzana w układzie skojarzonym ener-

29


Pompy,

armatura, układy pompowe

gia elektryczna jest w pewnym sensie produktem ubocznym i przebieg jej zmienności zależy głównie od zmian i obciążenia cieplnego oraz od wyposażenia elektrociepłowni. Charakter obciążenia cieplnego kształtuje się pod wpływem przebiegu zapotrzebowania na ciepło przez typowe dwie grupy odbiorców: przemysłowych i komunalnych. W przemyśle energia cieplna jest wykorzystywana głównie do procesów technologicznych i jej nośnikiem jest zwykle para przegrzana, odbierana z turbin przy ciśnieniach 0,2-0,5MPa, a niekiedy nawet i wyższych. Zapotrzebowanie komunalne obejmuje zapotrzebowanie na ciepło do ogrzewania, wentylacji i klimatyzacji pomieszczeń oraz na cele bytowe gospodarstw domowych. Nośnikiem energii dla tej grupy odbiorców jest zwykle gorąca woda z maksymalną temperaturą w miejskich sieciach ciepłowniczych 150°C. Zapotrzebowanie na ciepło do celów technologicznych charakteryzuje się zmiennością dobową (zależną od warunków produkcji) oraz dość równomiernym poborem w ciągu roku. Odbiorniki grupy drugiej natomiast charakteryzują się w zasadzie stałym poborem ciepła w ciągu doby, wykazują jednak zmienność sezonową, wynikającą z zależności zapotrzebowania na ciepło do ogrzewania od temperatury zewnętrznej.

Rys. 1 Charakterystyka przepływowo-energetyczna pompy 20W39 przed i po modernizacji Tabela 1. Pompy sieciowe elektrociepłowni

30

Pompy sieciowe Zmiany w zapotrzebowaniu na energię cieplną wymuszają modernizację pomp pracujących w układach ciepłowniczych elektrociepłowni i ciepłowni. W PBW HYDRO-POMP od wielu lat realizuje się remonty i modernizacje pomp typu „W”. W ostatnim okresie przeprowadzone zostały modernizacje pomp typu 20W39. Założenia do modernizacji musiały uwzględnić: • realizację wymaganych nowych parametrów przepływowo-energetycznych (rys. 1), • wykorzystanie jak największej liczby elementów z istniejącego rozwiązania. Dotychczas realizowane parametry nominalne to HN=150m i QN=400m3/h ηN=0,78, natomiast po modernizacji związanej z rozszerzeniem zakresu wydajności pomp parametry nominalne wynoszą HN=135m QN=550m3/h ηN=0,81 (rys. 1). Zakres modernizacji obejmował projekt i wykonanie wirników, kierownicy odśrodkowej z wypływem bocznym, kierownicy dośrodkowej. Pozostawiono bez zmian elementy węzłów konstrukcyjno-ruchowych (wał, łożyska, tarcze i przeciwtarcze). Do wyznaczania parametrów geometrycznych układów hydraulicznych pomp wykorzystywane są opracowane w PBW HYDRO-POMP metody projektowania. Niedopasowanie pomp do istniejących instalacji układów ciepłowniczych obrazują na przykładzie niniejszej elektrociepłowni eksploatowane pompy sieciowe i przewałowe. W analizowanej elektrociepłowni zainstalowanych jest 5 krajowych pomp ciepłowniczych zestawionych w tabeli 1. Pompy PS1÷PS3 pracują na potrzeby tzw. małego obiegu ciepłowniczego (teren byłego zakładu) oraz poza sezonem grzewczym na potrzeby c.w.u. dla miasta i zakładu. Pompy PS4 i PS5 zainstalowane w tzw. dużym obiegu obsługującym miejską sieć ciepłowniczą używane są jedynie w okresie grzewczym. W okresie letnim oba obiegi są połączone i obsługiwane przez jedna pompę. W okresie grzewczym układ pracuje ze stałą (w przybliżeniu) dyspozycyjną różnicą ciśnień Δp = (pwyjścia – ppowrotu) = 0.4MPa i wydajnością do 250t/h. Sieć jest obsługiwana przez jedną z pomp PS1, PS2 lub PS3 (rys. 2a). Rok

Nr stanowiska

Typ pompy

Producent

produkcji

PS1 PS2 PS3 PS4 PS5

W20TA II 20W39Ax2GV W16Px3 35W50x2GV 35W50x3GV

WFP ŚWUP WFP ŚWUP ŚWUP

1965 1981 1971 1983 1983

Q

Parametry znamionowe H n

[m3/h] 280 400 180 1250 835

[m] 90 84 84 120 83

[1/min] 1480 1450 1475 1485 990

P sil [kW] 120 160 75 -

EiP-online.pl 1(1)/2013 r.


Pompy, armatura, układy pompowe

Rys. 3 Pobór mocy elektrycznej przez silniki pomp sieciowych PS4 i PS5 oraz wymagania układu i występujące straty Rys. 2a Charakterystyki pomp sieciowych PS1÷PS3 oraz zmodernizowanych PS1m÷PS3m

Rys. 2b Pobór mocy i oszczędności mocy i energii przy różnych sposobach regulacji pompy PS2m Przy pracy w okresie letnim dyspozycyjna różnica wymagana przez obieg miejski wynosi Δp=0.35MPa, a sumaryczna wydajność (miasto i zakład) wynosi 500t/h. W okresie grzewczym pompy PS1 i PS3 pracują w okolicy wydajności znamionowej, natomiast PS2 pracuje z wydajnością znacznie mniejszą od znamionowej, przez co sprawność jest bardzo niska (η=0,3÷0,5). W okresie letnim pompa PS2 pracuje w pobliżu wierzchołka pagórka sprawności. Z rys. 2a widać, że wszystkie pompy mają zbyt duże wysokości podnoszenia, co wymusza konieczność ich silnego dławienia. Do tego należy dodać dodatkowe straty wynikające z niskiej sprawności pomp,

EiP-online.pl 1(1)/2013 r.

co przemawia za potrzebą ich modernizacji lub wymiany. Wymagane charakterystyki zmodernizowanych pomp zaznaczono również na rys. 2a symbolami PS1m÷PS3m. Pompa PS1m pracowałaby w okresie letnim, natomiast pompa PS3m zaspokajałaby potrzeby zakładu w okresie zimowym. Dla pompy PS2m zaproponowano zastosować regulację zmiennoobrotwą przy pomocy przetwornicy częstotliwości i traktować ją jako rezerwową dla PS1m i PS3m. Pobór mocy dla tej pompy w okresie letnim i zimowym przy zastosowaniu regulacji dławieniowej (P – reg. dław.) i regulacji obrotami (P – reg. obrotami), jak również różnicę mocy elektrycznej (ΔPel) wynikającą z obu tych sposobów oraz dobowe oszczędności energii pokazano na rys. 2b. Pompa PS2m mogłaby również zastąpić pompę PS5 w okresie niskiego zapotrzebowania na ciepło (dodatnie temperatury). Jest to szczególnie uzasadnione podczas łagodnych zim. Pompy PS4 lub PS5 obsługują w okresie zimowym obieg ciepłowniczy miejski. Układ pracuje ze stałą dyspozycyjną różnicą ciśnień Δp=0.6MPa i wydajnością w granicach 500-1000t/h (rys. 3). Z charakterystyk spiętrzenia (Δp pompy) widać, że pompa PS5 pracuje w okolicy swojej wydajności znamionowej (Qzn=835 m3/h przy obniżonych obrotach n=990 1/min) i z pomiarów wynika, że osiąga wysoką sprawność maksymalną, natomiast zakres pracy PS4 leży daleko na lewo od wydajności znamionowej (Qzn=1250 m3/h), co w rezultacie obniża sprawność pracy nawet do 10 punktów. Pompa PS4 będzie więc stanowić rezerwę dla pompy podstawowej PS5. Na rys. 3 pokazano też pobór mocy elektrycznej przez silniki pomp PS4 i PS5 (Pel pompy) oraz pozostałe wymagania układu i występujące straty: Δp miasto – dyspozycyjna różnica ciśnień dla

31


armatura, układy pompowe

sieci miejskiej (pwyjścia – ppowrotu) stwierdzona w trakcie badań w konkretnych warunkach pogodowych, Δp podgrz. – strata ciśnienia w podgrzewaczu wody, Δp str. reg. oraz ΔP str. reg. – strata ciśnienia i mocy elektrycznej występująca w wyniku zdławienia ciśnienia zaworem do wartości Δp miasto, ΔP str. reg. wym. – strata mocy elektrycznej występująca w wyniku zdławienia zaworem do wartości Δp. W układzie występuje możliwość zmniejszenia zużycia energii ze względu na długie okresy pracy pompy z wydajnością mniejszą od maksymalnej (m=1000t/h). Wymaga to zastosowania regulacji zmiennoobrotowej za pomocą przetwornicy częstotliwości, co przy wartościach wydajności 700-800t/h pozwoli zaoszczędzić około 50kW przy pracy ze stałym Δp=0.6MPa.

