Данилов Н.И., Щелоков Я.М. Основы энергосбережения

Подождите немного. Документ загружается.

Н.И. Данилов, Я.М. Щелоков Основы энергосбережения Глава 9. Энергетические обследования

• проверка состояния измерений и учета потребляемых энергоресур-

сов.

Техническое задание на проведение энергетического обследования

является важной частью договора и устанавливает наименование работы и

основание для ее выполнения, отчетность и порядок приемки результатов.

Ресурсы для энергетического обследования. Процедура энергети-

ческого обследования исполняется наиболее продуктивно, если осуществ-

лено ресурсное обеспечение:

• люди, эксперты, персонал;

• приборы, устройства для измерений и контроля;

• методики, правила, регламент обследования;

• финансовое обеспечение.

Бригада экспертов, привлекаемая к проведению энергетического

обследования, формируется специализированной организацией, аккреди-

тованной в установленном порядке. Персональный состав бригады суще-

ственного значения не имеет. Важнее, чтобы в бригаде собирались люди,

действительно профессионально подготовленные и способные работать в

единой команде. Профессионализм определяется не только базовым выс-

шим образованием или ученой степенью, но достаточным стажем работы и

обязательным дополнительным обучением и аттестацией по программе об-

следования.

Эксперты, их работоспособность, квалификация и независимость,

структуры бригады решительно определяют качество итогового докумен-

та, качество обследования. Взаимоотношения с собственным персоналом

предприятий должны строиться на доверии и сотрудничестве, но при этом

очень важно сохранить независимость команды. Состав бригады должен

быть так подобран, чтобы определить все возможные способы экономии

энергии и затрат. Персонал предприятия проходит каждый день мимо по-

терь и утечек, не замечая их, в то же время внешний эксперт обнаруживает

их с первого взгляда. Обследование проводится внешними, независимыми

239

Н.И. Данилов, Я.М. Щелоков Основы энергосбережения Глава 9. Энергетические обследования

экспертами, но персонал предприятия ответствен за достижение экономии

энергоресурсов.

Приборный парк, используемый при обследовании, обеспечивает

при квалифицированном обслуживании получение необходимой достовер-

ной и полной информации о потреблении энергетических ресурсов и их

качестве. Существенным моментом является необходимость сертификации

импортных приборов, своевременной поверки и калибровки. Создание эф-

фективных поверочных средств тоже представляет важную задачу.

Методика и технология обследования должны быть регламентиро-

ваны нормативными документами. Правила энергетических обследований

специфичны для предприятий и организаций разных отраслей и хозяйст-

венных комплексов, разных организационно-правовых форм. Особенности

правил обследования могут быть столь существенны, что создание единых

правил окажется невозможным. Это обстоятельство требует специальных

и глубоких исследований.

Финансовое обеспечение, возможно, является главным элементом

поиска энергорасточительности. Очевидно, что расходы, необходимые для

обследования, должны быть покрыты экономией энергоресурсов или фи-

нансовых средств, затрачиваемых на приобретение энергоресурсов. Мно-

гочисленные обследования предприятий разных форм собственности по-

зволяют утверждать, что экономическая эффективность только обследова-

ния составляет 3 – 6 % от потребляемых ресурсов. Структура затрат на об-

следование может быть представлена диаграммой (рис. 9.1).

План энергетического обследования может быть составлен только

применительно к конкретному предприятию. При этом, независимо от

продолжительности, обследование выполняется в четыре стадии:

стадия 1 – предварительная;

стадия 2 – обследование по документам и статистической отчетности;

стадия 3 – приборные измерения и испытания;

стадия 4 – заключительная.

240

Н.И. Данилов, Я.М. Щелоков Основы энергосбережения Глава 9. Энергетические обследования

Начисления на

зарплату

11,9%

Зарплата

29,7%

Плановая

рентабель-

ность 4,8%

Работы

сторонних

организаций

12,2%

Накладные

расходы

7,4%

Инженерно-

техническое

обслуживание

9,2%

Оборудование

11,1%

Расходуемые

материалы

2,6%

Командировки

11,1%

Рис. 9.1. Структура затрат на энергетическое обследование

Количество этапов, содержание и продолжительность каждого и со-

став привлекаемых к обследованию экспертов определяются договором, но

в любом случае все четыре стадии совершенно необходимы.

Составление, заполнение и сверка опросных листов, осуществляе-

мые на первой стадии, являются необходимой и обязательной частью об-

следования. Качество опросных листов во многом определяет качество

итогового документа. В зависимости от назначения и глубины энергетиче-

ского обследования содержание опросного листа может быть различным.

Один из возможных вариантов опросного листа представлен в приложе-

нии. Регулирование содержания опросного листа осуществляется в момент

составления и подписания плана и программы обследования.

