Учёт топлива, тепловой и электрической энергии имеет исключительно важное значение для развития промышленного производства. Он позволяет создать основу для проведения энергосберегающих мероприятий и внедрения энергоэффективных технологий на промышленных предприятиях.
Без учёта энергетических ресурсов невозможно оценить экономический эффект от проведения энергосберегающих мероприятий и от перехода на технологические процессы малой энергоёмкости. Сам по себе учёт энергетических ресурсов не является энергосберегающим мероприятием, однако его осуществление позволяет выявить резервы энергосбережения. У крупных потребителей энергоресурсов, имеющих в своём составе много различных энергопотребляющих установок, целесообразно осуществлять учёт расхода энергии в режиме реального времени с помощью современных информационно-измерительных систем. Для этого приборы учёта могут быть объединены в единую информационную сеть.
Данные, полученные при учёте энергетических ресурсов, необходимы как энергетическим службам предприятия в целях обеспечения рационального использования ресурсов, так и энергоаудиторским организациям для заполнения энергетического паспорта потребителя, а также для разработки рекомендаций по экономии энергии. При приборном учёте всех видов топливно-энергетических ресурсов в первую очередь должны быть определены:
поступления энергоресурсов от внешних источников: энергосистем, теплоснабжающих организаций, газотранспортных систем, поставщиков твёрдого и жидкого топлива;
выработка энергоресурсов на собственных источниках энергии (электростанциях, котельных и когенерационных установках предприятий), добыча топлива, используемого на предприятии);
отпуск энергоресурсов сторонним потребителям;потребление энергоресурсов самим предприятием и его отдельными подразделениями, энергетическими и технологическими установками, аппаратами. Различают коммерческий и технический учёт энергетических ресурсов.Коммерческий учёт предназначен для осуществления финансовых расчётов между поставщиком и потребителем. Технический учёт производится в целях контроля использования энергетических ресурсов внутри предприятия, расчёта их удельных расходов на выпуск продукции, правильной организации технологического процесса, анализа потерь энергии на отдельных стадиях производства.
Рис. 13.1. Энергетические ресурсы и приборы для их учета
Показания приборов технического учёта необходимы при составлении энергетического баланса предприятия.
Методы и технические средства, применяемые для учёта энергетических ресурсов, во многом определяются видом этих ресурсов (рис. 13.1).
Кроме учёта количества топлива, тепловой и электрической энергии необходим учёт количества потреблённого или утерянного потребителем теплоносителя (пара или горячей воды). Помимо того, что потребляемый теплоноситель несётопределённое количество тепловой энергии, он имеет и собственную стоимость, которая в настоящее время достаточно высока и постоянно растёт.
При учёте электрической, тепловой энергии и количества теплоносителя должны соблюдаться определённые требования, отражённые в нормативных документах .
Учёт электропотребления осуществляется счётчиками активной и реактивной электроэнергии. На предприятиях используются как индукционные счётчики старых моделей (класс точности 2,5-1,0), так и современные электронные микропроцессорные счётчики (класс точности 0,2-0,5). Как правило, счётчики устанавливаются на границе балансовой принадлежности электрической сети.
Кроме обычных используются счётчики, позволяющие фиксировать максимальное значение мощности в часы прохождения максимума нагрузки энергосистемы, а также двух- и трехтарифные счётчики, учитывающие потребление в разные периоды суток, когда расчёты выполняются по различным тарифам. Применение таких счётчиков стимулирует потребление электрической энергии в ночные часы.
Для учёта электропотребления все шире используются автоматизированные информационно-измерительные системы коммерческого (АИИСКУЭ) и технического (АИИСТУЭ) учёта электроэнергии. Кроме микропроцессорных счётчиков электроэнергии в состав АИИСКУЭ и АИИСТУЭ входят устройства сбора информации, каналы связи и средства обработки информациина основе компьютеров и соответствующего программного обеспечения. Микропроцессорные счётчики позволяют хранить во встроенной памяти измеренные данные и защищены от несанкционированного вмешательства в их работу.
Учёт потребления электроэнергии с помощью автоматизированных информационно-измерительных систем позволяет не только осуществлять расчёты с энергоснабжающей организацией, но и проводить оперативное регулирование потребления электроэнергии, например, путём включения и выключения потребителей в целях выравнивания суточного графика нагрузки, если это не оказывает отрицательного влияния на технологический процесс. Передача информации руководящему персоналу о текущем потреблении энергии даёт возможность оперативно реагировать на его резкие незапланированные повышения в отдельных подразделениях или на предприятии в целом и устранять их причины.
