Анализаторы электропотребления
Анализаторы электропотребления служат для измерения и регистрации в течение длительного времени параметров трехфазных и однофазных электрических сетей. Даже при наличии электросчетчиков не всегда легко получить график нагрузки того или иного потребителя. С помощью анализатора данная задача решается легко, без существенных затрат времени. Полученная информация может быть выведена в виде графиков с помощью встроенного принтера или перенесена на компьютер для дальнейшего анализа с помощью любых наиболее распространенных пакетов. Пример графика приведен на рисунке:
Подключение прибора может осуществляться без нарушения питания, поскольку он оснащен комплектом разъемных трансформаторов тока.
Оснащение прибора оптическим датчиком дает возможность получения графиков нагрузки для потребителей >1000В, а также графиков расхода любых других видов ресурсов, если установлены счетчики со стрелочными или дисковыми механизмами.
При проведении измерений мгновенных значений параметров электрических сетей целесообразно пользоваться токоизмерительными клещами, которые при микропроцессорном исполнении позволяют получить значения тока, напряжения, активной и полной мощности, cosϕ и частоты.
6.8. Накопители данных
Накопитель данных (дата-логгер) служит для записи через определенные интервалы времени во внутренней памяти прибора числовых значений, характеризующих тот или иной параметр.
|
|
|
Накопитель данных является универсальным прибором, поскольку может распознавать и обрабатывать (являясь одновременно аналого-цифровым преобразователем) сигналы, поступающие практически в любом стандартном формате - 4-20мА, -20-20В и т.п.
Поскольку практически все современное измерительное оборудование имеет выходы со стандартным форматом сигнала, то дата-логгер может фиксировать значения любых величин - давления, расхода или скорости жидкости, тока и т.д. Помимо этого, накопители данных, как правило, имеют входы для непосредственного подключения термопар и, таким образом, измерения и регистрации температуры. Например, накопитель данных при использовании с расходомером жидкости и термопарами может выполнять функции теплосчетчика.
Для каждого из каналов, количество и назначение которых варьируется для различных моделей накопителей, может программно устанавливаться интервал сканирования, усреднения и формат канала, время начала и окончания записи.
Для дальнейшего использования накопленной информации дата-логгер оснащается стандартным портом (RS232) и поставляется с программным обеспечением для переноса данных в компьютер и их обработки.
|
|
|
6.9. Дополнительное оборудование
Помимо рассмотренных выше наиболее часто применяемых типов оборудования могут быть полезными и другие приборы, среди которых можно выделить следующие:
· измеритель влажности и температуры;
· манометр;
· мультиметр;
· люксметр;
· тахометр;
· определитель утечек токсичных газов;
· ультразвуковой течеискатель газо-, воздухо-проводов и емкостей;
· тестер конденсатоотводчиков;
· анализатор качества воды.
Очень полезно иметь в наличии переносной персональный компьютер с комплектом необходимых программных средств для считывания данных с приборов и для их первичного анализа непосредственно на месте проведения энергоаудита.
Лекция 7. Критическое рассмотрение энергопотоков.
7.1 Цели третьего этапа
Целью данного этапа является критический анализ собранной на предыдущих этапах информации для того, чтобы предложить пути снижения затрат на энергоресурсы. Существуют три основных способа снижения энергопотребления:
· исключить нерациональное использование;
· устранить потери;
· повысить эффективность преобразования.
Типичными участками неоправданного использования сжатого воздуха, например, могут быть охлаждение или очистка.
|
|
|
Источниками потерь энергии могут быть чрезмерный перегрев печи, оставленное включенным оборудование в нерабочее время, утечки при распределении, чрезмерное давление пара или сжатого воздуха в системе.
Низкая эффективность преобразования энергии - плохой КПД котла, компрессора сжатого воздуха, холодильного оборудования или их неэффективная эксплуатация.
После выявления источников потерь и участков нерационального использования энергии, можно двигаться дальше к разработке предложений и проектов по улучшению ситуации.
Изначальный проект системы может не быть оптимальным. Часто выбирается легкое решение или решение с низкими капитальными затратами, и не берутся в расчет эксплуатационные расходы. Особенно это характерно для российских предприятий, которые вводились в эксплуатацию, когда цены на энергоресурсы были существенно ниже сегодняшних. Не следует признавать статус кво без вопросов.
