авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 6 | 7 || 9 | 10 |   ...   | 14 |

«УДК 620.9 ББК 31.27 С78 Электронный учебно-методический комплекс по дисциплине «Методы и средства энерго- и ресурсосбережения» подготовлен в рамках ...»

-- [ Страница 8 ] --

Из формулы (3.20) следует, что U в растет с увеличением l и jср. По вышенное значение U в – причина увеличения расхода электроэнергии на единицу получаемого металла. Поэтому выбор той или иной плотности тока и величины междуполюсного расстояния приобретает большое значение при проектировании новых электролизеров.

Влияние состава электролита. Практика электролиза криолитно глиноземных расплавов показывает, что наиболее высокие значения выхода по току получаются в том случае, когда криолитовое отношение (зависи мость выхода по току от состава электролита) в электролите меньше трех.

Криолитовое отношение можно представить в общем виде кривой (рис. 3.12, г), где максимум выхода по току приходится на электролит с криолитовым отношением 2,6–2,8, при котором условия электролиза наибо лее благоприятны: в щелочных электролитах выход по току падает вследст вие разряда части ионов Na+ на катоде, а в очень кислых – из-за повышенного Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -228 3. ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ ПРИ ПОТРЕБЛЕНИИ ЭНЕРГОРЕСУРСОВ 3.4. Металлургическая промышленность их удельного электрического сопротивления, что вызывает необходимость работы при меньшем междуполюсном расстоянии. Вводя в электролит элек тропроводные компоненты, например NaCl или LiF, можно увеличить меж дуполюсное расстояние (без повышения напряжения ванны), что также спо собствует повышению выхода по току. Применяются и смешанные солевые добавки, например MgF2+NaCl, которые обладают еще более благоприятны ми свойствами, чем каждый компонент в отдельности.

Кроме выхода по току интенсификация процесса электролиза может быть достигнута:

1) снижением греющего сопротивления в результате увеличения шири ны анодов, увеличением сечения катодных стержней и анодных штырей;

по вышением электропроводности подовых блоков путем применения добавок графита;

уменьшением частоты и длительности анодных эффектов;

2) понижением междуполюсного расстояния до определенного преде ла, при котором еще сохраняется высокое значение выхода по току;

повыше нием удельных потерь тепла за счет увеличения частоты обработок, повыше ния уровня металла, применения кожухов с днищами;

3) уменьшением удельного сопротивления электролита вследствие применения более электропроводных солей;

4) понижением ЭДС поляризации за счет применения более активных углеродистых материалов, снижающих анодное перенапряжение.

Для электролизеров большой мощности с верхним подводом тока осо бенно актуальна задача снижения сопротивления анода путем улучшения технологии анода и подбора соответствующих составов анодной массы.

Удельный расход электроэнергии и производительность – главные технико экономические показатели работы электролизера. Удельный расход электро энергии определяется по следующему выражению:

j Q U Е уд = = п+ + ср н. (3.21) qэх Вт qэх jср qэх Вт qэх Вт Из уравнения (3.21) следует, что удельный расход электроэнергии складывается из трех частей: расхода на разложение глинозема, компенсации потерь тепла и потерь электроэнергии в ошиновке. Если первая часть прак тически не меняется, то вторая зависит от соотношения удельных потерь те пла и удельной производительности электролизера. При неизменных потерях тепла удается за счет тех мероприятий, о которых упоминалось выше, повы сить производительность электролизера, а это приводит к уменьшению удельного расхода энергии. Интенсификация электролиза только за счет уве личения потерь тепла приводит к повышению уд. Однако увеличение уд из-за прироста величины теплопотерь может быть компенсировано за счет третьего слагаемого правой части уравнения (3.21) путем понижения величи ны наружных сопротивлений. Понижение удельных потерь тепла в результа те утепления электролизеров приводит к уменьшению удельной производи Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -229 3. ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ ПРИ ПОТРЕБЛЕНИИ ЭНЕРГОРЕСУРСОВ 3.4. Металлургическая промышленность тельности, но уменьшается и общий удельный расход энергии. Путь – сни жение потерь тепла, малых плотностей тока и повышенных капитальных за трат на сооружение электролизеров – выгоден при высокой стоимости элек троэнергии.

3.5. Машиностроение и металлообработка Из всех потребляемых энергоресурсов на машиностроительных пред приятиях около 30 % расходуется на чисто технологические процессы и око ло 70 % – на ТЭЦ, котельные, вентиляцию, освещение, выработку сжатого воздуха, внутризаводской транспорт и прочие вспомогательные нужды.

Энергоемкими производствами в машиностроении являются: кузнечное, ли тейное, термическое и гальванопокрытий. Сложность энергосбережения на машиностроительных предприятиях заключается в большой номенклатуре выпускаемой продукции и отсутствии удельных норм расхода энергоресур сов на выпуск продукции. Поэтому показателями эффективности использо вания энергоресурсов для предприятий машиностроительного комплекса мо гут стать следующие:

1) энергоемкость продукции эн.п (кг у. т./руб.);

2) электроемкость продукции эл.п (кВт · ч/руб.);

3) теплоемкость продукции т.п (ГДж/руб. или Гкал/руб.);

4) топливоемкость продукции топ.п (кг у. т./руб.).

Эти показатели определяют по выражениям:

В /Ц эн.п = ;

г г.п эл.п = Wэл.г / Ц г.п ;

т.п = Qг / Ц г.п ;

B топ.п = / Ц г.п, тг где Вг – полное годовое потребление топлива и всех видов энергии в пере счете на условное топливо, кг у. т. год;

Wэл.г – годовое потребление активной мощности, кВт · ч/год;

Qг – годовое потребление тепловой энергии, ГДж/год или Гкал/год;

Bтг – полное годовое потребление всех видов топлива, кг у. т. год;

Ц г.п – стоимость годового выпуска продукции, руб./год.

Аналогичные показатели применяются и в зарубежной практике.

В табл. 3.19 приведены значения эн.п, эл.п, т.п, топ.п для ряда обследо ванных машиностроительных предприятий. Как видно из этой таблицы, наибо лее энергоемкими являются предприятия, связанные с оборонными заказами.

Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -230 3. ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ ПРИ ПОТРЕБЛЕНИИ ЭНЕРГОРЕСУРСОВ 3.5. Машиностроение и металлообработка На предприятиях с полным технологическим циклом наибольшего снижения расходов энергоресурсов можно добиться в металлургическом, электротермическом производствах и в производстве сжатого воздуха и ки слорода. На предприятиях с неполным технологическим циклом, но имею щих литейное производство, основное внимание следует уделять энергосбе режению в литейных и термических цехах и при выработке сжатого воздуха и кислорода.

Таблица 3. Потребление ТЭР Электроэнергия, Тепловая энер эн.п, эл.п, т.п, топ.п, Топливо, % тыс. т у. т.

Наименование гия, % Всего, кг кВт·ч/ Гкал./руб. кг предприятия % у. т./руб. руб. у. т./руб.

Завод по производ ству метизов 201, 081 37,6 31,14 31,26 0,86 0,841 1,57 0, Автобусный завод 95,694 44,24 21,21 35,55 0,249 0,225 0,072 0, Завод по производ ству мостов авто мобилей 67,896 6,5 47,4 46,1 0,106 0,159 0,05 0, Механический за вод 87,229 40,51 25,43 34,06 0,656 0,524 0,167 0, Инструментальный завод 56,341 40,18 33,33 26,49 0,517 0,541 0,172 0, Завод дорожных машин 100,608 46,28 26,08 27,64 0,678 0,556 0,177 0, Судостроительный завод 176,330 53,4 33,6 13,0 0,281 0,297 0,094 0, Завод по производ ству судовых изде лий 115,443 46,56 17,74 36,7 0,887 0,466 0,148 0, Завод по производ ству автомобиль ных двигателей 318,396 43,92 37,72 18,36 0,505 0,598 0,542 0, Завод химического машиностроения 53,070 23,63 21,7 54,67 0,318 0,217 0,07 0, Станкостроитель ный завод 81,121 48,27 20,19 31,54 0,405 0,257 0,08 0, Авиационный за вод 228,126 46,13 18,42 35,55 2,406 1,393 0,443 1, Для данных заводов показателями эффективности использования энер гоносителей должны являться удельные расходы на единицу выпускаемой продукции.

Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -231 3. ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ ПРИ ПОТРЕБЛЕНИИ ЭНЕРГОРЕСУРСОВ 3.5. Машиностроение и металлообработка На машиностроительных предприятиях с большим количеством метал лообрабатывающих станков значительной экономии электроэнергии можно добиться следующими мероприятиями:

1) уменьшением припусков и изменением формы заготовок с прибли жением их к форме готового изделия;

2) изменением способов обработки изделий, например заменой токар ной обработки высадкой, переводом обработки изделий со строгания на ско ростное фрезерование и т. д.;

3) применением многошпиндельных станков вместо одношпиндельных для сверления отверстий;

4) выполнением фрезерных работ с установкой на одном станке не скольких фрез;

5) увеличением загрузки или заменой недогруженных электродвигате лей двигателями меньшей мощности;

6) изменением параметров резания.

Удельный расход электроэнергии на одну операцию можно выразить следующей формулой:

уд = Рхх (Т м + Т всп ) + Рпол Т м, (3.22) где Рхх – мощность холостого хода, кВт;

Т м – машинное время, с;

Т всп – вспомогательное время, с;

Рпол – полезная мощность, расходуемая на покрытие нагрузочных потерь и обработку металла за период Т м.

cS x y V Pпол = k, (3.23) 60 75 1, где k – коэффициент, учитывающий нагрузочные потери;

c – коэффициент, учитывающий обрабатываемый материал;

S – подача;

– глубина резания;

V – скорость резания;

x и y – постоянные коэффициенты для данного мате риала (для большинства сортов сталей x = 0,175, y = 1 ;

для чугуна x = 0,75, y = 0,93 ).

Из выражений (3.22), (3.23) видно, что снизить уд можно за счет уменьшения Т м и Т всп, а также за счет увеличения скорости подачи S.

Поскольку технологические процессы в литейных, термических и куз нечных цехах могут осуществляться с различными энергоносителями, то правильный выбор энергоносителя имеет важное значение для их экономии.

В табл. 3.20 приведена возможная экономия топлива в литейных, кузнечных и термических цехах при внедрении энергосберегающих мероприятий.

Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -232 3. ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ ПРИ ПОТРЕБЛЕНИИ ЭНЕРГОРЕСУРСОВ 3.5. Машиностроение и металлообработка Таблица 3. Возможная Энергосберегающие мероприятия экономия топлива Литейное производство Обогащение дутья кислородом при плавке чугуна в вагранках Кокс – 4–5 % Применение рекуперативных радиационных теплообменников Кокс – 8–10 % для нагрева дутья до 500–550 С Дожигание отходящих газов в вагранках с двухрядным располо- Кокс – до 30 % жением фурм Предварительный подогрев шихты в загрузочных бадьях за счет Кокс – 10–15 % теплоты отходящих газов Замена существующих вагранок индукционными печами для Кокс – 0,112 тыс.

плавки чугуна т у. т./год на одну печь Перевод отливок с литья в землю на литье в кокиль 0,25 т у. т./год на одну линию Внедрение вибраторов для снятия напряжения в отливках 730 т у. т./год на одну установку Организация участков брикетирования стружки 860 т у. т./год на один участок Внедрение комплексов вагранок с механизацией набора, взвеши- 2,5 тыс т у. т./год вания и загрузки шихты на один комплекс Изготовление крупногабаритных стержней (массой до 120 кг) 240 кг т у. т. отливок в нагреваемой оснастке Внедрение оборудования для изготовления горючих брикетов из Кокс – 12–15 % отходов линейного кокса Кузнечное производство Изготовление поковок на ковочном комплексе 2500 0,6 тыс. т у. т./год на один комплекс Изготовление поковок на автоматизированных ковочных ком- 170 т у. т./год плексах на один комплекс Термическое производство Применение систем автоматического регулирования нагрева металла Топливо – 15–25 % Применение новых тепловых схем отопления (с рециркуляцией Топливо – 20–30 % продуктов сгорания;

импульсной системой отопления;

с внешней рециркуляцией;

со сводовым отоплением плоскопламенными горелками) Внедрение схем ступенчатого (комплексного) использования те- 1–2 тыс. т у. т./год плоты отходящих газов нагревательных и термических печей для низкотемпературной термообработки, сушки или нагрева воды Внедрение сушильных установок с термокаталитической очист- Топливо – до 20 % кой отбросных газов и дожиганием отработанного растворителя Применение волокнистых огнеупорных футеровок в нагрева- 10–15 т у. т./год на 1 м3 футеровки тельных и термических печах Подогрев воздуха до 250–300 С в рекуператорах термических печей Топливо – до 12–15 % Подогрев воздуха до 400–650 С в рекуператорах нагревательных Топливо – до 35 % печей Подогрев воздуха до 600–800 С в рекуперативных горелках Топливо – до 20–30 % Использование печей аэродинамического подогрева (ПАП) для Топливо – 30 % термообработки цветных металлов и сушки изделий Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -233 3. ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ ПРИ ПОТРЕБЛЕНИИ ЭНЕРГОРЕСУРСОВ 3.5. Машиностроение и металлообработка Рис. 3.13. Распределение источников возможной экономии металла Рис. 3.14. Распределение источников возможной экономии топливно-энергетических ресурсов Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -234 3. ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ ПРИ ПОТРЕБЛЕНИИ ЭНЕРГОРЕСУРСОВ 3.5. Машиностроение и металлообработка В машиностроительной промышленности широко используется сжа тый воздух;

системы получения и снабжения сжатым воздухом тоже имеют значительную энергоемкость.

Большую экономию тепловой энергии можно получить в системах отопления цехов и складов машиностроительных предприятий за счет отказа от традиционных методов отопления с помощью радиаторов и калориферов и перехода на инфракрасный газовый обогрев. Высота корпусов машинострои тельных предприятий достигает 30 м. При существующем отоплении боль шая часть теплоты в таких цехах уходит под крышу и бесполезно теряется.

При инфракрасных обогревателях, устанавливаемых под потолком, тепловая энергия передается моментально и непосредственно полу, стенам, предметам и самим работающим. Другими словами, отпадает необходимость нагревать воздух всего цеха (помещения), за счет чего можно экономить 50–60 % теп ловой энергии.

Являясь основным потребителем материальных ресурсов, отечественное машиностроение располагает огромными резервами их экономии. Особенно значительны здесь возможности совершенствования методов и средств сниже ния расхода металла – самой весомой по значимости составляющей всех затрат ресурсов, потребляемых машиностроением. Комплексная работа по экономии и рациональному расходованию металла охватывает следующие направления:

улучшение химического состава и физико-механических свойств металлов;

расширение сортамента высокоэффективных и экономичных профилей прока та;

развитие порошковой металлургии;

снижение массы машин и оборудования;

повышение точности заготовок;

снижение и использование отходов металлов при металлообработке;

улучшение потребительских свойств продукции;

при менение неразрушающих методов контроля;

внедрение современных замените лей металлов, а также повышение надежности изделий;

защита металлических составных частей изделий от коррозии;

сохранение техники в сфере эксплуата ции;

снижение расхода запчастей и улучшение использования техники по на значению. Однако явно недостаточная эффективность работ рационального ис пользования металла явилась основой проведения анализа источников возмож ной экономии материальных и топливно-энергетических ресурсов в целях активизации научно-исследовательских, проектных и организационно технических разработок в сферах наибольшего сосредоточения ресурсов эко номии. Результаты анализа позволили ориентировочно установить проценты возможной экономии материальных и топливно-энергетических ресурсов (рис. 3.13).

