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.

Таблица 2.