Дахин С.В. Энергосбережение в теплоэнергетике и теплотехнологиях

Подождите немного. Документ загружается.

(тепловой, электрической энергии) на единицу стоимости вы-

пускаемой продукции; годовой (месячный, суточный и т.д.)

расход энергоресурсов на предприятии, в регионе (тут или т

п.у.т.); срок окупаемости; чистая современная стоимость; ко-

эффициент чистой приведѐнной стоимости; доля затрат на

энергетические ресурсы в себестоимости продукции.

Сведения о показателях энергетической эффективно-

сти, их классификация, рекомендации по выбору и примене-

нию изложены в [26].

4.9. Организация работы по экономии энергоресурсов

на промышленных предприятиях (энергетический

менеджмент)

Энергетический менеджмент [27, 28] обеспечивает пла-

нирование, управление, контроль за энергопотоками, за балан-

сом энергоресурсов с целью его оптимизации и повышения

энергетической эффективности предприятия.

Работа по экономии энергоресурсов на промышленных

предприятиях включает в себя следующие основные задачи

[29]:

1. Составление энергетического (если необходимо и эк-

сергетического) баланса.

2. Организация учѐта и нормирования расходов энерго-

ресурсов по потребителям.

Правильно организованная система нормирования рас-

ходов энергоресурсов даѐт возможность по результатам отчѐт-

ных данных установить экономию или перерасход ресурса.

На предприятии необходимо нормировать расход энер-

горесурсов по каждой технологической установке, основным и

вспомогательным цехам, технологическим процессам, исходя

из установленной общей по предприятию нормы расхода. На

каждый технологический процесс должны быть разработаны

методические указания по нормированию энергетических ре-

сурсов.

Каждому подразделению предприятия (цеху, техноло-

гической установке и др.) вместе с планом производства уста-

навливается и план отпуска энергоресурсов в соответствии с

установленными нормами (на месяц, квартал, год).

Результаты работы подразделений предприятия должны

быть проанализированы энергетической службой. При нали-

чии перерасхода установленных планов потребления энерго-

ресурсов необходимо установить причину перерасхода и раз-

работать меры по их устранению.

3. Составление плана организационных и технических

мероприятий, направленных на экономию энергоресурсов.

Эти мероприятия разрабатываются, как правило, на год,

а так же на перспективу. Годовые организационно-

технические мероприятия должны обеспечивать выполнение

установленных заданий по экономии энергоресурсов и вклю-

чают в себя мероприятия по устранению имеющихся недос-

татков в использовании топлива и энергии, использование но-

вых технологий, которые снижают расход энергии, улучшение

загрузки технологического оборудования, своевременное ос-

воение вновь вводимых производственных мощностей, повы-

шение эффективности использования энергетических ресур-

сов.

В разработанном годовом плане организационно-

технических мероприятий обязательно указываются ответст-

венные исполнители, сроки внедрения, эффективность каждо-

го мероприятия и величина ожидаемой экономии в расчѐтном

году с момента внедрения, а также потребность в оборудова-

нии и материалах. Такой план утверждается руководителем

предприятия.

Перспективный план организационно-технических ме-

роприятий разрабатывается по значительному улучшению ис-

пользования топлива, теплоты и электроэнергии на основе

внедрения новейших достижений науки и техники в техноло-

гии, технологическом и энергетическом оборудовании, ис-

пользовании ВЭР. Осуществление разработанных мероприя-

тий по перспективному плану должно быть обеспечено необ-

ходимой проектной документацией и финансированием.

4. Осуществление оперативного контроля за рацио-

нальным расходованием энергоресурсов, выполнением уста-

новленных норм их расхода, внедрением запланированных ме-

роприятий по экономии ТЭР.

Осуществление оперативного контроля должно прово-

диться энергетиками подразделения и сотрудниками службы

главного энергетика.

Это позволяет вскрыть недостатки в использовании

ТЭР и принять необходимые меры по их устранению.

Как правило, оперативный контроль осуществляется в

первую очередь за крупными потребителями ТЭР, состоянием

внутризаводских магистралей пара и горячей воды (наличие

утечек и состояние тепловой изоляции), паровыми турбинами

(использование «мятого» пара), работой утилизационного обо-

рудования, конденсатного хозяйства. Такой уровень контроля

целесообразно осуществлять не реже одного раза в 10 дней.

Для контроля должна быть разработана программа, в

которую вносятся все расчѐтные параметры и режимы работы

теплоиспользующего оборудования, нормативы расхода ТЭР

на единицу перерабатываемого сырья или выпускаемой про-

дукции, а также методика оценки работы оборудования.

Результаты оперативного контроля должны быть про-

анализированы. При обнаружении нерационального расхода

ТЭР должны быть приняты срочные меры по устранению не-

достатков.

