Нормирование расхода энергоресурсов включает разработку норм их потребления на производство продукции или оказание услуг и осуществление систематического контроля за их выполнением.
Норма расхода - это максимально допустимое количество тепловой или электрической энергии для производства единицы продукции или оказания услуги установленного качества. Нормы устанавливаются на каждом предприятии на основании ведомственных инструкций и соответствующего республиканского положения по нормированию.
Нормы расхода энергоресурсов должны обосновываться технико-экономическими расчетами с ориентацией на интенсификацию производства, внедрение достижений научно-технического прогресса и использование внутренних
резервов экономии. Они должны обеспечивать наибольший выпуск продукции при наименьших затратах энергоресурсов. Такие нормы являются прогрессивными.
Нормы использования энергоресурсов должны устанавливаться применительно к планируемому, а не к достигнутому уровню организации производства с учетом внедрения новой прогрессивной техники и технологии. Они призваны обеспечить достижение определенной экономии топлива и энергии по сравнению с удельным фактически достигнутым расходом.
Нормы расхода тепловой и электрической энергии классифицируются по масштабу использования, составу расхода и времени действия.
По масштабу использования нормы делятся на индивидуальные и групповые.
Индивидуальной называется норма расхода топлива, тепловой или электрической энергии на производство единицы продукции (оказания услуг). Устанавливается по типам или отдельным топливо-энергопотребляющим агрегатам, установкам, машинам, технологическим процессам и т. п.
Групповой называется норма расхода топлива, тепловой или электрической энергии на производство планируемого объема одноименной продукции (оказания услуг) согласно установленной номенклатуре.
По составу расхода нормы подразделяются на технологические и общепроизводственные.
Технологической называется норма расхода топлива, тепловой или электрической энергии, которая учитывает их расход на основные и вспомогательные технологические процессы производства продукции или оказания услуг.
Общепроизводственной называется норма расхода тепловой или электрической энергии, которая учитывает их расход на основные и вспомогательные технологи-
Переводные теоретические эквиваленты (коэффициенты) топлива и энергии
|
ческие процессы, вспомогательные нужды производства (общепроизводственное цеховое и заводское потребление, отопление, вентиляция, освещение и др.), а также технически неизбежные потери энергии в тепловых и электрических сетях предприятия (цеха), отнесенные на производство данной продукции (услуги).
По времени действия нормы устанавливаются на периоды - квартальные и годовые. В отдельных случаях нормы могут разрабатываться и по месяцам.
При разработке норм важно правильно выбрать единицу измерения, на которую будет отнесен расход тепловой или электрической энергии, так как от этого во многом зависит их подверженность случайным факторам.
Основными методами разработки норм расхода ТЭР являются расчетно-аналитический, опытно-экспериментальный, статистический, приборный и смешанный.
Расчетно-аналитический метод основывается на использовании методик определения расчетных значений показателей при проектировании изделий.
Опытно-экспериментальный метод предполагает применение данных специально проведенных экспериментов по оценке показателей энергоэффективности опытных образцов энергопотребляющей продукции.
Статистический метод основывается на выборке и обработке статистических данных по показателям энергоэффективности продукции.
При оценке энергоэффективности приборным методом используются результаты специальных испытаний промышленных образцов с измерением фактических значений соответствующих показателей.
Смешанный представляет собой комбинацию двух или большего числа вышеперечисленных методов.
Для оценки расхода энергоресурсов приняты следующие единицы измерения: электроэнергии - киловатт-час (кВт-ч); тепловой - гигакалория или тысяча килокалорий
(Гкал или тыс. ккал); в СИ - джоуль (Дж). Для таких энергоносителей, как природный газ, сжатый воздух, кислород, ацетилен используют кубический метр (м3) при нормальных технических условиях (температура - О °С, давление 760 мм рт. ст.); жидкий кислород - килограмм (кг); вода - кубический метр (м3).
Для пересчета к одному виду топлива и (или) энергии необходимо использовать переводные энергетические эквиваленты (табл. 5.15).
Таблица 5.15
В настоящее время для оценки энергоэффективности целесообразно использовать такой показатель, как технологическое топливное число (ТТЧ), которое представляет полную энергоемкость продукции - расход энергии и (или) топлива на изготовление единицы продукции, включая расходы на добычу, транспортирование, переработку полезных ископаемых и производство сырья, материалов, деталей с учетом коэффициента их использования. Другими словами, ТТЧ - это затраты всех видов энергии в данном и во всех предшествующих переделах технологического процесса, пересчитанных на необходимое для их получения топливо (в кг у. т. на единицу продукции), за вычетом тепловых, топливных, материальных и других ВЭР. В некоторых случаях ТТЧ удобно выражать в энергетических единицах (МДж/кг).
Для повышения эффективности производства продукции и услуг необходим контроль и учет за расходованием всех видов энергоресурсов, а также автоматизированное регулирование их потребления.
Измерение давления жидких и газообразных энергоносителей производят индикаторными манометрами или тензометрами, температуры - стеклянно-жидкостными термометрами, термопреобразователями (термопарами), термометрами сопротивления, электронными термометрами.
Для измерения расхода горячей и холодной воды используются объемные, электромагнитные и ультразвуковые расходомеры. Расход пара определяется с помощью специальных расходомеров.
