Учебник - Энергосбережение в теплоэнергетике и теплотехнологиях (989625), страница 18

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 18)

Разница фактического и расчетно-нормативного потребления энергии составит основную величину резерва экономии энергоресурсов. Использование для покрытия энергетических нагрузок вторичных энергетических ресурсов увеличит резерв экономии энергии. Анализ топливно-энергетического баланса промышленныхпредприятий и составление научно-обоснованного топливно-энергетического баланса часто позволяют выявить значительные резервы экономии энергии.Помимо указанных видов энергоаудита особое место занимает так называемый инструментальный аудит.Под инструментальным аудитом (ИА) согласно [12] понимают обследование объекта или его частей, выполняемое квалифицированными (подготовленными, имеющими лицензию на право проведения энергетических обследований) независимыми специалистами, с помощью сертифицированных и поверенных инструментов (средств измерений, как правило, автономных), которое имеетцелью получение достоверной информации о потреблении ресурсов, параметрах состояния оборудования и коммуникаций объекта, объемах и качестве вырабатываемых продуктов, степенииспользования отходов.Инструментальное обследование (ИА) применяется для восполнения отсутствующей информации,которая необходима для оценки эффективности энергоиспользования, но не может быть полученаиз документов или вызывает сомнение в достоверности.В числе задач, решаемых с помощью ИА можно назвать: определение количественных значений икачества потребляемых ресурсов (в частности - энергоносителей, воды и т.д.) как в статическихмоделях, так и в динамических; диагностика и мониторинг параметров состояния оборудованияобъекта промышленного предприятия или ЖКХ; определение количественных значений и качествавырабатываемых продуктов (в частности таких, которые могут выступать в роли вторичных ресурсов) и оценка количества и степени (качества) утилизации отходов.К задачам ИА относятся и экспресс-измерения (или однократные измерения) - отдельные разовыезадачи получения объективной информации о параметрах состояния объекта.23Однократные измерения - наиболее простой вид измерений, при котором исследуется энергоэффективность отдельного объекта при работе в определенном режиме.

Примером может служитьизмерение КПД котла, обследование насосов, вентиляторов, компрессоров и т.д. Для однократныхизмерений достаточен минимальный набор измерительных приборов, оснащение которых записывающими устройствами не обязательно.В зависимости от поставленных задач, специфики объекта, выделенных финансовых средств, выбираются подходы к выполнению ИА. Если ставится задача короткого разового инструментальногообследования (экспресс-измерений), то при этом обычно используются статические модели процессов и выполняются, как правило однократные прямые или косвенные измерения.

Такой методИА иногда называют диагностикой в отличие от мониторинга, в котором используются уже динамические модели объектов и требуется определить поведение исследуемых величин в течениедостаточно длительного времени (например, в течение недели).В процессе ИА промышленных предприятий и отдельных его объектов возникает необходимость визмерении: статических (однократные) и динамических (длительная регистрация) контактных ибесконтактных измерений температуры; статических (однократные) и динамических (длительнаярегистрация) измерений расхода жидкости; статических (однократные) измерений влажности, температуры, скорости воздушного потока, давления, освещенности как внутри помещений, так и снаружи; анализа состава газов для оценки процессов горения, оценки КПД котла и определенияудельных норм расхода топлива на выработку 1 Гкал тепла и т.д.В задачу длительных измерений могут входить: регистрация часовых, суточных, недельных графиков нагрузки одно- и трехфазных электрических сетей (активной и реактивной мощности и энергии); оценка основных показателей качества электроэнергии; регистрация пусковых параметровэлектропривода и скорости оборотов; графиков нагрузок, симметрии нагрузки фаз; проверка параметров электрической изоляции и заземления; многоканальная регистрация суточных и недельныхграфиков температуры, влажности, расхода жидкостей и газов; оценка состояния теплотрасс, поиск дефектов, мест утечек, определение качества изоляции т.д.Выполнение ИА проходит в общем случае в несколько этапов [12]: анализ задач обследования;выбор измерительного и компьютерного оборудования по функциональным возможностям, метрологическим и эксплуатационным характеристикам; выбор коллектива специалистов инструментального аудита (или подготовка собственной бригады); подготовка экспериментов; выполнениеэкспериментов; обработка и представление результатов.5.3.Инструментальный энергоаудитПриборы для энергоаудитаМатематически тепловая энергия изменяющегося теплового потока теплоносителя, прошедшаячерез трубопровод за определенный интервал времени, в общем случае может быть представлена, какt1t1t0t0Q = ∫ mh dt = ∫ Vh dtгде m - массовый расход теплоносителя, V - объемный расход теплоносителя, h - энтальпия теплоносителя, t0 и t1 - моменты времени, соответствующие началу и окончанию измерений.Энтальпия является функцией температуры и давления теплоносителя.