Pompy,

Pompy przewałowe Ze względu na coraz większe wymagania stawiane pompom w zakresie parametrów pracy takich jak: ciśnienia, wydajności, sprawności, temperatury, prędkości przepływu czynnika w układzie hydraulicznym, zanieczyszczenia chemiczne i fizyczne zachodzi konieczność wprowadzania zmian konstrukcyjnych. Działania tego rodzaju dotyczą między innymi pomp typu B (40B61, 50B61, 50B66) produkcji Warszawskiej Fabryki Pomp stosowanych często w ener-

Rys. 4 Zmodernizowany wirnik pompy typu B

Fot. 1 Zmodernizowany wirnik pompy typu B getyce jako pompy przewałowe. Są to dwustrumieniowe maszyny o dużych wydajnościach, charakteryzujące się szerokimi kanałami i dużymi średnicami wirników. Z tego względu w pompach tych nawet przy liczbie łopatek wirnika Z = 6,7 występują niepożądane pulsacje ciśnienia na obwodzie zewnętrznym wirnika będące konsekwencją rzeczywistych pól prędkości formujących się w takich kanałach hydraulicznych. Pulsacje ciśnienia podnoszą poziom drgań zespołu wirującego. Dla zmniejszenia pulsacji ciśnień wpływających na pracę systemu, zespołu wirującego i łożysk, wykonano wirniki o nowym zarysie łopatek, które w obu połówkach przesunięto o pół podziałki. Takie rozwiązanie wymaga zastosowania pełnej tarczy nośnej (rys. 4). Pompy z zabudowanymi tego typu wirnikami pracują w instalacjach wody sieciowej, charakteryzują się tymi samymi parametrami przepływowymi HN, QN i większą sprawnością o około 2,5 punktów procentowych, ale zdecydowanie mniejszymi prędkościami skutecznymi drgań (około 70% mniejsze amplitudy prędkości). W elektrociepłowni zainstalowanych jest także pięć pomp przewałowych (tabela 2), przetłaczających kondensat ze zbiorników bezciśnieniowych do zbiorników wody zasilającej, skąd pobierana jest przez pompy zasilające. Do zbiorników wody zasila-

Tabela 2. Pompy przewałowe elektrociepłowni Parametry znamionowe

32

Nr stanowiska

Typ pompy

Producent

Rok produkcji

PP1 PP2 PP3 PP4

W18PII W14PIV 20W39 W14PCx4GV

WFP WFP ŚWUP WFP

PP5

W14PCx4GV

WFP

Q [m3/h]

H [m]

n [1/min]

P sil [kW]

1965 1965 1974 1983

230 110 280 125

85 85 90 92

1470 1470 1475 1475

75 40 55

1983

125

92

1475

55

EiP-online.pl 1(1)/2013 r.


Pompy, armatura, układy pompowe

fot., rys.: zasoby własne autorów

Rys. 5a Pompa PP4 - przykład „najlepiej” obecnie dostosowanej pompy przewałowej do układu i wynikające stąd straty

Rys. 5b Pompa PP4, oszczędność mocy i energii po zmodernizowaniu pompy

jącej trafia również para z innych źródeł, a więc wydajność pomp przewałowych jest mniejsza niż wydajność kotła. Potrzeby jednego kotła zaspokaja jedna pompa przewałowa. Każda z pomp może współpracować z każdym zestawem zbiorników. Zakres wymaganych ciśnień pompy zależy od zestawu pracujących zbiorników i wynosi 0.48÷0.56MPa, ale praktycznie nie zależy od wydajności. Maksymalna wydajność wynosi 90 t/h. Pomiary wykazały, że sprawności maksymalne pomp są zbliżone i wynoszą około 0.7. Jednak zakres pracy w trakcie eksploatacji dla wszystkich pomp leży poniżej wydajności znamionowej. W rezultacie sprawności eksploatacyjne są niskie na poziomie około 0.6, a dla PP1 nawet 0.4÷0.5. W celu poprawnego dopasowania parametrów do wymagań układu zaproponowano również modernizację pomp przewałowych. Optymalna charakterystyka przepływowa powinna zapewnić parametry: wydajność nominalną Qn=80m3/h, wydajność maksymalną Qmax=90m3/h oraz wysokość podnoszenia przy maksymalnej wydajności HQmax=62±2m. Wyniki badań układów pomp zasilających, sieciowych i przewałowych wykazały możliwość znacznego obniżenia obecnego zużycia mocy i energii. Rezerwy te wynikają przede wszystkim z: • bardzo znacznego przekraczania wysokości podnoszenia pomp w stosunku do wymagań

układów, • niskich, a czasami bardzo niskich, sprawności pomp spowodowanych znacznym stopniem zużycia, przestarzałą konstrukcją i zakresem pracy leżącym daleko od wierzchołka pagórka sprawności. Dodatkowe, ale wyraźnie mniejsze rezerwy wynikają ze stosowania dławienia do regulacji przy zmieniającym się zapotrzebowaniu oraz utrzymywaniu stałej różnicy ciśnień w obiegach ciepłowniczych niezależnie od warunków pogodowych i innych czynników. Przedstawione wyniki pozwalają na przeprowadzenie niezbędnego rachunku ekonomicznego.

EiP-online.pl 1(1)/2013 r.

Wnioski Przedstawione przykłady modernizacji potwierdzają duże rezerwy sprawności pomp. Artykuł dostępny także w wersji elektronicznej na www.eip-online.pl, zakładka Pompy i armatura. Polecamy również następujące artykuły na naszej stronie internetowej: - Podnieść niezawodność instalacji chemicznej – modernizacja pomp, - Monitorowanie pomp zasilających. fot., rys.: zasoby własne autorów

33


Tadeusz Grabiński, Leszek Pudełko, VAG Armatura Polska sp. z o. o. Doradztwo Techniczne

armatura, układy pompowe

Tworzywo NIEDOCENIANE w energetyce

Pompy,

Dotychczas stosowanie armatury z żeliwa sferoidalnego w branży wodociągowej i nie tylko upowszechniło się na tyle, że nikogo już to nie dziwi. Czy jednak armaturę taką można bezpiecznie stosować przy wyższych parametrach w instalacjach energetycznych? Dotychczas jej zastosowanie w instalacjach o średnich i wyższych parametrach budziło wiele wątpliwości. Czy słusznie?

Żeliwo Wg definicji encyklopedycznej żeliwo jest stopem żelaza z węglem (i innymi mniej istotnymi składnikami) o zawartości węgla od 2,5 do 4,5 %. Żeliwo topi się w stosunkowo niskiej temperaturze ok. 1300 stopni Celsjusza. Umożliwia to przygotowanie w sposób prosty i tani ciekłego żeliwa w piecach do topienia w tzw. żeliwiakach. Żeliwo dobrze i dokładnie wypełnia formy odlewnicze, umożliwiając wykonywanie precyzyj-

34

nych odlewów. Może występować w dwóch postaciach zasadniczych: jako tzw. żeliwo białe oraz szare. Grafit posiada bardzo małą wytrzymałość oraz niski moduł sprężystości, który jest przyczyną występowania nieciągłości w sprężystej osnowie metalicz-

fot.: VAG Armatura Polska sp. z o. o. Doradztwo Techniczne

Główną przyczyną oporów przed stosowaniem armatury z żeliwa sferoidalnego jest tkwiące w nazwie tworzywa określenie „żeliwo”. Intuicyjnie, błędnie łączy się właściwości żeliwa sferoidalnego z wadami żeliwa szarego (kruchością), a nie staliwem, które wydaje się bardziej zasadne. Żeliwo sferoidalne jest tak samo elastyczne, ciągliwe jak stal czy staliwo. Praktycznie wszystkie wytwórnie armatury produkują obecnie armaturę przemysłową z żeliwa sferoidalnego.

Rys. 1 Mikrofotografia zgładu żeliwa białego. Ziarna cementytu na tle struktury ferrytycznej

EiP-online.pl 1(1)/2013 r.


Pompy, armatura, układy pompowe fot.: VAG Armatura Polska sp. z o. o. Doradztwo Techniczne

fot.: VAG Armatura Polska sp. z o. o. Doradztwo Techniczne

Rys. 2 Mikrofotografia zgładu żeliwa szarego. Płatki grafitu na tle struktury ferrytycznej

Rys. 3 Mikrofotografia zgładu żeliwa ciągliwego szarego. Skupiska węgla żarzenia na tle struktury ferrytu

nej. Dlatego żeliwo szare posiada dobrą zdolność tłumienia drgań. Ta zaleta wykorzystywana jest w budowie korpusów maszyn. Im więcej grafitu w osnowie i im większe są jego płatki, tym zdolność do tłumienia drgań jest lepsza. Grubopłatkowy grafit powoduje jednak znaczne osłabienie osnowy metalicznej i jest przyczyną niskiej wytrzymałości.

że wydzielono to tworzywo jako odrębną grupę żeliwa sferoidalnego.