Анализ общезаводских систем при обследовании предприятия яв-

ляется наиболее важной частью этой работы, поскольку именно здесь

формируются идеи, предложения и проекты, на основе которых может

быть подготовлен блок малозатратных и организационных мероприятий по

экономии энергоресурсов и затрат на их приобретение.

Система измерений и учета – это первое, с чего начинается энерго-

сбережение. Более того, если поступающие энергоресурсы не учитывают-

241

Н.И. Данилов, Я.М. Щелоков Основы энергосбережения Глава 9. Энергетические обследования

ся, то никакие меры экономии не могут быть реализованы. При анализе

системы изучается целый спектр вопросов – от метрологических до чисто

организационных.

Система автоматизации и регулирования технически близка пре-

дыдущей.

Система договорных отношений. То, как на предприятии заклю-

чаются, поддерживаются и изменяются договоры с энергоснабжающими

организациями и субабонентами, показывает уровень правовой и докумен-

тальной культуры предприятия. И уж конечно, технология исполнения

требования договоров дает основание судить о серьезности энергосбере-

гающих намерений администрации предприятия.

Система подготовки персонала. Качество персонала, в первую

очередь энергетического, во многом определяет эффективность энергосбе-

регающих мероприятий, и поэтому анализ персонала, его квалификация,

основное образование, переподготовка и повышение квалификации позво-

ляют выработать необходимые меры.

Система стимулирования энергосбережения и поддержки энерго-

сберегающих мероприятий. В подавляющем большинстве случаев именно

эта общезаводская система в наименьшей степени разработана в настоящее

время. Совершенствование этих общезаводских систем может быть осуще-

ствлено непосредственно сразу после проведения обследования.

Обследуемые объекты и энергоресурсы. Перечень типовых объек-

тов и содержание работ приведены в табл. 9.1.

Перечень обследуемых ресурсов и направления их использования на

предприятиях достаточно широк:

Электроэнергия – освещение, силовое потребление, технологическое

потребление, потери в электрических сетях.

Тепловая энергия – отопление и вентиляция (пар, горячая вода), тех-

нологическое тепло, состояние теплозащиты зданий, холодильные уста-

242

Н.И. Данилов, Я.М. Щелоков Основы энергосбережения Глава 9. Энергетические обследования

Таблица 9.1

Типовые объекты и работы, выполняемые при энергоаудите

Поз. Объект Содержание работы

1 Распредели-

тельные пунк-

ты и транс-

форматоры

Снятие суточных и недельных графиков нагрузки и реактив-

ной мощности, температуры контактов и проводников. Вы-

равнивание фаз, оптимизация графиков и нагрузок трансфор-

маторов, снижение пиковой мощности, компенсация реактив-

ной мощности.

2 Электропривод Измерение графиков нагрузок, пусковых параметров, провер-

ка состояния и соответствия мощности двигателей. Проверка

компенсации реактивной мощности и качества сети.

3 Котлы, печи Измерение режимных параметров, состава и температуры

дымовых газов, присосов, составление теплового баланса,

проверка качества питательной и продувочной воды, характе-

ристик насосов, вентиляторов и дымососов, состояния и каче-

ства изоляции. Составление режимной карты.

4 Бойлеры, теп-

лообменники

Проверка теплопередачи, гидросопротивления, состояния и

качества изоляции, герметичности контуров.

5 Паровые сис- Проверка параметров пара, состояния конденсатоотводчиков,

изоляции, утечек, наличие воздуха и неконденсируемых газов,

пролетного пара, возврат конденсата.

темы

6 Сжатый воздух Тестирование электропривода, загрузки и режима работы

компрессоров, системы регулирования давления, очистки и

осушки, гидравлических параметров воздухопроводов, уте-

чек, давления у потребителя, системы охлаждения компрессо-

ров, состояния градирен, объема подпитки.

7 Отопление,

вентиляция и

кондициониро-

вание

Измерение расхода, прямой и обратной температур теплоно-

сителя, характеристик электропривода насосов и вентилято-

ров, температур и влажности воздуха в помещениях и снару-

жи, инфильтрации, кратности воздухообмена, рециркуляции.

Снятие графиков нагрузок, составление теплового и водяного

балансов. Тестирование систем регулирования и учета.

8 Освещение Снятие суточных и недельных графиков нагрузки. Проверка

соответствия уровня освещенности категории помещения и

рабочего места, состояния окон и осветительных приборов,

использования естественного и местного освещения.

9 Водоснабжение Снятие графиков водопотребления. Тестирование утечек и

непроизводительных потерь, соответствия качества воды тех-

нологическим требованиям. Проверка насосов, градирен,

фильтров и другой арматуры.

