«УДК 620.9 ББК 31.27 С78 Электронный учебно-методический комплекс по дисциплине Методы и средства энергои ресурсосбережения подготовлен в рамках инновационной образовательной программы Создание инновационного центра ...»

Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -320ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ОБСЛЕДОВАНИЯ 5.3. Проведение энергетических обследований фирма-изготовитель возможности Клампметр ЕСТ-650, Измеряет без разрыва цепи пере- Измерение переменного фирма Escort менного тока от 0 до 300 А, на- тока, напряжения и сопряжение от 0 до 750 В, сопротив- противления Клампметр FLUKE Измеряет без разрыва цепи пере- Измерение переменного 30/32, фирма Fluke менного тока от 0 до 600 А, на- тока, напряжения и сопряжение от 0 до 600 В, сопро- противления Токовые клещи ЦА Измеряет без разрыва цепи пере- Измерение переменного 3000, «Краснодарский менного тока от 1 до 500 А тока ЗИП» (Россия) Анализатор электро- Регистрируемые параметры: Энергоаудит систем потребления AR.4M, 1) линейные и фазные напряжения электроснабжения Анализатор электро- Регистрируемые параметры: Энергоаудит систем потребления AR.5 1) линейные и фазные напряжения электроснабжения Однофазный анализа- Регистрируемые параметры: Энергоаудит систем тор электропотребле- 1) линейные и фазные напряжения электроснабжения Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -321ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ОБСЛЕДОВАНИЯ Ультразвуковой рас- Регистрирует скорость и расход В комплекте с блокомходомер, портативный жидкости в трубах диаметром 15– накопителем предназнаPortaflow MKIIR с 2000 мм при скорости 0,3–12 м/с, чен для проведения издатчиками накладного вывод информации на дисплей и мерения графика водопотипа, работает без аналоговый выход на принтер или требления и расхода теврезки в трубопровод, запоминающее устройство. Рабочая плоты в системах водофирма Micronics температура датчика типа А от 35 до и теплоснабжения Электронный прибор Прибор предназначен для регист- При измерении темперасбора данных Squirrel- рации показаний термопар, време- тур непосредственно с Расходомер портатив- Регистрирует объемный расход и Для измерения объемов и ный ультразвуковой количество жидкости в трубах количества воды в систеДнепр-7» с датчиками диаметром 20–1000 мм при скоро- мах водо- и теплоснабнакладного типа, рабо- сти потока от 0,1 до 3,0 м/с, с тем- жения тает без врезки в тру- пературой от 3 до 150 °С бопровод Ультразвуковой тол- Предназначен для измерения тол- Для измерения толщины щиномер УТ-80М, щины изделий из черных металлов. труб водо- и теплоснабфирма ТЕХНО-АС Измеряемая толщина 1–100 мм при жения Ультразвуковой тол- Предназначен для измерения тол- Для измерения толщины щиномер SON ATEST щины изделий из черных металлов. труб водо- и теплоснабфирма SONATEST Измеряемая толщина 0,95–199 мм жения Газоанализатор компь- Измеряет в газоходах содержание Для анализа выбросов ютерный «Дитангаз О2, СО, СО2, NO, SO2, NO2, H2S, в атмосферу и энергоауроссийско-германс- температуру газов, температуру дита котельных кое СП «Дитангаз» наружного воздуха, потери тепла Газоанализатор «КМ Измеряет в газоходах содержание Для анализа выбросов 9006», фирма KANE О2, СО, СО2, NO, SO2, NO2, H2S, в атмосферу и энергоаутемпературу газов, температуру дита котельных Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -322ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ОБСЛЕДОВАНИЯ Газоанализатор КМ Измерение О2, СО, NO, расчет Инфракрасный термо- Производит дистанционное изме- Обследование состояния метр КМ-826 с лазер- рение температур поверхностей в теплоизоляции теплоным прицелом, фирма диапазоне от 20 до 500 °С. Режим трасс, температуры пароKOMARK измерения: просто измерения, по- и теплопроводов, систем Пирометры инфра- Производит дистанционное изме- Обследование состояния красные С-107, С-109, рение температур поверхностей в теплоизоляции теплоС-115, фирма ТЕХНО- диапазоне от 20 до 500 °С. Режим трасс, температуры пароАС РФ Термометр контакт- Проводит измерение температуры Температурный контроль ный цифровой ТК-ЗМ, от –10 до 600 °С с помощью раз- теплообменных аппарафирма ТЕХНО-АС РФ личных зондов тов и теплоносителей Манометр цифровой С Диапазон измерения давления от 0 Измерение давления жидфирма COM- до 6900 мбар при температуре от 0 костей Термоанемометр КМ Измерение скорости потоков воз- Обследование систем 4007, фирма COM- духа от 0 до 30 м/с при температу- вентиляции и сушильных Люксметр цифровой Измерение уровней освещенности Обследование систем осфирма KANE от 0,1 до 20000 люкс вещения Люксметр магнито- Измерение уровней освещенности Обследование систем осэлектрический Ю-117 от 0,1 до 100000 люкс вещения Примечание. Энергоизмеренные параметры высвечиваются на дисплее и периодически записываются в память с частотой, определяемой пользователем. Содержание памяти переносится на компьютер и анализируется с помощью специального программного обеспечения Практика энергетических обследований показала, что при их организации следует учитывать самые различные условия и факторы:

отраслевую принадлежность предприятия;

функциональные особенности предприятия – только как потребителя Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -323ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ОБСЛЕДОВАНИЯ 5.3. Проведение энергетических обследований энергоресурсов или как производителя отдельных видов энергии;

возможности по использованию энергоресурсов только для собственных нужд или для оказания услуг по передаче тепла и электроэнергии другим потребителям;

уровень эффективности использования энергоресурсов;

инвестиционные вложения предприятия, т. е. его способность решать проблему повышения эффективности использования энергоресурсов за счет проведения режимно-эксплуатационных и организационно-экономических мероприятий и/или также за счет внедрения новых энергосберегающих технологий и оборудования;

';

виды поставленных задач, например, повышение эффективности основного производства или обоснование необходимости предоставления льготных тарифов на энергию и т. д.

При выполнении работ по энергетическим обследованиям предприятий и отдельных производств целесообразно произвести отбор энергосберегающих мероприятий путем их ранжирования по эффективности.

Как правило, в этом случае перечень мероприятий по экономии энергоресурсов следует формировать следующим образом:

различные организационные и другие мероприятия по срокам окупаемости затрат менее года (организация контроля, учета и нормирования расходов топлива и энергии, создание систем материального стимулирования и т. п.);

мероприятия технического характера (ремонтные, эксплуатационные) по срокам окупаемости от года до 2,5 лет;

работы, связанные с переходом на новые технологии и оборудование, требующие больших инвестиций с привлечением заемного капитала, оборудования по лизингу и т. п.

Весь комплекс этих задач можно успешно решать на уровне энергетического менеджмента, который в сочетании с энергетическим аудитом позволяет создать на предприятии эффективную систему управления энергосбережением.

5.3.2. Рекомендации по энергетическому аудиту Для проведения энергоаудита различного уровня аудитору необходимо собрать статистические данные и получить первичную информацию о потреблении энергоресурсов на промышленном предприятии. Эта информация должна содержать следующие данные:

а) схемы систем теплоэлектроснабжения, водоснабжения, сжатого воздуха предприятия в целом и отдельных его подразделений (цехов, участков), из которых видно распределение видов энергоносителей (количество, параметры и т. п.) и можно определить объекты, имеющие коммерческий учет расхода энергоносителей, а также объекты, имеющие внутрипроизводственный учет;

Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -324ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ОБСЛЕДОВАНИЯ 5.3. Проведение энергетических обследований б) годовой выпуск основной и дополнительной продукции за предыдущий (базовый) и текущий год;

в) годовое потребление и расход энергоресурсов (топлива, тепловой и электрической энергии, сжатого воздуха, воды, сжиженных азов и др.) по предприятию и внутрипроизводственным подразделениям; выявление энергетической составляющей в себестоимости продукции; данные по удельным расходам тепловой, электрической энергии на единицу продукции за базовый и текущий год;

г) фонд рабочего времени, сменность;

д) источники теплоснабжения, электроснабжения, сжатого воздуха и т. п., включая перечень и их технические характеристики (производительность, параметры, тип оборудования, потребляемая мощность и т. п.);

е) показатели энергопотребления в существующих формах статистической отчетности и внутрипроизводственной отчетности (эксплуатационные журналы, регламенты, проектная документация, паспорта на оборудование, графики загрузки оборудования и т. п.);

ж) мероприятия и их выполнение за последние 1–2 года по повышению эффективности энергоиспользования, снижению потерь тепловой и электрической энергии, не требующие значительных финансовых затрат;

з) состояние учета и нормирования расхода тепловой и электрической энергии;

и) уровень автоматизации работы энергопотребляющего оборудования и оснащенность его приборами контроля режимно-технологических параметров;

к) наличие паспортов на энергоемкое оборудование, вентиляционные системы, технические характеристики энергопотребляющего оборудования, результаты проведения балансовых испытаний и контрольных замеров;

л) выход вторичных энергоресурсов (ВЭР), в том числе низкопотенциальных и их использование;

м) наличие энергетического паспорта предприятия и дата его составления (обновления). Наличие отчетности по энергобалансу предприятия, цехов.

Полученные данные (минимум за последние два года) группируют по отдельным разделам:

система горячего и холодного водоснабжения;

система электроснабжения объекта;

система газоснабжения объекта;

системы технического и коммерческого учета расхода энергоносителей;

система центрального отопления зданий и цехов;

производственные и административные здания.

Структура потребления энергоресурсов по предприятию, цехам, участкам основного и вспомогательного производства может быть представлена по форме табл. 5.9. Выполнение планов организационно-технических мероприятий (ОТМ), предписаний и ранее реализованных технических решений по экономии энергоресурсов представляют в виде табл. 5.10. Остальные стаМетоды и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -325ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ОБСЛЕДОВАНИЯ тистические данные, отмеченные в пп. а–е, отражают при написании отчета по обследованию.

участок, производство Принципиальные схемы разводки по территории предприятия (основных коммуникаций теплоснабжения, электроснабжения, газовоздухоснабжения, водоснабжения) прилагают к материалам обследования.

