17

Современные приборы контроля и учета энергоресурсов - основа энергосбережения

План

Введение 3

Современные приборы контроля и учета энергоресурсов - основа энергосбережения 5

Вывод 15

Список используемых источников 17

Введение

Тепловая и электрическая энергия - необходимое условие жизнедеятельности человека и создания благоприятных условий его быта. В экономике Украины энергосбережение и энергосберегающие технологии являются приоритетными при внедрении их в производство. Перевод предприятий на хозяйственный расчет и самофинансирование, повышение цен на топливо, воду, электроэнергию требуют пересмотра подходов к проектированию и эксплуатации оборудования теплоэнергетических установок.

Эффективность, безопасность, надежность и экономичность работы теплоэнергетических установок во многом определяются методом сжигания топлива, совершенством и правильностью выбора теплогенерирующих, тепловых и электрических систем, оборудования и приборов, своевременностью и качеством проведения пусконаладочных работ, квалификацией и степенью подготовки обслуживающего персонала. Энергосбережение и оптимизация систем производства и распределения тепловой и электрической энергии, корректировка энергетических и водных балансов позволяют улучшить перспективы развития теплоэнергетики и повысить технико-экономические показатели.

Альтернативы энергосбережению в настоящее время, безусловно, нет.

Поэтому знания принципов работы, расчета и эксплуатации теплоэнергетического оборудования позволяют определить - где, что, в каких количествах, куда и почему теряется. Покрытие дефицита энергии следует осуществлять за счет таких ее источников, которые обладали бы уникальными свойствами: были возобновляемыми, экологически чистыми и не приводили бы к поступлению на планету дополнительного количества теплоты.

Жилищно-коммунальное хозяйство - отрасль, обеспечивающая жизнь и работу населения всей страны в нормальных условиях, а также снабжение предприятий отраслей народного хозяйства ресурсами воды, газа, теплоты и другими. Эта отрасль решает ряд социальных проблем населения.

В связи с ненормируемым расходом энергоресурсов встала проблема их экономии, путем применения энергосберегающих технологий в системе ЖКХ, комплекса технических средств для автоматизации, сбережения и коммерческого учета энергоносителей (пар, природный газ, воздух, горячая и холодная вода).

В условиях рыночных отношений происходит рост цен на энергоносители. Ресурсо- и энергосбережение становится одним из направлений современной технической политики.

Энергосбережение постепенно становится общемировой практикой: каждый потребитель ресурсов расплачивается индивидуально и в полной мере.

Темпы внедрения учета сдерживаются значительным дефицитом финансовых средств, отсутствием типовых или проектных решений для установки коммерческих средств учета.

Сегодня учет в энергосбережении - это чисто психологический фактор. Необходимы новейшие технические средства, экономические и административные меры по сокращению расходов. Экономию можно получить за счет автоматического регулирования и управления расходом энергоносителя.

Современные приборы контроля и учета энергоресурсов - основа энергосбережения

Развитие рыночных отношений обусловливает необходимость эффективного использования энергии и всех видов ресурсов, повышения научно-технического и организационного уровня производства во всех отраслях экономики, а также подготовки высококвалифицированных кадров, расширения материально-технической, минерально-сырьевой, производственной базы и научного потенциала.

Необходимо отметить, что ресурсосбережение является основой снижения материало- и энергоемкости продукции без ущерба для ее качественных параметров и увеличения абсолютных объемов производства.

Потери тепловой энергии в магистральных, внутриквартальных тепловых сетях, тепловых пунктах и непосредственно в домах различных модификаций и годов постройки колеблются в среднем от 25 до 50%. Особую тревогу вызывают значительные потери холодной и горячей воды в системах водоснабжения и отопления вследствие неудовлетворительного состояния внутридомовых сетей. Не менее значительны потери электрической энергии из-за несовершенства электрических схем и неудовлетворительного состояния электрохозяйства большинства потребителей электрической энергии.

Основными направлениями совершенствования и развития систем тепло- и энергоснабжения следует считать:

- оптимизацию целесообразной степени централизации систем энергоснабжения;

- совершенствование схем и оборудования систем тепло- и энергоснабжения, а также уровня их эксплуатации в целях снижения себестоимости энергии;

- внедрение систем автоматического и ручного регулирования подобных систем, оснащение их измерительной и регулировочной приборной и арматурной аппаратурой.