Вы должны установить, являются ли энергопотоки рациональными по направлению и по величине. Для этого нужен опыт, а также информация об основных показателях энергопотребления других предприятий рассматриваемой отрасли - удельное энергопотребление и т.п.
|
|
|
Для выбора наилучших решений требуется понимание процессов и знание соответствующих технологий. Будет полезна помощь более опытных коллег, имеющих богатый опыт обследования технологического оборудования разных отраслей промышленности, а также консультации специалистов с хорошим знанием конкретно рассматриваемой отрасли.
7.2 Последовательность при обследовании энергетических систем
Любую энергетическую систему можно представить в виде трех стадий - преобразование, распределение и использование. На каждом предприятии имеются как минимум две последние стадии из трех. Если предприятие не имеет своего генератора электрической мощности, то имеется распределительная сеть и присоединенные потребители.
При рассмотрении процесса использования энергоресурса, полезную аналогию дает сравнение энергетической системы с луковицей.
Самая большая и наиболее очевидная потребность в энергии -это на преобразование энергии из одной формы в другую, т.е. выработка пара, сжатого воздуха или охлаждение хладоносителя.
Если мы "снимем слой" эффективности (КПД) преобразования, мы достигнем "слоя" энергии, поступающей в распределительную систему.
После удаления слоя потерь системы распределения мы в конечном счете дойдем до энергии, потребляемой конечным потребителем. Часто оказывается, что это сравнительно маленькая доля от общего поступления энергии в систему.
Достигнув центра луковицы, мы должны сконцентрироваться, в первую очередь, на снижении конечного потребления до минимума. Там, где конечное потребление является нерациональным, как например, применение сжатого воздуха высокого давления для очистки, вполне возможно вообще отказаться от использования сжатого воздуха, значительно снизив общую нагрузку. Если это неосуществимо, может быть, возможно снизить потребление энергии путем снижения утечек или улучшения изоляции.
Снижение конечного потребления будет также уменьшать потери при распределении, так как потребуется меньше энергии для передачи. В некоторых случаях возможно рационализировать систему распределения с учетом сниженного конечного потребления. Устранение утечек, улучшение изоляции, снижение давления и другие мероприятия также могут увеличить эффективность системы распределения.
Рассмотрев подробно эффективность преобразования, мы должны быть в состоянии определить имеющиеся возможности по снижению энергопотребления.
Поэтому, основное правило при рассмотрении энергетических систем - начинать с конечных потребителей, после этого приступать к распределительной системе. И только в последнюю очередь исследовать стадии преобразования энергии.
Порядок обследования:
1. Потребитель энергии.
затем
2. Эффективность системы распределения.
затем
3. Эффективность преобразования.
В действительности это часто не так легко, поскольку конечные потребители являются более трудными объектами для усовершенствования.
Пример: Приоритеты обследования
Предположим, что имеется энергетическая система с конечным потреблением 60 ГДж, КПД систем преобразования и распределения 60 % каждой. Для обеспечения нагрузки в 60 ГДж, в систему распределения должно поступать 100 ГДж и 167 ГДж на вход всей системы. Ситуация представлена на рисунке А.
На рисунке Б конечное потребление снижено с 60 до 40 ГДж (на 1/3). Это требует ввода 67 ГДж для распределения, и общее потребление снижается до 111 ГДж. (Эффективность распределения и преобразования остается прежней).
На рисунке В конечное потребление остается неизменным при 60 ГДж, а КПД преобразования увеличивается с 60% до 80% (также, на 1/3). Если КПД распределения остается прежним, то общее потребление энергии составит 125 ГДж. (111 ГДж в случае Б, когда улучшали конечного потребителя).
Рассмотренный пример подтверждает, что более выгодно увеличивать эффективность конечного потребления прежде других стадий энергетической системы.
7.3 Анализ потребителей
Прежде чем начать анализ крупных потребителей, нужно иметь полную информацию о всех входящих потоках энергоресурсов и материалов и выходящих потоках продукции и потерь. Для больших и сложных потребителей и систем полезно иметь диаграмму с указанием потоков материалов и энергоресурсов.