Комплексную работу по экономии топливно-энергетических ресурсов ведут на основе факторов, определяющих назначение изделия, т. е. вид энер гопотребления. Для изделий, потребляющих топливо, – производство энер гии, продукции, выполнение каких-либо работ, достижение полезного эф фекта. Для изделий, потребляющих энергию, – факторы те же, только вместо назначения производства энергии ее преобразование. Для изделий, участ вующих в передаче и распределении энергии, следует различать: передачу, распределение электроэнергии, преобразование ее параметров;

передачу, Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -235 3. ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ ПРИ ПОТРЕБЛЕНИИ ЭНЕРГОРЕСУРСОВ 3.5. Машиностроение и металлообработка распределение и преобразование тепловой энергии;

передачу механической энергии. Анализ источников возможной экономии топливно-энергетических ресурсов (ТЭР) позволяет рекомендовать схему их распределения в процен тах и указать, за счет чего можно экономить ТЭР (рис. 3.14).

3.6. Утилизация отходов при потреблении энергоресурсов В большинстве отраслей промышленности при производстве различ ных видов продукции и энергии в зависимости от качества перерабатываемо го сырья и применяемой технологии образуется большое количество пылей и химических веществ: оксидов серы, азота, углерода, соединений фтора, свинца, мышьяка, селена, пестицидов, органических продуктов и радиоак тивных элементов.

Попадание этих веществ в атмосферу вызывает отрицательные послед ствия – изменение климата, нарушение круговорота веществ в биосфере, по вышение заболеваемости населения, деградацию флоры и фауны. Выбросы в атмосферу основных производственных загрязнителей уже сейчас достигли десятков и сотен миллионов тонн в год, и наблюдается тенденция к еще большему их увеличению.

Твердые частицы рассеивают и поглощают солнечную радиацию, а так же определенным образом влияют на инфракрасное излучение земной по верхности. Сжигая ископаемое топливо, человек повышает содержание СО2 в атмосфере, что может привести к непредвиденным и необратимым измене ниям климата. Отрицательное воздействие оксидов азота и серы на животных и растительный мир общеизвестно.

Загрязнение атмосферы токсичными веществами отрицательно дейст вует на водные экологические системы. Во многих районах мира выпадение кислых атмосферных осадков привело к существенному ухудшению состоя ния водоемов и лесов. Наличие в атмосферном воздухе таких углеводородов, как бензол, толуол, ксилол, приводит к патологическим изменениям в крови человека и других живых организмов.

Особенностью загрязнения атмосферы в эпоху индустриального разви тия является поступление во все больших количествах веществ, не характер ных для естественных природных процессов. Речь идет прежде всего о за грязнении соединениями Pb, Hg, As, Ft, Se, B, Cd и др.

Общие запасы воды на планете составляют ~ 1,4·109 км3, из них только 2,7 % – пресной. Из этих запасов на долю воды, пригодной для использова ния (из рек, ручьев, озер и частично подземных вод), приходится небольшая часть, равная 39 тыс. км3.

Население земного шара ежегодно потребляет около 600 км3 пресной воды, или 1,5 % речного стока. Одновременно в водоемы и подземные пусто ты сбрасывается примерно 450 км3 производственных и бытовых сточных вод, для разбавления которых необходимо примерно 6 тыс. км3 чистой воды (т. е. 15 % речного стока), чтобы достичь в ней безопасных концентраций Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -236 3. ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ ПРИ ПОТРЕБЛЕНИИ ЭНЕРГОРЕСУРСОВ 3.6. Утилизация отходов при потреблении энергоресурсов вредных веществ. По прогнозу, мировое потребление исходной воды к г. оценивается величиной 20 тыс. км3. Если сбрасывать образующиеся сточ ные воды в водоемы, то практически весь наземный и подземный речной сток окажется загрязненным.

Все это свидетельствует о чрезвычайной важности проблемы охраны окружающей среды на современном этапе развития человеческой цивилиза ции. Эта проблема решается в двух направлениях:

1) разработка методов и аппаратуры для очистки газовых выбросов и промышленных стоков;

2) создание процессов, полностью исключающих или сводящих к ми нимуму образование и попадание в окружающую среду вредных веществ.

Первое направление предусматривает создание систем очистки сточ ных вод и пылегазовых выбросов на конечных стадиях технологического процесса. Второе направление предполагает коренную перестройку боль шинства традиционных технологий.

В последние десятилетия как в нашей стране, так и за рубежом пред принимаются попытки экономически оценить ущерб народному хозяйству от загрязнения воздушного бассейна. В настоящее время в литературе доста точно широко освещаются методические подходы к решению этой задачи и приводятся различные данные о больших размерах экономического ущерба.

В России рациональное использование, сохранение и воспроизводство ресурсов, бережное отношение к природе возведено в ранг закона. Однако уровень очистки промышленных газов и стоков еще не соответствует воз росшим требованиям к охране окружающей среды.

Промышленные предприятия наряду с энергетикой являются одним из основных загрязнителей окружающей среды. По имеющимся данным, рас пределение пыли и сернистого ангидрида, выбрасываемых в атмосферу раз личными отраслями промышленности, ориентировочно таково – табл. 3.21.

Таблица 3. Отрасль Пыль, % SO2, % Тепловые электростанции 42,5 58, Черная металлургия 25,6 17, Цветная металлургия 2,8 18, Промышленность строитель- 27,4 – ных материалов Химическая и нефтеперераба- 1,7 5, тывающая промышленность В настоящее время уже отработаны основные принципы для выбора способов очистки промышленных выбросов – технологических газов и сточ Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -237 3. ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ ПРИ ПОТРЕБЛЕНИИ ЭНЕРГОРЕСУРСОВ 3.6. Утилизация отходов при потреблении энергоресурсов ных вод, общих для предприятий различных отраслей. Остановимся кратко на способах очистки технологических газов (от пыли и вредных газообраз ных ингредиентов) и сточных вод.

Очистка технологических газов. Выбор метода очистки газовых вы бросов и необходимого для этой цели оборудования определяется физико химическими параметрами улавливаемых продуктов, их концентрациями в газовом потоке, расходом газа, требованиями к степени очистки. Различают два основных метода очистки:

1) механическую очистку от взвешенных веществ с использованием для этой цели циклонов, электрофильтров, тканевых фильтров;

2) химическую очистку методами абсорбции, хемосорбции, термиче ского и термокаталитического сжигания.

Выбор пылеулавливающих устройств определяется теми требования ми, которые предъявляются к степени улавливания пыли, – санитарно гигиеническими для обеспечения чистоты атмосферного воздуха или техно логическими для защиты оборудования и извлечения ценных пылей.

При выборе способа пылеулавливания необходимо учитывать дис персность пыли, наличие влаги и агрессивных компонентов в газах, их коли чество и температуру. Однако размер частиц является одним из наиболее су щественных факторов, влияющих на эффективность процесса, поэтому клас сификация применяемого пылеулавливающего оборудования обычно проводится с учетом в первую очередь размеров частиц.

Для первой стадии применяют пылевые камеры, инерционные пыле уловители, циклоны диаметром выше 800 мм, в которых оседают частицы размером более 50 мкм. Для улавливания пыли крупностью от 2 до 10 мкм особенно эффективны циклоны малых диаметров, мокрые циклоны, скруббе ры с насадкой, центробежные и ударного действия с перепадом давления до 100 мм вод. ст., однослойные пенные аппараты.

Для тонкого пылеулавливания (размер частиц до 0,5 мкм) применяют скрубберы ударного действия с перепадом давления 300–400 мм вод. ст., многослойные пенные аппараты. Для осаждения частиц размером менее 0,5 мкм применяют скоростные (турбулентные) пылеуловители с перепадом давления 1000–3000 мм вод. ст., сухие и мокрые электрофильтры, рукавные фильтры. Выбор аппарата зависит от температуры газа и точки росы.