5. Организация учѐбы инженерно-технического и опе-

ративного персонала, влияющего на расход ТЭР.

Знание необходимых условий для оптимальных режи-

мов работы технологического оборудования и процессов по-

зволяет достичь высоких результатов по экономии ТЭР. Про-

грамма обучения должна учитывать все необходимые сведения

по теплоиспользующему оборудованию, влияние изменения

параметров энергоносителей для технологических процессов, а

также практические работы по их регулированию. Желательна

организация наглядной агитации по экономии ТЭР.

Эффективным инструментом планирования и контроля

является целевой энергетический мониторинг (ЦЭМ) [1], ос-

новным целевым показателем которого, является снижение

издержек производства, связанных с энергообеспечением.

Система ЦЭМ включает в себя мониторинг расхода

ТЭР и выхода продукции, с установлением их взаимосвязи и

определением целевой функции энергопотребления; организа-

цию регулярной системы отчѐтности с оценкой эффективности

использования энергоресурсов каждым подразделением; соз-

дание рабочих групп для анализа получаемой информации,

разработки и внедрения мероприятий по повышению энерго-

эффективности подразделений.

Реальное повышение энергоэффективности основыва-

ется не только на технических решениях, но и на более совер-

шенном управлении. Первым шагом к снижению энергозатрат

является признание важности энергии как одного из дорого-

стоящих ресурсов, а не как накладных расходов предприятия.

Основными элементами энергетического менеджмента

являются: энергетическая политика, организация, мотивация,

информационные системы, маркетинг, инвестирование, фи-

нансирование.

Таким образом, система энергетического менеджмента

должна внедряться на предприятии на двух уровнях – техниче-

ском и управленческом.

Цель технического уровня – создание информационной

системы.

Цель уровня управления – создание структуры менедж-

мента, несущей ответственность за информационную подго-

товку и разработку необходимых действий по энергоресурсос-

бережению.

5. ПРИБОРНЫЙ УЧЁТ

5.1. Учѐт тепловой энергии

Согласно [3], приборами учѐта тепловой энергии назы-

вают приборы, выполняющие одну или несколько следующих

функций: измерение, накопление, хранение, отображение ин-

формации о количестве тепловой энергии, массе (объѐме теп-

лоносителя, температуре, давлении теплоносителя и времени

работы приборов.

Приборы учѐта тепловой энергии и теплоносителя при-

нято называть теплосчѐтчиками.

Теплосчѐтчик состоит из двух основных функциональ-

но самостоятельных частей – тепловычислителя и датчиков

(расхода, температуры и давления теплоносителя) (рис. 5).

Рис. 5. Состав теплосчѐтчика (на основании [3])

Теплосчѐтчик

Тепловычислитель

Датчик

расхода

Датчик

температуры

Датчик

давления

Переменного перепада давления

Ультразвуковой

Электромагнитный

Вихревой

Тахометрический

Тепловычислитель – это специализированное микро-

процессорное устройство, предназначенное для обработки

сигналов от датчиков, преобразования их в цифровую форму,

вычисления количества тепловой энергии, индикации и хране-

ния (архивации) в энергонезависимой памяти прибора пара-

метров теплопотребления.

Датчики температуры не влияют на технические и по-

требительские свойства теплосчѐтчика. Они, как правило,

представляют собой пары термосопротивлений, которые под-

ключаются к тепловычислителю. Тепловычислитель измеряет

величину активного термического сопротивления, компенси-

рует погрешности соединительных линий и вычисляет темпе-

ратуру теплоносителя.

Датчики давления также не влияют на технические и

потребительские свойства теплосчѐтчика, тем более, что в

большинстве случаев (кроме регистрации давления на источ-

никах тепловой энергии и у потребителей с открытой системой

теплоснабжения) применение датчиков давления в составе те-

плосчѐтчика не обязательно.

Датчик расхода – наиболее важный элемент теплосчѐт-

чика. Именно эти датчики определяют качество теплосчѐтчи-

ка, его технические и потребительские характеристики.

Ниже подробно рассмотрим принцип действия различ-

ных датчиков расхода.

Для измерения расхода теплоносителя обычно приме-

няются датчики расхода переменного перепада давления (с

сужающими устройствами), ультразвуковые, электромагнит-

ные, вихревые и тахометрические (рис. 5).

Датчики расхода переменного перепада давления (с су-

жающими устройствами) используют зависимость перепада

давления в сужающем устройстве от расхода.

Достоинствами такого типа датчиков являются высокая

надѐжность измерений и низкая зависимость стабильности из-

мерений от физико-химических свойств жидкости.

