Инженерно-внедренческое предприятие
Учёт, мониторинг, регулирование в системах энергоснабжения
г. Екатеринбург, проезд Решетникова, д.22а
Тел./факс: (343) 216-51-10 (многоканальный)

А.П. Пирогов: АСКУЭ как инструмент энергоменеджмента

 

А.П. Пирогов, В.Ю. Тамбовский
АСКУЭ как инструмент энергоменеджмента
(Тезисы сообщения А.П. Пирогова на конференции
"Коммерческий учет энергоносителей", 2005 г., Санкт-Петербург).


   Характерной чертой современного этапа развития человеческого общества является широкое распространение информационных технологий, обеспечивающих соответствие между постоянно увеличивающимися объемами информации и их эффективным усвоением человеком. Одним из направлений этого процесса следует рассматривать внедрение автоматизированных систем контроля и учета энергопотребления (АСКУЭ) в различных областях экономики.
Процессы энергопотребления отличаются непрерывностью и быстротечностью, причем точки сбора данных о параметрах этих процессов нередко удалены на значительные расстояния от рабочих мест персонала, занятого в сфере энергоснабжения. Назначение АСКУЭ - максимально облегчить доступ и восприятие информации об этих процессах, а также обеспечить возможность текущего контроля достоверности данных для своевременного выявления и устранения неисправностей таких систем.
Объем данных, поступающих от АСКУЭ, настолько богат и разнообразен, что было бы непростительной ошибкой ограничить его использование рамками коммерческих расчетов за энергопотребление. Поэтому другим важным направлением является применение таких систем в качестве одного из средств информационного обеспечения энергетического менеджмента.

   Энергетический менеджмент может быть определен как комплекс принципов, методов, организационных норм и технологических приемов управления, направленных на повышение эффективности использования энергоресурсов.
В круг обязанностей персонала, осуществляющего энергоменеджмент, входят:

  1. сбор информации о параметрах энергопотребления объекта;
  2. анализ полученной информации;
  3. выработка решений, направленных на оптимизацию энергопотребления;
  4. управляющие воздействия по оптимизации энергопотребления объекта;
  5. сбор информации об эффективности управляющих воздействий, а затем - очередное выполнение работ, указанных в пп.2 - 4.

   Предприятие "КРЕЙТ" работает в сфере энергоучета начиная с 1991 года, и за это время на объектах Урало-Сибирской зоны с его участием введены в работу тысячи комплексов учета и десятки АСКУЭ. Отработана технологическая цепочка внедрения учетных средств, включая их проектирование, комплектацию, наладку и сдачу в эксплуатацию "под ключ". Сформирована достаточно объективная оценка эксплуатационной надежности применяемых приборов учета. В частности, при создании комплексов и систем тепловодоучета на городских объектах наше предприятие, в основном, ориентируется на вихреакустические расходомеры Метран-300ПР челябинской промышленной группы "МЕТРАН" и теплоэнергоконтроллеры серии ТЭКОН собственной разработки. Но даже при неплохом качестве изделий успешная работа средств учета без постоянного квалифицированного сопровождения в сегодняшних условиях практически невозможна. Среди причин можно отметить небезукоризненное качество сетевой воды, вмешательства посторонних лиц и т.д. Поэтому при внедрении комплексов энергоучета мы, как правило, стремимся заинтересовать наших заказчиков идеей создания АСКУЭ.

   Вместе с тем создание АСКУЭ неминуемо влечет за собой ряд новых проблем для их владельцев. Среди этих проблем - обеспечение надежной работы информационных каналов "комплексы учета - сервер"; текущий анализ достоверности учетной информации; оперативное выявление и устранение отказов в работе приборов учета и др. И вновь встает вопрос о квалифицированном персонале, способном решать эти проблемы. Поэтому по поручению владельцев наше предприятие берет на себя эксплуатационное обслуживание клиентских АСКУЭ, текущий анализ достоверности информации, а также ежемесячную подготовку отчетных документов об энергопотреблении.
Круг объектов, где силами нашего персонала выполняется техническое обслуживание систем энергоучета, весьма широк; среди них - промышленные предприятия, объекты энергетики, уч-реждения образования, соцкультбыта, жилые здания и другие объекты, расположенные как в Екатеринбурге, так и на территории Свердловской области.
В качестве иллюстрации к сказанному выше можно привести результаты анализа показателей работы трех водогрейных котельных, находящихся в одном из районных центров на расстоянии порядка 300 км от Екатеринбурга. Обмен информацией между персональным компьютером диспетчера котельных и сервером КРЕЙТ осуществляется по телефонным сетям общего пользования (подключение компьютера и сервера выполнено посредством Hayes-модемов).