В электрофильтрах можно получить высокую степень очистки газов, однако для каждой пыли в зависимости от ее электрических свойств, слипае мости, дисперсности и химического состава газов нужно определять опти мальные конструктивные особенности электрофильтров и условия их рабо ты.

Очистка газов от пыли способом фильтрации основана на пропускании газового потока через пористые среды – ткани, стекловолокно, керамические и зернистые материалы. В промышленности широкое распространение полу чили рукавные и мешочные фильтры, обеспечивающие высокую эффектив ность фильтрации газов при относительно низком гидравлическом сопротив лении. В них достигается высокая степень очистки газов, по капитальным за Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -238 3. ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ ПРИ ПОТРЕБЛЕНИИ ЭНЕРГОРЕСУРСОВ 3.6. Утилизация отходов при потреблении энергоресурсов тратам они несколько дешевле, чем электрофильтры, но расходы на их экс плуатацию выше.

Рукавные фильтры могут использоваться как аппараты, обеспечиваю щие дополнительную очистку отходящих газов до санитарных норм перед выбросом их в атмосферу. В качестве одного из существенных их недостат ков можно отметить низкую скорость фильтрации. Этот недостаток может быть устранен за счет внедрения непрерывной регенерации ткани фильтров методом струйной продувки (скорость фильтрации повышается в 4,7 раза).

Помимо сухих аппаратов пылеочистки в промышленности применяет ся несколько типов мокрых пылеуловителей: инерционные (мокрые цикло ны, скрубберы ударного действия), капельные (скоростные безнасадочные скрубберы, турбулентные промыватели), пузырьковые (барабанные и пенные аппараты). Их применяют, когда не обязательно получать пыль в сухом виде.

Большинство мокрых пылеуловителей может работать достаточно эф фективно при средней дисперсности (крупнее 2–5 мкм). Улавливание более мелких частиц обычно связано с повышенным расходом электроэнергии (в скоростных турбулентных пылеуловителях). Однако в газоочистке особое внимание уделяется сухим методам, так как традиционная скрубберная тех нология не обеспечивает нужной степени очистки, дает вторичное загрязне ние в виде шлама и сточных вод, требующих специальной переработки.

Возросшие требования к защите воздушного бассейна вообще и к чис тоте воздуха в цехах предприятий привели к необходимости применения пы леулавливающих устройств для очистки вентиляционных газов. Необходи мым условием и самой большой проблемой в реализации этого мероприятия является налаживание организованного отвода вентиляционных газов. Пыль, содержащаяся в этих газах, в зависимости от установленного технологиче ского оборудования (дробильные устройства, металлургические агрегаты и т.

д.) может состоять из крупных частиц (например, вентиляционные газы от дробильных и транспортных устройств) и возгонов (вентиляция горнов и от стойников шахтных печей свинцовой плавки и т. п.).

Для очистки вентиляционных газов используется то же оборудование, что и для пылеулавливания в технологических газах, – циклоны, скрубберы для улавливания крупных частиц, тканевые фильтры для высокодисперсных.

Для улавливания газообразных вредных компонентов вентиляционных газов начато применение фильтров с ионообменными волокнами.

Очистка от вредных газообразных компонентов. Если говорить о промышленных предприятиях, то речь идет в первую очередь об очистке отходящих газов от сернистого ангидрида. Проблема извлечения серы из технологических газов одна из самых актуальных, часто определяющих пути дальнейшего развития производственных процессов.

Для газов, содержание SO2 в которых более 4 %, разработаны рента бельные способы утилизации серы с получением серной кислоты, жидкого сернистого ангидрида и элементарной серы.

Наиболее распространенным является контактный способ получения серной кислоты. Однако он не обеспечивает степень контактирования выше Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -239 3. ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ ПРИ ПОТРЕБЛЕНИИ ЭНЕРГОРЕСУРСОВ 3.6. Утилизация отходов при потреблении энергоресурсов 95–96 %, лишь на отдельных контактных системах достигает 97,5–98,0 %, Поэтому переработка технологических газов в производстве серной кислоты не решает полностью проблему санитарной очистки. Для соблюдения совре менных норм по санитарной очистке приходится сооружать установки для дополнительной очистки газов, что усложняет и удорожает сернокислотное производство.

В настоящее время в сернокислотной промышленности все шире при меняют схему двойного контактирования с промежуточной абсорбцией, ко торая позволяет достичь общей степени контактирования 99,5–99,7 %.

Наиболее ценным продуктом утилизации SО2 является элементарная сера, которую легко хранить, удобно транспортировать, так как она в 3 раза легче серной кислоты и не является агрессивным веществом. Она служит сырьем для предприятий различных отраслей промышленности – для произ водства серной кислоты, искусственного волокна, сульфидной целлюлозы, для резинотехнической, шинной, фармацевтической и других отраслей.

Сернистые газы можно восстановить в элементарную серу с помощью различных твердых, жидких или газообразных восстановителей (угля, кокса, природного газа, пропан-бутановой смеси, окиси углерода, водорода, генера торного газа и др.).

Еще одно направление использования серы в отходящих газах – полу чение жидкого SО2, который применяется в производстве целлюлозы и ка пролактама.

Таким образом, основной проблемой является улавливание SO2 из сла бых сернистых газов с концентрацией ниже 4 %. Это обусловило интенсив ные исследования в этой области у нас в стране и за рубежом, в результате которых нашло практическое применение и находится на разных стадиях разработки более 30 способов очистки слабых сернистых газов.

Процессы очистки газов от SO2 делят на абсорбционные и адсорбцион ные, каждый из которых, в свою очередь, подразделяют на способы: без ути лизации серы;

циклические с утилизацией серы;

с получением серосодержа щих химических веществ.

Очистка сточных вод. Для переработки сточных вод наиболее часто применяют схему, включающую сбор всех стоков в один коллектор и их по следующую очистку в общих очистных сооружениях завода. Такую очистку можно условно разделить на три ступени: механическую, физико химическую, биологическую.

Цель механической очистки – удалить из сточных вод твердые частицы и взвешенные вещества путем отстаивания и фильтрации. Грубодисперсные частицы улавливаются решетками и ситами различных конструкций, а по верхностные загрязнения – нефтеловушками, маслоуловителями, смолоуло вителями и т. д. Механическая очистка позволяет выделять из промышлен ных сточных вод более 9/10 нерастворимых примесей.

При физико-химическом методе обработки из сточных вод удаляются тонкодисперсные и растворенные неорганические примеси и разрушаются органические неокисляемые и плохо окисляемые вещества.

Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -240 3. ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ ПРИ ПОТРЕБЛЕНИИ ЭНЕРГОРЕСУРСОВ 3.6. Утилизация отходов при потреблении энергоресурсов В самом общем виде эти методы можно разделить на реагентные и без реагентные. К реагентным относятся методы, при которых для осаждения и выделения соединений из стоков применяются специальные вещества — коа гулянты и флокулянты. К безреагентным можно отнести сорбционные, элек трохимические, радиационные и прочие методы, при которых выделение или разложение вредных компонентов протекает без введения в реакционную систему дополнительных химических соединений. Однако эффективное осуществление процесса требует подвода извне дополнительной энергии и использования нейтральных веществ в качестве сорбентов, которые при ре генерации дают вторичное загрязнение в виде шлама.

Широкое применение находит электролиз. Он способствует разруше нию органических веществ в сточных водах и извлечению металлов, кислот и других неорганических веществ. Этот способ эффективен при очистке сточ ных вод на предприятиях цветной металлургии, в лакокрасочной и в некото рых других отраслях промышленности.

Загрязненные сточные воды очищают также с помощью ультразвука, озона, ионообменных смол и высокого давления. Хорошо зарекомендовала себя очистка путем хлорирования.