Żeliwo ciągliwe Dla zmniejszenia wady żeliwa, jaką jest kruchość powodowana obecnością grafitu płatkowego, od dawna poszukiwano metody usuwania tego grafitu. Zaowocowało to powstaniem, jeszcze w początkach ub. wieku, żeliwa ciągliwego, w którym grafit zostaje albo wypalony, albo rozdrobniony. Wszystkie te metody opierają się na długotrwałym wygrzewaniu gotowych odlewów żeliwnych w różnych warunkach. Przez długi czas była to podstawowa metoda wytwarzania drobnych elementów żeliwnych, np. dla przemysłu samochodowego czy drobnych złączek, kolan, trójników rurociągowych. Jedną z cech żeliwa ciągliwego jest możliwość jego cynkowania ogniowego. Żeliwo szare nie daje się cynkować ogniowo. Przyjęta w języku polskim nazwa żeliwo ciągliwe jest trochę myląca. W innych krajach przyjęły się nazwy związane z procesem technologicznym, w rodzaju „termicznie przetworzone”. Np. w języku niemieckim stosowana jest nazwa „Temperguss”. Żeliwo modyfikowane W latach 50. ub. wieku wypracowano metody odlewnicze, w których udało się uzyskać struktury żeliwa z rozdrobnionymi płatkami grafitu wprost z odlewu, bez żadnej dodatkowej obróbki termicznej. Nazywa się go żeliwem modyfikowanym lub żeliwem drobnopłatkowym. Rozdrobnienie płatków grafitu bardzo korzystnie wpływa na własności mechaniczne. Żeliwa te uzyskują znaczną elastyczność, zmniejsza się ich kruchość, zanika zagrożenie przełomem kruchym. W latach 70. modyfikacja udała się tak dalece, iż grafit wydzielał się w postaci drobnych kuleczek, sfer. Znacznie poprawiły się własności – do tego stopnia,

EiP-online.pl 1(1)/2013 r.

Żeliwo sferoidalne Nazwa „żeliwo sferoidalne” przyjęła się w Polsce dlatego, aby odróżnić go od żeliwa ciągliwego. Również w większości innych języków przyjęto tą zasadę. W Niemczech jest to Duktiles Gusseisen = żeliwo ciągliwe, elastyczne (w nazwie dodano przymiotnik określający jego podstawową własność mechaniczną). Grafit w tym tworzywie wydziela się w postaci drobnych kuleczek rozmieszczonych w osnowie ferrytu czy perlitu i nie wpływa przez to istotnie na własności mechaniczne tych struktur, zachowując m.in. ich elastyczność i zdolność do dużego wydłużania. Żeliwo to uzyskuje się przez dodanie do płynnego wytopu odpowiednich dodatków stopowych. Zdolność sferotyzacji utrzymuje się przez kilkanaście minut. W tym krótkim czasie musi nastąpić zalanie formy. Czasami tylko, dla polepszenia elastyczności (wydłużenia) stosuje się dodatkowe wyżarzanie wykonanego odlewu. Porównanie żeliwa sferoidalnego i stali Oceniając armaturę z żeliwa sferoidalnego można spotkać się z sakramentalnym pytaniem: jaka jest podatność tej armatury na odkształcenie? Należy domniemywać, że chodzi o obawę przed przełomem kruchym. W praktyce ocenia się zdolność do odkształcania przed zupełnym zniszczeniem tzw. wydłużeniem. Określa się to podczas próby rozciągania statycznego na maszynie wytrzymałościowej. Poniżej: wygląd próbek (zazwyczaj toczonych) przed i po próbie na rozciąganie: Materiały plastyczne, nim ulegną zniszczeniu (zerwaniu), charakteryzują się tworzeniem przewężenia tzw. szyjki. Tego objawu praktycznie nie ma przy materiałach kruchych, np. żeliwie szarym, które pękają nagle bez uprzedzenia. Ten wzrost długości próbki określa się fachowo jako wydłużenie i oznaczane jest symbolem „a” lub „A”. W zależności od odcinka, na jakim dokonuje się porównania, określa się wydłużeniem np. a5 . Oznacza to, że pomiaru dokonano na

35


fot.: VAG Armatura Polska sp. z o. o. Doradztwo Techniczne

nicję tego określenia. Wydaje się, że mała sztywność, a więc elastyczność (?) powinna być dodatnią cechą materiałową. Można wnioskować, że armatura z żeliwa sferoidalnego jest lżejsza, wygląda „słabiej” aniżeli armatura ze staliwa na te same parametry. Ten paradoks można wytłumaczyć następująco: „żeliwo sferoidalne i staliwo mają podobną wytrzymałość na rozerwanie”.

armatura, układy pompowe

Rys. 4 Mikrofotografia zgładu żeliwa sferoidalnego. Widoczne sfery węglowe w strukturze ferrytu

Rys. 5 Próbki do badań wytrzymałościowych (toczone)

Pompy,

odcinku 5-krotnej średnicy próbki. Normy przewidują również pomiar na odcinkach 10 i 20-krotnej średnicy próbki, rzadko jednak stosowane w metodach badań wytrzymałościowych. W obrębie przewężenia materiał ulega tzw. umocnieniu. Wytrzymałość materiału (naprężenie zrywające) liczy się zawsze do początkowego, pełnego przekroju (do) próbki. Naprężenie wyliczone z przekroju zerwania (d1 na rysunku) byłoby znacznie wyższe. Zależność pomiędzy wydłużeniem a siłą rozciągającą widać najlepiej na wykresach. Pozwala to na wizualną ocenę, a właściwie – porównanie właściwości różnych materiałów. Innym zarzutem, z jakim można spotkać się w ocenie armatury z żeliwa sferoidalnego, jest to, iż jest ona za mało sztywna. Trudno znaleźć precyzyjną defi-

Rys. 6 Wykresy rozciągania różnych materiałów, gdzie: GG-25 – żeliwo szare, GGG-50 – żeliwo sferoidalne, RSt 37-2 – stal, GGG-40 – żeliwo sferoidalne stosowane przez VAG do produkcji armatury

36

Przy konstrukcji odlewów ze staliwa obowiązują stosunkowo wysokie współczynniki bezpieczeństwa, rzędu 4. Związane jest to ze skłonnością tworzenia się w odlewach staliwnych tzw. jam usadowych i pęcherzy, osłabiających w sposób niekontrolowany strukturę odlewu. Odlewy z żeliwa sferoidalnego, tak jak wszystkie odlewy żeliwne, nie wykazują skłonności do tworzenia jam usadowych, dlatego dopuszcza się stosowanie niższych współczynników bezpieczeństwa, rzędu 2. Dzięki temu odlewy korpusów armatury z żeliwa sferoidalnego są lżejsze i wyglądają „zgrabniej” aniżeli odlewy ze staliwa. Wartości współczynnika Younga dla staliwa i żeliwa sferoidalnego są podobne i nie mogą mieć istotnego wpływu na sztywność. Problemy stosowania Często poruszanym problemem jest to, czy „żeliwo” w ogóle może być stosowane na „odpowiedzialne elementy ciśnieniowe”? Oprócz osobistego przekonania konstruktora czy projektanta istnieją regulacje prawne, wytyczne wyjaśniające tę kwestię. Znane Autorowi są np. wytyczne „Warunki Urzędu Dozoru Technicznego” WUDT-UC WO-M/05 „Urządzenia ciśnieniowe. Wymagania Ogólne” – Materiały – Żeliwa” (wydanie 10.2003), gdzie dosyć szczegółowo opisuje się zakresy stosowania. Wynika z nich, że: • elementy ciśnieniowe z żeliwa sferoidalnego mogą być wykonywane do średnicy zewnętrznej 2000 mm i na ciśnienie nominalne 10 MPa i do temperatury stosowania 350 stopni Celsjusza. W przytoczonych warunkach WUDT-UC WOM/05 „Urządzenia ciśnieniowe. Wymagania Ogólne” zagmatwano problem, gdyż przytaczając normy żeliw sferoidalnych, zatytułowano rozdział „żeliwa ciągliwe”, co jest niejednoznaczne, a wręcz wprowadza w błąd czytelników mniej biegłych w dziedzinie materiałoznawstwa. W Niemczech istnieją podobne regulacje prawne. Istnieją Wytyczne AD 2000 wydane przez tzw. zespół ds. naczyń ciśnieniowych (w swobodnym tłumaczeniu). Wytyczne AD 2000 W 3/2 z października 2000 traktują o stosowaniu żeliwa sferoidalnego do budowy naczyń ciśnieniowych. Zależnie od gatunku żeliwa sferoidalnego dopuszcza się stosowanie również do ciśnienia nominalnego 100 bar, temperatury roboczej do 350 stopni Celsjusza, określając wielkość

EiP-online.pl 1(1)/2013 r.