В жилых и общественных зданиях температура поверхности отопительных приборов не должна превышать 95 °С, а температура воды в кранах горячего водоснабжения должна быть не ниже 50 и не выше 70 °С. Поэтому эффективный учет теплоты можно производить с помощью теплосчетчиков (например «Струмень ТС400»). В комплект прибора входят расходомер, термосопротивления и процессор. Диапазон измерения температур теплоносителя 5-180 °С, расхода - 0,2-120 м3/ч.
Для учета расхода электроэнергии в настоящее время используются автоматизированные системы контроля и учета электроэнергии (АСКУЭ), которые предназначены не только для определения ее расхода, но и автоматического сбора, обработки и хранения данных со счетчиков электроэнергии и отображения полученной информации в удобном для анализа виде. В данном случае счетчики энергии являются важнейшим первичным элементом АСКУЭ.
До недавнего времени наибольшее распространение имели индукционные счетчики электрической энергии. В настоящее время они заменяются электронными с более высокой точностью измерения (класс точности - первый).
Современные счетчики строятся на базе микропроцессоров с цифровыми выходами и возможностью работы с компьютером.
Для анализа эффективности потребления электроэнергии кроме счетчиков учета используются и другие приборы. Измерение электрической нагрузки может проводиться как стационарными приборами (ваттметрами), так и портативными («клещами»). Потребляемая активная мощность может измеряться с помощью портативных и стационарных вольтметров и амперметров.
Для поиска потерь в системах транспортировки и потребления энергоносителей (природного газа, горячей воды, пара, сжатого воздуха и др.) используются течеискатели. В трубопроводных системах для эффективного поиска мест утечки применяется ультразвуковой течеискатель, позволяющий быстро найти и локализовать повреждение.
Регулирование количества потребляемой энергии осуществляется автоматически либо вручную. Чаще всего используют автоматическое регулирование, поддерживающее постоянным или изменяющимся по определенному закону заданный физический параметр. Регулирование складывается из измерения состояния объекта и действующих на него возмущений и воздействия на регулирующий орган объекта.
Автоматическое регулирование обеспечивает стабилизацию (поддержание управляемых параметров постоянными с заданной точностью), например поддержание температуры в помещении с точностью ±2 °С, а также программное управление (управление физическим параметром по заранее известному закону), например функциональную зависимость температуры теплоносителя в системе теплоснабжения от температуры окружающей среды.
Типовая схема автоматического регулирования системы теплопотребления здания представлена на рис. 5.1.
Рис. 5.1. Автоматическая система отпуска и учета теплоты в зданиях:
1 - датчик температуры наружного воздуха; 2 - регулятор; 3 - датчик температуры воды в прямом теплопроводе; 4 - насос; 5 - термостатиру ющий вентиль; 6 - датчик температуры помещения; 7 - отопительные приборы; 8 - датчик температуры воды в обратном теплопроводе; 9 - трехходовой регулирующий клапан с реверсивным приводом; 10 - электромагнитный расходомер; 11 - регулятор перепада давления; 12 - фильтр
|
Регулятор 2 предназначен для качественного и количественного регулирования отпуска теплоты в системах отопления. При качественном регулировании температуры теплоносителя в отопительных приборах 7 контроль за последней осуществляется датчиком 3 в подающем трубопроводе. Для обеспечения комфортных условий в помещении температура теплоносителя изменяется в зависимости от температуры наружного воздуха, регистрируемой датчиком 1. Для более эффективного использования тепловой энергии регулятор ограничивает максимальное значение температуры «обратной» воды. Контроль над температурой проводится с помощью датчика 8, а регулирование осуществляется подмешиванием потока части «обратной» воды в «прямую» через реверсивный привод регулирующего трехходового клапана 9.
■ _____________ 5.5. Нормирование качества окружающей среды
При количественном регулировании управление те- плопотреблением производится насосом 4. При понижении температуры наружного воздуха расход теплоносителя увеличивается, а при повышении - уменьшается. В данном случае учет тепловой энергии, потребляемой системой отопления, осуществляется на основании уравнения теплового баланса путем измерения расхода датчиком 10 и температур «прямой» и «обратной» воды датчиками 3 и 8. Регулятор перепада давления прямого действия 11 поддерживает оптимальную разность давлений в подающем и обратном теплопроводах независимо от их колебаний и изменения расхода теплоносителя в системе. При росте перепада давления клапан закрывается, а при снижении - открывается, что обеспечивает стабильность работы системы теплоснабжения. Оптимальное гидравлическое уравновешивание стояков может вызвать уменьшение средней температуры циркуляционной воды на 1-3 °С. Снижение температуры воды на 1 °С соответствует ежегодной экономии энергии, равной 5-8 %.
В двухтрубных системах отопления используется индивидуальное регулирование отпуска теплоты на каждом отопительном приборе без ущерба для других потребителей. Оно может быть ручным и автоматическим. В последнем случае применяются термостатирующие вентили (радиаторные терморегуляторы), установка которых позволяет за отопительный сезон сэкономить примерно 15 % энергии. Понижение температуры в помещении на 1 °С снижает потребление энергии на 7 %.
Регулирование энергопотребления осуществляется также в системах вентиляции и кондиционирования воздуха, горячего водоснабжения, освещения, сжатого воздуха и др.