Использование автоматизированных информационно-измерительных систем позволяет обнаружить несанкционированное подключение сторонних потребителей к электросетям предприятия. Внедрение этих систем упрощает использование тарифов, дифференцированных по времени суток. Все большую актуальность приобретает учёт показателей качества электрической энергии, которые отражаются в договоре между поставщиком и потребителем. Этот учёт осуществляется посредством специальных средств измерений.
В области экономии тепловой энергии потенциал энергосбережения гораздо выше, чем при экономии электроэнергии. Это связано с тем, что КПД передачи тепловой энергии по сетям и эффективность ее использования у потребителей теплоты существенно ниже.
Учёт тепловой энергии у потребителей в России организован менее широко, чем учётэлектроэнергии. Он более сложен, поскольку требует установки не одного, а нескольких различных приборов, показания которых должны быть специальным образом обработаны. Кроме того, монтаж этих приборов на трубопроводах тепловой сети осуществить сложнее, чем монтаж электрических счётчиков. Тем не менее число установленных теплосчётчиков у потребителей быстро растёт.
Энергоснабжающая организация и потребитель тепловой энергии заключают между собой договор на отпуск и потребление тепловой энергии, в котором отражаются их взаимные обязательства по расчётам за тепловую энергию и потребляемый теплоноситель, а также по соблюдению режимов отпуска и потребления тепловой энергии и теплоносителя. Под режимами отпуска и потребления тепловой энергии и теплоносителя понимают расход подаваемого потребителю и возвращаемого источнику теплоносителя, его температуру и давление в течение определённых периодов времени.
Для учёта тепловой энергии, отпущенной потребителю, осуществления взаимных финансовых расчётов между потребителем и энергоснабжающей организацией, контроля за работой систем теплоснабжения и рациональным использованием энергии организуется узел учёта и регистрации отпуска и потребления тепловой энергии (далее - узел учёта). Узел учёта - комплект приборов и устройств, обеспечивающих учёттепловой энергии, массы или объёма теплоносителя, а также контроль и регистрацию его параметров. Допуск узла учёта к эксплуатации, а также требования по его эксплуатации регламентируются Правилами .
Похожая информация.
Учет энергоресурсов одна из приоритетных задач в системах управления промышленными и общественными объектами. Федеральный закон № 261 ФЗ «Об энергосбережении и повышении энергоэффективности», впервые принятый в 2009 году, определяет требования по энергоэффективности к вновь возводимым и реконструируемым зданиям и к зданиям. Статья 11, пункт 6: «Не допускается ввод в эксплуатацию зданий, строений, сооружений, построенных, реконструированных, прошедших капитальный ремонт и не соответствующих требованиям энергетической эффективности и требованиям оснащенности их приборами учета используемых энергетических ресурсов.»
Системы технического учета тепловой энергии так же бывают двух типов: автоматизированные системы технического учета тепловой энергии (АСТУТ) и автоматизированные системы коммерческого учета тепловой энергии (АСКУТ) .
АСКУТ контролируют данные на входе и выходе из объекта и присутствуют на всех объектах, подключенных к общей тепловой сети. Счетчики расхода тепла устанавливаются в индивидуальном тепловом пункте здания.
Узел учета тепла состоит из вычислителей количества тепла, преобразователей и индикаторов расхода, температуры, давления, регулятора перепадов давления, запорно-регулирующей арматуры.
В настоящее время наметилась устойчивая тенденция по установке индивидуальных счетчиков тепла для каждой квартиры, и в этом случае счетчики объединяются по информационной шине данных (по аналогии с системой АСКУЭ).
Учитывая это, для владельцев объекта больший интерес представляет система АСТУТ.
Использование АСТУТ позволяет вести анализ следующих данных:
Такая система учёта обладает следующими преимуществами: позволяет экономить финансовые средства на оплату отопления, облегчает техническое обслуживание системы, даёт возможность вести точный учёт расходов на отопление по каждой ветви отопления вплоть до отдельного прибора отопления.
Аналогично всем, системы технического учета расходы воды бывают двух видов: автоматизированные системы технического учета питьевой, технической и сточной воды (АСТУВ) и автоматизированные системы коммерческого учета питьевой, технической и сточной воды (АСКУВ) .