Pompy, armatura, układy pompowe fot.: VAG Armatura Polska sp. z o. o. Doradztwo Techniczne

Fot. 1 Przepustnica VAG typ EKN DN 4000, PN 6 wykonanie materiałowe: korpus/dysk żeliwo sferoidalne GGG 40 elementów tzw. iloczynem pojemnościowym = iloczynem ciśnienie (bar) x objętość (litr) nawet do 100000. W oparciu o te wytyczne firma VAG Armaturen GmbH w Mannheim produkuje i oferuje armaturę przemysłową wykonaną z żeliwa sferoidalnego na ciśnienie nominalne 64 bary i na temperaturę roboczą do 300 stopni Celsjusza dla energetyki konwencjonalnej, jak i jądrowej. Łatwość wykonywania odlewów z żeliwa (też sferoidalnego) umożliwia wykonywanie odlewów korpusów armatury wielkości, które do niedawna były domeną tylko konstrukcji spawanych. Największe odlewane obecnie (red. przez VAG) elementy armatury to korpusy przepustnic typu VAG EKN średnicy nominalnej DN 4000 mm. Ciężar tego odlewu wynosi ok. 50 ton (patrz fot. 1). Tworzywo w pełni sprawdzone Analizując powyższe dane, nie ma powodu uważać, że żeliwo sferoidalne jest czymś gorszym, zastępczym w porównaniu do staliwa czy nawet stali. Jest to tworzywo w pełni sprawdzone, co potwierdzają odpowiednie warunki dopuszczeń technicznych. Wyroby z żeliwa sferoidalnego są lżejsze i tym samym tańsze od wyrobów ze staliwa czy stali. Praktyka wykazała pełną przydatność w sieciach wody ciepłowniczej 200 stopni Celsjusza i 25 bar oraz w sieciach tzw. średnioprężnych pary i wody w elektrowniach. Żeliwo sferoidalne nie ma podstawowej wady żeliwa szarego – kruchości, ma natomiast wiele zalet porównywalnych z zaletami staliwa czy stali. Podstawową zaletą jest dobra lejność, umożliwiająca uzyskiwanie precyzyjnych, lekkich odlewów, co w aspekcie wykorzystania tego materiału do budowy nowych bloków energetycznych w Polsce staje się ekonomiczne i racjonalne pod względem technicznym.

online Elektroenergetyka i przemysł online. Inżynieria w praktyce

wydamy dla Ciebie każdą publikację Oferujemy pełen zakres custom publishing  biuletyny i magazyny firmowe  wydawnictwa okazjonalne  pisanie tekstów  przeprowadzanie wywiadów  redakcja i korekta  analizy merytoryczne  planowanie numeru  koordynacja prac  ustalanie harmonogramów prac  projektowanie graficzne  skład i łamanie  druk i oprawa  dystrybucja Jesteś zainteresowany/a? Pytaj: biuro@EiP-online.pl lub tel. 505 763 118

EiP-online.pl 1(1)/2013 r.

reklama

Artykuł dostępny także w wersji elektronicznej na www.eip-online.pl w zakładce Pompy i armatura. Wersja elektroniczna uzupełniona jest m.in. o tabelę zawierającą wartości współczynnika Younga dla staliwa i żeliwa sferoidalnego.

37


Tomasz Karwat, WICHARY TECHNOLOGIES Sp. z o.o.

Pompy

Pompy,

fot./rys.: WICHARY TECHNOLOGIES Sp. z o.o.

armatura, układy pompowe

do zadań specjalnych

Transport w instalacjach przemysłowych, ściernych, gęstych czy agresywnych chemicznie mediów wymaga zastosowania odpowiednich pomp oraz rurociągów. W przemyśle do takich celów używane są pompy membranowe. Jednak wewnętrzne elementy tych pomp są w bezpośrednim kontakcie z transportowaną cieczą i wymagają w wielu przypadkach zastosowania materiałów konstrukcyjnych zapewniających odporność chemiczną wobec transportowanego medium. Awaria pojedynczej membrany skutkuje uszkodzeniem części hydraulicznej pompy, co generuje wysokie koszty części zamiennych i okresu przestoju technologicznego. Czy istnieje zatem rozwiązanie, które może ustrzec od takich skutków? 38

EiP-online.pl 1(1)/2013 r.


Pompy, armatura, układy pompowe Aby zniwelować wady tradycyjnych pomp membranowych, można zastosować pompy z podwójną membraną wężową (tzw. MULTISAFE). Są to hermetyczne, szczelne, oscylacyjne pompy wyporowe z podwójnym uszczelnieniem części hydraulicznej od strony napędu oraz pompowanego medium. Uszczelnienie takie osiągnięto dzięki zastosowaniu zespołu dwóch membran wężowych, ułożonych jedna w drugiej. Przy tym rozwiązaniu konstrukcyjnym całkowicie odstąpiono od koncepcji stosowania membrany płaskiej. Konstrukcja zaworu mechanicznego w komorze hydraulicznej zapewnia automatyczną kontrolę i kompensację objętości cieczy bez konieczności użycia dodatkowej pompy oleju i urządzenia sterującego. Nawet w przypadku awarii jednej membrany wężowej, zapasowa membrana zabezpiecza przed przedostaniem się transportowanego medium do układu napędu hydraulicznego, dzięki czemu działanie pompy nie zostanie przerwane.

EiP-online.pl 1(1)/2013 r.

fot./rys.: WICHARY TECHNOLOGIES Sp. z o.o.

Wysokie bezpieczeństwo działania Znaczącą zaletą pomp MULTISAFE jest liniowy charakter przepływu, dzięki czemu są one szczególnie przydatne do stosowania przy mediach agresywnych, ściernych i transportujących frakcje stałe, a także przy zawiesinach o dużej lepkości. W przeciwieństwie do tradycyjnych pomp membranowych, nie wymagają one stosowania pierścienia mocują-

Stały monitoring, również online Pompy MULTISAFE wykorzystują system diagnostyczny do stałego monitoringu stanu membran wężowych (czujniki ciśnienia), zaworów zwrotnych (czujniki akustyczne), ciśnienia po stronie ssawnej, a

fot./rys.: WICHARY TECHNOLOGIES Sp. z o.o.

Zasada działania Napędowy ruch obrotowy układu korbowego w przekładni mechanicznej pompy jest przetwarzany na ruch postępowo-zwrotny wodzika. Wodzik jest połączony z tłokiem lub nurnikiem. Poprzez hydrauliczną ciecz tłok porusza zespół podwójnych membran wężowych, które są ułożone jedna wewnątrz drugiej. Membrany zawierają nie tylko transportowane medium, ale także zapewniają podwójne hermetyczne uszczelnienie od strony napędu hydraulicznego. Pompowanie jest realizowane poprzez przemieszczanie objętości medium wewnątrz zespołu membran wężowych. W przeciwieństwie do pompy wężowo-perystaltycznej zespół membran wężowych pompy typu MULTISAFE nie jest ściskany. Wykonuje on przy każdym suwie tłoka jedynie elastyczny pulsacyjny ruch, porównywalny z pulsacją żyły. Elastyczne odkształcenie zespołu membran wężowych jest kontrolowane. W wyniku oddziaływań hydraulicznych zespół membran wężowych ulega jedynie niewielkim obciążeniom nawet przy wysokich ciśnieniach roboczych. Trwałość użytkowa zespołu membran wężowych jest znacznie wydłużona w porównaniu do tradycyjnych membran płaskich, co skutkuje długim średnim okresem międzyawaryjnym i długim średnim okresem pomiędzy naprawami.

cego, na którym występuje osadzanie się części stałych, co zwykle powoduje szybką awarię membrany. W przypadku, gdy jedna z membran wężowych przecieka lub ulegnie awarii, druga membrana wężowa zapewnia działanie pompy do momentu przeprowadzenia następnego planowanego postoju urządzenia. Straty wewnętrzne roboczej cieczy hydraulicznej są automatycznie kompensowane przez wbudowany zawór kompensujący przepływ. Zewnętrzne systemy kompensacyjne nie są wymagane.

Rys. 1 Pompa z podwójną membraną wężową MULTISAFE, układ Triplex także temperatury oleju hydraulicznego i przekładni mechanicznej. Monitoring ten umożliwia realizację prewencyjnych prac konserwacyjnych, zwiększa gotowość operacyjną pompy i zmniejsza koszty eksploatacyjne. Pompy mogą być sterowane poprzez panel dotykowy sterowania miejscowego lub zdalnego online. Panele dotykowe umożliwiają rejestrowany w czasie, bezpośredni lub zdalny wgląd w stan zaworów zwrotnych, stan membrany wężowej, monitoring ciśnienia na odcinku ssawnym i tłocznym, monitoring temperatury oleju hydraulicznego i przekładni mechanicznej, częstotliwości skoków, sprężania wstępnego akumulatorów tłumików pulsacji, systemu smarowania układu korbowego i kół zębatych pośredniczących (łącznie z temperaturą, ciśnieniem i przepływem), silnika (łącznie z pomiarem momentu obrotowego, pobieranej mocy i prędkości), transformatora i przemiennika częstotliwości. System jest podłączony do sieci Internet. W przypadku, gdy wartości bieżące różnią się od zaprogramowanych wartości znamionowych, system przesyła e-maila z odpowiednią informacją do technika serwisu pompy. Równocześnie, istnieje możliwość

39


ustanowienia bezpiecznej, dwukierunkowej łączności VPN umożliwiającej zdalny dostęp do jednostki sterującej pompą. Zapewnia to nie tylko większą dostępność do pompy i wpływ na efektywność jej pracy, ale także wpływa na zmniejszenie kosztów serwisowania.

armatura, układy pompowe

Rys. 2 Panel dotykowy pompy MULTISAFE Wszystkie materiały należy dobierać indywidualnie, pod kątem ich chemicznej i mechanicznej wytrzymałości na wzajemne oddziaływanie z transportowanym medium. Materiał dostępny także w wersji elektronicznej na: www.eip-online.pl w zakładce Pompy i armatura. Wersja elektroniczna artykułu rozszerzona jest o porównanie pomp z podwójną membraną wężową z tradycyjnymi pompami membranowo-tłokowymi.

Pompy,

Kluczowe zastosowania Omawiane pompy stosowane są m.in. do transportu mułów i szlamów abrazyjnych, agresywnych, o wysokiej temperaturze oraz dużej gęstości, do usuwania popiołów, zasilania reaktorów ciśnieniowych w zakładach metalurgicznych, zgazowania węgla, zasilania warnika, odwadniania kopalń, transportu rurociągami, zasilania suszarek rozpryskowych, transportu odpadów, utleniania metodą mokrą – zasilanie reaktora. Odpowiedni dobór materiałów konstrukcyjnych jest jednym z warunków budowy udanych instalacji.

fot./rys.: WICHARY TECHNOLOGIES Sp. z o.o.