Недостатки этих датчиков: узкий динамический диапа-

зон, нелинейность характеристик, высокое гидродинамическое

сопротивление, необходимость демонтажа для ежегодной по-

верки, сложность эксплуатации и монтажа, неодходимость в

достаточно длинных прямых участков трубопровода до и по-

сле датчика. Эти недостатки затрудняют применение таких

датчиков и в последнее время они постепенно вытесняются

другими видами датчиков расхода.

Ультразвуковые датчики расхода используют зависи-

мость расхода (средней скорости потока) жидкости от разно-

сти по времени распространения ультразвукового сигнала по

потоку жидкости и против него.

Преимуществами этих датчиков являются: отсутствие

гидравлического сопротивления, сравнительно широкий ди-

намический диапазон и высокая линейность измерений, высо-

кая точность и надѐжность, могут поверяться беспроливными

(имитационными) методами без демонтажа.

К недостаткам ультразвуковых расходомеров можно

отнести: требуемые длинные прямые участки, хотя при приме-

нении многолучевых датчиков длина этих участков сокраща-

ется в несколько раз, необходимость высокоточных линейных

измерений при монтаже, чувтсвительность к завоздушиванию

среды и, для накладных модификаций, к состоянию внутрен-

ней поверхности трубопровода.

Электромагнитные датчики расхода используют явле-

ние электромагнитной индукции. При прохождении электро-

проводящей жидкости через импульсное магнитное поле в не й

наводится элетродвижущая сила, пропорциональная средней

скорости потока жидкости (еѐ расходу).

Преимущества электромагнитных расходомеров: высо-

кая точность измерений (применяются в качестве образцовых

приборов), практическая нечувствительность к загрязнению и

физико-химическим свойствам жидкости, широкий динамиче-

ский диапазон, способность измерять очень малые расходы,

минимальное гидравлическое сопротивление, высокое быст-

родействие, не требуют длинных прямых участков до и после

прибора.

Недостатки электромагнитных датчиков расхода: огра-

ничение по удельной проводимости жидкости 10

-5

Ом/м, ос-

новное применение на трубопроводах небольшого диаметра

(до Ду 300), для трубопроводов большого диаметра - слож-

ность монтажа, недостаточная стабильность характеристик,

необходимость поверки проливным методом.

Вихревые датчики расхода используют зависимость

частоты отрыва вихрей («дорожка Кармана»), возникающих

при обтекании потоком жидкости погружѐнного в неѐ тела, от

средней скорости потока.

Преимущества вихревых датчиков: малая чувствитель-

ность к физико-химическим свойствам жидкости, хорошая

точность измерений и быстродействие.

К недостаткам таких датчиков можно отнести: недоста-

точную стабильность характеристик, небольшой динамиче-

ский диапазон, требуются длинные прямые участки до и после

прибора.

Тахометрические датчики расхода используют зависи-

мость частоты вращения тела в потоке жидкости (крыльчатки,

турбинки) от скорости движения потока (расхода).

Достоинства этих датчиков: высокая точность измере-

ний и чувствительность, малая инерционность, слабая чувст-

вительность к физико-химическим свойствам жидкости, не

требуют длинных прямых участков.

Основные недостатки тахометрических датчиков рас-

хода: быстро загрязняются и выходят из строя, узкий динами-

ческий диапазон, значительное гидравлическое сопротивле-

ние, которое еще увеличивается из-за обязательной установки

фильтра, большая погрешность измерений при малых расходах

жидкости.

Согласно «Правилам учета тепловой энергии и тепло-

носителя» [30], можно сформулировать основные требования,

предъявляемые к теплосчѐтчикам:

- теплочсѐтчики должны иметь сертификат Госстандар-

та России об утверждении типа средства измерения, быть заре-

гистрированы в Государственном реестре средств измерений;

- теплосчѐтчики должны обеспечивать измерение теп-

ловой энергии с относительной погрешностью не более 5 %

при разности температуры в подающем и обратном трубопро-

водах от 10 до 20

С, и не более 4 % при разности температуры

более 20

С;

- теплосчетчики должны обеспечивать измерение теп-

ловой энергии пара с относительной погрешностью не более:

5% в диапазоне расхода пара от 10 до 30 %; 4% в диапазоне

расхода пара от 30 до 100 %;

- водосчетчики должны обеспечивать измерение массы

(объема) теплоносителя с относительной погрешностью не бо-

лее 2 % в диапазоне расхода воды и конденсата от 4 до 100 %;

счетчики пара должны обеспечивать измерение массы тепло-

носителя с относительной погрешностью не более 3% в диапа-

зоне расхода пара от 10 до 100%;

- для прибора учета, регистрирующего температуру те-

плоносителя, абсолютная погрешность измерения температу-

ры t, °C не должна превышать значений, определяемых по

формуле: ∆