   При рассмотрении отчета о работе средств учета на этих объектах нашим персоналом было обнаружено, что при КПД котельных №1 и №2, близком к номинальному значению (порядка 93%), у котельной №3 этот показатель превышал 100%. Кроме того, если у котельных №1 и №2 графики расхода теплоносителя на подаче и на возврате были практически одинаковыми, то у котельной №3 наблюдались существенные расхождения. Было выдвинуто предположение о неисправности водосчетчиков на подающем и обратном трубопроводах тепловывода котельной №3, позднее получившее подтверждение.

   Следует подчеркнуть, что информация, поступающая из АСКУЭ, нередко свидетельствует о безотлагательной необходимости наведения элементарного порядка в системах энергоснабжения контролируемых объектов, выявления и ликвидации "узких мест", своевременного предупреждения аварийных ситуаций. На основе достоверных данных о параметрах энергопотребления становятся возможными повседневный контроль исполнительской дисциплины, своевременное выявление хищений и потерь, оценка эффективности энергоиспользования, ликвидация предаварийных ситуаций и т.п. Специалисты нашего предприятия сегодня начинают выступать в роли энергоменеджеров, разрабатывая для владельцев объектов соответствующие организационно - технические мероприятия и оценивая результаты их выполнения.
   Так например, в настоящее время комплексы тепловодоучета, установленные в общеобразовательных учреждениях одного из районов областного центра, включены в АСКУЭ с ежесуточным автоматизированным сбором информации на сервер КРЕЙТ. Одновременно с помощью датчиков, размещенных в нескольких характерных точках района, ведутся непрерывные измерения температуры наружного воздуха с регистрацией результатов в памяти сервера.
   Данные о работе комплексов учета проходят контроль на достоверность, после чего проверяется соответствие измеренных значений температур теплоносителя в подающих и обратных трубопроводах тепловводов температурным графикам. Одновременно величина теплопотребления на отопление здания, полученная от комплекса учета, сравнивается со значением теплопотребления здания, полученным путем пересчета значения тепловой нагрузки, указанной в договоре на теплоснабжение, к измеренной температуре наружного воздуха.
   При существенных расхождениях между расчетными и фактическими значениями параметров персоналом, выполняющим техническое обслуживание комплексов учета, проводятся обследования объектов, выявляются причины и намечаются мероприятия по устранению выявленных недостатков. Среди причин плохой работы систем отопления зданий, установленных при таких обследованиях, можно отметить наличие перетоков теплоносителя из подающего в обратный трубопровод через сушильные камеры, устройства подогрева полов, калориферы и т.п. устройства, не имеющие средств регулирования расхода теплоносителя; неправильный выбор или отсутствие дроссельных диафрагм на вводах и сопел в элеваторах; неотрегулированный гидравличе-ский режим в системе отопления и ряд других.
   Кроме ежемесячных отчетов о тепловодопотреблении владельцы объектов получают предложения по устранению недостатков в работе систем теплоснабжения, нуждающиеся в финансовом обеспечении.

   На основании накопленного за несколько лет опыта проведения таких работ оказалось возможным свести контролируемые объекты в четыре основных группы:

  • здания, где удалось, устранив оперативно и без существенных затрат выявленные дефекты, добиться работы систем теплоснабжения с параметрами, близкими к расчетным (30% от общего числа объектов);
  • здания с заниженным расходом теплоносителя в системе отопления, где в качестве первоочередного мероприятия рекомендована промывка систем отопления; в зависимости от полученных результатов, будет рассматриваться вопрос о необходимости капитального ремонта (20%);
  • здания, отличающиеся увеличенным расходом теплоносителя в системе отопления и завышенной температурой в обратном трубопроводе, для них необходима гидравлическая регулировка (30%);
  • здания, где необходима установка автоматизированных узлов управления (20% от общего числа объектов).

   Целесообразность применения АСКУЭ для решения описанных выше задач очевидна. В то же время эффективность использования этой информации в существенной степени зависит от профессионального уровня, ответственности и степени заинтересованности персонала, занятого в сфере энергетического менеджмента.
   Отдельного рассмотрения заслуживает проблема текущего контроля достоверности параметров энергоносителей, и в первую очередь - расходов.

   При внедрении комплексов энергоучета на промышленных предприятиях КРЕЙТ стремится придерживаться следующих принципов:

  1. Число и места установки расходомеров выбирать таким образом, чтобы эксплуатационный контроль достоверности величины расхода мог осуществляться на основе балансового метода;
  2. Установку расходомеров на трубопроводах выполнять с учетом необходимости их быстрого демонтажа и последующего повторного монтажа без прекращения снабжения предприятия соответствующим энергоносителем.