Transport materiału rurociągami Warto wspomnieć, że pompy MULTISAFE można stosować wraz z dedykowanym systemem rurociągów HyPres Coalmaxx. Jest to system wysokociśnieniowy do transportu mediów stałych, ciekłych i będących w stanie skupienia gazowego. Pompy MULTISAFE, jak i rurociągi HyPres Coalmaxx można również stosować jako osobne rozwiązania.

fot./rys.: WICHARY TECHNOLOGIES Sp. z o.o.

Rys. 3 System rurociągów HyPres Coalmaxx

40

EiP-online.pl 1(1)/2013 r.


Te c h n o l o g i e mgr inż. Patrycjusz Plosza, na podstawie materiałów dostarczonych przez mgr inż. Andrzej Zuber, prezes zarządu EKOZUB Sp. z o.o.

Fale uderzeniowe w przemyśle

Fala uderzeniowa kojarzy nam się raczej z czymś złym i niebezpiecznym. Biorąc pod uwagę np. falę uderzeniową powstającą przy wybuchu lub zderzeniu – w istocie jest ona niebezpieczna w skutkach. Jednak kontrolowane wywołanie takiej fali np. w przemyśle, można z powodzeniem wykorzystywać w różnego rodzaju procesach czyszczenia, usuwania osadów i nalotów. Jak się okazuje wykorzystywanie efektu fali uderzeniowej pozwala na nowo spojrzeć na zjawiska związane z eksploatacją chociażby kotłów ciepłowniczych i energetycznych. W kotłach ciepłowniczych małej mocy, gdzie nie jest dotrzymywany reżim jakości wody kotłowej, często można spotkać się z różnego rodzaju problemami eksploatacyjnymi (np. pękające rury). Istnieją przecież kotłownie, które nie posiadają stacji uzdatniania wody, gdzie do jej uzupełniania w obiegach wykorzystuje się wodę miejską o stosunkowo dużej twardości. Na potrzeby artykułu posłużę się przykładem rury wyciętej z kotła. Jej średnica zewnętrzna wynosi 44,2 mm, zaś grubość ścianki 2,9 mm. Po przecięciu okazało się, że w miejscu tego przecięcia jej przelot miał średnicę zaledwie 10 mm, a grubość całkowita osadów wynosiła ok. 13 mm. Taki stan powodował znaczące ograniczenie przelotu rury. Osady składały się z dwóch warstw. Pierwsza o grubości ok. 5 mm, bardzo twarda, ściśle przylegająca do ścianki rury. Druga, miękka o grubości ok. 8 mm. Na całej długości badanego odcinka (ok. 1000 mm) osady miały zróżnicowaną grubość. W pewnych obszarach rury nastąpiło całkowite ograniczenie przepływu wody, brak chłodzenia rury, a tym samym miejscowe przegrzanie ścianek metalu. Nasuwa się pytanie, czy zawsze w takich przypadkach musi to oznaczać awarię, postój i wysokie koszty? Czy jednak da się jakoś temu zaradzić?

Jako przykład może posłużyć kocioł wodny o mocy 3 MW opalany zrębkami i trocinami, w którym ubytki wody były uzupełniane wodą miejską. Awarie objawiały się pękającymi rurami. Przyczyną było uzupełnianie ubytków wody wodą miejską. Kocioł czyszczono poprzez zastosowanie generatora fal uderzeniowych.

Usunąć osady Ciekawym i co najważniejsze skutecznym rozwiązaniem jest zastosowanie zjawiska fali uderzeniowej do procesu usuwania osadów. W skład zestawu do generowania takiej fali wchodzi ich generator (np. GFU-1/15), zestaw przewodów, automatyka (sterująca pracą układu) wraz z opomiarowaniem, urządzenia towarzyszące (czujniki, zawory redukujące itp.). Idea działania takiego układu jest prosta i skuteczna i o to właśnie chodzi. Nie wspominając już o tym, że pozwala przedłużyć czas eksploatacji obiektu (w tym przypadku kotła ciepłowniczego) oraz uniknąć niepotrzebnych kosztów.

Istnieje wiele innych obszarów, w których z powodzeniem można stosować falę uderzeniową do usuwania osadów. Mogą to być m.in.: rurociągi wody przemysłowej, wymienniki ciepła, układy grzewcze, chłodzące oraz wentylacyjne, powierzchnie konwekcyjne kotłów od strony spalin i wiele innych zastosowań. W wielu przypadkach, wykorzystując opisane tutaj zjawisko fali uderzeniowej, można wyeliminować kosztowne i szkodliwe dla środowiska czyszczenie chemiczne.

Wnioski Wnioski płynące po przeprowadzonych pracach mówią same za siebie: • początkowe przepłukiwanie kotła wodą bez użycia fali uderzeniowej nie dawało żadnego efektu, • po zainicjowaniu fali uderzeniowej z kotła wymywane zostały osady w formie szlamu i twardych osadów, • wytworzone w wodzie uderzenia hydrauliczne kruszyły zalegające w rurach osady, • kocioł przepracował bez awarii ponad dwa miesiące, co świadczy o udrożnieniu rur do tego stopnia, że wyeliminowano zjawisko ich przegrzewania, • w procesie czyszczenia nie stosowano żadnych chemikaliów, był on bezpieczny dla ludzi i środowiska, • okresowe czyszczenie części ciśnieniowej kotła falą uderzeniową może wyeliminować tworzenie się twardych osadów na wewnętrznych ściankach rur.

Więcej inf. o zastosowaniu zjawiska fali uderzeniowej oraz ciekawe art. na ten temat na www.ekozub.pl.

EiP-online.pl 1(1)/2013 r.

41


dr inż. Andrzej Ożadowicz mgr inż. Jakub Grela Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Elektrotechniki, Automatyki, Informatyki i Inżynierii Biomedycznej

fot.: sxc.hu

Aktywni odbiorcy i standardy automatyki budynkowej jako element Smart Meteringu w budynkach

Technologie

Współczesne systemy energetyczne wymagają modernizacji i przystosowania do nowych warunków ich funkcjonowania w gospodarce, wynikających z wciąż rosnącej liczby dołączanych odbiorców, ograniczonych rezerw systemowych i coraz popularniejszej generacji rozproszonej, opartej o źródła odnawialne. Wspomniane czynniki powodują zmiany w rozpływach mocy w systemie energetycznym i jego obciążeniu, dlatego też powstaje konieczność wprowadzenia w nim elementów dynamicznego zarządzania zasobami mocy, optymalizacji jej użytkowania oraz monitorowania i poprawy jakości zasilania odbiorców. Kwestie te leżą u podstaw idei inteligentnych systemów elektroenergetycznych – Smart Grid, która jest w ostatnich latach tematem licznych debat branżowych, zarówno w aspekcie narzędzi technologii energetycznych i elektrycznych, jak i niezbędnych w jej realizacji systemów teleinformatycznych oraz standardów komunikacyjnych. Prosumenci i aktywni odbiorcy Pierwszym etapem realizacji sieci inteligentnych są systemy zdalnego opomiarowania odbiorców – tzw. Smart Metering, składające się z takich elementów jak: elektroniczne, inteligentne liczniki energii elektrycznej i ewentualnie innych mediów, infrastruktura komunikacji i transmisji danych, bazy danych i systemy zarządzania nimi, z komunikacją dwukierunkową.

42

Dzięki nim możliwe jest przesyłanie danych od głównego i lokalnego dostawcy energii do odbiorców (parametry zasilania, parametry jakościowe dostarczanej energii itp.) oraz od odbiorców do dostawców (poziom zapotrzebowania na energię, zużycie energii, błędy, problemy itp.). W ten sposób tradycyjni klienci/odbiorcy stają się tzw. odbiorcami aktywnymi, a w przypadku zainstalowania źródeł odnawialnych – prosumentami, pełniącymi w systemie energetycznym rolę odbiorcy i dostawcy. Są oni zainteresowani możliwościami aktywnego zarządzania poziomem i okresami poboru mocy z systemu energetycznego (wyłączanie odbiorników w tzw. szczycie poboru; ustalenie maksymalnych poziomów poboru mocy; różnicowanie taryf itp.) oraz warunkami produkcji i wprowadzenia energii do systemu. Trzeba też pamiętać, że odbiorcy zloka-

EiP-online.pl 1(1)/2013 r.