Сущность биологической очистки заключается в воспроизведении при родных условий для разложения химических соединений. Этот метод основан на использовании закономерностей биохимического и физиологического само очищения рек и водоемов. Есть несколько типов биохимических устройств по очистке сточных вод: биофильтры, биологические пруды и аэротенки. В нашей стране получили распространение аэротенки. Подача в них технического ки слорода позволяет ускорить процесс биологической очистки в 2–3 раза.

Наилучшим решением проблемы охраны водоемов от загрязнения сточ ными водами промышленных предприятий является создание на них бессточ ных систем водопользования. Под бессточной системой подразумевается сис тема, при которой предприятие всю отработанную и сточную воду использует внутри своего предприятия и в водоемы никаких стоков не направляет.

Создание бессточных систем водопользования в промышленности идет по следующим направлениям:

сокращение потребления воды на заводах путем совершенствования технологии;

использование сточных вод в оборотном водоснабжении;

создание замкнутых технологических схем производства;

кооперация предприятий в утилизации стоков с извлечением ценных компонентов, находящихся в стоках.

Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -241 3. ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ ПРИ ПОТРЕБЛЕНИИ ЭНЕРГОРЕСУРСОВ 3.7. Государственное регулирование обращения с отходами производства и потребления в Российской Федерации В Российской Федерации ежегодно образуется более 2 млрд т опасных промышленных отходов, причем 75–80 % отходов этого вида – на предпри ятиях металлургического и агрохимического комплексов, на химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих производствах. В настоящее время на объектах размещения отходов находится до 2 млрд т опасных отхо дов производства и потребления, из них 2,7 млн т наиболее опасных (I класса опасности). При сохранении такой прогрессирующей тенденции образования и накопления отходов возможно возникновение кризисной ситуации, связан ной с резким возрастанием неблагоприятного воздействия отходов на окру жающую природную среду.

Успешное решение проблемы нерегулируемого, возрастающего накоп ления отходов возможно на основе разработки и реализации единой, ком плексной системы государственного управления деятельностью по обраще нию с отходами производства и потребления, основными компонентами кото рой являются взаимно дополняющие и связанные в единую цепь компоненты:

1) законодательная и нормативная правовая база, регламентирующая деятельность по обращению с отходами;

2) институциональные основы (определение уполномоченных органов, отвечающих за организацию и проведение работ по регулированию обраще ния с отходами, их основных функций);

3) инструменты государственного регулирования обращения с отхода ми. Сюда входят экономические механизмы регулирования (так называемые экологические платежи за размещение отходов и меры экономического регу лирования) применения малоотходных технологий и административные ме тоды воздействия;

4) государственный экологический контроль за соблюдением природо охранных требований при обращении с отходами и государственная эколо гическая экспертиза технологий переработки и обезвреживания отходов про изводства и потребления, а также проектов строительства объектов по раз мещению отходов;

5) информационно-аналитическое обеспечение системы государствен ного управления обращением с отходами (создание информационного поля – государственного кадастра отходов).

Основу системы государственного управления отходами составляет за конодательная и нормативная правовая база, определяющая правовое поле в сфере обращения с отходами производства и потребления.

Разработка основ современной государственной политики Российской Федерации в сфере обращения с отходами началась в 1990-х гг. В 1998 г. был принят Федеральный закон «Об отходах производства и потребления» (далее – Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -242 3. ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ ПРИ ПОТРЕБЛЕНИИ ЭНЕРГОРЕСУРСОВ 3.7. Государственное регулирование обращения с отходами производства и потребления в Российской Федерации Закон), ставший ядром современной законодательной базы в сфере обраще ния с отходами.

Федеральный закон «От отходах производства и потребления» ориен тирован на создание в России целостной системы государственного управле ния в области обращении с отходами производства и потребления и государ ственного контроля за этой деятельностью. Законом впервые введены сле дующие положения:

специально уполномоченные федеральные органы исполнительной власти в области обращения с отходами;

право собственности на отходы и понятие «собственные отходы» как субъект, который несет ответственность за любые операции по обращению с отходами и на которого распространяются меры административного воз действия;

лицензирование деятельности по обращению с опасными отходами;

паспортизация опасных отходов;

организация и ведение государственного кадастра отходов.

Одновременно в Законе определены общие экологические требования, предъявляемые к деятельности, связанной с обращением с отходами, к обо рудованию по их переработке, основные принципы регулирования обраще ния с отходами, включающие меры административного воздействия и эконо мического регулирования;

разграничены полномочия по управлению эколо гически безопасным обращением с отходами между специально уполномоченными федеральными органами исполнительной власти и орга нами исполнительной власти субъектов Федерации, а также органами мест ного самоуправления.

Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -243 4. УЧЕТ ЭНЕРГОРЕСУРСОВ И ЭНЕРГОНОСИТЕЛЕЙ 4.1. Учет электроэнергии Учет энергоресурсов является одной из важнейших составляющих энергосбережения. По данному направлению имеется целый ряд норматив ных документов, в том числе и гражданский кодекс РФ.

В п. 2 ст. 539 Гражданского кодекса говорится:

«Договор энергоснабжения заключается с абонентом при наличии у не го отвечающего установленным техническим требованиям энергоприни мающего устройства, присоединенного к сетям энергоснабжающей органи зации, и другого необходимого оборудования, а также при обеспечении учета потребления энергии».

Ст. 541 Гражданского кодекса:

«1. Энергоснабжающая организация обязана подавать абоненту энер гию через присоединенную сеть в количестве, предусмотренном договором энергоснабжения, и с соблюдением режима подачи, согласованного сторона ми. Количество поданной энергоснабжающей организацией и использован ной абонентом энергии определяется в соответствии с данными учета об ее фактическом потреблении».

Учет представляет собой процесс получения, отображения и регистра ции информации о каком-либо предмете, работе, услуге.

На состояние учета энергоресурсов и энергоносителя влияют самые различные группы факторов, каждую из которых можно разбить на функ циональные группы, например:

1. Объекты:

1.1. По степени сосредоточенности: локальные, распределенные – ли нейные (железные дороги, нефтепроводы) и поверхностные (крупные объек ты, регионы).

1.2. По режимам работы: равномерные, суточная неравномерность, се зонная неравномерность.

1.3. По назначению: производители ЭЭ, потребители ЭЭ, организации, оказывающие услуги по передаче и распределению энергоресурсов.

2. Уровень автоматизации учета:

2.1. Ручной сбор и обработка данных.

2.2. Автоматизированный учет ЭЭ на уровне электроустановок.

2.3. Автоматизированный сбор и передача данных на уровне предпри ятий.

2.4. Автоматизированных информационно – измерительных систем контроля и учета электроэнергии на уровне оптового рынка электроэнергии.

2.5. Наличие ручного и автоматизированного сбора данных.

Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -244 4. УЧЕТ ЭНЕРГОРЕСУРСОВ И ЭНЕРГОНОСИТЕЛЕЙ 4.1. Учет электроэнергии 3. Уровень метрологического обеспечения:

3.1. Применение типовых измерительных систем (ИС) и методик вы полнения измерений (МВИ).

3.2. Применение единичных измерительных систем и МВИ для кон кретных объектов.

4. Требования к организации учета: коммерческий (индивидуальные потребители прямого подключения к энергоснабжающим организациям, подключение к розничному рынку или к оптовому) или технический.

Имеются также некоторые общие подходы к учету энергоносителей и энергоресурсов:

1. Исходными материалами для разработки учетной политики служат известные положение гражданского кодекса, налогового кодекса, федераль ных законов «об энергосбережении», «об обеспечении единства измерений», «об информации и защите информации», «об электроэнергетике», постанов ления правительства рф и т. д.