   При отсутствии повышенных расходов газа, связанных с необходимостью применения сужающих устройств, нашим предприятием используются расходомеры ДРГ.М (НПФ "Сибнефте-автоматика") и Метран-335 (ПГ "МЕТРАН"); для водяных систем теплоснабжения (прежде всего - на объектах жилфонда и соцкультбыта) в качестве основного средства измерения расхода применяются вихреакустические преобразователи Метран-300ПР. Как те, так и другие расходомеры монтируются на трубопроводе "в сэндвич".

   Перед измерительными участками, для предотвращения попаданий посторонних предметов в проточную часть преобразователей Метран-300ПР, размещаются грязевики, а для проведения беспроливных поверок на месте установки или для оперативного демонтажа прибора (например - с целью осмотра его проточной части) каждый измерительный участок снабжается двумя шаровыми кранами.
   Для измерения температуры теплоносителя применяются парные термосопротивления, имеющие погрешность одного знака.

   Несмотря на широкую известность и кажущуюся простоту балансового метода, имеет смысл привести нетривиальный пример его применения в системе газоснабжения предприятия от завода по производству этого газа, где на головном участке трубопровода подачи газа установлен компрессор с автоматическим пуском и остановом от датчика давления.
   Узлы учета на базе сужающих устройств размещены на приемном конце трубопровода подачи газа и головных участках двух трубопроводов распределительной сети предприятия; выходы первичных преобразователей давления, температуры и перепада давления подключены к контроллеру ТЭКОН-17 с соответствующим программным обеспечением. Трубопровод 3 распределительной сети, нормально находящийся под давлением, но в резерве, средств учета не имеет.

   В таблице 1 представлены часовые значения расходов в каждом из трех трубопроводов, оснащенных средствами учета, а также результаты сравнения в соответствии с балансовым методом.
Поскольку расхождения между часовыми значениями поступившего и распределенного объемов газа выходили далеко за допускаемые пределы, достоверность учетных данных была по-ставлена под сомнение.
   В то же время суточные расхождения между поступлением и распределением газа находились в допустимых пределах (см. таблицу 2).

Таблица 1.

Время, час Поступление, Vп н.м³ Расход по тр-ду. 1, V1 н.м³ Расход по тр-ду. 2, V1 нм³ V1 + V2 н.м³ ∆=Vп-V1-V2 н.м³ δ = ∆*100/Vп%
00 123 95 42 137 -14 +11,4
01 159  112 43 155 +4 +2,5
02 218  143 46 189 +29 +13,3
03 140 91 43 134 +6 +4,3
04 71 55 40 95 -24 -33,8
05 278  163 53  216 +62 +22,3
06 86 58 56  114 -28 -32,6
07 215  101  141  242 -27 -12,6
08 352  149  235  384 -32 -9,1
09 425  260  225  485 -60 -14,1
10 409  201  232  433 -24 -5,9
11 476  229  195  424 +52 +10,9
12 495  288  213  501 -6 -1,2
13 462  255  222  477 -15 -3,2
14 503  271  217  488 +15 +3,0
15 493  274  199  473 +20 +4,0
16 411  211  106  317 +94 +22,9
17 197  104 92  196 +1 +0,5
18 231  115 96  211 +20 +8,6
19 120 72 53  125 -5 -4,2
20 154  100 50  150 +4 +2,6
21 155  117 48  165 -10 -6,4
22 206  122 53  175 +31 +15,0
23 78 53 46 99 -21 -26,9

 

Таблица 2.

Время, час Поступление, Vп н.м³ Расход по тр-ду. 1, V1 н.м³ Расход по тр-ду. 2, V1 нм³ V1 + V2 н.м³ ∆=Vп-V1-V2 н.м³ δ = ∆*100/Vп%
понедельник 6514 3963 2361 6324 -190 -2,9
вторник 6253 3726 2538 6264 -11 -0,2
среда 6458 3638 2746 6384 +74 +1,1
четверг 6703 4174 2508 6682 +21 +0,3
пятница 6491 3635 2656 6292 +199 +3,0

 

   Этот парадокс объясняется тем, что резервный трубопровод 3, не имеющий расхода, но находящийся под давлением, выполняет в такой системе функции ресивера.
   При отключенном ком-прессоре возникает переток газа из ресивера - трубопровода 3 в трубопроводы 1 и 2, и в этом случае часовое значение суммарного расхода по трубопроводам 1 и 2 оказывается больше расхода по трубопроводу подачи; при работающем компрессоре одна часть общего поступления газа расходуется на покрытие потребления по трубопроводам 1 и 2, а другая - на пополнение ресивера - трубопровода 3, и тогда часовое значение суммарного расхода по трубопроводу подачи превышает суммарный расход по трубопроводам 1 и 2 (см. таблицу 1).
   В то же время на суточном интервале эти колебания нивелируются, в результате чего небаланс между поступлением и потреблением газа за сутки не выходит за допустимые пределы.

 

 

-->