При рассмотрении процесса или потребителя мы должны стремиться ответить на ряд вопросов:
· Для чего необходима энергия? Что делает или что производит рассматриваемая установка или технологический процесс?
Если мы возьмем, например, работу насоса, необходима электрическая энергия, чтобы вызывать поток жидкости в трубопроводе.
· Необходимо ли это использование?
Нужно ли нам качать жидкость?
· Возможности снижения нагрузки.
Нужно ли нам качать всю жидкость все время? Не можем ли мы лучше регулировать работу насоса в соответствии с нашими потребностями и снизить потребление электроэнергии? Возможно, двигатель насоса больше, чем необходимо? Соответствует ли размер насоса данной задаче?
· Есть ли другие способы добиться того же результата?
Нужно ли нам качать жидкость вообще? Может быть, возможно использовать самотек или другой способ выполнения задачи.
Положение может быть значительно изменено доработкой существующей схемы, и насос может и не потребоваться вообще или может быть достаточен вариант с меньшим размером насоса и электродвигателя.
На этой стадии - при анализе потребителей нужно, прежде всего, творческое мышление. Ваши идеи полезно обсудить с коллегами, просто необходимы дискуссии и обсуждения с технологами и персоналом предприятия.
7.4. Анализ распределительных систем.
Результатом анализа конечных потребителей могут оказаться предложения по рационализации системы распределения энергоресурса. Может быть, экономически выгодно децентрализовать снабжение отдельных потребителей. Часто к потребителям тепла в несколько кВт подведен трубопровод с теплоносителем, потери в котором составляют несколько десятков или сотен кВт. Нередко под давлением и плохо изолированы трубопроводы, которые давно уже никого не питают. Все это возможности для энергосберегающих мероприятий.
Ниже приводится ряд вопросов, на которые следует обратить внимание при анализе распределительных систем.
· Сравнение полезной/бесполезной нагрузок
Каково значение действительно необходимого энергопотребления? Какова величина паразитных потерь, таких как перепады давления в трубопроводе или расход энергии для перекачивания.
· Трубопроводы
Важен правильный размер трубопровода. Развитие производственных мощностей без модернизации систем распределения может превысить мощность систем и увеличить потери на перепад давления.
При обследовании систем распределения теплоносителя (горячая вода, пар), следует обратить внимание на состояние тепловой изоляции. В таблице ниже приведены тепловые потери с труб разного диаметра для неизолированных труб и труб, изолированных слоем минеральной ваты толщиной 30 и 90 мм.
· Насосы
Потребляемая мощность электродвигателя пропорционально кубу скорости насоса. Использование электронных регуляторов скорости электродвигателей может дать значительную экономию при соответствующем применении.
· Давление пара
Чем выше давление пара, тем больше потери тепла и утечки в системе. Потери с паром вторичного вскипания конденсата и потери давления в трубопроводе также будут больше.
· Возврат конденсата
Сколько конденсата возвращается? Он измеряется? Может ли быть увеличен возврат конденсата?
7.5. Анализ эффективности преобразования энергии
Системы преобразования энергии имеются практически на каждом промышленном предприятии. Наиболее часто встречаются следующие системы:
· котельные
· компрессорные сжатого воздуха
· холодильные станции
Чтобы оценить эффективность работы систем преобразования, можно сравнить параметры энергопотребления с параметрами аналогичных систем, с проектными характеристиками. Хорошим способом оценки качества менеджмента энергетической установки и ее технического состояния является статистический анализ данных по энергопотреблению и выработке, например, регрессионный анализ или анализ удельного энергопотребления.
Проектные данные по соответствующему оборудованию должны быть доступны из документации по объекту или от производителей оборудования.
При определении потерь на стадии преобразования важно провести измерения реальных параметров. Особенно это касается котлов. На рисунке приведена диаграмма теплового баланса котла со всеми входящими и выходящими энергетическими потоками. Все эти потоки могут быть измерены с использованием комплекта переносного измерительного оборудования, описанного в разделе 4.
Полученные измерения затем могут сравниваться с лучшей практикой, проектными данными или с прошлыми характеристиками.
Лекция 8. Разработка энергосберегающих проектов.
8.1. Цели четвертого этапа
Результатом третьего этапа энергоаудита является большое количество информации об энергетической системе предприятия, множество идей о способах снижения потребления энергоресурсов и их стоимости. Настало время обобщить эту информацию, выбрать лучшие идеи, рассчитать стоимость предлагаемых мероприятий и разработать сводный список проектов.