Системы учета расхода электроэнергии и энергоносителей могут исполняться как в автономном виде для отдельного предприятия, так и являться частью многоуровневой системы учета и контроля.

Оценить эффект от любых мероприятий по энергосбережению без достоверного учета невозможно, поэтому первым важнейшим направлением в энергосбережении является установка приборов учета. Это аксиома. Естественно, большая часть населения, зная, что через кран их деньги утекают в канализацию, а через не утепленные окна - на ветер, будет экономить свой семейный бюджет, а значит, будет экономить и государство.

Тепловой счетчик на тепловом вводе в жилой дом уже обычное явление. Однако практика показывает, что и он не стимулирует рядовых жильцов к какой-либо экономии, т.к. реальный экономический эффект все таки на них не отражается. Значит, необходим и индивидуальный поквартирный учет энергоресурсов.

К сожалению, в существующем жилье используется вертикальная разводка системы отопления зданий с несколькими стояками в каждой квартире, при которой практически не возможна установка индивидуальных приборов учета.

Проектировщики и строители считают, что установка приборов учета приведет к существенному удорожанию строительства. Но, учитывая критическое состояние жилищно-коммунального хозяйства страны, постоянный рост тарифов на энергоресурсы, переход в ближайшем будущем на 100% оплату населением коммунальных услуг, этот аргумент весомым не кажется. Кроме того, уже сейчас на рынке есть многофункциональный прибор для поквартирного учета всех водо- и энергоресурсов, и стоимость такого прибора ниже стоимости 1 кв. м. в новостройке.

Жилищно-коммунальное хозяйство.

Основными направлениями повышения эффективности использования ТЭР (теплоэнергоресурсы) и реализации потенциала энергосбережения в жилищно-коммунальном хозяйстве являются:

- ликвидация неэкономичных котельных с переводом их нагрузок на другие котельные;

- децентрализация систем теплоснабжения со строительством котельных малой мощности;

- повышение эффективности работы коммунальных котельных путём замены неэкономичных котлов на более эффективные, перевода паровых котлов в водонагрейный режим работы, использование безопасных и экономичных способов очистки поверхности нагрева от накипи и нагара, внедрение безреагентных моноблочных водоподготовительных установок, перевод котельных с мазута на газ;

- перевод котельных на местные виды топлива;

- установка в котельных электрогенерирующего оборудования;

- перекладка тепловых сетей предизолированными трубами;

- внедрение комплексной системы автоматизации и диспетчеризации котельных, тепловых сетей, ЦТП;

- тепловая реабилитация жилых и общественных зданий;

- внедрение приборов учёта, контроля и регулирования расхода ресурсов, включая оснащение квартир и жилых домов приборами учёта холодной, горячей воды и газа;

- перевод автомобильного городского коммунального транспорта на газ;

Первоочерёдные мероприятия:

- прокладка тепловых сетей предизолированными трубами;

-ликвидация длинных теплотрасс, децентрализация систем теплоснабжения со строительством котельной малой мощности;

- замена котлов с низким КПД на более экономичные;

- перевод котлов в водонагревательный режим работы;

- внедрение АСУ, диспетчеризации и мониторинг котельных, тепловых сетей, ЦТП;

- диспетчеризация сетей наружного освещения;

- внедрение сетей наружного освещения;

- внедрение систем АСУ ТП водоснабжения и водоотведения г. Минска;

- внедрение приборов учёта и регулирования потребления ТЭР.

Основные направления энергосбережения

Энергосбережение в теплотехнике, теплоэнергетике и тепловых технологиях необходимо сориентировать по нескольким основным направлениям: в системах электроснабжения, в вопросах теплообмена, в теплогенерирующих установках, котельных и тепловых сетях, в тепловых технологиях, в зданиях и сооружениях, а также за счет использования вторичных ресурсов и альтернативных источников энергии.

1. Энергосбережение в системах электроснабжения включает системы освещения, электротехники и электроники, электрические сети, электрические машины и аппараты, системы электрохимической защиты оборудования и трубопроводов промышленных предприятий и объектов жилищно-коммунального хозяйства.

Вопрос экономии электроэнергии многоплановый и нужен стратегический подход, для того чтобы максимально эффективно использовать все производственные мощности при минимально возможных энергетических затратах. Подход к экономии электроэнергии основан на использовании энергосберегающих технологий, которые призваны уменьшить потери электроэнергии. Существует немало устройств, которые позволяют добиться уменьшения потерь при работе оборудования, основными из которых являются конденсаторные установки и частотно-регулируемые приводы.