10 Холодильные Измерение графиков нагрузок, характеристик холодильного

цикла, вторичного контура, электропривода компрессоров,

вентиляторов и насосов, системы регулирования, охлаждения.

установки

11 Здания Проверка качества с определением количественных теплотех-

нических характеристик ограждающих конструкций, остекле-

ния, уплотнения дверных и оконных проемов. Комплексное

исследование систем отопления, вентиляции и кондициони-

рования, освещения и водоснабжения.

243

Н.И. Данилов, Я.М. Щелоков Основы энергосбережения Глава 9. Энергетические обследования

новки, потери в тепловых сетях, собственная котельная, водоразбор горя-

чей воды.

Газ – природный; сжиженный.

Уголь – установки слоевого сжигания, пылеприготовление; очистка

дымовых газов.

Нефтепродукты – котельно-печное топливо, моторное топливо.

Вода – питьевая; техническая; оборотное водоснабжение, водоотве-

дение, очистные сооружения.

Вторичные энергоресурсы – электроэнергия; тепловая энергия, сжа-

тый воздух, газы; прочие вторичные ресурсы; утилизация отходов.

Заключительный отчет содержит ряд блоков аналитического, про-

гнозного и проектного характера.

Расчет удельных расходов энергоресурсов на производство продук-

ции осуществляется хорошо известными способами. Удельный расход ши-

роко используется как главный показатель энергоемкости продукции. Су-

щественным является здесь то, что продукция учитывается в натуральном

измерении. Известные проблемы, возникающие при выпуске многоно-

менклатурной продукции и при производстве услуг, следует пытаться раз-

решить применительно к каждому предприятию.

Анализ энергетической составляющей себестоимости продукции.

Сегодня достаточно широко распространено мнение о том, что именно вы-

сокие энергетические затраты сделали дорогой и неконкурентоспособной

продукцию предприятий. Энергетическое обследование, в частности ана-

лиз энергетической составляющей продукции, чаще всего показывает пол-

ную несостоятельность такого мнения. Но анализ при этом должен быть

предельно глубоким и достоверным.

Анализ энергетической эффективности продукции и услуг должен

проводиться в форме сертификации, но сертификации по энергоэффектив-

ности, а не по безопасности, как это делается до сих пор. А пока этого не

произойдет, анализ следует проводить в форме аттестации или аккредита-

244

Н.И. Данилов, Я.М. Щелоков Основы энергосбережения Глава 9. Энергетические обследования

ции. При этом следует иметь к виду, что повышение энергетической эф-

фективности продукции, будь то электроприбор, подшипник или кастрю-

ля, как правило, совпадает с улучшением и иных потребительских свойств.

Энергетический паспорт предприятия постепенно становится не-

обходимым техническим документом, определяющим техническое состоя-

ние и условия эксплуатации оборудования [37].

Прогноз электропотребления предприятия строится на перспективу

порядка пяти лет при разных сценариях развития производства, энергосбе-

регающих мероприятиях.

План мероприятий по экономии энергетических ресурсов. Реко-

мендуемые энергосберегающие мероприятия разрабатываются на основе

выявленных проблем для снижения неэффективного потребления энерго-

ресурсов. Пояснение технической сущности предлагаемых мероприятий,

оценка потенциала энергосбережения, оценка экономических эффектов –

необходимые элементы этого плана. Все мероприятия целесообразно раз-

делить на три блока:

• организационный,

• технологический,

• инвестиционный.

Организационные мероприятия – это, как правило, малозатратные

мероприятия, осуществляемые в порядке текущей деятельности предпри-

ятия.

Технологические мероприятия могут выполняться за счет собствен-

ных средств предприятия и предусматривают технологические усовершен-

ствования на предприятии.

Инвестиционные мероприятия предусматривают коренную пере-

стройку производства, смену технологии и требуют дополнительных инве-

стиций, как правило, с привлечением заемных средств.

Бизнес-планирование энергосберегающих мероприятий выполняется

в тех случаях, когда инвестиционные мероприятия сулят серьезные пре-

245

Н.И. Данилов, Я.М. Щелоков Основы энергосбережения Глава 9. Энергетические обследования

имущества для предприятия. Но бизнес-план – это серьезная и кропотли-

вая работа, требующая дополнительного времени и многих дополнитель-

ных сведений, и поэтому выполняется за пределами энергетического об-

следования. Содержание бизнес-плана в каждом конкретном случае будет

в значительной мере отличаться, но глубина его проработки должна быть

достаточной, чтобы судить об основных технологических и экономических

показателях.