2. Установка приборов (средств учета и/или средств измерений далее (СИ) должна быть выполнена на границах балансовой принадлежности, что должно быть зафиксировано соответствующими актами и схемами установок СИ.

3. Коммерческий и технический учет осуществляется по одним и те же нормам и правилам. Различие состоит в том, что для технического учета можно применять технические средства на один класс точности ниже, чем для коммерческого учета.

4. Все средства измерений коммерческого учета должны быть внесе ны в государственный реестр средств измерений, поверены, иметь соответст вующие документы о поверке и периодически поверяться – для си коммерче ского учета или проходить калибровку для си технического учета.

5. Класс точности СИ (их погрешности) должны соответствовать тре бованиям нормативных документов.

6. Учет всех видов топливно-энергетических ресурсов и энергоносите лей должен быть выполнен инструментальными замерами.

7. Для разработки проекта узла учета и его установки необходимы тех нические условия, которые выдает энергоснабжающая организация по заявке потребителя.

8. Ввод в эксплуатацию энергоустановок потребителя без наличия си не допускается.

Однако имеются и некоторые различия.

Прежде всего, это инструментальное исполнение для каждого вида энергии и энергоносителя на уровне измерительных комплексов. Современ ные устройства сбора и передачи данных (УСПД) и программное обеспече ние (ПО) для системы передачи данных могут быть использованы для любых цифровых данных.

Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -245 4. УЧЕТ ЭНЕРГОРЕСУРСОВ И ЭНЕРГОНОСИТЕЛЕЙ 4.1. Учет электроэнергии 4.1.1. Учет электрической энергии В нормативную базу учета электроэнергии кроме перечисленных ранее документов входят:

Федеральные правовые:

Правила учёта электроэнергии [38].

Положение о порядке проведения ревизии и маркирования специальными знаками визуального контроля средств учёта электрической энергии [39].

Федеральные нормативно-технические:

Правила устройств электроустановок [40].

Электротехнические устройства. СНиП 3.05.06–85 [5].

Электрооборудование жилых и общественных зданий. Нормы проекти рования. ВСН 59–88 [41].

Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей [42].

Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей (выписки) [36].

Объем и нормы испытания оборудования. РД 34.45-51.300–97 [43].

Кроме того, в нормативную базу входят заводские инструкции по тех ническому обслуживанию и эксплуатации средств измерений электрической энергии и мощности. Например, «Трансформатор напряжения серии НКФ.

Техническое описание и инструкция по эксплуатации. ИТЛУ. 671244. ТО» [44].

4.1.2. Коммерческий и технический учет Коммерческие измерительные трансформаторы тока в диапазоне 20– 100 % от номинального тока имеют равномерную погрешность (маркировка класса точности 0,2S и 0,5S).

Измерительные трансформаторы тока технического учета в том же диапазоне нагрузок имеют наклонную зависимость с увеличением погрешно сти при уменьшении нагрузочного тока (маркировка классов точности 0,2 и 0,5). Погрешности трансформаторов тока [45] (ГОСТ 7746–2001) приведены в табл. 4.1.

Коммерческие средства учета устанавливают, как правило на границах балансовой принадлежности, технические средства учета можно устанавли вать у потребителя в любом месте, например в каждом внутреннем ТП или в любом цехе. Однако по согласованию сторон при необходимости учета суммарного потребления ЭЭ средствами технического учета может быть ис пользовано как контрольное значение потребления ЭЭ данным объектом при каких-либо отказах технических средств коммерческого учета.

Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -246 4. УЧЕТ ЭНЕРГОРЕСУРСОВ И ЭНЕРГОНОСИТЕЛЕЙ 4.1. Учет электроэнергии Допускаемые классы точности средств измерений для расчетного уче та [46] приведены в табл. 4.2.

Таблица 4. Погрешность Класс точности токовая угловая 0,1;

0,2;

0,5;

0,2S;

0,5S Таблица 4. Расчетный учет л, %, Объект учета Класс точности не более СА СР ТТ ТН 1. Генераторы мощностью более 50 МВт, межсистемные линии электропередачи напряжением 220 кВ и выше, трансфор маторы мощностью 63 МВА 0,5 1,0 0,5 0,5 0, 2. Генераторы мощностью 12–50 МВт, межсистемные линии электропередачи напряжением 110–150 кВ, трансформато ры мощностью 10–40 МВА 1,0 1,5 0,5 0,5 0, 3. Прочие объекты учета 2,0 3,0 0,5 0,5 0, Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -247 4. УЧЕТ ЭНЕРГОРЕСУРСОВ И ЭНЕРГОНОСИТЕЛЕЙ 4.1. Учет электроэнергии Примечание. СА – счетчики активной электроэнергии;

СР – счетчики реактивной электроэнергии;

л – относительные потери напряжения в линиях присоединения счетчи ков к ТН в процентах от номинального напряжения.

Эти требования для учета ЭЭ, не входящие в автоматизированные сис темы коммерческого учета (АСКУЭ), реализуются несколькими составляю щими учета ЭЭ: измерительными трансформаторами тока и напряжения, ко торые иногда называют масштабными преобразователями, счетчиками ЭЭ и вторичными цепями, соединяющими их.

4.1.3. Учет расхода ЭЭ при несовпадении точки учета Потери электроэнергии в общем случае состоят из трех составляющих:

нагрузочных потерь Wн, потерь холостого хода в трансформаторах Wхх и потерь на корону Wк.

При расчете потерь электроэнергии в линиях напряжением до 150 кВ включительно учитывают только нагрузочные потери, в линиях 220 кВ и выше – нагрузочные и на корону, в трансформаторах – нагрузочные и холо стого хода.

Нагрузочные потери электроэнергии за период Т, ч, определяют по формуле, тыс. кВт ч, Wр2 + Wa Wн = kф R, (4.1) v T ср где Wр и Wа – реактивная (тыс. квар ч) и активная (тыс. кВт ч) энергия, пе реданная за время Т по элементу сопротивления R;

vср – среднее напряжение сети в точке установки приборов учета, кВ;

kф2 – коэффициент, характери зующий форму графика и определяемый по формуле 0,124 k = + 0,876.

(4.2) ф kз В формуле (4.2) kз – коэффициент заполнения графика;

Wp kз =, (4.3) Pmax T где Pmax – максимальная 30-минутная мощность.

При отсутствии данных о Pmax значение kф2 принимают равным:

Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -248 4. УЧЕТ ЭНЕРГОРЕСУРСОВ И ЭНЕРГОНОСИТЕЛЕЙ 4.1. Учет электроэнергии для односменных предприятий – 1,6;

для двухсменных – 1,4;

для трех сменных – 1,1;

для предприятий с непрерывным производством – 1,05.

Если счетчик реактивной энергии работает от программного реле вре мени только в часы максимальных нагрузок, значение Wа, подставляемое в (4.1), определяют по формуле Qф Wa = 0,7 Wp, (4.4) Qmax где Qф1 – фактическое значение 30-минутного максимума реактивной нагруз ки, определяемое в соответствии с Правилами пользования электрической и тепловой энергией.

Потери электроэнергии холостого хода в трансформаторах определяют по формуле Wxх = Pxх T, (4.5) где Рхх – потери мощности холостого хода, определяемые по паспортным данным трансформатора.

Потери электроэнергии на корону определяют по таблицам, приведен ным в [47].

Потери реактивной мощности в элементах сети, находящихся между шинами 6–20 кВ и точкой установки приборов учета, определяют как сумму нагрузочных потерь Qн и потерь холостого хода Qхх.

Потери реактивной мощности холостого хода в трансформаторах опре деляют по паспортным данным. Нагрузочные потери реактивной мощности в режимах наибольших Qэ1 и наименьших Qэ2 вычисляют по формулам:

Pmax + Qэ 2 Qэ1н = x, (4.6) v Pmin + Qэ 2 Wэ2н = x, (4.7) v где Рmin – средняя мощность в часы наименьших нагрузок энергосистемы;

v1, v2 – рабочее напряжение в точке установки приборов учета в режимах наи больших и наименьших нагрузок;

х – реактивное сопротивление элементов, приведенное к напряжению сети, в которой установлены приборы учета.