5.4. Качество технологического и статистического В энергетике во многих случаях требуется тщательный технологический и статистический входной контроль. Технологический контроль иногда ассоциируется с нормоконтролем, проводится на основе анализа различных технологический документов, особенно с учетом их приоритета. К статистическим данным относят суммарное потребление энергоресурсов отдельными субъектами Российской Федерации, предприятиями, удельное потребление электроэнергии и тепловой энергии одним жителем в различных регионах страны, метрологические характеристики средств измерений и измерительных цепей и т. д.

5.4. Качество технологического и статистического входного контроля Некоторые результаты их практического применения представляют не только научный интерес, но и могут быть использованы для принятия решений на различных уровнях управления, вплоть до государственного. При этом чрезвычайно актуальными являются проблемы качества исходных статистических данных и обеспечение качества их входного контроля. Ниже рассмотрены некоторые из этих проблем.

Для проведения контроля необходим документ, на основании которого будет производиться входной контроль.

При поступлении статистических данных в план контроля входят:

комплектность документов;

уровень визирования документов – не ниже руководителя организации при поступлении данных от других организаций и не ниже руководителя темы, договора, подразделения при анализе данных, полученных в той же организации, в которой работает сотрудник, проводящий контроль, или лиц, официально уполномоченных для подготовки данных;

краткое техническое или технологическое описание объекта с указанием его границ и объема;

требования к контролю;

достаточность представленного объема выборки с заданным уровнем надежности – доверительной вероятности;

определение надежности – доверительной вероятности при сохранении представленного объема выборки;

наличие документа или ссылки на него, по которому заказчик входного контроля предлагает его провести.

Рассмотрим некоторые проблемы обеспечения качества исходной информации на этапе их входного контроля.

Технологический контроль паспортов – протоколов измерительных комплексов. Известно, как велико влияние реактивной мощности на погрешность измерений, выраженную в виде класса точности средств измерений(СИ) – измерительных трансформаторов тока (ТТ) и напряжения (ТН), счетчиков электрической энергии. По ГОСТ 7746–2001 класс точности ТТ можно определить, зная одновременно погрешности по величине тока и его углу. Аналогично и при определении класса точности ТН. Однако в паспортепротоколе измерительного комплекса типовой инструкции по учету электроэнергии требуется привести значение фактической нагрузки, но не требуется приводить значения коэффициента мощности, при котором она была измерена.

В документации на ТН завод-изготовитель также указывает на тот факт, что погрешность измерений ТН зависит от cos (рис. 5.1).

Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -327ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ОБСЛЕДОВАНИЯ 5.4. Качество технологического и статистического входного контроля Рис. 5.1. Погрешности трансформаторов напряжения Линии 1, 2 и 3 обозначают значения cos, соответствующие значениям 1, 0,8 и 0,5 при U = 0,8 Uном. Аналогично линии 4, 5 и 6 обозначают те же значения cos при U = 1,2 Uном.

Еще одна проблема технологического контроля состоит в выполнении объема измерений. По сути дела, для обеспечения качества необходимо выполнить несколько замеров. Все они должны быть отражены в первичном протоколе, с указанием дисперсии и вариации как показателя стабильности параметра, а в паспорт-протокол должно быть внесено среднее значение измеряемых параметров со ссылкой на первичный протокол.

Составление энергетического баланса. В минимальном представлении баланс какого-либо энергоресурса представляется как его выработка, потери при передаче и потребление. В более широком представлении могут использоваться также такие показатели, как покупка и продажа, расход на собственные, производственные и хозяйственные нужды и т. д.

Количество потребленных энергоресурсов наиболее достоверно можно узнать только по отчетной бухгалтерской документации проверяемого предприятия, однако совершенно нереально побывать на большом количестве предприятий и организаций для сбора достоверных данных.

При использовании статистической информации из какого-либо местного управления статистики необходимо учитывать наличие ссылки на официальный источник исходных данных для оценки баланса в условных единицах.

Окончательное суммарное значение потребления энергоресурсов на объектах (предприятии, организации) выражается в единицах условного топлива. За единицу условного топлива (1 тонна) принято значение Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -328ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ОБСЛЕДОВАНИЯ 5.4. Качество технологического и статистического входного контроля ккал. Все остальные виды энергоресурсов пересчитывают в условное топливо, но в различных документах (статистических формах и ГОСТах) применяют различные переводные коэффициенты. Некоторые значения средних калорийных эквивалентов величины условного топлива приведены в табл. 5.11.

Применение приведенных в формах статистической отчетности различных переводных коэффициентов может привести к различным численным значениям обследуемых значений, что чрезвычайно важно при построении ранговых распределений, хотя численные отличия значений переводных коэффициентов в некоторой степени имеют объяснения.

Наименование величины Например, расход топлива на 1 Гкал тепла, потребленного непосредственно от шин тепловой станции и на некотором расстоянии от неё, различен, так как во втором случае имеются затраты топлива на выработку электроэнергии для перекачки теплоносителя.

Переводные коэффициенты электроэнергии и теплоэнергии для перевода в условное топливо (т у. т.) при проведении экспресс-обледования или решении перспективных задач следует принимать по единой методике, например по [71]: 1 кВт · ч = 0,00012 т у. т.; 1 Гкал = 0,143 т у. т. Применение персоналом, проводящим анализ, и авторами публикаций других коэффициентов приведет к значительной несопоставимости полученных результатов.

Для более точного определения расхода различных видов топлива значения калорийных коэффициентов рекомендуется принимать по форме статистической отчетности 1-ТЭБ.

Отсутствие исполнительной дисциплины (человеческий фактор) на ряде производств приводит к применению устаревших переводных коэффициентов. Например, по форме 1-ТЭБ за 1985 г. [72] перевод выработанной гидроэлектроэнергии в условное топливо производился по коэффициенту 1,23, Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -329ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ОБСЛЕДОВАНИЯ 5.4. Качество технологического и статистического входного контроля а в 1990 г. в этой же форме отчетности [73] был применен переводной коэффициент 3,45. Организации, применившие старый коэффициент в отчетах за 1990 г., показали выработку условного топлива почти в три (!) раза меньше, чем другие, которые отчитались по новому переводному коэффициенту.

Некоторые значения калорийных коэффициентов приведены в Инструкции по составлению статистической отчетности об использовании топлива, теплоэнергии и электроэнергии, а также об образовании и использовании вторичных энергетических ресурсов (форма 11-СН и приложение к ней. – СПб. : Формиздат, 1994. – 32 с.).

Определение объема выборки. Применение выборочного подхода значительно сокращает время и соответственно трудозатраты на сбор и обработку данных.

В общем случае для определения объема выборки необходимо пользоваться соответствующими государственными стандартами по прикладной статистике.

Данные о необходимом объеме выборки в нормативных документах по энергетике приводятся довольно редко. Например, для определения нормативов потребления коммунальных услуг при анализе потребления электроэнергии населением имеется двухступенчатый порядок определения объема выборки в [74], т. е. предварительный объем выборки и окончательный.

Объем предварительной выборки составляет не менее 10 объектов.

Цель проведения предварительной выборки – определение её дисперсии. На втором этапе задают уровень надежности, по таблице определяют дисперсию генеральной совокупности и определяют объем выборки для окончательного расчета норматива.

Работу проводят в такой последовательности:

1. Объем выборки определяют по формуле где N – объем генеральной совокупности (количество многоквартирных домов или жилых домов с аналогичными конструктивными и техническими параметрами, степенью благоустройства по каждой группе домов);

t – безразмерная величина, определяемая уровнем надежности (заданной вероятностью P) того, что отклонение выборочной средней не превзойдет по абсолютной величине предельной ошибки выборки. Величину t принимают в зависимости от заданной вероятности в соответствии с табл. 5.12 [74];

– предельная ошибка выборки (допустимая абсолютная величина отклонения выборочной средней от генеральной средней); г – дисперсия генеральной совокупности, рассчитываемая как среднее арифметическое Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -330ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ОБСЛЕДОВАНИЯ 5.4. Качество технологического и статистического входного контроля квадратов отклонений отдельных элементов генеральной совокупности от их средней арифметической.

Предельную ошибку выборки рекомендуется принимать равной 10 % выборочной средней. Предельная ошибка выборки является ошибкой репрезентативности (представительности) выборки и показывает предел, который не превосходит действительная ошибка выборки.

P 0,75 0,76 0,77 0,78 0,79 0,80 0,81 0,82 0,83 0,84 0,85 0,86 0,87 0,88 0,89 0, t 1,16 1,18 1,2 1,23 1,25 1,28 1,3 1,34 1,37 1,41 1,44 1,48 1,53 1,56 1,61 1, Объем выборки определяют на основе предварительной выборки.

Вначале производят предварительный отбор многоквартирных домов или жилых домов, по которым определяют дисперсию выборочной совокупности:

где n' – количество предварительно отобранных многоквартирных домов или жилых помещений. Объем предварительной выборки должен быть не менее 10 домов; хи – месячный (среднемесячный) расход коммунальных ресурсов в i-м отдельном многоквартирном доме или жилом помещении за наблюдаемый период в расчете на единицу измерения, определенный по показаниям коллективных приборов учета; хи – среднее арифметическое предварительной выборки, Затем определяют дисперсию генеральной совокупности по формуле где в – дисперсия выборочной совокупности; N – объем генеральной совокупности (количество многоквартирных домов или жилых помещений с аналогичными конструктивными и техническими параметрами, степенью благоустройства по каждой группе домов); n' – количество предварительно Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -331ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ОБСЛЕДОВАНИЯ 5.4. Качество технологического и статистического входного контроля отобранных многоквартирных домов или жилых домов. Объем предварительной выборки должен быть не менее 10 домов.

Некоторые рекомендации по определению объема выборок приведены в [75]. Объектом анализа является максимум нагрузки потребителя.

Объем измерений зависит от требований к точности расчетов, а также от характера графика электрических нагрузок. Определение необходимого числа измерений при заданной точности расчетов может быть выполнено по выражению где t – коэффициент доверия (1; 2; 2,5; 3); N – генеральная совокупность (по числу дней в квартале); 30 – основное отклонение в единицах мощности;

– предельная ошибка в %.

Предельные значения приведены в табл. 5.13.