Система учета воды - это многоуровневая автоматизированная система, которая функционирует в режиме реального времени и осуществляет коммерческий учет потребления воды. Количество уровней и архитектура построения системы определяются на стадии разработки технического задания и зависят от сложности и системы водоснабжения объекта.
Задачи системы учета воды включают в себя:
Система учёта воды позволяет анализировать данные о:
Для учёта расхода воды применяются следующие виды счётчиков: тахометрические, электромагнитные, ультразвуковые, вихревые.
Продолжая аналогию, системы учёта расхода газа делятся на два вида: автоматизированные системы технического учета газа (АСТУГ) и автоматизированные системы коммерческого учета газа (АСКУГ) . Задачи, выполняемые системами соответственно, расчет потребления и оптимизация потребления внутри системы.
Система учёта газа в общем случае позволяет анализировать данные о расходе и количестве природного или технического газа, покомпонентном составе природного газа, параметрах природного газа: влажности, плотности, теплоте сгорания, индексе Воббе, коэффициенте сжимаемости природного газа, средних температуре и давлении газа, техническом состоянии оборудования и инженерных сетей, несанкционированном доступе к приборам учета.
Система учёта газа позволяет решить следующие задачи:
В гражданском строительстве и в промышленных зданиях, технический процесс которых не связан с непосредственным использованием газа применение технического учета расхода газа не целесообразно, ограничиваются коммерческим учетом.
Интеграция систем технического учета в систему управления зданием предполагает передачу данных о потреблении в систему BMS. В каком-то смысле, система тех учета является «глазами» диспетчера. Понимание взаимосвязи процессов между инженерными системами, позволяет оперативно решать текущие задачи и разрабатывать алгоритмы автоматического управления здания в будущем. Интеграция:
В качестве примера, можно рассмотреть следующую условную ситуацию, когда система кондиционирования и система отопления работают друг против друга. Очевидно, потребление зданием тепла и электроэнергии будет расти, но при отсутствии технического посистемного учета энергоресурсов, оператор не увидит причину. В то же время, ситуация легко может быть разрешена, если налажен информационный обмен между системами и настроены сообщения на пульте диспетчера.
Оборудование технического учета размещается в следующей иератической последовательности.
Полевой уровень . Первичные приборы изменения параметров сетей, установлены на уровне каналов, трубопроводов и исполнительных устройств. Преобразователи передают аналоговые, цифровые или пороговые сигналы в шкафы автоматизации.
Связной уровень . Полученные сигналы преобразовываются в протокол системы управления зданием и передаются по линиям связи в систему диспетчеризации . Канал связи может быть двухпроводный, телефонный, TCP/IP, радио и т.п. Канал связи выполняет функцию инженера, который по рации передает показания, к примеру, электросчетчика диспетчеру с заданной периодичностью.
Серверный уровень, уровень управления . Продолжая пример с уровня связи, диспетчер записывает данные в таблицу и сравнивает их с предыдущей историей записи. При отклонении их от параметров, производит какие-то действия. Программное обеспечение диспетчера выполняет более сложные функции в автоматическом режиме. Данные могут собираться с одного или нескольких удаленных объектов, по разным каналам передачи данных.
Принятый в 1996 году Закон РФ "Об энергосбережении", принятый 23 ноября 2009 г. Закон РФ "Об энергосбережении и повышении энергетической эффективности" и мировой опыт организации энергосбережения определяют учет расходования энергоресурсов в качестве первого и наиболее важного шага в цепочке организационных и технических мер по повышению энергоэффективности. Действительно, а как можно сэкономить то, что не сосчитал? А неучитываемого расхода энергии и энергоресурсов сегодня много и считать нужно много.
По оценкам специалистов общая потребность субъектов Российской Федерации в приборах учета тепла и воды для оснащения всего жилищного фонда, объектов здравоохранения, образования и т.д. составляет более 130 млн.штук. Из них для учета тепловой энергии необходимо около 24 млн.теплосчетчиков, для учета горячей и холодной воды - свыше 66 млн.водосчетчиков, для учета газа - более 40 млн.счетчиков.
Все производимые, передаваемые, потребляемые энергоресурсы подлежат обязательному приборному учету. Исключения сделаны для потребления аварийных и ветхих объектов, подлежащих сносу или капитальному ремонту до 1 января 2013 года, а так же объектов с мощностью потребления электроэнергии до 5 киловатт или тепловой энергии до 0,2 Гкал в час.