Te c h n o l o g i e lizowani są zwykle w różnego typu budynkach (domy prywatne, bloki mieszkalne, biura, obiekty przemysłowe, centra handlowe i rozrywki itp.), które najczęściej wyposażone są już w określony rodzaj infrastruktury sieciowej i komunikacyjnej, a coraz częściej też systemy automatyki budynkowej lub/i przemysłowej, systemy zarządzania budynkiem – BMS. Dotyczy to w szczególności budynków biurowych, komercyjnych i użyteczności publicznej. Infrastruktura ta, jak się okazuje, może być wykorzystana jako element inteligentnych systemów monitoringu i opomiarowania. Dlatego też coraz częściej pojawiają się rozwiązania komunikacyjne i urządzenia pomiarowe wykorzystujące standardy automatyki budynkowej, pozwalające na integrację pomiarów z systemami zarządzania, sterowania i monitoringu – BMS. Na poziomie bezpośredniej obsługi klientów proponuje się również tworzenie lokalnych sieci wymiany informacji – HAN (Home Area Network). W artykule przedstawiono między innymi jedną z koncepcji tego typu rozwiązań, bazujących na standardach automatyki budynkowej LonWorks®, zrealizowaną przez zespół naukowy AGH w Krakowie, Wydziału Elektrotechniki, Automatyki, Informatyki i Inżynierii Biomedycznej. Aktywni odbiorcy Sposób organizacji systemów Smart Metering i inteligentnych sieci energetycznych w Europie i Polsce w znaczącej mierze determinują wytyczne zawarte w Dyrektywach Unii Europejskiej oraz rozporządzeniach Prezesa URE. Ich zapisy są ostatnio szeroko dyskutowane w środowisku branżowym. W niemal wszystkich dokumentach znaczącą rolę odgrywa idea aktywizacji odbiorców oraz umożliwienia realizacji elementów generacji rozproszonej. Wspomniana aktywizacja wymaga oczywiście wdrożenia odpowiednich inteligentnych rozwiązań technologicznych, ale również przeprowadzenia szerokiej akcji informacyjnej, przedstawiającej możliwości funkcjonalne i korzyści związane z inteligentnym, zdalnym opomiarowaniem. Akcja taka powinna być też poparta choćby minimalnymi, niewielkimi bodźcami finansowymi, które odczują odbiorcy po zrealizowaniu pewnych działań związanych choćby z przełączaniem taryf czy ograniczeniem poborów mocy w godzinach szczytu itp. W ostatnich latach w systemach energetycznych położono szczególny nacisk na poprawę poziomu niezawodności i jakości dostaw energii. Elementem znacznie trudniejszym do osiągnięcia jest jednak zrównoważenie systemu energetycznego i wyrównanie poziomu poboru mocy w różnych okresach doby, tygodnia, miesiąca itd., wymaga to bowiem zmiany podejścia i zachowań odbiorców, którzy powinni aktywnie zarządzać poborem mocy, dołączanymi odbiornikami itp. Wdrożenie systemów zdalnego, inteligent-

EiP-online.pl 1(1)/2013 r.

nego opomiarowania może przynieść odbiorcom i dostawcom konkretne korzyści, takie jak: • uproszczenie umów z odbiorcami, • rachunki za energię bazujące na danych o bieżącym zużyciu (miesięczne), • możliwość dostosowania i przełączania taryf – dopasowanie do profilu odbiorcy, • poprawa efektywności systemu zasilania i sieci energetycznej, • uproszczenie procedur zmiany dostawcy energii, • zwiększenie bezpieczeństwa dostaw dla tzw. odbiorców wrażliwych (monitoring jakości i poziomu zasilania oraz rozpływów mocy), • podniesienie świadomości odbiorców w zakresie poziomów zużycia energii i możliwych sposobów jego ograniczenia. Instalacja inteligentnych liczników to nie wszystko Jednak instalacja inteligentnych liczników to nie wszystko, to tylko niezbędne narzędzie. Ważnym elementem jest tu również wprowadzenie odpowiednich mechanizmów rynkowych w sektorze energetycznym, nie tylko w odniesieniu do dużych odbiorców przemysłowych i instytucjonalnych, ale również małych odbiorców indywidualnych. Tylko takie działania, w powiązaniu ze wspomnianą już akcją informacyjną wśród odbiorców, powinny przyczynić się do wzrostu ich aktywności, zachęcić do racjonalnego użytkowania odbiorników energii elektrycznej i ewentualnych inwestycji w źródła odnawialne. Kolejna kwestia to możliwość dostępu odbiorców do danych o zużyciu energii, profili zużycia, obserwacji bieżącego poboru mocy itp. Tu rozważane są koncepcje organizacji mikro sieci wymiany danych w domach i gospodarstwach – HAN (ang. Home Area Network), wykorzystujących lokalne sieci teleinformatyczne lub media transmisyjne systemów automatyki budynkowej czy przemysłowej. Informacje będą dostarczane użytkownikom za pośrednictwem urządzeń mobilnych czy telewizora podłączonego do sieci komunikacyjnej. Takie sieci lokalne współpracować będą z ogólną siecią komunikacji danych z liczników, z wykorzystaniem łącz internetowych i serwerów danych, obsługiwanych przez niezależny podmiot OIP (Operatora Informacji Pomiarowej). Artykuł ten stanowi fragment pełnej wersji dostępnej na www.eip-online.pl, zakładka Automatyka. Pełna wersja rozwinięta jest o następujące podpunkty: aktywne wsparcie inteligentnych systemów energetycznych, systemy automatyki i zarządzania energią, systemy automatyki budynkowej, przykład z życia wzięty. Zachęcamy do lektury na www.

43


fot.: sxc.hu

IT w przemyśle

Niewykorzystany potencjał inteligentnych sieci energetycznych

Badanie firmy Oracle wskazuje na to, że zakłady użyteczności publicznej nie wykorzystują jeszcze potencjału danych z inteligentnych sieci energetycznych. Przedsiębiorstwa użyteczności publicznej oczekują, że narzędzia analityczne pomogą im zwiększyć efektywność operacyjną; jednak tylko niecała połowa takich przedsiębiorstw używa wielkich zbiorów danych do poprawy obsługi klienta.

44

EiP-online.pl 1(1)/2013 r.


I T w p r z e my ś l e • w jakich obszarach analiza predykcyjna Przedsiębiorstwa użyteczności publicznej gromamoże przynieść przedsiębiorstwom użyteczności dzą obecnie ogromne ilości danych z inteligentnych publicznej największe korzyści. sieci energetycznych, ale nie czerpią z nich jeszcze korzyści biznesowych. Nowy raport firmy Oracle pt. „Utilities and Big Data: Accelerating the Drive to Va- Najważniejsze wnioski z badania 17% respondentów zadeklarowalue”, drugi coroczny ło pełną gotowość, w porównaniu z 9% raport działu Oracw 2012 roku. Większość z nich jest na le Utilities poświęto jednak wciąż jeszcze nieprzygotocony wielkim zbioDwa na trzy przedsiębiorwana. Przedsiębiorstwa użyteczności rom danych, pokazustwa użyteczności publiczpublicznej wprowadziły drobne ulepje, że obecnie firmy te nej rozważa wykorzystaszenia w zakresie udostępniania insą lepiej przygotowanie rozwiązań opartych na formacji oraz wykorzystywania ich do ne na napływ danych chmurze do zarządzania podejmowania strategicznych decyz inteligentnych sieci danymi z inteligentnych siezji. Mniej niż połowa przedsiębiorstw energetycznych niż ci energetycznych oraz ich użyteczności publicznej używa inteliw zeszłym roku, lecz gentnych sieci energetycznych do wywciąż jeszcze nie wyanalizy, ale tylko 26% rzesyłania alertów lub wprowadzania inkorzystują pełnego czywiście wdraża lub utrzynych usprawnień w zakresie bezpopotencjału zgromamuje takie rozwiązanie lub średniej obsługi klienta. 62% ankietodzonych danych. ma plany z tym związane wanych deklaruje, że w ich przedsiębiorstwach występują luki w kwalifiNajważniejsze fakty W badaniu Oracle „Utilities and Big Data: Accele- kacjach w zakresie wielkich zbiorów danych; do tych rating the Drive to Value” ankietowano 151 członków respondentów należą również osoby, które stwierdzikadry kierowniczej z północnoamerykańskich przed- ły, że ich zakłady są przygotowane na napływ danych siębiorstw użyteczności publicznej realizujących pro- z inteligentnych sieci energetycznych. 70% przedsiębiorstw użyteczności publicznej spodziewa się, że gramy inteligentnych sieci energetycznych. analiza predykcyjna pomoże im w ochronie przychodów, a 61% oczekuje, że obniży ona koszty utrzymaBadanie przeprowadzono w celu poznania: • stopnia przygotowania przedsiębiorstw uży- nia aktywów.  źródło: informacja prasowa Oracle teczności publicznej na napływ wielkich zbiorów danych, • w jaki sposób dane są wykorzystywane do O firmie Oracle usprawnienia operacji i obsługi klienta, Firma Oracle opracowuje sprzęt i oprogramowanie, • krótko- i długoterminowych planów dotyktóre współpracują ze sobą w chmurze i w centrach czących wykorzystania danych z inteligentnych przetwarzania danych przedsiębiorstw. Więcej inforsieci energetycznych, macji: www.oracle.com. • potencjału rozwiązań opartych na chmurze w zarządzaniu danymi i ich analizie, reklama

Więcej z dziedziny IT przeczytasz na www.InformatykawPrzemysle.pl

Informatyka w przemyśle

innowacje IT w firmach EiP-online.pl 1(1)/2013 r.

45


Marcin Grygielski, Interactive Intelligence

Jak wybrać bezpiecznego dostawcę usług chmurowych?

IT w przemyśle

Cloud computing, czyli usługowy model udostępniania i korzystania z zasobów informatycznych, realizowany za pomocą połączenia sieciowego, to zjawisko, które może całkowicie zmienić świat nowych technologii. Fenomen chmury stanowi prostota i wygoda tego modelu dla użytkownika.