С инженерной точки зрения простой и удобный способ анализа качества входных данных предложен в [76]. Анализируемым объектом являются измерительные приборы, подлежащие отправке заказчику.

Объект характеризуется четырьмя показателями: N – объем генеральной совокупности; n – объем выборки; – уровень доверительной вероятности и Мв – верхняя доверительная граница для числа дефектных единиц в генеральной совокупности.

В [76] приводятся справочные таблицы для случаев задания трех видов показателей в любом сочетании из приведенных выше четырех показателей.

1. Заказчиком проверки задается генеральный объем совокупности N, уровень доверительной вероятности и верхняя доверительная граница для числа дефектных единиц в генеральной совокупности М. По таблицам определяется необходимый объем выборки n.

2. Если заказчик проверки уже провел сбор данных по выборке n, то в данном случае могут задаваться: объем генеральной совокупности N; объем выборки n, верхняя доверительная граница для числа дефектных единиц в генеральной совокупности М. По этим данным по таблицам определяется уровень доверительной вероятности.

3. Если заказчик проверки уже провел сбор данных по выборке n, то в данном случае в качестве данных для контроля могут задаваться: объем генеральной совокупности N, объем выборки n, уровень доверительной вероятМетоды и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -332ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ОБСЛЕДОВАНИЯ 5.4. Качество технологического и статистического входного контроля ности. По этим данным по таблицам определяется верхняя доверительная граница для числа дефектных единиц в генеральной совокупности М.

В электроэнергетике качество контроля определяется длительностью его выполнения – 5 дней, независимо от количества переданной за это время электроэнергии. Этот подход к контролю нештучной продукции конечно, не совсем правильный, так как на сельских фидерах и на магистральной ЛЭП за одно и то же время отпускается потребителю совершенно различное количество товара – электроэнергии.

Выбор метода статистического анализа измерений. При анализе и расчете погрешностей технических средств автоматизированных систем сбора и передачи информации, например по потреблению электроэнергии, необходимо учитывать, что в них применены три группы технических средств.

1. Измерительные комплексы, состоящие из измерительных трансформаторов тока, напряжения и счетчиков электроэнергии. Допустимо применять средние оценки их погрешностей, так как они являются стандартными типовыми средствами измерений, изготовленными по единим ГОСТам, для каждого вида средств измерений, по единой технологии в серийном производстве. Их погрешность будет иметь среднее значение, которое может быть использовано в дальнейшем.

2. Вторичные цепи от трансформаторов напряжения и потери напряжения в них. Необходимо учитывать, что имеют место нестандартные технические решения, т. е. длины вторичных цепей от трансформаторов напряжения до счетчиков электроэнергии для каждой подстанции свои. Они зависят от планировки конкретных распределительных устройств, помещений диспетчерских пунктов и средств релейной защиты и измерений. Считать средние значения потерь напряжения формально можно, но с учетом различной загрузки отдельных присоединений (средств учета и регистрации электроэнергии), применять только средние значения потерь напряжения во вторичных цепях нецелесообразно. Здесь рекомендуется применять математический аппарат, а для обработки данных в этом случае при аппроксимации зависимостей необходимы крайние значения потерь напряжения во вторичной цепи.

3. Сети передачи данных от каждого измерительного комплекса до ближайшего сервера или самого удаленного компьютера потребителя также имеют самые различные параметры.

Особенности подготовки отчета. Учет критериев достоверности.

В минимальных требованиях необходимо выполнить расчеты вариации, парной и множественной корреляции. В некоторых работах приводятся только средние и среднеквадратичные значения какого-либо параметра анализируемого фактора (объекта). Однако этого совершенно недостаточно. Критериев достоверности статистических оценок много, но в ряде случаев необходимо выполнить простейшую операцию – определить вариацию данного параметра, т. е. найти отношение среднеквадратичного отклонения к среднему значению. Если коэффициент вариации VAR > 0,3, то это означает наличие двух или более влияющих факторов (параметров) в Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -333ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ОБСЛЕДОВАНИЯ 5.4. Качество технологического и статистического входного контроля представленной выборке или наличие какой-то грубой ошибки (наличие нестабильности фактора, двухгорбовое распределение и т. д.).

Значимость корреляции. При анализе многофакторных зависимостей должен быть выполнен корреляционный анализ исходных факторов. Значимость коэффициентов парной корреляции в общем случае определяется с учетом объема выборки. По некоторым данным, коэффициент парной корреляции выбранных для анализа факторов должен быть не более 0,7. В противном случае для анализа принимается только один из них.

Квадрат множественного коэффициента корреляции показывает степень осведомленности об описываемом объекте, функции и т. д. Например, если коэффициент множественной корреляции независимых друг от друга факторов, характеризующих какой-либо объект, равен 0,5 или 0,6, а их квадраты соответственно 0,25 и 0,36, то это означает, что о данных объектах известно всего лишь 25 % или 36 % сведений, характеризующих эти объекты [77]. То есть говорить серьезно об этих объектах пока невозможно и в анализе каких-то закономерностей данная выборка участвовать не может. Для получения достоверной характеристики объекта необходимо менять или его математическую модель, или объем выборки, или привлекать для его описания дополнительные факторы.

При представлении данных по обработке топливно-энергетических показателей необходимо обязательно приводить сведения о конкретном источнике информации. Простое упоминание «по официальным данным» не приводит к оценке достоверности результатов и их корректной сопоставимости с результатами других исследований.

При выборе математического аппарата для статистической обработки данных необходимо понимание физических процессов их происхождения.

Выполнение оценок-результатов анализа данных в минимальном объеме – средние значения и дисперсия – может привести к появлению грубых ошибок в выводах.

5.5.1. Назначение и виды энергетических балансов Термин «энергетический баланс» означает полное количественное соответствие (равенство) между расходом топлива и энергии в энергетическом хозяйстве для данного момента времени. Энергетический баланс (ЭБ) состоит из двух частей: приходной и расходной. Приходная часть содержит количественный перечень энергии, поступающей посредством различных энергоносителей. Расходная часть определяет расход энергии всех видов во всевозможных ее применениях, потери при преобразовании одного вида энергии в другой и при ее транспортировке, а также энергию, накапливаемую (аккумулируемую) в специальных устройствах.

Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -334ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ОБСЛЕДОВАНИЯ При составлении ЭБ различные энергоресурсы и виды энергии приводятся к единому измерителю. Этим измерителем является тонна условного топлива или джоуль.

В основу построения ЭБ действующего предприятия должно быть положено обследование его энергетического хозяйства, технологических и энергетических характеристик оборудования. Для проектируемых предприятий ЭБ составляют на основе технологических и проектных разработок.

Энергетический баланс позволяет выделить из общего расхода энергии ее полезно израсходованную часть и потери по ее составляющим и тем самым выявить КПД технологического процесса, агрегата, цеха, завода.

Энергетические балансы промышленных предприятий разделяют на следующие группы: по назначению – отчетные и плановые; по видам энергоносителей – частные (по отдельным видам топлива и энергии) и сводные; по объектам изучения – балансы отдельных видов технологического оборудования, цехов и предприятия в целом; по принципам составления – аналитические, синтетические, нормализованные, оптимальные; по принципам оценки использования топлива и энергии – энтропийные и эксергетические.

Отчетные ЭБ отражают фактические показатели производства и потребления топлива и энергии в истекшем периоде и уровень их использования. На основе этих ЭБ можно контролировать энергопотребление предприятия и выполнение соответствующих плановых показателей. Отчетные (фактические) ЭБ делят на синтетические, показывающие распределение подведенных и распределенных энергоносителей внутри предприятия, и аналитические. Исходными данными для составления синтетических ЭБ служат материалы эксплуатационного приборного учета и контроля, материалы испытаний, обследований, контрольных замеров и хронометрирования работы оборудования. Разработку отчетных синтетических ЭБ следует проводить ежегодно для получения надежной и представительной информации о динамике его структуры и тенденциях совершенствования энергетического хозяйства. Синтетический ЭБ является документом, на основании которого ведется анализ фактического состояния энергетического хозяйства промышленных предприятий. В процессе анализа устанавливают и исследуют связи энергетики и основного производства, влияние энергетики на основные показатели хозяйственной деятельности предприятия (рентабельность, производительность труда, себестоимость продукции, фондовооруженность труда и т. д.), измерение показателей, характеризующих совершенство отдельных энергетических объектов и предприятия в целом. Анализ указанных зависимостей по отдельным предприятиям позволяет изучать состояние и тенденции развития энергетического хозяйства отраслей и промышленности в целом, находить оптимальные пропорции при использовании различных видов топлива и энергии в отраслевом разрезе. Составленные по этим данным отчетные синтетические ЭБ являются документированным подтверждением того, что на рассматриваемое предприятие поступило определенное количество ТЭР и было им израсходовано на свои нужды. Однако такой баланс не выявляет степень полезного использования энергоресурсов. Глубину и характер исМетоды и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -335ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ОБСЛЕДОВАНИЯ пользования подведенных энергоносителей отражают так называемые аналитические фактические ЭБ.

Разность между количеством подведенной энергии и полезной энергией, полученной от установки, составляет энергетические потери. Их классифицируют по следующим признакам:

1. По возможности и целесообразности устранения: полные потери энергии; потери неустранимые, определяемые принципом технологического процесса, конструкцией оборудования; потери энергии, устранение которых в данных условиях технологически возможно; потери энергии, устранение которых в данных условиях экономически целесообразно.

2. По месту возникновения: потери при добыче, хранении, транспортировке, переработке, преобразовании и использовании.

3. По физическому признаку и характеру: потери тепла в окружающую среду, с уходящими газами, технологической продукцией, технологическими отходами, уносом материалов, химическим и механическим недожогом, охлаждающей водой и т. д.; потери электроэнергии в трансформаторах, дросселях, шинопроводах, линиях электропередач, преобразователях, электроприемниках и т. д.; потери с утечками через неплотности, от усушек и т. п.; гидравлические потери – потери напора при дросселировании, потери на трение при движении жидкости, пара и газа по трубопроводам с учетом колен, вентилей и других местных сопротивлений; механические потери – потери на трение.

4. По причинам возникновения (потери энергии, устранение которых в данных условиях технически возможно и экономически целесообразно):

вследствие конструктивных недостатков; в результате неправильного выбора технологического режима работы; из-за неправильной эксплуатации агрегата; в результате низкого качества исполнения ремонтных работ; вследствие брака продукции.