4.1.4. Учет электроэнергии крупными потребителями. В целях обеспечения договорных интересов субъектов рынка ЭЭ, дос товерного определения потерь в электрических сетях, обеспечения открытости Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -249 4. УЧЕТ ЭНЕРГОРЕСУРСОВ И ЭНЕРГОНОСИТЕЛЕЙ 4.1. Учет электроэнергии и доступности результатов измерений отпуска и потребления ээ принципы учета ЭЭ на межсистемных линиях электропередач [48] (рд 34.09.101–94.

Типовая инструкция по учету электроэнергии при ее производстве, передаче и распределении) распространяются на энергоемких потребителей с установ ленной мощностью не менее 50 мвт и напряжением оборудования на стороне потребителя 110 кв и выше, а именно:

Системы расчетного учета ЭЭ должны быть согласованы сторонами и устанавливаться на обоих концах сети, связывающей энергоснабжающую организацию и потребителя;

Объем средств и погрешность измерений, условия эксплуатации при боров расчетного учета должны соответствовать требованиям нормативных документов;


Распределение небаланса ЭЭ между двумя системам расчетного учета должно регулироваться договором на электроснабжение.

4.1.5. Средства измерений Трансформаторы тока являются одними из главных средств измере ний составляющих системы (цепи) учета электрической энергии. Их влияние на погрешность учета электроэнергии многофакторно: конструктивные осо бенности, уровни первичной и вторичной нагрузки и влияние на погреш ность измерительного канала в целом. Эти проблемы рассмотрены ниже.

Конструктивные погрешности. Работа трансформаторов тока конст руктивно рассчитана на его работу в основной, линейной части кривой на магничивания магнитопровода.

При применении трансформаторов тока в системах (цепях) учета элек троэнергии необходимо учитывать специфический характер режимов работы их магнитных элементов – магнитопроводов, которые представлены в заво дских инструкциях в виде:

«7.3. После сквозного тока короткого замыкания, случайного размыка ния вторичных цепей, а также отключения линии под током магнитопроводы обмоток могут намагнититься, их погрешности возрастут и в течение трех месяцев предприятия-изготовитель не гарантирует класс точности вторичных обмоток» [44].

Аналогичные требования изложены в заводской инструкции и для ТТ типа тфнд. Возникает проблема качества работ, т. е. В данном случае изме рений. В системе стандартов по качеству, в частности в [49] ГОСТ Р ИСО 9003–96, имеется следующая рекомендация:

«4.11.1. Контрольное измерительное и испытательное оборудование следует использовать таким образом, чтобы была уверенность в том, что по грешность измерений известна и совместима с возможностью проведения измерения».

Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -250 4. УЧЕТ ЭНЕРГОРЕСУРСОВ И ЭНЕРГОНОСИТЕЛЕЙ 4.1. Учет электроэнергии Для оптимизации решения проблемы намагничивания ТТ может быть предложено следующее: во время проведения плановых проверок ТТ и раз личного вида обследований электроустановок снятие характеристики намаг ничивания является обязательным.

Влияние вторичной нагрузки. В последнее время в основных сетях энергосистем и у крупных потребителей в массовом порядке вместо энерго емких индукционных счетчиков ЭЭ стали внедрять статические счетчики электроэнергии с практически активным сопротивлением. Нагрузка токовых цепей электронных счетчиков электроэнергии составляет величину порядка 0,1–0,3 ВА при cos = 1, поэтому каких-либо значительных отклонений от требования ГОСТа практически может не быть.

Влияние первичной нагрузки. Требования к точности учета электро энергии для различных видов средств измерений приведены в приложении [46]. Расчетная формула погрешности измерительного комплекса в целом, приведенная в [50], имеет вид l W = ±1.1 + + + + + cj + 2, 2 2 2 2 (4.8) J U л с.оу.с j = где J – токовая погрешность ТТ, %;

U – погрешность напряжения ТН, %;

– погрешность трансформаторной схемы подключения счетчика за счет угловых погрешностей ТТ I и ТН U, %;

л – погрешность из-за потери на пряжения в линии присоединения счетчика к ТН, %;

с.о – относительная по грешность счетчика, %;

cj – дополнительная погрешность счетчика от j-й влияющей величины, %;

l – число влияющих величин;

у.с – относительная погрешность устройства сбора и передачи данных, %.

Погрешность при измерениях активной энергии вычисляют по формуле 1 cos = 0,029 + 2, (4.9) J U cos где J – угловая погрешность ТТ, мин;

U – угловая погрешность ТН, мин;

cos – коэффициент мощности контролируемого присоединения.

Погрешность при измерениях реактивной энергии вычисляют по формуле Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -251 4. УЧЕТ ЭНЕРГОРЕСУРСОВ И ЭНЕРГОНОСИТЕЛЕЙ 4.1. Учет электроэнергии cos = 0,029 2 + U. (4.10) J 1 cos Если трансформаторы тока соответствуют своим техническим услови ям [45], то угловая погрешность для коммерческого учета при номинальной нагрузке для класса точности 0,5 S равна J = 30 мин.

Угловая погрешность трансформаторов напряжения, работающих в классе 0,5 в номинальном режиме, U = 20 мин.

В текущей эксплуатации cos принимает, например, следующие зна чения [51]:

плавильные печи со стальным сердечником:

для плавки алюминия – 0,2–0,4;

для плавки меди – 0,6–0,8;

плавильные печи без стального сердечника – 0,05–0,25;

сталеплавильные печи – 0,85–0,9;

печи электрошлакового переплава – 0,85–0,95;

электросварочные установки – 0,7–0,8;

печи сопротивления – 1.

Подставляя различные значения cos в выражение (4.9), получаем влияние коэффициента мощности нагрузки потребителя на погрешность уче та электроэнергии от угловых погрешностей ТТ и ТН (табл. 4.3) Таблица 4. Значения cos Погреш ность 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 0,95 1, 5,09 3,20 2,38 1,80 1,38 1,11 0,78 0,34 0,30 0, W 0,21 0,32 0,46 0,59 0,75 1,02 1,38 2,17 3,18 Q Примечание: W – погрешность трансформаторной схемы подключения счетчика за счет угловых погрешностей ТТ I и ТН U при измерениях активной энергии;

Q – то же при измерениях реактивной энергии.

При cos = 1 реактивная мощность не потребляется, поэтому данный режим просто не существует.

Из табл. 4.3 видно, что угловая погрешность может быть сопоставима по величине с токовой погрешностью и пренебрегать ею не следует.

Во время проведения плановых проверок ТТ и различного вида обсле дований электроустановок снятие характеристики намагничивания является обязательным.

Для минимизации эксплуатационных затрат и повышения уверенности в обеспечении необходимой точности измерений ТТ необходимо учитывать момент прохождения напряжения отключаемого тока через трансформатор тока. Проверку состояния намагничивания магнитопровода ТТ необходимо Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -252 4. УЧЕТ ЭНЕРГОРЕСУРСОВ И ЭНЕРГОНОСИТЕЛЕЙ 4.1. Учет электроэнергии проводить в случаях прохождения напряжения вблизи нулевого значения в момент отключения.

Этого можно достичь при изготовлении новых поколений регистрато ров аварийных режимов, с регистрацией угла прохождения напряжения при отключении нагрузки в рабочем или аварийном режиме.

4.1.6. Трансформаторы напряжения На рис. 4.1 приведена погрешность ТН, которая регламентируется по величине вторичной нагрузки [52]. Здесь даны рекомендуемые характеристи ки процентного изменения вторичного напряжения трансформатора, соответ ствующие коэффициенту мощности вторичной нагрузки 0,8 при активно индуктивной нагрузке.