Таким образом, тепловаяэнергия зависит от текущих параметров теплоносителя (массового расхода, температуры и давления) и интервала времени, в течение которого проводятся измерения. Уравнение измерений тепловой энергии при реализации в средствах измерений, методиках выполнения измерений преобразуют, заменяя интеграл конечными суммами, а энтальпию и плотность теплоносителя выражаютчерез соответствующие уравнения состояния.Q i = ∑ G ih i24где Qi-тепловая энергия, соответствующая i-ому интервалу времени, Gi-масса теплоносителя,прошедшего через трубопровод за i-й интервал времени, hi-энтальпия теплоносителя, соответствующая i-ому интервалу времени, n-количество интервалов времени измерения. Погрешность измерений в результате замены интеграла суммой указывается в паспорте прибора или приводитсяв методике выполнения измерений. Вычислительный алгоритм, заложенный в прибор, должен соответствовать схеме подключения потребителя и обязательно соответствовать Правилам учетатепловой энергии.Универсальным уравнением расчета потребленной тепловой энергии, которое должно реализовываться в системе учета тепловой энергии, является следующее:Q = G1 (h1 − h вх ) − G 2 (h 2 − h вх ) ,где G1 - расход теплоносителя по подающему трубопроводу, h1 - энтальпия теплоносителя в подающем трубопроводе, G2 - расход теплоносителя в обратном трубопроводе, h2 - энтальпия теплоносителя в обратном трубопроводе, hвх - энтальпия холодного теплоносителя, поступающего всистему.Уравнение названо универсальным потому, что применимо как для закрытых, так и для открытыхсистем теплоснабжения.

Схема и алгоритм измерения любого теплосчетчика должны реализовывать универсальное уравнение. Для этого на прямом и обратном трубопроводах измеряются массовые расходы, температуры и давления теплоносителей. Алгоритм расчета содержит определение энтальпии (или плотности) для каждого потока по измеренным температурам и давлениям ивычислению разности в каждый момент времени, в который регистрируются текущие параметры, ивычисляется потребляемая тепловая мощность.Классификация теплосчетчиковПо заложенному в конструкцию узла учета алгоритму вычисления следует различать комплекты,предназначенные для работы только в закрытых системах и универсальные, котррые будут правильно работать как в закрытых, так в открытых системах. За рубежом распространены только закрытые (в том числе и индивидуальные) системы теплопотребления.

Поэтому практически всеприборы учета выпускаемые западными фирмами предназначены для работы в закрытых системах теплопотребления.Другая классификация теплосчетчиков - по типу приборов, измеряющих расходы и входящих вкомплект теплосчетчика. По принципу действия различают расходомеры:1) на сужающем устройстве (диафрагма, сопло, труба Вентури)2) ротационные (крыльчатые) расходомеры3) электромагнитные4) ультразвуковые5) шариковые расходомеры6) вихревые.Первый тип теплосчетчиков методически наиболее отработан и применяется в течение относительно длительного времени. К недостатку следует отнести их относительную сложность и наличие вполне определенного гидравлического сопротивления, уменьшающего располагаемый перепад давления в системе теплопотребления. Не везде возможно применение такого типа теплосчетчика без ограничения качества теплоснабжения.Второй тип теплосчетчиков основан на ротационном принципе и требует гарантированного качества теплоносителя по чистоте от взвесей и вредных или агрессивных примесей.Теплосчетчики, основанные на электромагнитном принципе измерения расхода чувствительны ксодержанию железоокисных отложений в трубопроводах.

В условиях России распространены системы со стальными трубопроводами и стальными отопительными приборами. Сами системы имеют неудовлетворительные показатели по содержанию воздуха (и кислорода) в циркулирующей всистемах воде.25Метрологически наиболее перспективны ультразвуковые расходомеры в составе теплосчетчиков.Существенным преимуществом электромагнитных и ультразвуковых преобразователей давленияявляется то, что они не представляют гидравлического сопротивления.Шариковые расходомеры обладают достаточной точностью и простотой конструкции. Кроме того,они не предъявляют жестких требований к качеству теплоносителя (воды).Подводя итоги к выбору типа преобразователя давления в составе комплекта для измерения количества тепловой энергии следует отметить, что наиболее проработанными в методическом плане и достоверными в своем диапазоне измерений являются теплосчетчики использующие традиционный метод измерения перепада давления на сужающем устройстве (например, СПТ-920,СПТ-941, СПТ-960).

Его наладка и эксплуатация требует определенной подготовки пользователя.Приборы, основанные на других принципах измерения давления: вихревом, электромагнитном иультразвуковом имеют ряд указанных преимуществ, но и обладают индивидуальными слабымисторонами. Например, электромагнитные датчики чувствительны к содержанию соединений железа в воде, ультразвуковые расходомеры чувствительны к твердым взвесям и газовым включениям,у расходомеров типа вертушек ненадежна механическая часть.При выборе теплосчетчика важно убедиться, что заложенный в нем вычислительный алгоритм соответствует схеме подключения потребителя. Кроме того следует обращать внимание на требования датчиков к качеству воды, это обеспечит надежную работу датчика в течение всего периодаэксплуатации.

Характеристики

Список файлов книги