Характеристика использования различных энергоносителей на предприятиях должна отражаться в сводной форме аналитического ЭБ. При этом в качестве исходной величины, подлежащей распределению по статьям полезного использования и потерь, принимается фактическое потребление данного вида энергии, взятое из синтетического баланса. Величина невязки баланса служит критерием для оценки достоверности составленного аналитического баланса (в нормальных условиях она не должна превышать 2,5 % величины суммарного расхода энергоносителя). Аналитический баланс может служить основой для оценки энергетической эффективности рассматриваемых процессов, показателями которой являются энергетические КПД.

В зависимости от характера энергетического процесса следует различать виды полезной энергии и то сечение энергетического потока, по которому производится ее количественная оценка. Поскольку нет достаточно четкого определения понятия «полезная энергия», рекомендуется принимать для различных технологических процессов условные определения полезного использования энергии: в освещении – по световому потоку лампы; в силовых и двигательных процессах прямого действия – по расходу энергии, необМетоды и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -336ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ОБСЛЕДОВАНИЯ ходимому для процесса по теоретическому расчету (по работе на валу двигателя); в электрохимических и электрофизических процессах – по расходу энергии, необходимому для процесса, в соответствии с теоретическим расчетом;

в термических процессах – по теоретическому расходу энергии на нагрев, плавку, испарение материала и проведение эндотермических реакций; в отоплении, вентиляции, кондиционировании, горячем водоснабжении и хладоснабжении – по количеству тепла, полученного потребителем; в средствах связи и управления – по подведенной энергии; в преобразовании, хранении, переработке и транспортировке топлива и энергии – по количеству энергоресурсов, получаемых из систем преобразования, хранения, переработки или транспорта. Часть тепловых потерь в некоторых случаях (в зависимости от организации технологического процесса) может рассматриваться как побочный энергетический ресурс, полезно используемый для целей отопления и других нужд.

Основной формой планирования энергопотребления и энергоиспользования на предприятии являются плановые ЭБ. Разработку плановых балансов осуществляют на основе анализа отчетных балансов отдельных процессов, цехов и предприятия в целом. При этом выявляют и оценивают энергетические потери и резервы экономии энергоресурсов, а также определяют мероприятия по реализации скрытых резервов экономии топлива и энергии. Плановые балансы, составленные на основе аналитических балансов с учетом технических мероприятий по рационализации энергохозяйства, называются нормализованными. Норматизованные ЭБ строят с учетом следующих факторов: возможностей дальнейшего совершенствования ЭБ агрегатов и процессов за счет сокращения потерь, интенсификации режима работы, рационализации энергоиспользования, внедрения новой техники и технологии; ликвидации прямых потерь топлива и энергии на всех стадиях производства, распределения и использования энергии; определения наиболее рациональных направлений использования побочных энергоресурсов; выбора наиболее рациональных энергоносителей для данного предприятия и района его размещения. При составлении нормализованных ЭБ исходят из прогрессивных нормативов полезного потребления и потерь энергии, соответствующих условиям производства. На основе этих балансов составляют планы организационно-технических мероприятий.

Другой формой планового ЭБ является оптимальный баланс, основная задача второго определение варианта энергоснабжения предприятия, при котором план выпуска продукции выполняется с минимальными затратами.

В отличие от нормализованных ЭБ оптимальные балансы учитывают технико-экономические характеристики энергоснабжения района размещения предприятия. Основными показателями для составления оптимальных ЭБ являются затраты на использование топлива и энергии в технологических и энергетических процессах производства. Оптимальные ЭБ составляют по нескольким критериям: минимуму расхода топлива, минимуму суммарных затрат на производство продукции и т. д.

Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -337ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ОБСЛЕДОВАНИЯ Приведем методы составления ЭБ для различных установок, цехов и предприятий. Методику составления балансов рассмотрим на примере балансов электроэнергии (БЭЭ).

5.5.2. Методы составления расходной части электробалансов Электробалансы позволяют судить о степени полезного использования электроэнергии, расходуемой отдельными агрегатами и их группами, цехами или предприятиями в целом. С этой точки зрения особый интерес представляет доля энергии, затрачиваемая на прямые технологические нужды. При составлении расходной части БЭЭ эта энергия всегда определяется расчетом, который может быть выполнен двумя методами: расчетным и экспериментальным.

Расчетный метод предусматривает определение расхода энергии на технологические нужды и всех видов потерь по формулам, использующим нормативные характеристики оборудования в конкретных условиях его эксплуатации. Этот способ дает хорошие результаты при составлении ЭБ агрегатов непрерывного действия или имеющих продолжительный режим работы (компрессоров, воздуходувок и вентиляторов, электрических печей и нагревателей, мельниц, каландров, смесителей, шнеков, транспортеров и т. д.).

Применительно к механическому оборудованию при этом способе расчетами определяют мощность, затрачиваемую на технологический процесс (резание, обработку, ковку, прокатку, штамповку и т. д.), на потери в механизмах и приводных двигателях (механические, электрические, вентиляционные, пусковые), а также на работу вспомогательного оборудования и устройств.

Экспериментальный метод предусматривает проведение специальных испытаний оборудования и измерений всех видов потерь, входящих в расходную часть БЭЭ.

Прямой расчет электроэнергии на технологический процесс во многих случаях, в частности для механического оборудования, затруднителен, а результаты его неточны, так как основаны на ряде допущений и применении эмпирических формул и приближенных зависимостей. Поэтому наиболее целесообразно при составлении БЭЭ применение смешанного расчетноэксперименталъного метода. При использовании этого метода применительно к механическому оборудованию расход энергии на технологические процессы может определяться вычитанием потерь энергии в агрегатах и сетях из энергии, израсходованной приводными двигателями (последняя замеряется счетчиком).

Все виды потерь энергии в агрегатах (постоянные, нагрузочные, пусковые и др.), а также в сетях и трансформаторах определяют расчетом с использованием результатов измерений потерь холостого хода и пусковых в агрегатах и нагрузочных токов в элементах цеховых сетей. Следует отличать потери в агрегатах и электрических сетях, которые неизбежны при преобразовании энергии и обусловлены их конструктивными данными, от дополниМетоды и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -338ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ОБСЛЕДОВАНИЯ тельных, вызываемых несоответствием номинальных мощностей агрегатов их фактической технологической нагрузке или нерациональным режимом эксплуатации. При составлении БЭЭ и его анализе учитывают обе эти составляющие потерь, однако основные возможности экономии электроэнергии – в сокращении дополнительных потерь.

Балансы отдельных агрегатов и цехов следует относить к смене и характерным рабочим суткам. Электробалансы отдельных агрегатов определяют по их средней суточной производительности, а цехов – по суточным графикам нагрузки за рабочие и выходные дни.

Как указывалось, для отдельных агрегатов баланс составляют по мощности. Для перехода к суточному БЭЭ необходимо знать фактическое среднее число часов работы агрегата в сутки. Среднее время работы агрегата за смену tсм при проектировании достаточно точно можно определить из следующих соотношений:

для электроприемников с постоянным значением потребляемой активной мощности Р и близким к неизменному значению cos (например, насосов, вентиляторов, нагревателей) где Wсм – среднее за несколько суток потребления активной энергии в дневную, наиболее загруженную смену;

для агрегатов с переменным потреблением мощности и значительными изменениями cos в зависимости от нагрузки (например, асинхронных двигателей станков) где Vсм – средняя реактивная энергия за смену; Qср – средняя реактивная мощность агрегата за 2–3 часа непрерывной работы (обе эти величины определяют по показаниям счетчиков реактивной энергии).

Для дальнейшего перехода от сменного БЭЭ к суточному вводят коэффициент сменности где Wсут – среднесуточное потребление активной энергии, кВт · ч.

Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -339ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ОБСЛЕДОВАНИЯ Значения kсм лежат в пределах от 1 до 3. Зная статью расходной части БЭЭ агрегата, выражающую среднюю мощность потерь, получим соответствующие среднесуточные потери энергии:

Расходную часть цехового БЭЭ определяют суммированием соответствующих статей расходной части БЭЭ по отдельным агрегатам. При этом нет необходимости делать измерения на каждом отдельном агрегате. Следует объединить аналогичные по типу и технологическому режиму агрегаты в группы и вести расчеты на основе измерений, выполненных на одном из них, приняв его за типичный для данной группы. Характерный агрегат выбирают по результатам изучения технологических карт и наблюдений за фактическим режимом работы механизмов группы, а также по результатам измерения времени их самоторможения.

Для предприятий в целом рекомендуется составлять годовые БЭЭ. Для перехода от суточных или сменных частных ЭБ к годовому сводному следует учесть работу цехов, производственных и культурно-бытовых подразделений в праздничные и выходные дни. Это осуществляется введением в расчеты коэффициента kвых > 1. Величина его приближенно определяется из соотношения где W сут, W сут, W сут – среднее суточное потребление активной энергии в рабочий день, субботу (или предпраздничный день) и выходной день соответственно. При непрерывной работе kвых < 1,4. В условиях пятидневной недели kвых = 1,05 1,1.

Годовые потери энергии можно рассчитать по выражению где np – число рабочих дней в году (при пятидневной рабочей неделе np = 250 ). Если электропотребление зимой заметно отличается от летнего, то данные расчеты следует выполнять отдельно для зимнего периода, содержащего nзр суток, и летних дней.

Суточный и годовой расходы энергии на освещение определяют с учетом географической широты местности.

5.5.3. Понятие о нормировании электропотребления.

Для выявления всех резервов экономии энергоресурсов необходимо составлять энергетический баланс. Энергетический баланс (энергобаланс) состоит из приходной и расходной частей.

Приходная часть энергобаланса содержит количественный перечень энергии, поступающей посредством различных энергоносителей (ископаемое топливо и ядерное горючее, газ, пар, вода, воздух, электрическая энергия).

Расходная часть энергобаланса определяет расход энергии всех видов во всевозможных ее применениях, потери при преобразовании энергии одного вида в другой при ее транспортировке, а также энергию, накапливаемую (аккумулируемую) в специальных устройствах (например, гидроаккумулирующих установках, тепловых бойлерах и т. п.).

Как и в любых других балансах, например бухгалтерских, приходная и расходная части энергобаланса должны быть равны.