Zamiast kupować na stałe pakiety oprogramowania i serwery, odbiorca kupuje funkcje, których w danym momencie potrzebuje. Nie musi samodzielnie niczego instalować, nie potrzebuje wykwalifikowanego personelu, który będzie wdrażał aktualizacje i dbał o ciągłość działania systemu. W dowolnym momencie może zrezygnować z części usługi lub zwiększyć jej zakres. W modelu chmury firma może dopasować ilość zasobów informatycznych do aktualnych potrzeb i płacić tylko za funkcje, których w danym momencie potrzebuje. W dłuższej perspektywie pozwala to osiągnąć spore oszczędności. Jednak cloud computing budzi również wśród odbiorców wiele pytań i obaw. Niełatwo jest postawić pierwszy krok w chmurze. Przekazując odpo-

46

wiedzialność za zarządzanie naszymi zasobami IT na barki dostawcy, musimy mieć pewność, że potrafi on zagwarantować bezpieczeństwo składowanych w chmurze danych i wysoką ciągłość dostarczania usługi. W jaki sposób prowadzić rozmowy z dostawcami, aby wybrać pewnego i zaufanego partnera? Poniżej przedstawiamy kilka rad dla przedsiębiorców, którzy przygotowują się do wdrożenia usługi chmurowej w firmie. Gwarancja ciągłości realizacji usługi Zaufany dostawca usługi chmurowej jest w stanie podpisać umowę SLA gwarantującą czas działania usługi na poziomie 99,999%. Praktycznie rzecz biorąc, mamy wówczas większą gwarancję stabilno-

EiP-online.pl 1(1)/2013 r.


I T w p r z e my ś l e

fot.: photogenica.pl

ści działania systemu niż w wypadku tradycyjnego zakupu licencji i wdrożenia systemu w siedzibie firmy. Każdy przedsiębiorca posiadający w firmie platformy ERP czy CRM wie, że oprogramowanie doskonałe nie istnieje – wprowadzanie aktualizacji czy dodatkowych integracji często skutkuje tzw. „wysypaniem” się całości systemu. Wdrażając oprogramowanie w chmurze, przenosimy problem na dostawcę usługi, który gwarantuje jej poziom; rozliczamy go z efektu. Podczas podpisywania umowy z wysokim poziomem SLA warto jednak sprawdzić, czy nasz partner poważnie podchodzi do podjętego zobowiązania. System musi być w pełni redundantny i posiadać funkcję back-upu danych w czasie rze-

EiP-online.pl 1(1)/2013 r.

czywistym. Serwer oprogramowania powinien zawsze być zdublowany w innej, oddalonej geograficznie lokalizacji, co zapewni niezależność od katastrof naturalnych czy ataków terrorystycznych. Aktywny serwer zapasowy stanowi lustrzany obraz serwera podstawowego i na bieżąco monitoruje jego działanie. W chwili wykrycia jakiegokolwiek problemu serwer zapasowy natychmiast przejmuje całość funkcji – w sposób praktycznie nieodczuwalny dla odbiorcy usługi. Wszystkie dane są na bieżąco replikowane pomiędzy dwoma serwerami, natomiast długoterminowe obrazy systemu zostają dodatkowo zapisywane na zewnętrznym nośniku lub w chmurze.

47


Bezpieczeństwo fizyczne Bezpieczne zduplikowane centra danych to fundament, na którym opiera się całe przetwarzanie w modelu chmury. To najważniejszy fragment w układance elementów, które zapewniają dobrą współpracę pomiędzy dostawcą a użytkownikiem usługi. Dlatego przed podpisaniem umowy chmurowej warto osobiście wybrać się do data center, aby dokładnie zapoznać się z wszystkimi stosowanymi tam procedurami bezpieczeństwa. Jeśli nie ma możliwości fizycznej wizytacji, poprośmy dostawcę o oprowadzenie wirtualne – dzięki technologii wideo możemy przecież „zwiedzić” każde miejsce na świecie bez konieczności wielogodzinnych podróży. Podstawą bezpieczeństwa każdego obiektu jest kontrola dostępu i bezpieczeństwo fizyczne. Budynek data center nie może być otwarty dla osób z zewnątrz. Całodobowy monitoring wideo obiektu, umieszczenie serwerów w zamkniętych stalowych szafach, podwójna autoryzacja pracowników za pomocą kart elektronicznych oraz skanerów siatkówki oka to procedury, które powinno posiadać każde profesjonalne centrum danych dla usług w chmurze. Warto sprawdzić, czy systemy zasilania, chłodzenia oraz wewnętrzna infrastruktura sieciowa zostały zduplikowane na wypadek awarii. Czasami prosty przypadek, na przykład zerwanie kabla w czasie prac budowlanych prowadzonych w pobliżu data center, może zablokować dostarczanie usługi, zatem warto zapewnić połączenie kilkoma kablami do kilku operatorów.

IT w przemyśle

Bezpieczeństwo danych Przekazanie danych zewnętrznemu partnerowi rodzi zazwyczaj największy opór i obawy przedsiębiorców. Często są to dane wrażliwe, na przykład dane osobowe klientów firmy. Wystarczy, że przypadkowo, przez jeden mały błąd ludzki, wyciekną do konkurencji – a przecież dostawca systemu obsługuje wiele firm z danej branży – a klient poniesie stratę trudną do zrekompensowania. Jednak istnieją procedury, które gwarantują zachowanie bezpieczeństwa danych wrażliwych przechowywanych w chmurze. Przede wszystkim należy upewnić się, że system oferowany w chmurze jest w pełni zwirtualizowany i udostępniany w architekturze multi-instant, która umożliwia tworzenie na serwerze systemowym odrębnej instancji dla każdego odbiorcy usługi chmurowej. Obniża to koszty współpracy oraz zwiększa bezpieczeństwo przechowywania danych. W przypadku mniej zaawansowanej technologicznie architektury multi-tenant pojedynczy system jest wykorzystywany dla wielu różnych klientów. Taka struktura rodzi problemy integracyjne i administra-

48

cyjne; nie jest również polecana klientom o restrykcyjnych wymaganiach w zakresie bezpieczeństwa. Nie każda profesjonalna firma musi posiadać certyfikacje dla swoich produktów i usług, ale certyfikaty oznaczają gwarancję spełniania pewnych standardów. ISO 9001 to podstawowa norma, określająca wymagania, które powinien spełniać system zarządzania jakością w organizacji. Wartościowym certyfikatem określającym procedury wewnętrznej kontroli dla organizacji usługowych, przetwarzających poufne dane swoich klientów – takich jak firmy outsourcingowe lub dostawcy cloud computingu – jest amerykański certyfikat SSAE-16. Bardzo ważny dla usług chmurowych jest także PN-ISO/ IEC 27001-2007, określający normy dla zarządzania bezpieczeństwem informacji. W przypadku usługi Communication-as-aService, czyli udostępniania w chmurze systemu telekomunikacyjnego, zalecaną praktyką jest szyfrowanie wiadomości za pomocą TLS (Transport Layer Security) oraz SRTP (Real-time Transport Protocol). Dostawcy zaawansowanego oprogramowania telekomunikacyjnego bazują na standardzie AES 256. Jest to jeden z najsilniejszych kluczy szyfrowania, który jest potwierdzonym i zalecanym standardem bezpieczeństwa przez wiele międzynarodowych instytucji oraz departamentów bezpieczeństwa. Elastyczność wdrożenia W modelu chmury publicznej przetwarzanie i składowanie informacji odbywa się w całości w data center dostawcy; na stacjach roboczych klienta zostają zainstalowane jedynie niezbędne końcówki do zarządzania poszczególnymi funkcjami systemu. Dla odbiorcy usługi jest to najwygodniejszy model, zdejmujący z jego barków konieczność inwestycji w sprzęt i administracji oprogramowania. To idealne rozwiązanie dla firm z sektora MSP, nieposiadających rozbudowanych działów IT i niechcących angażować się w procesy wdrożenia i utrzymania systemu. Jednak duże korporacje z sektora finansowego czy telekomunikacyjnego mogą postrzegać chmurę publiczną jako krok zbyt radykalny, ciężki do przeprowadzenia również ze względu na restrykcyjne wymagania prawne w zakresie zapewnienia bezpieczeństwa danych. Druga fala spowolnienia gospodarczego z pewnością przyczyni się do rozwoju rynku cloud computingu. Kryzys weryfikuje rynek oraz strategie IT. Rozwiązania w chmurze to idealna odpowiedź na trudne czasy. Brak bariery inwestycyjnej, redukcja kosztów CAPEX i kontrola OPEX, bezpośrednie powiązanie wykorzystywanych funkcjonalności z aktualnymi potrzebami biznesowymi – w chwili, gdy firmy zaciskają pasa, takie rzeczy są na wagę złota.

EiP-online.pl 1(1)/2013 r.


I T w p r z e my ś l e Michał Zyznarski, Innovation Manager w Comarch

Aplikacje jutra fot.: sxc.hu

Jesteśmy konsumentami informacji. Każdego dnia docierają do nas nowe, świeże treści. Ich mnogość może prowadzić do zmęczenia czy rozproszenia. Nowe produkty i usługi projektuje się tak, by działały możliwie niezauważalnie dla człowieka, tak by ten mógł poświęcić się wykonywanej czynności. Technologia stoi już na tak wysokim poziomie, że to maszyna powinna dostosowywać się do człowieka, a nie odwrotnie.