Цели следующего, четвертого, этапа энергоаудита:
· определить, какие из идей возможны как реальные проекты;
· сравнить альтернативные идеи и выбрать лучшие;
· разработать единый список проектов.
8.2. Разработка списка мероприятий
Главная задача на данном этапе - систематизировать имеющуюся информацию, при этом не "утонуть" в ней и не упустить что либо важное. Опыт показывает, что лучше придерживаться следующей последовательности:
· составить список всех потребителей каждого энергоресурса, по которым у вас есть предполагаемые энергосберегающие мероприятия;
· обобщить всю имеющуюся информацию о каждом из них;
· составить список всех возможных энергосберегающих мероприятий;
· повторить ту же последовательность действий для систем распределения каждого энергоресурса;
· повторить ту же последовательность действий для систем преобразования энергии - котельных, компрессорных и т.п.
Для очень крупных систем и потребителей, возможно, для упрощения анализа, имеет смысл разбить их на части.
На следующем этапе вам будет необходимо доработать энергосберегающие мероприятия в проекты. Но ваш конечный "продукт" энергоаудита - отчет должен быть не обособленным документом, отражающим плоды вашего труда и выражающим лишь вашу точку зрения, а руководством к действию для предприятия. Поэтому то, что вы предлагаете в отчете, должно учитывать все реалии предприятия (наличие финансовых и производственных ресурсов, планы по расширению или изменению технологии и т.п.) и мнение всех заинтересованных специалистов предприятия.
Уже на первом этапе энергоаудита нужно иметь планы внедрения энергосберегающих проектов на предприятии, если они имеются. На всех стадиях энергоаудита важно обсуждать идеи с персоналом предприятия, чтобы узнать, пытались ли они сделать что-либо ранее и потерпели неудачу, или обсуждали ли это ранее и отвергали из-за особенностей технологического процесса или других ограничений. Задавайте вопросы и обсуждайте идеи с руководством предприятия.
В результате таких обсуждений и анализа ваш список, возможно, сузится. Часть мероприятий вы исключите по каким-либо причинам, некоторые мероприятия претерпят изменения. Но в целом, предлагаемые мероприятия становятся более приемлемыми для предприятия и повышается вероятность того, что они будут осуществляться как энергосберегающие проекты.
Лекция 9. Экспертиза энергосберегающих проектов.
9.1. Цели пятого этапа
Поскольку в результате энергоаудита предлагаются не только простые энергосберегающие мероприятия не требующие больших капитальных затрат, но и серьезные дорогостоящие проекты, необходима тщательная экспертиза предлагаемых проектов и определение всех возможных последствий их внедрения. Экспертизе проектов посвящается пятый этап энергоаудита.
Цели пятого этапа энергоаудита:
· убедиться, что проекты реализуемы;
· убедиться в целесообразности их проведения;
· изучить взаимовлияние проектов между собой;
· определить стоимость проектов;
· рассчитать выгоды от проекта;
· сравнить альтернативные проекты и расставить приоритеты;
· сделать выводы.
Рассмотрим более подробно как достичь поставленные цели.
9.2. Техническая экспертиза и проверка целесообразности
Основная задача технической экспертизы проектов - убедиться, что проект технически осуществим и приемлем.
Если вы предлагаете для установки новое оборудование, то должны убедиться сами и суметь доказать специалистам предприятия, что оно будет работать в конкретных условиях. Нужно правильно выбрать тип, мощность, размеры предлагаемого оборудования, предусмотреть способы его монтажа и сопряжения с имеющимся оборудованием. Вам также необходимо предусмотреть и оценить технические риски при осуществлении предлагаемого проекта: возможное загрязнение теплообменников и способы его устранения, возможную коррозию и способы предотвращения, последствия возможного вмешательства персонала и ошибок при эксплуатации.
При установке нового оборудования или изменении технологии нужно учесть и возможные побочные эффекты, например загрязнение питательной воды котла или конденсата, влияние на качество продукции, изменение объема и периодичности технического обслуживания, надежность и т.п.