Основными видами энергии, потребляемыми в промышленности, городском и сельском хозяйстве, являются тепловая и электрическая энергия.

Поэтому составляют частичные энергобалансы – тепловые и электрические.

Рассмотрим особенности составления электробалансов.

В условиях действующих предприятий электробалансы составляют для отдельных агрегатов или их групп, цехов и предприятий в целом. На основе электробалансов выносят объективное суждение о качестве электроиспользования на данном предприятии, в производственных подразделениях или энергоемких агрегатах, выявляют возможности сокращения непроизводительного расхода электроэнергии и ее потерь, в результате чего намечают мероприятия по улучшению электроиспользования.

Различают три основных вида электробалансов:

1) фактические, отражающие сложившиеся в цехе или на предприятии производственные условия;

2) нормализованные, учитывающие возможности рационализации и оптимизации процессов электропотребления и снижения потерь в механизмах и электрических сетях;

3) перспективные, составляемые с учетом прогнозируемого развития производства и его качественных изменений на ближайший период (до 5 лет) или более длительный срок.

Одним из важнейших результатов составления нормализованных электробалансов является возможность нормирования электропотребления на основные технологические процессы и изготовление готовой продукции.

Главная цель электробаланса – определение степени полезного использования электроэнергии и поиск путей снижения потерь, рационализации электропотребления. Поэтому основным видом баланса следует считать баМетоды и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -341ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ОБСЛЕДОВАНИЯ ланс активной энергии, в основном определяющий реальный режим электропотребления и уровень использования электроэнергии.

Баланс реактивной мощности составляют аналогично, с учетом ее выработки компенсирующими устройствами. Он предназначен для решения вопросов компенсации реактивной мощности и регулирования напряжения.

Приходную и расходную части принимают и учитывают по показаниям счетчиков активной энергии и расчетной мощности.

Расходную часть электробаланса активной электроэнергии делят на следующие статьи расхода:

1) прямые затраты электроэнергии на основной технологический процесс с выделением полезного расхода на выпуск продукции без учета потерь в различных звеньях энергоемкого технологического оборудования (электрических печах, компрессорных и насосных установках, прокатных станах и других крупных потребителях);

2) косвенные затраты электроэнергии на основной технологический процесс вследствие его несовершенства или нарушения технологических норм (влажная шихта, недогрев слитков при прокате и т. п.);

3) затраты электроэнергии на вспомогательные нужды (вентиляцию помещений цехов, цеховой транспорт, освещение и т. п.);

4) потери электроэнергии в элементах системы электроснабжения (линиях, трансформаторах, реакторах, компенсирующих устройствах и двигателях);

5) отпуск электроэнергии посторонним потребителям (столовым, клубам, магазинам, городскому электрическому транспорту и т. д.).

Наличие всех пяти статей расхода электроэнергии при составлении электробаланса необязательно.

Задачами составления электробаланса являются:

выявление и нахождение расходов электроэнергии по статьям 2, 3, 4 и 5 с тем, чтобы четко выделить расход электроэнергии на основную продукцию предприятия;

определение действительных удельных норм расхода электроэнергии на единицу продукции предприятия;

выявление возможности сокращения как непроизводительных расходов электроэнергии (статьи 2, 3, 4, 5), так и расхода на выпуск основной продукции путем проведения различных мероприятий, совершенствующих технологический процесс, и сопоставления из месяца в месяц, из года в год действительных удельных норм расхода электроэнергии на основную продукцию завода.

Составление сводного нормализованного электробаланса завершающий этап анализа фактического баланса предприятия. По аналогии с фактическим балансом нормализованный баланс строят как сумму взаимоувязанных индивидуальных электробалансов отдельных установок и процессов.

Формы фактического и нормализованного электробалансов одинаковы, однако порядок их составления различен. Составление нормализованного электробаланса всегда производят «снизу вверх». В первую очередь заполняют статью «Полезное использование энергии». Значения нормативных поМетоды и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -342ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ОБСЛЕДОВАНИЯ терь по каждой группе установок и процессов определяют как сумму нормативных потерь отдельных установок. Фактический электробаланс составляют «сверху вниз» путем вычитания из суммарного электропотребления статей расхода на вспомогательные нужды.

Нормализованный электробаланс служит основой для оценки резервов экономии электроэнергии на предприятии.

Для реализации выявленных резервов составляют план мероприятий, в котором устанавливают эффективность каждого мероприятия и сроки внедрения.

Общие резервы экономии электроэнергии подразделяют на текущие Wт, осуществляемые с малыми затратами в текущем периоде, и перспективные Wп, реализация которых возможна в более отдаленной перспективе (3–5 лет и более) за счет проведения мероприятий, требующих дополнительных затрат.

Текущие резервы определяют сравнением фактического электробаланса объекта с его электробалансом, составленным на базе технически обоснованных нормативов отдельных потерь. Чтобы такой баланс действительно отражал передовые показатели электроиспользования, достижимые для действующей техники, нормативы потерь должны устанавливаться исходя из нормативных условий работы оборудования. Текущие резервы экономии энергии где n – число мероприятий, направленных на снижение потерь; Wфi и Wнi – потери электроэнергии в каждом i -м объекте до и после проведения мероприятий.

Перспективные резервы определяют сравнением двух нормализованных электробалансов – технически обоснованного и экономически обоснованного (перспективного) Wэк :

Реализация мероприятий по экономии электроэнергии зависит от правильной организации и обоснования нормирования расходов энергии.

Нормирование расходов энергии – это установление плановой меры их потребления. Основная задача нормирования – обеспечение применения при планировании и в производстве технически, экономически и научно обоснованных норм расхода всех видов энергии для осуществления режима экономии, рационального распределения и наиболее эффективного их использования. Нормированию подлежат все расходы энергии на основные и вспомогаМетоды и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -343ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ОБСЛЕДОВАНИЯ тельные производственно-эксплуатационные нужды (отопление, вентиляция, освещение, водоснабжение и др.), включая потери в сетях.

Нормы расхода электроэнергии в производстве классифицируют по следующим основным признакам:

по степени агрегирования – на индивидуальные и групповые;

по составу расходов – на технологические и общепроизводственные;

по периоду действия – на годовые и квартальные.

Индивидуальной нормой называется норма расхода электроэнергии на производство единицы продукции; групповой нормой – норма расхода электроэнергии на производство планируемого объема одноименной продукции.

Технологической нормой называется норма расхода электроэнергии на основные и вспомогательные технологические процессы производства данного вида продукции, расход на поддержание технологических агрегатов в горячем резерве, на их разогрев и пуск после текущих ремонтов и холодных простоев, а также технически неизбежные потери энергии при работе оборудования, технологических агрегатов и установок. Общепроизводственной нормой называется норма расхода электроэнергии на основные и вспомогательные технологические процессы, на вспомогательные нужды производства, а также технически неизбежные потери энергии в преобразователях, электрических сетях предприятия (цеха), отнесенные на производство данной продукции.

В основу разработки технологических норм расхода электроэнергии положены электробалансы, в расходной части которых определяются полезная составляющая расхода и потери. Такое разделение технологической нормы позволяет выделить потери, наметить конкретные мероприятия по их снижению и составить нормализованный электробаланс агрегата.

При соблюдении указанных условий технологическая норма где Wпол – полезная составляющая расхода электроэнергии; W – потери электроэнергии; П – выпуск продукции в натуральном выражении.

Общепроизводственная цеховая норма где Wтех – расход энергии на технологические нужды; Wвсп – расход электроэнергии на вспомогательные нужды; Wп.с – потери электроэнергии в цеховых сетях и преобразовательных установках; П ц – объем выпуска продукции цехом. Общепроизводственная заводская норма Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -344ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ОБСЛЕДОВАНИЯ где Wц – суммарный расход электроэнергии в основных и вспомогательных цехах; Wобщ – общезаводской расход электроэнергии на отопление, вентиляцию, освещение, горячее водоснабжение; Wп.с – потери электроэнергии в общезаводских сетях и преобразовательных установках; П з – объем выпуска продукции заводом.

При нормировании и анализе электропотребления большое значение наряду с электробалансами имеют энергетические характеристики, которые выражают зависимость абсолютного или удельного расхода электроэнергии от того или иного показателя, принимаемого за переменную аргументирующую величину. При этом допускается, что все прочие параметрические показатели неизменны (рис. 5.2).

Основные резервы экономии кроются в процессах потребления электроэнергии в различном энергетическом оборудовании, поэтому первостепенное внимание должно уделяться изучению электробалансов отдельных агрегатов во взаимосвязи с технологией и организацией производства.

Все нормы, кроме потерь электроэнергии в сетях и преобразовательных установках, включают в себя составляющие полезного расхода и потерь.

Наибольший удельный вес в электробалансах цехов и предприятий составляют расходы на технологические нужды. Полная операционная норма включает в себя расход электроэнергии за время операции, а также дополнительный расход.

Дополнительные потери устанавливают отдельно в соответствии с графиком работы агрегата в календарном времени и включают в операционную норму путем деления их абсолютного значения на заданный выпуск продукции.

Рис. 5.2. Энергетическая характеристика агрегатов Дополнительные потери, т. е. потери, связанные с графиком сменности, имеются у большинства электропотребляющих агрегатов в виде пусковых Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -345ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ОБСЛЕДОВАНИЯ потерь. Пусковые потери состоят из аккумулированной в оборудовании энергии при его остановке, которые возмещаются при последующем пуске оборудования, и потерь теплоты в окружающую среду до момента включения в полезную работу. Пусковые потери большинства аппаратов и оборудования значительны и зависят от графика сменности и выходных дней, а также от других факторов технического порядка. Поэтому необходимо иметь график зависимости пусковых потерь от времени простоя для режимов предварительного разогрева в рабочую смену.

Нормирование пусковых расходов должно основываться на специальных испытаниях оборудования и сводиться к установлению нормы расхода электроэнергии на одну остановку Расчет числа остановов-пусков оборудования основывается на установленном графике работы.