9.4. Управление спросом на энергию

Коммерческие интересы электрокомпаний и их потребителей, как

правило, не совпадают. Это можно показать на примере электроснабжения,

когда поставщику необходимо учитывать не только потребности потреби-

телей энергии, но и формирующиеся пиковые нагрузки, которые требуют

кратковременного включения в работу дополнительных мощностей. Ины-

ми словами, поставщикам (энергосистемам) приходится постоянно про-

гнозировать величину данного параметра [11].

Пиковая нагрузка важна в краткосрочном (недельном или месячном)

прогнозе, который должен указывать, сколько станций должны быть гото-

вы произвести энергию в следующие часы. Электрические системы в на-

стоящее время работают в условиях строгих экономических и технических

ограничений, поэтому управление ими должно быть нацелено на воспро-

изведение всех вовлеченных переменных. Это возможно при применении

больших компьютеров даже для краткосрочного (ежедневного или ежене-

дельного) планирования производства энергии.

Важную роль играет краткосрочный прогноз нагрузки, который дис-

петчер использует для планирования (распределения нагрузки, гидротер-

мической координации и т.д.) и для проверки стабильности и безопасности

246

Н.И. Данилов, Я.М. Щелоков Основы энергосбережения Глава 9. Энергетические обследования

системы; его необходимо учитывать и при решении вопросов обмена элек-

троэнергией с другими системами. Любая ошибка в прогнозе нагрузки

влечет большие затраты либо на ввод в работу нескольких пиковых гене-

раторов, либо на поддержание избыточного горячего резерва.

Краткосрочный прогноз основан на суперпозиции основных и до-

полнительных данных. Основные данные связаны главным образом с ка-

лендарем, т. е. нагрузка – средневзвешенная величина нагрузок, измерен-

ных в один и тот же час в течение 1-3 предыдущих дней (рабочие дни счи-

таются отдельно от субботы и воскресенья); в некоторых случаях исполь-

зуется база данных, охватывающая большое количество недель того же се-

зона за несколько лет. Дополнительные данные обычно связаны с погод-

ными условиями (температура, влажность, ветер и т.д.); конечно, влияние

температуры зимой и летом имеет противоположные знаки. Опыт показы-

вает, что должны рассматриваться как фактическая температура, так и от-

личие её от температуры предыдущего дня и что необходимо принимать во

внимание нелинейность функции и временные задержки.

Естественно, все это создает большие неудобства в работе электро-

компаний. Причем электрокомпании стремятся снизить пиковые нагрузки,

чтобы уменьшить необходимые добавочные мощности и снизить затраты

на обеспечение этого пикового спроса. Они также хотели бы увеличить

непиковый спрос, чтобы улучшить использование электростанций.

Есть несколько методов решения этой проблемы:

- прямое управление пиковым спросом может быть достигнуто пу-

тем непосредственного отключения, переключения или изменения режима

работы конечных потребляющих устройств (центральных кондиционеров,

электрических обогревателей и т.д.); в промышленности могут быть уста-

новлены ограничители спроса;

- косвенные методы управления основаны на подаче покупателям

через цену сигналов, побуждающих их изменить характер использования

электроэнергии. Наиболее общая форма этих сигналов – тарифы, завися-

247

Н.И. Данилов, Я.М. Щелоков Основы энергосбережения Глава 9. Энергетические обследования

щие от сезона и времени суток, или специальные льготы при прерываю-

щихся нагрузках.

С увеличением числа независимых промышленных производителей

электроэнергии проблемы управления нагрузкой должны решаться и при

местном производстве энергии, где часто задерживаются инвестиции, тре-

буемые для обеспечения выгодных режимов работы.

Любой тип управления нагрузкой требует специфического энергети-

ческого анализа расходов и доходов для двух сторон.

Приведем пример такого энергетического обследования по управле-

нию спросом на электроэнергию из зарубежной практики [11]. Вызвано это

тем, что в наш переходный период на рыночные отношения в энергетике

зарубежный опыт будет представлять несомненный интерес.

Введение

Рассматривается небольшой многофункциональный региональный

государственный университет, в котором обучаются примерно 12000 сту-

дентов, находящийся в городе Коммерс, штат Техас.

К университету относится 100 зданий разных сроков постройки, на-

чиная с 1894 г. Повышение цен на энергию вызвало необходимость разра-

ботки программы энергосбережения. Здания оборудованы практически

всеми видами систем освещения и высокого напряжения и во многих слу-

чаях достаточно стары, что создает сложность в обслуживании.

Предложение

Первоначально предложено обследовать 24 здания, потребляющих

более 85 % общего количества энергопотребления университета. Цель этой

работы – исследование механических и электрических систем для выра-

ботки рекомендаций по изменению использования энергии и требований

по обслуживанию.

Планирование работы

Ведущий инженер проекта составил план, описывающий задачи,

248