Кроме технических рисков и побочных эффектов, возможны и другие аспекты, которые часто очень важны и требуют детального исследования. В каждом конкретном случае они могут быть разными, но наиболее общие и часто встречающиеся следующие:
· Экологические.
Будет ли удовлетворять новая технология существующим и перспективным экологическим законам и нормативам?
· Лучшее решение?
Является ли предлагаемое решение наиболее выгодным не только на краткосрочный, но и на долгосрочный период ?
· Приемлемое решение?
Не является ли предлагаемое решение неприемлемым для предприятия по другим причинам (например, требует закрытия спортивного клуба) ?
· Экономические.
Планировать установку и проводить поиск поставщиков оборудования нужно с ориентацией на имеющийся бюджет. Нет смысла предлагать дорогостоящее оборудование маленькому предприятию, если заранее известно, что оно не сможет его приобрести ни при каких условиях.
9.3. Анализ взаимодействия проектов
При рассмотрении ряда проектов, разработанных для одной системы, потенциальную экономию нельзя рассматривать изолированно. Простое суммирование экономии энергоресурса от разных проектов очень часто дает завышенную цифру (иногда больше 100%). Сказанное удобно продемонстрировать на конкретном примере.
Предположим, что имеется система, включающая три стадии: преобразования (котельная), распределения, и потребления энергии. Характеристики существующей системы приведены на первом рисунке. Имеются три проекта А, Б, и В по экономии энергии. Рассмотрим каждый из этих проектов.
Проект А предполагает снижение конечного потребление пара со 100 до 70 ГДж, т.е. экономия энергии составит 30%.
Согласно проекту В, усовершенствования распределительной системы позволят снизить потери в ней, тем самым уменьшив необходимое количество тепловой энергии, поступающей в распределительную систему со 167 до 125 ГДж, что эквивалентно экономии 25% энергии.
Проект В даст возможность увеличить КПД котельной с 60 до 80 %, что позволит сэкономить еще 25 % энергии.
Взяв эти проекты по отдельности и сложив процент экономии от каждого проекта, мы можем неправильно предположить, что общая экономия равна 80%. Но это не так.
Приняв во внимание результаты внедрения всех трех проектов, найдем, что суммарная экономия от их реализации составит 61%.
Кроме влияния каждого проекта на общую эффективность системы, нужно учитывать и другие аспекты взаимного влияния проектов: изменение присоединенной нагрузки, необходимое напряжение питания, геометрические параметры соединительной арматуры и т.п.
9.4. Расчет затрат и выгод по проектам
Оценку стоимости проекта удобно начинать с составления двух списков.
1) Список составляющих стоимости, который будет включать в себя:
· капитальные затраты на закупку оборудования;
· стоимость монтажа и наладки оборудования;
· затраты на обслуживание оборудования;
· возможные другие затраты.
2) Список всех возможных выгод от проекта, таких как:
· снижение энергопотребления
· увеличение производительности;
· улучшение качества продукции;
· снижение выбросов в окружающую среду;
· снижение эксплуатационных расходов;
· улучшение условий труда;
· уменьшение численности персонала;
· другие возможные выгоды.
Для определения стоимости проекта необходимы конкретные значения стоимости предлагаемого оборудования и работ. Обычно у опытного энергоаудитора имеются котировки поставщиков наиболее часто предлагаемого оборудования. Если нет, то цены можно узнать у поставщиков или коллег. Стоимость работ будет зависеть от того будет ли предприятие монтировать оборудование собственными силами или привлекать специализированные организации. Желательно не ограничиваться котировкой одного поставщика, указать двух - трех производителей однотипного оборудования.
Чем ниже стоимость проекта и чем больше выгод он дает, тем лучше проект. Но для оценки проекта, в котором привлекаются серьезные суммы денег, такого критерия не достаточно. Наиболее простым способом экономической оценки инвестиционного проекта, а также сравнения двух альтернативных проектов является метод окупаемости инвестиций.
Метод окупаемости заключается в оценке дополнительной прибыли за год, которая получается в результате инвестиций. “Период окупаемости” является периодом времени, в течение которого происходит накопление дополнительной прибыли, равной сумме первичных инвестиций.
| Проект | |||
| А | Б | В | |
| Инвестиции ($) | 2000 | 2000 | 2000 |
| Прибыль ($) 1 год 2 3 4 | 1000 1000 - - | 1400 1200 - - | 900 1000 1200 1000 |
| Период окупаемости (годы) | 2,0 | 1,5 | 2,1 |
Чем меньше период окупаемости, тем привлекательней проект. Многие компании устанавливают максимальный период окупаемости, при превышении которого проект не рассматривается.