2. Энергосбережение в вопросах теплообмена базируется на законах теплопроводности, конвективного, лучистого и сложного теплообмена.

Теплотехника - отрасль знаний, изучающая теорию и технические средства превращения энергии природных источников в тепловую, механическую и электрическую энергии, а также теорию и средства использования теплоты для отопления, вентиляции, горячего водоснабжения, технологических нужд промышленности и ЖКХ.

Энергосбережение затрагивает вопросы интенсификации теплопередачи в теплообменных аппаратах, стационарной и нестационарной теплопроводности при различных граничных условиях, при внутреннем тепловыделении и наличии фильтрации, теплообмена излучением между телами и в газах, при кипении и конденсации.

Тепловые потери в трубопроводах с пенополиуретановой изоляцией в 2-2,5 раза ниже, чем при использовании конструкций с традиционными изоляционными материалами, в которых тепловые потери составляют более 20% отпускаемого тепла и составляют по Украине 78 млн. т у.т. в год. Удельная повреждаемость трубопроводов тепловых сетей с ППУ почти в 10 раз ниже, а долговечность в 1,5-2 раза выше по сравнению с применяемыми в России типами бесканальных и канальных прокладок, при использовании которых износ теплопроводов составляет 15% в год. Годовые затраты на эксплуатацию теплосетей с ППУ-изоляцией в 9-10 раз ниже, чем обычно. Капитальные затраты на строительство таких сетей в 1,5 раза ниже, чем при традиционной канальной прокладке.

Надежность конструкций возрастает при оснащении трубопроводов системой оперативного дистанционного контроля (ОДК) за состоянием изоляции. Пятилетний опыт применения этих систем в Киеве показал, что они позволяют осуществлять непрерывный или периодический контроль за состоянием изоляции и своевременно с высокой точностью выявлять места повреждений. В настоящее время в столице новые трубопроводы с пенополиуретановой изоляцией без системы ОДК в эксплуатацию не принимаются.

Изучение законов преобразования теплоты в другие виды энергии и теплообмена позволяют постигнуть основы работы различного рода тепловых, теплогенерирующих и теплотехнологических установок, тепловых двигателей и нагнетателей.

3. Энергосбережение в теплогенерирующих установках затрагивает вопросы расчета паровых и водогрейных котельных агрегатов, электродных котлов, гелиоустановок, геотермальных установок, котлов утилизаторов, теплонасосных установок. Разработка методик расчета теплогенерирующих установок (ТГУ), горения, теплового баланса, топочных камер, конвективных поверхностей нагрева, расхода топлива, позволяют выбрать наиболее экономичный и энергосберегающий вариант работы теплогенератора.

Классификация и устройство теплогенерирующих установок, обзор паровых, водогрейных, электродных котлов, гелиоустановок, вопросы эксплуатации котельных агрегатов, топочных устройств, оборудования водоподготовки, арматуры, контрольно-измерительных приборов и системы автоматики подробно описаны в монографиях.

4. Энергосбережение в производственных и отопительных котельных основывается на проектировании и расчете рациональных тепловых схем котельных для закрытых и открытых систем теплоснабжения, экономии энергоресурсов при работе паровых и водогрейных котельных установок, экономии и сбережения воды в котельной, использовании современных приборов регулирования, контроля, управления и экономии энергоресурсов при эксплуатации котельных.

Разработка методик и основных положений работы тепловых схем производственно-отопительных котельных, с паровыми и водогрейными котлами, расчета и подбора теплоэнергетического оборудования (теплообменников, насосов, тягодутьевых машин и др.), определения тепловых нагрузок и расхода топлива, позволяют выбрать наиболее экономичный и энергосберегающий вариант их работы.

5. Энергосбережение в тепловых сетях касается вопросов повышения качества воды для систем теплоснабжения, использования современных теплообменников на тепловых пунктах, установки приборов расхода воды и учета теплоты, применения современных технологий тепловой изоляции, замены элеваторных узлов на смесительные установки с датчиками температуры и расхода.

В настоящее время следует экономически обосновать и договориться между производителями и потребителями тепловой энергии, администрациями и предприятиями о том, при какой тепловой мощности потребителей экономичнее применять централизованную или децентрализованную систему теплоснабжения.