Порядок разработки операционной нормы расхода электроэнергии сводится к следующему:

1) составляется фактический электробаланс агрегата на основании данных по расходу электроэнергии, полученных в результате испытаний (расчетов) и материального баланса;

2) определяется фактический удельный расход электроэнергии на единицу выпускаемой продукции П:

3) анализируется структура фактического электробаланса, на основе которого производится количественная оценка полезной составляющей расхода, холостого хода и пусковых потерь;

4) выявляются факторы, оказавшие влияние на составляющую электробаланса (производительность, вид и качество материала, технологические и энергетические параметры процесса);

5) устанавливается зависимость между частями электробаланса и показателями, численно характеризующими действие каждого из указанных в п. факторов на удельный расход электроэнергии;

6) составляется нормализованный электробаланс, являющийся базой для установки нормы расхода электроэнергии, на основе оценки потерь и разработки организационно-технических мероприятий по экономии электроэнергии.

Таким образом, дифференцированная операционная норма расхода электроэнергии Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -346ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ОБСЛЕДОВАНИЯ где Wф – фактический расход электроэнергии на отдельной операции;

W – экономия электроэнергии за счет внедрения организационно-технических мероприятий; – пусковые расходы электроэнергии, приходящиеся на единицу продукции; П – количество продукции, получаемой в течение одной операции (цикла), в натуральных единицах.

Практика показывает, что технологические нормы, полученные для одной и той же продукции, на разных предприятиях различны, что объясняется различиями в качестве сырья, технологическими отклонениями от нормы, различными условиями производства и др.

Использование для перспективного планирования норм, полученных по наиболее электроемкому предприятию, приводит к их завышению на других производствах, а следовательно, не позволяет в полном объеме вскрыть резервы экономии электроэнергии. В связи с этим анализ электропотребления следует проводить не по фактически достигнутому уровню нормы электропотребления, а по научно обоснованной норме, полученной из рассмотрения энергетических характеристик для нормальных (прогрессивных) условий производства.

Экономия электроэнергии, ожидаемая в результате применения современной технологии и практики ее использования, приведена в табл. 5.14.

Данные этой таблицы получены на основании расчетов на предприятиях различных отраслей промышленности и характеризуют как возможную экономию электроэнергии, так и срок окупаемости затрат. Этот срок имеет большое значение, так как для внедрения большинства мероприятий потребуется определенное время. Интервал времени разделен на две категории: краткосрочный (в пределах одного года) и нормативный срок окупаемости дополнительных капиталовложений (8,3 года).

Приемник электроэнергии питающих приемники Экономию электроэнергии в течение одного года можно получить за счет более рациональной системы обслуживания приемников электроэнергии; улучшения системы учета и усиления контроля за расходованием элекМетоды и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -347ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ОБСЛЕДОВАНИЯ троэнергии со стороны начальников участков, цехов, главного инженера предприятия; повышения материальной и моральной заинтересованности рабочих и инженерно-технических работников; вовлечения в борьбу за экономию всех рабочих и инженерно-технических работников путем организации соревнования среди смен, участков и цехов предприятия, организации конкурсов на лучшее рационализаторское предложение и т. д.

Для получения экономии электроэнергии в течение нормативного срока окупаемости капиталовложений, который при нормативном коэффициенте экономической эффективности норм = 0,12 составляет 8,3 года, необходимо осуществить организационно-технические мероприятия с определенными капиталовложениями. Такой срок требуется для разработки технических проектов, заказа оборудования, монтажа и наладки новых электроустановок, систем автоматического регулирования и т. д.

Рассмотрим некоторые пути энергосбережения. Известно, что основные закономерности изменения электрических нагрузок и удельного электропотребления отдельных агрегатов и производственных подразделений выявляются при построении энергетических характеристик, представляющих собой функции мощности P, абсолютного W и удельного расхода электроэнергии от количества перерабатываемого сырья G или полученной продукции П.

При этом на основании паспортных данных технологического оборудования и технологического регламента строится энергетическая характеристика производственного подразделения (цеха, предприятия). В качестве исходных данных для ее построения принимаются фактически потребляемая мощность и расход электроэнергии, получаемые замерами при нормальном режиме работы предприятия и нормальном состоянии машин и механизмов.

Постоянная составляющая расхода электроэнергии Wп включает в себя расход на освещение, отопление, вентиляцию и т. д. Для рабочей зоны характеристики, ограниченной практически возможными отклонениями выпускаемой продукции П'–П" по фактическим данным производства, методами математической статистики находят участки (ab и а'b') энергетической характеристики, отражающие фактический уровень электропотребления.

Таким образом, резерв экономии в точке N Полученный по формуле результат дает представление об общем резерве экономии энергии при данном уровне эксплуатации и организации производства. Чтобы реализовать этот резерв, необходимо выявить конкретные факторы, вызывающие непроизводительный расход электроэнергии. Для этого проводится корреляционный и регрессионный многофакторный анализ оперативной информации, в результате которого выделяются для расчета те факторы, которые могут оказать определенное влияние на электропотребление.

Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -348ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ОБСЛЕДОВАНИЯ В качестве функции принимается удельный расход электроэнергии на единицу продукции. В результате расчета получается множественная математическая модель:

где a, b, c,..., – постоянные коэффициенты; x1, x2,..., xn – наиболее значимые нормообразующие факторы, например коэффициент использования оборудования, температура, влажность и др.

Таким образом, полученная полиномиальная модель позволяет выявить факторы, под воздействием которых повышается электропотребление, дать им качественную оценку и использовать при определении резерва экономии электроэнергии.

Тепловой баланс (например, котельной установки) представляет собой распределение введенной теплоты сгорания топлива между полезно использованной в установке теплотой и тепловыми потерями согласно соотношению где q1 – полезно воспринятая теплота; q2 – потери с уходящими газами;

q3, q4 – потери от химического и механического недожога; q5 – потери в окружающую среду; q6 – потери с очаговыми остатками.

Коэффициент полезного действия котельной установки к.у представляет собой отношение полезно воспринятой теплоты Qпол к затраченной Qзатр. Для парового котла он определяется по формуле для водогрейного котла где Dп, Gв – расход пара и нагреваемой воды, кг/ч; iп, iп.в – энтальпии пара и питательной воды, кДж/кг; 1, 2 – температура воды на входе и выходе котла; Bт, Qp – расход, кг/ч, и располагаемая теплота топлива, кДж/кг (твердое и жидкое топливо), кДж/м3 (газообразное); cв – теплоемкость воды, кДж/(кг · К).

Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -349ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ОБСЛЕДОВАНИЯ Величина КПД к.у необходима для определения расхода топлива Вт котлом.

Значение к.у согласно уравнениям (5.20) называется КПД по прямому балансу и может быть определено в результате испытания конкретной установки, при котором измеряются расходы топлива Вт, пара Dп или воp ды Gв, а Qp определяется по элементному составу топлива или по справочным данным.

Во многих случаях при испытаниях нет возможности определить расходы топлива или количества пара (воды). Это в особенности относится к установкам, работающим на твердом топливе, для которых измерение расхода топлива возможно лишь в эпизодических случаях. В этих условиях величину к.у определяют по уравнению обратного баланса, вычитая из располагаемой теплоты сгорания топлива вышеуказанные тепловые потери, отнесенные к единице сжигаемого топлива (1 кг твердого и жидкого или 1 м3 газообразного):

При сжигании жидкого и газообразного топлива всегда имеют место потери теплоты: с уходящими газами (q2 ), в окружающую среду (q5 ), а в случае неполного сгорания – от химического недожога (q3 ).

При сжигании твердого топлива в пылевидном состоянии в камерных топках к указанным добавляются еще потери от механического недожога (q4 ), а в слоевых топках дополнительные потери теплоты со шлаком (q6 ). Из указанных потерь наибольшую величину имеют потери с уходящими газами (q2 ), зависящие от температуры уходящих газов tух, а также от степени их разбавления воздухом. Количественно степень разбавления выражается коэффициентом избытка воздуха, представляющим собой отношение действительного количества поступающего в газовый тракт воздуха Vд к теоретически необходимому V0 :

Величину q2, %, можно определить по формуле где t ух, tв – температура уходящих газов и воздуха, используемого для горения; h – отношение объемов сухих газов: действительного и теоретического при =1 (величина h приближенно может быть принята равной значению ); A и B – коэффициенты, значения которых зависят от вида топлива:

Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -350ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ОБСЛЕДОВАНИЯ каменные угли – А = 6,45·10–3 В = 3,47·10–2;

мазут – А = 6,9·10–3 В = 3,26·10–2;

природный газ – А = 9,9·10–3 В = 3,14·10–2.

Потери q3, q4, q6 зависят от вида топлива, типа топочного устройства и ориентировочно могут приниматься:

для слоевых топок при сжигании пылевидного топлива в камерных топках при жидком и газообразном топливе Потери q5 зависят от мощности котла и составляют для всех видов топлива следующие величины:

Анализ энергоиспользования в энергетических установках, технологических процессах и на предприятии в целом необходимо проводить с целью качественной и количественной оценки состояния энергохозяйства. Он позволяет решить следующие основные задачи: оценку фактического состояния энергоиспользования и выявление причин и значений потерь энергоресурсов.

Для этого необходимо исследовать и оценить структуру поступления и потребления энергетических ресурсов на предприятии (энергобаланс), определить показатели эффективности энергоиспользования, к которым относятся: КПД основных энерготехнологических процессов и установок; коэффициент полезного использования энергии (КПИ) по отдельным видам и параметрам энергоносителей; удельные (фактические) расходы энергоносителей по основным видам выпускаемой продукции. Кроме того, необходимо оценить влияние качества энергоносителей на рациональное их использование на промышленном предприятии. Энергоносители характеризуются техникоэкономическими показателями, которые включают в себя: стоимость энергоносителей, параметры энергоносителей (для электроэнергии напряжение, частота; для тепловой энергии давление, температура, теплоемкость; для топлива теплота сгорания, зольность, влажность и т. д.), график суточного и годового потребления энергоносителей.

Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -351ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ОБСЛЕДОВАНИЯ По способу разработки энергобалансы разделяют: на опытный, составленный по замерам параметров и расходов; расчетный, составленный на основании расчета энергопотребления; опытно-расчетный, составленный с использованием замеров и расчетов.