Этот метод оценки наиболее часто используется при рассмотрении энергосберегающих проектов. Основным преимуществом этого метода является его простота. Однако, финансовые институты при рассмотрении вопросов об инвестициях и кредитах требуют более сложные методы, учитывающие обесценивание денег за время жизни проекта и эффект от проекта в течение периода, большего срока окупаемости. Эти методы обычно не требуются для отчета по энергоаудиту и в данном курсе не рассматриваются.
Помимо факторов, влияющих на экономическую эффективность проекта, при его представлении должны быть указаны и факты, дающие другие, нефинансовые выгоды, а также риски, связанные с изменением цен на энергоресурсы, надежностью и т.п.
Лекция 10. Представление результатов.
10.1. Цели шестого этапаэнергоаудита.
Цель этого, заключительного этапа энергоаудита - отчитаться перед предприятием - заказчиком о выполненной работе, т.е. сообщить о полученных результатах.
Обычно отчет о проделанной работе включает в себя две части -письменный отчет по энергоаудиту и устная презентация результатов руководству и заинтересованным специалистам предприятия.
10.2. Письменный отчет
Письменный отчет по энергоаудиту предназначен для предприятия - заказчика для информирования специалистов и предоставления возможности реализовать предложенные энергосберегающие проекты.
Отчет должен представлять из себя документ, который может быть прочитан за один раз (за один -два часа). Основная часть документа рассчитана на читателя с разумным уровнем технической грамотности.
Основной части должно предшествовать краткое изложение основных результатов энергоаудита (краткое содержание), которое должно быть написано языком, доступным читателям без специальной подготовки.
Завершают отчет приложения. В приложениях дается информация, которая не является обязательной для восприятия основной части отчета, но может быть востребована читателями-специалистами: подробные расчеты, описание методик, использованные справочные данные и т.п.
10.2.1. Краткое содержание.
Краткое содержание предназначено для старших руководителей и не технических специалистов. Оно должно представлять собой самостоятельный документ, объемом на 2-3 страницы и содержать тезисы основных результатов. Краткое содержание включает в себя:
· численные данные по энергопотреблению обследованного объекта в энергетических единицах и денежном выражении (на момент обследования);
· краткое описание систем распределения;
· список основных обследованных потребителей энергоресурсов с краткой информацией об энергопотреблении и потерях;
· список разработанных энергосберегающих проектов (см. ниже) с численными значениями ожидаемой экономии и их стоимости;
· вывод о влиянии внедрения энергосберегающих проектов на суммарное потребление энергоресурсов обследованного объекта.
10.2.2. Список рекомендованных проектов
Список рекомендованных проектов должен быть представлен в легкой для восприятия табличной форме. Проекты целесообразно перечислить в порядке убывания их привлекательности (т.е. первым идет проект с наименьшим сроком окупаемости) и сгруппировать по трем категориям:
· беззатратные, т.е. проекты не требующие капитальных затрат;
· низкозатратные - проекты с капитальными затратами менее 1000 $ США;
· средне- и высокозатратные - проекты, требующие капитальных затрат более 1000 $ США.
Таблица должна содержать следующую информацию:
· номер проекта в основном списке и название (краткое описание) проекта;
· годовая экономия энергоресурса в энергетических единицах (для воды и других ресурсов - в общепринятых единицах для ресурса) ;
· годовая экономия в денежном выражении;
· стоимость осуществления проекта;
· срок окупаемости (в годах).
10.2.3. Введение
Во введении должна содержаться следующая информация:
· цель проведения энергоаудита;
· краткое описание энергоаудита (что это такое и как он проводится) ;
· краткая информация о предприятии (возраст, что выпускает, занимаемая площадь и т.п.) ;
· описание последовательности технологических процессов с диаграммой, если она помогает описанию.
10.2.4 Описание энергоаудита
Основная часть письменного отчета должна содержать следующие основные разделы:
Дата добавления: 2021-04-05; просмотров: 83; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!