В приведенных ниже сферах государство особенно тщательно будет контролировать установку приборов учета и использование данных учета для организации повышения энергоэффективности.
Приборы могут устанавливать организации - поставщики энергии и энергоресурсов и лица, имеющие для этого необходимую подготовку и квалификацию.
При этом для поставщиков электрической энергии и тепла, энергоресурсов (воды горячей и холодной, газа) предложение по установке приборов учета потребителям является обязательным, от заявки на установку приборов учета они не имеют право уклониться.
Более того, если потребитель не в состоянии оплатить прибор учета и его установку сразу, организация обязана предоставить рассрочку по платежам со сроком до 5 лет. Процент за кредит устанавливается по ставке рефинансирования Центробанка РФ. Дотирование этого механизма финансирования предполагается организовать из бюджетов регионов и местных бюджетов. Законом предусмотрен принудительный порядок установки приборов учета с возмещением устанавливающей организации всех понесенных затрат. Поставщикам энергии и энергоресурсов предоставлено право заинтересовывать потребителей в установке счетчиков (сегодня это очень просто: нет счетчика, платишь круглосуточный расход "по сечению трубы, провода" и т.д.)
Определение потребности промышленного предприятия в энергоносителях базируется на использовании прогрессивных норм расхода, которые устанавливаются как в целом по предприятию (укрупненные нормы), так и по отдельным агрегатам, рабочим местам, участкам и цехам (дифференцированные нормы).
Основным видом норм являются удельные нормы расхода на единицу продукции (индивидуальные). Они устанавливаются по типам или отдельным топливо- и энергопотребляющим агрегатам, установкам, машинам и технологическим схемам применительно к определенным условиям производства продукции (работ). Эти нормы являются технологическими и служат для расчета групповых норм расхода топлива и энергии, а также для оценки эффективности использования энергии. Индивидуальные нормы состоят из полезного расхода (полезной энергии) и потерь энергии. Величина полезного расхода определяется па основе нормативной энергетической характеристики или расчета энергетического баланса.
Конкретный состав нормы расхода топлива и энергии устанавливается соответствующими отраслевыми методиками и инструкциями, разрабатываемыми с учетом особенностей данного производства. Производственные изменения состава норм не допускаются.
Объемы потерь (пусковых, от неполного сгорания, с конденсатом, с пролетным паром, в окружающую среду и т.д.) рассчитываются отдельно в соответствии с установленным графиком работы агрегата в календарном времени и относятся к объему выпуска продукции. Приведем примеры расчета индивидуальных норм.
Индивидуальные нормы расхода утверждаются предприятиями (объединениями). На их основе рассчитываются групповые нормы расхода топлива и энергии, т.е. планируемые количества топливно-энергетических ресурсов на производство единицы объема одноименной продукции (работ) по уровням планирования: народное хозяйство, министерство, объединение, предприятие.
Важнейшие групповые нормы расхода:
¦ условного топлива на электроэнергию, отпускаемую с шин тепловых электростанций;
¦ сухого скипового кокса на 1т передельного чугуна;
¦ условного топлива на производство 1т клинкера и др. Общепроизводственные нормы расхода топлива и энергии - плановое количество энергии на основные и вспомогательные нужды производства (общепроизводственное цеховое и заводское потребление на отопление, освещение, вентиляцию и др.). В этих нормах учитываются технически неизбежные потери энергии в преобразователях, тепловых и электрических сетях предприятия (цеха), отнесенные на производство данной продукции (работы).
Технологическая норма расхода топлива и энергии - плановое количество топлива, тепловой и электрической энергии на основные и вспомогательные технологические процессы производства данного вида продукции (работы), на поддержание технологических агрегатов в горячем резерве, их разогрев и пуск после текущих ремонтов и холодных простоев. В этих нормах учитываются также технически неизбежные потери энергии при работе оборудования. Технологические нормы расхода могут быть индивидуальными и групповыми.
Учет энергоресурсов предполагает:
¦ регистрацию первичных показателей количества и качества всех видов энергии, как вырабатываемой и отпускаемой на сторону, так и получаемой со стороны и расходуемой на предприятии;
¦ оперативный учет расхода энергии с помощью приборов учета в соответствии с утвержденными технически обоснованными нормами ее расхода;
¦ внесение на основании показаний измерительных прибором и справок на параметры энергоносителей, полученные расчетным путем;
¦ определение расхода энергии расчетным способом по тем цехам и производственным участкам, где по каким-либо причинам отсутствуют приборы учета.