В результате оценки и рассмотрения энергетических балансов определяют фактическое состояние энергоиспользования предприятия и его отдельных элементов (цехов, участков и т. д.). При этом следует иметь в виду, что все элементы и структуры предприятия, подлежащие обследованию, подразделяют на группы процессов и установок, однородных по виду используемых энергоносителей. При оценке и анализе энергобаланса предприятия, его цехов и участков, а также энергобаланса основных энерготехнологических процессов и установок следует использовать данные, находящиеся в энергетическом паспорте предприятия, технологических регламентах, режимных картах, паспортах установок, а также в формах статистической отчетности.

При анализе энергобаланса промышленного предприятия необходимо изучить и оценить технические и энергетические характеристики основных технологических процессов и установок, которые должны содержать материальные потоки (материальный баланс) на предприятии: расходы и параметры сырья, топлива, энергии и отходов; конструктивные особенности установок (габаритные размеры, состояние изоляции и т. п.), наличие установок по утилизации теплоты вторичных энергоресурсов, наличие контрольноизмерительных приборов и автоматики и т. п.; режимы работы оборудования (периодичность использования, продолжительность нахождения в «горячем резерве» и т. п.). На основании данных энергобаланса предприятия (цеха) оценивают потери энергоресурсов и намечают пути совершенствования энергоиспользования на предприятии.

На ряде предприятий отсутствуют данные по учету расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию. Поэтому количественная оценка расхода тепла на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение по цехам проводится по укрупненным методам расчета, изложенным в СНиП-2-04-05– (отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха).

Данные расходной части балансов тепловой и электрической энергии на предприятии (цех, участок) согласно табл. 5.15 и табл. 5.16 позволяют сделать оценку состояния использования тепловой и электрической энергии и потерь с целью дальнейшей проработки вопросов рационального энергоиспользования и разработки конкретных технических решений.

При более углубленном обследовании (например, для составления энергетического паспорта промпредприятия) выполняют расчет составляющих энергетического баланса при нормативных условиях. После чего проводят сопоставление фактических данных расходной части энергобаланса с расчетно-нормативными. Полученная при этом разница указывает на нерациональный расход энергоресурсов.

Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -352ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ОБСЛЕДОВАНИЯ Общее потребление (цех, участок) Общее потребление предэлектрической энергии (цех, участок) Результаты данной работы после обсуждения с ответственным за проведение обследования предприятия докладывают главному энергетику (главному механику) с целью решения вопроса о проведении балансовых испытаний энергоемкого оборудования и составления энергобаланса предприятия (цеха).

По завершении энергетических обследований или энергоаудита энергоаудиторы оформляют следующую документацию:

акт (отчет) о проведенном энергетическом обследовании установленной формы;

инструментально подтвержденный топливно-энергетический баланс;

энергетический паспорт;

программу (рекомендации) по повышению эффективности использования ТЭР, снижению затрат на топливо- и энергообеспечение и внедрению энергосберегающих мероприятий.

5.6. Отчетность по энергетическим обследованиям В дополнение к указанным документам энергоаудиторы вправе выдавать предписания о необходимости устранения нарушений при нерациональном использовании ТЭР в соответствии с действующим законодательством.

Рекомендации по энергосбережению и рациональному использованию ТЭР не должны снижать экологические характеристики работающего оборудования и технологических процессов, уровень безопасности и комфортности работы персонала, качества и безопасности продукции.

Акты проведенных энергетических обследований подписываются уполномоченными представителями организации, проводившей энергетическое обследование, и потребителя ТЭР.

После подписания отчетов в них запрещается вносить изменения и дополнения. При наличии разногласий по содержанию актов (отчетов) окончательное решение принимает уполномоченный представитель организации, проводившей энергетическое обследование.

Уполномоченный представитель потребителя ТЭР, не согласный с указанным решением, вправе изложить свое собственное мнение, которое прилагается к акту (отчету).

В результатах энергетического обследования или энергоаудита должна быть дана оценка эффективности использования ТЭР в организации, раскрыты причины выявленных нарушений в их использовании, определены имеющиеся резервы экономии ТЭР, предложены технические и организационные энергосберегающие решения с указанием прогнозируемой экономии в физическом и денежном выражении, а также оценкой стоимости их реализации.

В ходе энергетического обследования или энергоаудита бюджетных организаций проверяется соответствие запрашиваемых лимитов ТЭР фактически потребляемым или обоснованность по установлению величин этих лимитов.

Отчет о проведенном энергетическом обследовании или энергоаудите согласуется с руководителем предприятия (организации) – потребителя ТЭР и (или) вышестоящим предприятием (организацией). В случае отказа от согласования в указанном отчете делается соответствующая запись.

Технический отчет о проведении энергетического обследования должен включать в себя следующие характеристики:

краткую характеристику предприятия и структурную взаимосвязь основных производств предприятия;

энергоемкость производств предприятия по видам потребляемых энергоресурсов;

динамику удельного энергопотребления по видам энергоресурсов и по основным видам выпускаемой продукции и сравнение их с соответствующими характеристиками энергоэффективных предприятий-аналогов;

фонд фактического рабочего времени технологических агрегатов и механизмов с оценкой использования установленных мощностей и коэффициентов их загрузки;

структуру распределения и учета потребления энергоносителей с оценкой источников их поступления и потребления;

распределение расхода всех видов энергоносителей по предприятию, Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -354ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ОБСЛЕДОВАНИЯ 5.6. Отчетность по энергетическим обследованиям т. е. по технологическим переделам, вспомогательным службам (например, в водооборотных циклах и очистных сооружениях, в компрессорном и холодильном оборудовании, если оно не входит в основной технологический процесс), по ремонтно-механическим, строительным, административнобытовым службам и т. д.;

нормативные и фактические потери энергоносителей в распределительных сетях и системах.

В десятидневный срок после согласования с заказчиком энергоаудитор передает полный отчет о проведенном энергетическом обследовании или энергоаудите на утверждение.

Результаты энергетических обследований не могут являться основанием для применения санкций к обследуемым организациям, за исключением случаев, предусмотренных законодательством.

Оформление отчета по энергетическим исследованиям. При оформлении отчета (акта) по результатам энергетического обследования необходимо руководствоваться положениями проекта ГОСТа, разработанного специалистами. Приводим основное содержание указанного проекта ГОСТ «Обследование предприятий энергетическое. Общие требования к содержанию и оформлению отчетных документов» (далее Стандарт), который разработан «с целью определения требований к отчетным документам по энергетическим обследованиям предприятий и организаций, упорядочения как отдельных элементов обследования, так и состава, содержания и формы представления результатов работ по обследованию в целом».

Стандарт устанавливает общие требования к составу, содержанию и оформлению отчетных документов по энергетическим обследованиям предприятий и организаций.

Стандарт предназначен для применения:

организациями, осуществляющими энергетические обследования;

обследуемыми предприятиями и организациями.

В разделе «Основные требования» к отчетным документам об энергетическом обследовании Стандарт относит:

отчет об энергетическом обследовании, акт о результатах энергетического обследования.

Отчет об энергетическом обследовании составляют, если ЭО выполнено по инициативе обследуемого предприятия. Содержание и степень детализации отдельных разделов отчета согласовывают с заказчиком и устанавливают в техническом задании на энергетическое обследование.

Отчет об энергетическом обследовании должен быть оформлен в соответствии с ГОСТ 1.32–91 СИБИД «Отчет о научно-исследовательской работе».

Отчет о полном энергетическом обследовании должен содержать следующие разделы:

Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -355ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ОБСЛЕДОВАНИЯ 5.6. Отчетность по энергетическим обследованиям Аннотация содержит краткие сведения о проведенном энергетическом обследовании: цель, характеристика объекта ЭО, виды потребляемых ресурсов, эффективность расходования ТЭР.

Техническое задание на энергетическое обследование Техническое задание должно содержать следующие сведения:

цель и задачи обследования;

перечень подлежащих обследованию объектов (производственное оборудование, технологические процессы и т. п.), а также расходов ТЭР на хозяйственные нужды (отопление, освещение, вентиляцию, горячее водоснабжение);

содержание и форму представления результатов энергетического обследования.

В техническом задании должны быть сформулированы требования к анализу:

системы учета расходования и отпуска ТЭР;

причин нерационального расходования ТЭР;

эффективности фактического использования ТЭР и результатов сравнения рассчитанных показателей эффективности с нормативными значениями;

содержания и реализации программы энергосбережения обследуемой организации;

мероприятий по повышению эффективности расходования ТЭР.

Общая характеристика предприятия: основная продукция, потребляемые виды ТЭР и т. п.

Методика проведения энергетического обследования:

общая методология обследования;

методика определения (расчета) нормативных показателей расходования ТЭР;

методика проведения измерений и ее обоснование;

методика расчета фактических показателей расходования ТЭР.

Метрологическое обеспечение обследования В этом разделе проводится анализ организационных мер, технических средств, правил и норм, обеспечивающих единство и требуемую точность измерения параметров при проведении ЭО, определяется и обосновывается вид проводимых при данном ЭО измерений: однократные, балансовые либо регистрация параметров.

Программа энергетического обследования В программе устанавливают этапы, содержание работ и сроки их выполнения; содержание работ планируют в соответствии с техническим заданием.

Расчет основных показателей и заключение об эффективности использования ТЭР на предприятии, о работах по системному поиску возможностей повышения эффективности расходования ТЭР.

Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -356ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ОБСЛЕДОВАНИЯ 5.6. Отчетность по энергетическим обследованиям Номенклатура показателей эффективности использования топливноэнергетических ресурсов – по ГОСТ Р 51387–99.

Рекомендации по повышению эффективности расходования ТЭР с экономической оценкой потенциальных затрат средств и сбережений энергии.

При оформлении этого раздела отчета рекомендуется использование типовых форм энергетического паспорта предприятия по ГОСТ Р 51379–99.

В зависимости от особенностей и специфики производственного оборудования и технологических процессов обследуемых предприятий в отчете типовые формы могут быть дополнены актуальной информацией.

В приложении к отчету следует поместить следующие материалы:

1) схему установки на обследуемом объекте стационарных приборов учета, а также используемых при обследовании переносных приборов;

2) энергобаланс обследованного предприятия, актуализированный по результатам ЭО (в соответствии с ГОСТ Р 27322–87).

Отчет должен быть написан ясным четким языком; изложение желательно иллюстрировать диаграммами, графиками, таблицами. Все сложные вычисления следует привести в приложениях.

Акт об энергетическом обследовании является обязательным отчетным документом.