Społeczeństwo informacyjne, które tworzymy, charakteryzuje wzmożony popyt na informacje. Dostęp do nich staje się kluczowym czynnikiem egzystencjalnym, który bezpośrednio wpływa na społeczne, ekonomiczne czy edukacyjne aspekty naszego życia. Jeszcze kilka lat temu odpowiedzi na pytania szukaliśmy, sięgając po encyklopedię stojącą na półce. Dziś od znalezienia precyzyjnej odpowiedzi dzielą nas tylko sekundy. Do ręki bierzemy smartfon, w wyszukiwarce podajemy interesującą nas frazę, a już po chwili możemy brylować wiedzą wśród znajomych. Żyjemy coraz szybciej, mamy coraz mniej czasu na odnalezienie potrzebnej informacji i podjęcie decyzji. Badania eye-trackingowe jak na dłoni pokazują nową umiejętność „skanowania” wzrokiem czytanej treści, która wykształciła się wśród pokolenia Y, a której już nasi dziadkowie nie posiadają. Intuicyjnie „przebiegamy” wzrokiem po stronie, nie zagłębiając się w jej treść, w poszukiwaniu obszaru zawierającego potrzeb-

EiP-online.pl 1(1)/2013 r.

ne nam informacje. Do niedawna wyszukiwarki pełniły rolę jedynego okna na świat Internetu. Wyposażone w inteligentne mechanizmy przeszukiwania, przetwarzania, indeksowania zawartości stron internetowych oraz pozycjonowania wyników są podstawowym narzędziem wyszukiwania potrzebnych informacji w gąszczu danych. Rozwój serwisów społecznościowych sprawił, że informacji szukamy również na Facebooku czy Twitterze. Oba portale wypełnia treść pochodząca od ich użytkowników. Serwisy co prawda inaczej funkcjonują, ale wpisy tam publikowane tworzą sieć połączeń pomiędzy osobami, wydarzeniami i ideami, po której łatwo nawigować i przeszukiwać. W przypadku Twittera autor wpisu może umieścić w nim specjalne znaczniki zrozumiałe dla innych. Tu właśnie kryje się cała magia – otóż w ten sposób wpis nabiera znaczenia, dodawane są do niego metainformacje, dzięki którym staje się on wstępnie przetworzony, łatwiejszy do dalszej „obróbki” przez kom-

49


jąć się na rynku. Jeśli wszystko pójdzie dobrze, Glass wprowadzi nas w erę rozszerzonej rzeczywistości i zmieni sposób, w jaki funkcjonujemy. Warto wspomnieć, że komunikacja z Glass odbywa się poprzez wydawanie poleceń głosowych. W odpowiedzi urządzenie prezentuje informacje na maleńkim ekranie umieszczonym w prawej, górnej części okularów lub Nowoczesne aplikacje Nowoczesne aplikacje cechuje przemyślana archi- odpowiada głosowo przez malutki głośniczek znajdutektura informacji, która współgra z nieliniowym spo- jący się w okolicach ucha. Aż się prosi, by wykorzysobem myślenia człowieka. Aktualny kontekst pracy z stać Glass do pomocy niewidzącym, osobom poruszaaplikacją zostaje zachowany dzięki dostępności pozo- jącym się na wózkach inwalidzkich czy przykutym do stałych, powiązanych opcji i funkcjonalności w taki spo- łóżka chorym na stwardnienie rozsiane. W 1988 roku Mark Weiser, naukowiec z laboratosób, aby korzystanie z nich nie wymagało zmiany kontekstu. Dzięki temu możliwe jest przeanalizowanie pre- rium Xerox PARC, zaproponował wizję wszechobeczentowanych na ekranie informacji i podjęcie kolejnych nych komputerów (ang. ubiquitous computing), w akcji. Dziś projektuje się aplikacje, które minimalizu- której urządzenia łączą świat rzeczywisty z cyfrowym. ją niepotrzebne rozproszenie użytkownika. W odbiorze Działają w tle naszego życia, niezauważalnie, nie abaplikacji – poza dobrym układem elementów na ekra- sorbując naszej uwagi. Korzystanie z nich jest transnie i intuicyjną nawigacją – ważna jest też przejrzysta parentne z perspektywy wykonywanej czynności. szata graficzna. Przemyślane rozwiązania charakteryzu- Działa tak wspomniana wcześniej opaska zakładana na przedramię, która pozwające się dobrym user experienla na sterowanie grami, aplice mają szansę stać się bardziej kacjami na komputerze, prekonkurencyjne od tych z więkzentacjami czy innymi urząszą funkcjonalnością. dzeniami. Urządzenie mieści Postęp technologii i miniaw sobie akcelerometr, czujEra Post-PC turyzacja układów elektronik położenia, a także czujTechnologia rozwija się nicznych sprawia, że coniki napięcia mięśni. Innym bardzo szybko. Jeszcze sieraz więcej przedmiotów cociekawym przykładem są madem lat temu mało kto miał dziennego użytku jest wyleńkie, kwadratowe klocki smartfona, a dziś to standard. posażanych w elektronikę. Sifteo. Wyposażone w dotyZ urządzenia takiego robimy Urządzenia te mogą komukowy, kolorowy ekran potraprzelewy, wysyłamy pocztę, nikować się i współgrać ze fią komunikować się ze sobą śledzimy Facebooka, surfujesobą, by lepiej nam służyć. w taki sposób, że są „świadomy po sieci. Podobnie rzecz me” wzajemnego położenia w ma się z tabletami. Wszystko rozpoczęło się od premiery iPada, po której rynek przestrzeni. Świetnie nadają się do rozrywki i edukawypełnił się tabletami innych firm. Tablety w pewien cji dla najmłodszych. Mogą również integrować się z sposób wyparły z naszych domów komputery PC i lap- innymi urządzeniami. W tym momencie rynek oferuje bogactwo technotopy. Mając wybór między iPadem, który jest do dyspozycji w każdej chwili, a komputerem, który urucha- logii – tak dotykowych, jak i bezdotykowych. Dostępmia się co najmniej minutę, aby sprawdzić pogodę, ne są produkty sterowane głosem, jak iPhone wykorzystujący technologię SiRi czy Google Glass oparty wybieramy ten pierwszy. Tymczasem na horyzoncie pojawiają się kolej- na wewnętrznym mechanizmie rozpoznawania mowy ne nowinki technologiczne – inteligentne zegarki in- Google. Komunikacja ze światem cyfrowym odbywa tegrujące się ze smartfonami, kontrolery w kształcie się też za pomocą ruchu naszego ciała. Microsoft Kiopaski zakładane na przedramię, za pomocą których nect czy Plastation Move analizują ruch naszego ciamożna sterować konsolą do gry, komputerem czy in- ła, opaska MYO bada położenie i ruch przedramienia, a także gesty dłoni i palców. Nowe interfejsy są coraz nym urządzeniem. Kilka miesięcy temu Google zaprezentowało na bardziej naturalne dla ludzi, choć klawiatura i myszkonferencji urządzenie rozszerzające rzeczywistość ka nadal pozostają niezastąpione. Pozostaje nam cze(ang. Augumented Reality) o nazwie Glass. Są to oku- kać na kolejne nowinki, bo przyszłość rysuje się barlary wyposażone w maleńki ekranik, kamerę video, dzo ciekawie i ekscytująco. mikrofon oraz głośniczek. Artykuł pochodzi z magazynu Nowoczesne Glass jest pierwszym komercyjnym produktem Zarządzanie nr 1/2013 (www.nz.comarch.pl) rozszerzającym rzeczywistość, który ma szansę przy-

IT w przemyśle

puter. Materiały do tego artykułu zbierane były właśnie na Twitterze, gdzie informacji szukałem, przeglądając wpisy, nawigując z wykorzystaniem znaczników, by ostatecznie dotrzeć do interesujących artykułów i filmów w sieci.

50

EiP-online.pl 1(1)/2013 r.


Nasi eksperci nadają kształt izolacjom technicznym EXPERT TOOL

Potrzebujesz profesjonalnej konsultacji? Zapytaj nas! Zadzwoń: tel. 68 3850 126 lub odwiedź naszą nową stronę internetową www.rockwool-rti.com

www.rockwool-rti.com

Wiedzą i doświadczeniem dzielimy się z Klientami Kluczem do sukcesu ROCKWOOL Technical Insulation jest połączenie wysokiej jakości produktów i wysiłku zaangażowanych ludzi. Już od ponad 75 lat – dzięki wiedzy, doświadczeniu i innowacyjnemu myśleniu wspartemu wysiłkiem najlepszych specjalistów – oferujemy wyjątkowe rozwiązania izolacyjne i wysokiej jakości wsparcie techniczne. Zrównoważone rozwiązania ze skalnej wełny mineralnej ProRox, zaprojektowane przez naszych ekspertów, to gwarancja najlepszej możliwej ochrony przed ogniem, wysoką temperaturą, hałasem i stratami energii. Skorzystaj z narzędzi ekspertów. Nadaj nowy kształt swojemu biznesowi.

Dodatek do portalu  
Read more
Read more
Similar to
Popular now
Just for you