6. Энергосбережение в теплотехнологиях охватывает разработку критериев энергетической оптимизации при производстве, передаче или сбережения тепловой энергии, баланса теплоты, интенсификации процессов теплопередачи, современных способов сжигания топлива, использования паротурбинных, газотурбинных, холодильных установок, тепловых насосов и тепловых трубок, эффективной тепловой изоляции, разработку методик расчета технико-экономических показателей. Реализация новых и коренная модернизация действующих теплотехнологических систем возможны на базе современных технологических, энергетических, научно-методических и организационных основ.

7. Энергосбережение в зданиях и сооружениях строится на сбережении теплоты в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.

Энергосбережение в зданиях и сооружениях включает в себя различные устройства: вентилируемых наружных стен, вентилируемых окон, трехслойного или теплоотражающего (в инфракрасном излучении) остекления, дополнительного утепления наружных ограждений, теплоизоляции стен за отопительным прибором, застекленных лоджий. Кроме того, для энергосбережения в зданиях и сооружениях возможно применение воздушного отопления от гелиоустановок, а также с использованием теплонасосных установок и энергии низкого потенциала (конденсата, воды, воздуха).

В промышленных зданиях и сооружениях в дополнении к этому возможно применение газовых инфракрасных излучателей, периодического режима отопления, локального обогрева рабочих площадок теплотой рециркуляционного воздуха из верхней зоны помещения, прямое испарительное охлаждение воздуха, вращающихся регенеративных воздушных утилизаторов теплоты.

8. Энергосбережение за счет использования альтернативных (нетрадиционных и возобновляемых) источников энергии опирается на применении солнечных коллекторов и электростанций, тепловых насосов, гелиоустановок, фотоэлектрических и ветроэнергетических установок.

9. Энергосбережение за счет использования вторичных энергоресурсов (ВЭР) требует использования горючих, тепловых и ВЭР избыточного давления. Горючие - отходы технологических процессов термохимической переработки углеродистого сырья, горючие городские и сельскохозяйственные отходы. Тепловые - теплоносители, способные при определенных условиях выделять определенное количество теплоты. ВЭР избыточного давления - газы и жидкости, покидающие технологические аппараты под избыточным давлением и способные передать другому теплоносителю часть накопленной потенциальной энергии перед сбросом в окружающую среду.

Энергосбережение за счет использования ВЭР включает утилизацию теплоты уходящих топочных газов и воздуха, установки контактных теплообменников, использование холодильных установок в качестве нагревателей воды, использования теплоты сепараторов пара и пара вторичного вскипания конденсата, рециркуляцию сушильного агента.

Для решения задач энергосбережения в теплотехнике, теплоэнергетике и теплотехнологиях нужны высококвалифицированные специалисты, хорошо освоившие принципы проектирования и эксплуатации энергосберегающих технологий и оборудования.

В настоящее время, в век компьютерных технологий и программного обеспечения, в каждой организации и предприятии необходима программа энергосбережения и система комплексной диспетчеризации инженерного оборудования.

Система комплексной диспетчеризации инженерного оборудования включает:

* диспетчерский пункт с компьютерами и программным обеспечением, обеспечивающим доступ к технологическим параметрам и единое информационное пространство;

* энергоэффективные тепловые узлы с датчиками и автоматическими регуляторами температуры, расхода теплоносителя, учета тепловой энергии, учет потребления водопроводной воды;

* учет потребления электроэнергии всех потребителей; контроль и управление освещением;

* индикация загазованности, затопления и пожара в помещениях.

Система комплексной диспетчеризации инженерного оборудования должна иметь в распоряжении лабораторию энергоаудита с различными метрологическими характеристиками и функциями.