В акте о проведенном энергетическом обследовании отражают:

анализ выполнения предписаний акта, составленного по итогам предыдущего обследования, если оно проводилось;

эффективность использования ТЭР (по ГОСТ Р 51541–99);

оценку потенциала энергосбережения;

рекомендации по повышению эффективности использования ТЭР и способам снижения потерь энергетических ресурсов;

выявленные случаи нарушения законодательства и нормативных требований в области энергосбережения.

Акт о проведенном энергетическом обследовании подписывают руководители энергоаудиторской фирмы и организации-потребителя ТЭР, а также представитель органов МАЭН.

5.7.1. Показатели энергоэффективности Одним из наиболее существенных вопросов, возникающих при проведении ЭО и энергосберегающих мероприятий, является оценка эффективности энергоиспользования. Данную оценку проводят по ряду количественных характеристик, называемых показателями энергоэффективности (ПЭ) или индикаторами энергоэффективности. Приводим перечень возможных показателей энергоэффективности:

удельный расход энергоресурсов на единицу выпускаемой продукции;

Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -357ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ОБСЛЕДОВАНИЯ энергетическая составляющая себестоимости продукции;

потери электро-и теплоэнергии;

загрузка оборудования;

КПД оборудования;

коэффициент мощности (tg или cos );

превышение фактического потребления реактивной энергии, ее экономического значения, установленного в договоре;

показатели качества электрической энергии;

потери реактивной энергии;

уровень средств автоматического регулирования режимов энергопотребления и их технического состояния;

характеристики графиков активной и реактивной нагрузки; постоянная составляющая энергопотребления, не зависящая от объемов производства предприятия;

расход энергоресурсов на собственные и технологические нужды для электростанций и предприятий;

доля бюджетных расходов, направляемых на дотации за потребляемые энергоресурсы;

количество видов продукции и услуг, сертифицированных по энергоэффективности;

доля энергетических расходов в бюджете учреждения;

удельный расход энергоресурсов на одного сотрудника (или учащегося) бюджетной организации.

На любом этапе проводимого энергетического обследования на основании оценки показателей энергоэффективности (ПЭ) важными являются ответы на следующие вопросы:

Является ли данный ПЭ результатом целенаправленной деятельности предприятия в области энергосбережения?

В какой степени данный ПЭ устойчив?

Является ли данный ПЭ достаточно надежным?

При проведении ЭО необходимо для каждого конкретного случая подобрать ограниченное число ПЭ. Абсолютные значения ПЭ позволяют сравнить эффективность энергопотребления на предприятиях, организациях, учреждениях одной отрасли со сходными производственными процессами. Не менее важен анализ динамики ПЭ во времени для одного и того же объекта.

Углубленные энергетические обследования могут завершаться составлением энергетического паспорта.

Энергетический паспорт разрабатывают в соответствии с ГОСТ Р– по единой форме. Он является нормативно-хозяйственным документом.

5.7.2. Паспорт энергетического хозяйства предприятия Для того чтобы на объекте (здание, производство) и тем более на предприятии развивать комплексную систему эффективного энергопотребления, Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -358ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ОБСЛЕДОВАНИЯ необходимо создание в первую очередь соответствующей системы контроля эффективности потребления энергоресурсов как на предприятии, так и на отдельных его производствах. В основу такой комплексной системы контроля должен быть положен документ, регистрирующий энергоэффективность объекта. В нашей стране накоплен большой опыт по подготовке подобных документов за счет разработки и ведения паспортов, особенно в коммунальном хозяйстве городов и населенных пунктов. Однако энергетические паспорта практически не получили в то время развития, ввиду незначительной доли энергетических затрат в коммунальных расходах да и полного отсутствия какого-либо учета и тем более регулирования расхода энергоресурсов в коммунальной сфере.

Ввиду резкого роста в последние годы расходов на тепло- и энергосбережение жилого, бюджетного фондов остро встал вопрос о разработке энергетических паспортов зданий и сооружений. Типовая форма такого документа была разработана в 1992–1994 гг. в НИИ строительной физики (г. Москва).

В 1994 г. требование об энергетической паспортизации было включено в московские городские строительные нормы МГСН 2.01–94 «Энергосбережение в зданиях». В ряде регионов России энергетические паспорта получили широкое распространение как документ, регистрирующий энергоэффективность предприятия, муниципального образования и субъекта Федерации в целом.

В настоящее время отсутствует регламентированная форма энергетического паспорта потребителя (ЭПП), составляемого в процессе энергоаудита для предприятий-энергопотребителей. Это затрудняет обобщение результатов аудита как по отраслям, так и на государственном уровне.

Содержание ЭПП и порядок его составления должны быть непосредственно связаны с регламентом проведения энергообследования потребителя.

Так же, как и регламент, энергетический паспорт должен являться нормативно-хозяйственным документом, утверждаемым по единой государственной форме.

По постановлению МАЭН России введен энергетический паспорт предприятия, который предназначен для системного представления энергетического хозяйства предприятия и уровня его эксплуатации. В нем отражаются результаты проведенных энергетических обследований, а также проводимых работ по энергосбережению. Данный паспорт должен периодически заполняться или корректироваться персоналом энергетической службы предприятия и передаваться в территориальные органы МАЭН. Типовой энергетический паспорт предприятия содержит следующие основные разделы:

общие сведения о предприятии;

сведения об электрическом хозяйстве предприятия (главная схема электроснабжения, основное силовое электрооборудование);

сведения о системе и приборах учета активной и реактивной энергии (в том числе и автоматизированных системах учета);

сведения о тепловом хозяйстве предприятия;

сведения об электропотреблении за несколько лет;

Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -359ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ОБСЛЕДОВАНИЯ структура электропотребления предприятия;

фактические удельные расходы электрической энергии на единицу выпускаемой продукции за последние несколько лет;

показатели качества электрической энергии в системе электроснабжения предприятия;

сведения об источниках электромагнитных помех;

сведения об источниках реактивной мощности.

Структура и содержание энергетического паспорта предприятия позволяют выделить те его разделы, которые наиболее существенны в данный момент времени и в данных обстоятельствах. Вместе с тем паспорт допускает расширение и углубление его содержания, освоение или формирование новых разделов в соответствии с ПУЭ, ПТЭ, ГОСТ или вновь выявляющимися обстоятельствами. Так, к настоящему времени назрела необходимость дополнить энергетический паспорт предприятия следующими разделами:

прогнозом электропотребления;

сведениями об использовании ресурса основного электрооборудования и сроках его испытания;

показателями надежности системы электроснабжения предприятия и ее элементов;

показателями эффективности энергоиспользования;

сведениями об устройствах автоматического регулирования, их техническом состоянии и использовании;

сведениями о подготовке электротехнического персонала предприятия.

Из-за трудоемкости проведения расчетов и большого объема постоянно изменяющейся исходной информации, необходимой для формирования энергетического паспорта предприятия, в настоящее время осуществляется создание базы данных и программного обеспечения для ряда разделов паспорта.

Это позволит более оперативно реагировать на различные изменения в системах внешнего и внутреннего электроснабжения предприятия, условий эксплуатации и договоров с энергоснабжающими организациями.

Энергетический паспорт предприятия дает для электротехнического, энергетического и руководящего персонала предприятия необходимую, сжатую и достоверную информацию для принятия решений, а также отражает деятельность по эффективному использованию энергоресурсов.

Введение энергетических паспортов на территории России связано прежде всего с попытками наведения элементарного порядка в системе производства и потребления топливно-энергетических ресурсов (ТЭР). Для решения данной задачи необходимо как минимум владеть достоверной информацией по производству и потреблению ТЭР и иметь возможность регулировать данный процесс.

Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -360ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ОБСЛЕДОВАНИЯ Основными предпосылками при разработке энергетических паспортов являются:

необходимость внесения изменений в сложившуюся систему социальных нормативов минимальной бюджетной обеспеченности по разделам, связанным с расходами на коммунальные услуги (центральное отопление, горячее водоснабжение) для муниципальных образований и бюджетных организаций;

введение лимитов на топливно-энергетические ресурсы для организаций, финансируемых из бюджетов различного уровня, имеющих льготы по налогам или за получаемые топливно-энергетические ресурсы;

организация контроля тарифов на услуги энергоснабжающих предприятий;

отсутствие достоверной информации по производству и потреблению топливно-энергетических ресурсов в муниципальных образованиях и бюджетных организациях.

Социальные нормативы минимальной бюджетной обеспеченности, являясь основой формирования межбюджетных отношений, не учитывали основных особенностей, определяющих затраты на услуги жилищно-коммунального хозяйства (теплоснабжение, горячее водоснабжение, водоснабжение и водоотведение). Удельные расходы тепловой энергии на отопление жилого фонда в зависимости от его этажности: удельные затраты на отопление одного квадратного метра общей площади для различных строений отличаются в 2–2,5 раза. Для отопления одного квадратного метра одноэтажного здания постройки до 1985 г., построенного без учета энергосберегающих мероприятий, необходимо затратить тепловой энергии в 2,5 раза больше, чем для отопления здания высотой более 5 этажей, построенного с учетом энергосберегающих мероприятий после 1985 г., и это вполне соответствует положениям СНиП 2,04,07–86 «Тепловые сети». Применяемые социальные стандарты часто не учитывают стоимость тепловой энергии, вырабатываемой различными теплоисточниками (различной мощности, использующими различные виды топлива). Тарифы на тепловую энергию в зависимости от вида сжигаемого топлива, от мощности котельной и степени используемой мощности могут отличаться более чем в два раза. Себестоимость тепловой энергии, вырабатываемой на газовой котельной, находится в пределах 95–100 руб. за Гкал. Себестоимость тепловой энергии, вырабатываемой на угольной котельной, вполне может составлять 250 руб. за одну Гкал, что в 2,5 раза выше, чем в рассматриваемой газовой котельной. Учитывая все вышеприведенные факторы, можно убедиться, что разница в затратах на отопление единицы площади жилого фонда может отличаться в 4–5 раз [30].

Следующей предпосылкой создания энергетических паспортов, как отмечалось выше, стало отсутствие достоверной информации по производстМетоды и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -361ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ОБСЛЕДОВАНИЯ ву и потреблению топливно-энергетических ресурсов в бюджетных организациях и в муниципальных образованиях.