Регистрация первичных показателей энергоносителей и их оперативный учет, а также первичный учет нагрузок производится по показаниям измерительных приборов (самопишущих или периодической записи). Эти показатели фиксируются в первичной документации учета энергии.
К первичной документации учета энергии относятся: суточные ведомости эксплуатации агрегатов, оперативные журналы, графики нагрузок, программы самопишущих приборов и др. Все показатели документации, характеризующие качество обслуживания оборудования и его техническое состояние, фиксируются в суточных ведомостях через 0,5-1 ч.
Вторичные документы отражают итоговые и средние показатели работы оборудования за смену и сутки. Это ведомости и суточные-рапорты по эксплуатации установок и энергохозяйства. На основании вторичной документации составляются месячные энергобалансы, квартальные технические отчеты по эксплуатации, подводятся и анализируются итоговые показатели.
При организации электропотребления на предприятиях необходим во-первых, осуществлять учет потребляемой энергии на технологические нужды и на освещение раздельно;
во-вторых, каждый цех должен иметь отдельный учет активной и реактивной энергии по счетчикам, установленным на вводах;
в-третьих, все крупные электроприемники внутри цеха (компрессоры, насосы, крупные станки) должны обеспечиваться индивидуальным учетом потребления энергии.
Предприятия, получающие электроэнергию для производственны нужд от энергосистем, оплачивают ее стоимость по двухставочному тарифу, состоящему из годовой платы на 1 кВт заявленной (абонированной) потребителем максимальной мощности, участвующей в максимуме нагрузки энергосистемы и платы за 1 кВт/ ч отпущенной актива и электроэнергии. Под заявленной мощностью понимается, абонированная потребителем наибольшая получасовая электрическая мощность, совпадающая с периодом максимальной нагрузки энергосистемы.
Плата за 1 кВт/ч установлена за отпущенную потребителю активную электроэнергию, учтенную расчетным счетчиком на стороне вторичного напряжения головного абонентского трансформатора. Если счетчик установлен на стороне вторичного напряжения, т.е. после головного абонентского трансформатора, то установленная плата за 1 кВт/ч отпущенной потребителю электроэнергии при расчетах умножается на коэффициент (например, 1,025). Стоимость электроэнергии (в рублях), получаемая предприятием от энергосистемы Зэ.д, рассчитывается по формуле:
Зэ.д.=(ЦijM+ЦтWy)(1±b)
где Цij - основная плата за 1 кВт присоединенной мощности, р./год;
М - мощность трансформаторов и высоковольтовых линий, кВт;
Цт - дополнительная плата по основному тарифу за израсходованный 1 кВт/ч, р.; Wy - активный расход электроэнергии, учтенной счетчиком, кВт/ч;
b? - коэффициент, учитывающий скидку с тарифа или надбавку к нему.
Двухставочный тариф экономически поощряет потребителей к снижению мощности и максимума нагрузки за счет уплотнения и выравнивания графиков, но при этом усложнены расчеты с потребителем.
Тарифы на энергию дифференцируются по видам, параметрам, удаленности теплоносителей и по другим признакам.
По двухставочному тарифу оплачивают промышленные и приравненные к ним потребители, а с присоединенной мощностью до 540 кВт - по одноставочному тарифу. Достоинствами одноставочного тарифа являются: простота расчета, минимум измерительных приборов (используется счетчик активной нагрузки). Размер платы по одноставочному тарифу Зт.о определяется как произведение цены за единицу энергии на ее общее потребленное количество за данное время:
Зт.о = Цт * Wy
где Ц т - тариф на электроэнергию, р./кВт/ч; Wy - объем потребленной энергии, кВт.
Недостаток одноставочного тарифа - экономическая незаинтересованность потребителей в выравнивании графика за счет снижения пиков нагрузки, что облегчает условия работы и улучшает экономические показатели энергосистемы в целом. Поэтому важно стимулировать снижение пиков нагрузки у потребителей и выравнивание графика, т.е. уменьшить затраты на покупку электроэнергии у других энергосистем.
Стоимость 1 кВт/ч электроэнергии, получаемой от собственной электростанции Цс, можно определить по формуле:
Цс = Зэ.с / W Kи
где Зэ.с - общие затраты на производство электроэнергии собственными электростанциями; W - суммарное количество расходуемо энергии, кВт/ч;
Kи - коэффициент использования энергии.