В функциональный состав лаборатории энергоаудита должны входить контрольно-измерительные приборы (КИП) и средства автоматизации с различными метрологическими характеристиками:

* измерители-регуляторы скорости и температуры воды, температуры и влажности воздуха в вентиляционных системах;

* измерители освещенности, параметров трехфазных, однофазных и высоковольтных систем;

* измерители содержания О2, СО2, СО, NОх, Н2, СН4, давления и температуры в топочных дымовых газах;

* измерители скорости вращения подвижных элементов;

* контроллеры для систем кондиционирования, отопления и горячего водоснабжения, приточной и вытяжной вентиляции;

* контроллеры для технологического оборудования и холодильных машин, установок тепловлажностной обработки и печей;

* счетчики, таймеры, измерители расхода;

* приборы для управления насосами, сигнализаторы уровня;

* термопреобразователи, блоки питания и модули входа/выхода;

* средства сбора данных и проведения термографических исследований, включающих адаптеры и преобразователи интерфейса RS-232/RS-485, а также супервизорный контроль с программами типа ОРМ (OWEN PROCESS MANAGER) или SCADA-система (Supervisory, Control and Data Acquisition).

Вывод

Бурное развитие производства средств учета тепла, начавшееся после внедрения Правил учета тепловой энергии и теплоносителя 1995 года, позволило вплотную приблизиться к цивилизованным формам взаимоотношений между поставщиками и потребителями энергоносителей, принятыми во всех ведущих экономических державах. Расчеты потребителей с поставщиками энергоносителей по нормативным значениям медленно, но верно отходят в прошлое. Это отрадный факт.

О необходимости полного приборного учета потребления энергоносителей говорилось многократно. Более того, в Гражданском кодексе Украины закреплена норма, по которой расчет за энергоносители должен производиться по фактическим данным, установленным с помощью приборов учета. Таким образом, внедрение узлов учета это не только приближение к цивилизации, но и выполнение закона.

Вместе с этим, даже если будет обеспечен полный и всеобъемлющий учет потребления энергоносителей, реального улучшения качества энергоснабжения мы не получим. Причин этому несколько, главная из которых - централизованное энергоснабжение, когда рынок энергоносителей сосредоточен в руках 2-3 крупных компаний. Ситуация сложилась таким образом, что отношения между потребителями и поставщиками строятся по чисто рыночным принципам, без учета монопольного положения поставщиков. Потребитель энергоресурсов поставлен примерно в те же условия, что и просто покупатель в магазине. Только покупатель, если его не устраивает товар, может пойти в соседний магазин, наконец, просто отказаться от покупки товара. У потребителя энергоресурсов такой возможности нет: магазин один, качество товара только то, что есть, а отказаться, по понятным причинам, невозможно. Подобная ситуация не является чем-то особенным - так устроена система, другой не будет! Поэтому, наиважнейшей задачей является организовать процесс таким образом, чтобы не ущемлялись интересы поставщиков и потребителей. И именно поэтому, просто учет потребления является, говоря языком математиков, необходимым, но недостаточным условием.

Регулированием взаимоотношений поставщиков и потребителей энергоресурсов должно заниматься государство. Это аксиома. Для этого у государства имеется два инструмента: регулирование тарифов и определение мер ответственности каждого участника процесса за невыполнение своих обязательств. Поставщики должны отвечать за своевременную поставку энергии в нужном объеме и надлежащего качества. Потребители должны вовремя оплачивать счета. Следует понимать, что ни один человек не заинтересован в том, чтобы поставить энергосберегающие предприятия в безвыходное положение. Некоторые политики, в угоду сиюминутной выгоде, предлагают установить низкие тарифы на тепло и электроэнергию, забывая о том, что таким нехитрым образом можно привести к катастрофе всю систему энергоснабжения. Если установленный тариф не будет давать возможности поставщикам нормально развиваться, проводить модернизацию оборудования и т.д. - система рухнет. А при нормальном развитии отрасли процветают не только компании, занимающиеся производством и поставкой энергоносителей. Для развития необходимо оборудование, а это значит заказы и деньги в смежные области, дополнительные рабочие места, поступления в бюджеты и т.д. Во всех развитых странах энергетика - «локомотив», тянущий за собой всю промышленность.

Список используемых источников

1. Орлова Р.И., Зайцев Л.К., Пронин А.З. Экономика жилищно-коммунального хозяйства М.: Экономика, 1997. 270 с.

2. Теплоэнергетика и теплотехника. Общие вопросы/под ред. В.А. Григорьева, М.И. Зорина. М.:Энергия, 1996. 143 с.

3. Б.И. Врублевский «Основы энергосбережения». Гомель 2003 г.

4. Журнал «Городское хозяйство » декабрь 2003 года (с.2-7)

5. Л. А. Дубовик «О работе по энергосбережению в РБ».

6. Журнал «Энергоэффективность», октябрь 2004 года (ст.2-3)