Рис. 4.1. Погрешность напряжения f, %;

номинальная мощность для высшего класса точности Sном, В · А Верхняя характеристика соответствует приложенному первичному на пряжению 0,8 Uном;

нижняя – напряжению 1,2 Uном. Характеристики позво ляют определять коэффициенты кратности номинальных мощностей для бо лее низких классов точности по выбранной номинальной мощности для высшего класса точности. Характеристики приведены для трансформатора, имеющего высший класс точности (0,2).

Выбор кратности номинальных мощностей для классов точности 1 и допускается осуществлять по рис. 4.1 для класса точности 0,5, который для данного трансформатора является высшим. Коэффициенты кратности мощ ностей приблизительно равны 1,5 и 3,5.

Выбор мощностей осуществляют так, чтобы характеристика погрешно сти трансформатора имела бы определенный запас, составляющий примерно Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -253 4. УЧЕТ ЭНЕРГОРЕСУРСОВ И ЭНЕРГОНОСИТЕЛЕЙ 4.1. Учет электроэнергии 20 % предельного значения погрешности вторичного напряжения или 5 % с учетом результатов климатических испытаний, проведенных при верхнем и нижнем значениях рабочих температур окружающей среды.

Прямоугольник ABCD (см. рис. 4.1) характеризует предельно допус каемую зону погрешности напряжения трансформатора при изменении вто ричной нагрузки от 0,25 до номинального значения.

Погрешность напряжения f, %, определяют по формуле K ном U 2 U f= 100, (4.11) U где K ном – номинальный коэффициент трансформации;

U1 – значение пер вичного напряжения, В;

U 2 – значение вторичного напряжения, соответст вующее приложенному напряжению U1 при данных условиях измерения, В.

Согласно [53] погрешность ТН при минимальной нагрузке имеет по ложительное максимальное значение, а при максимальной нагрузке – отри цательное максимальное значение. С учетом того, что современные элек тронные счетчики электроэнергии, составляющие во многих случаях единст венную нагрузку измерительных обмоток трансформаторов напряжения, потребляют электроэнергии значительно меньше, чем индукционные счетчи ки, то тн переходят в режим работы с минимальной нагрузкой и положитель ной максимальной погрешностью.

На учет электроэнергии это может повлиять как увеличение доли сис тематической ошибки в учете электроэнергии (ЭЭ) и уменьшение доли слу чайной погрешности.

Одним из вариантов увеличения нагрузки можно предложить ввод во вторичные цепи ТН дополнительного сопротивления.

4.1.7. Вторичные цепи Необходимо отметить физическую значимость потерь напряжения во вторичных цепях – от трансформатора напряжения до счетчика электроэнер гии л. В отличие от других ошибок измерений потери напряжения во вторич ных цепях – это технологически оправданные потери. Их предельно допусти мое значение (0,25 %) является официально разрешенным отклонением ПУЭ [40]. Так же как и потери электроэнергии в основной сети не являются ошиб кой измерения, так и потери напряжения во вторичных цепях не являются ошибкой измерения. Как правило, они определяются сначала по абсолютному значению, которое во многих случаях превышает допустимое значение.

Наводки ЭДС от электромагнитных полей в существующих подстан циях и в распределительных устройствах напряжением 110 кВ и выше при водят к изменению абсолютной величины суммарных потерь напряжения во вторичной цепи трансформатора напряжения, т. е. К изменению системати ческой ошибки в учете ээ. Погрешность измерения данной величины потерь Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -254 4. УЧЕТ ЭНЕРГОРЕСУРСОВ И ЭНЕРГОНОСИТЕЛЕЙ 4.1. Учет электроэнергии напряжения (систематической ошибки) определяется погрешностью измери тельных приборов при определении величины суммарных потерь напряже ния во вторичных цепях.


Вторичные цепи для учета значения токовой составляющей такого зна чения не имеют.

Потери напряжения во вторичных цепях снижают показания счетчика электроэнергии по сравнению с реально потребленной ЭЭ. Фактическое зна чение потерь напряжения по ее величине по результатам измерений должно фиксироваться со своим отрицательным знаком в договорах на электроснаб жение, в противном случае это приведет к прямому недоучету потребленной электроэнергии. Погрешности многократных измерений в нормативной ли тературе отсутствуют.

На крупном предприятии у персонала электролабораторий имеются сотни протоколов испытаний 20–30 подстанций, 20–30 фидеров имеют 400– 900 точек учета электроэнергии. При среднем значении потерь напряжения во вторичных сетях 0,25 % это означает недоучет 0,25 % электроэнергии, ко торая должна учитываться счетчиками электроэнергии.

4.1.8. Счетчики электроэнергии Счетчик электроэнергии является одним из массовых средств измере ния. С внешними элементами его конструкции знакомо все взрослое населе ние: вращающийся диск и счетчик оборотов, показания которого с нарас тающими значениями выводятся в киловатт-часах потребленной электро энергии в виде одного числа в любой момент времени.

Счетчики электроэнергии можно разделить на несколько характерных групп: одно- и трехфазные;

трех- и четырехпроводные для учета активной и реактивной энергии;

стационарные и переносные;

одно- и многотарифные;

индукционные и электронные;

образцовые и т. д.

Индукционный счетчик электроэнергии является по сути электродви гателем переменного тока с одной парой полюсов со слабой защитой от хи щений электроэнергии.

Современные электронные статические счетчики электроэнергии яв ляются компактными электронными вычислительными машинами с большим количеством сервисных функций.

Важнейший конструктивный показатель счетчика электроэнергии – по требление электроэнергии измерительной частью счетчика.

Примерное потребление ЭЭ различными типами счетчиков приведено в табл. 4.4.

Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -255 4. УЧЕТ ЭНЕРГОРЕСУРСОВ И ЭНЕРГОНОСИТЕЛЕЙ 4.1. Учет электроэнергии Таблица 4. Цепи напряжения Токовые цепи мощность, В · А мощность, В · А Потребляемый напряжения, В напряжение, В Номинальный Потребляемая Потребляемая Номинальное Падение ток, А ток, А Тип СА3У-ИТ 100 0,03 3 5 0,19 0, СА3У-И681 100 0,046 4,6 1 0,75 0, СА3У-И681 100 0,046 4,6 5 0,17 0, ЦЭ6805 100 0,025 2,5 1 0,02 0, Ц68700 100 0,025 2,5 5 0,016 0, Ф68700 100 0,005 0,05 5 0,03 0, Таблица 4. Счетчик класса точности 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3, Порог чувствительности, % номинального тока 0,3 0,4 0,5 0,5 1,0 1, В связи с тем, что в ряде случаев на удаленных подстанций в режиме АВР по условию надежности иногда включают второй силовой трансформа тор, то при этом необходимо учитывать порог чувствительности индукцион ных счетчиков (ГОСТ 6570–96), который приведен в табл. 4.5, т. е. потери ХХ при этом на втором трансформаторе не будут учитываться.

Параметры статических (электронных) счетчиков регламентированы ГОСТ 30206–96 [54].

В обоих ГОСТах по счетчикам энергии, например в ГОСТ 30206–96, имеется важное определение с примечанием.

«3.5.6. Погрешность, выраженная в процентах, – погрешность в про центах, определяемая по формуле Энергия, учтенная счетчиком Истинная энергия 100 ».

Погрешность в процентах = Истинная энергия Так как истинное значение не может быть определено, оно аппрокси мируется значением с установленной точностью, которая может быть опре делена по нормам, согласованным между изготовителем и потребителем или по национальным стандартам.

Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -256 4. УЧЕТ ЭНЕРГОРЕСУРСОВ И ЭНЕРГОНОСИТЕЛЕЙ 4.1. Учет электроэнергии Известно, что индукционные счетчики электроэнергии из-за старения стали снижают точность учета ЭЭ на 15–20 % в сторону ее уменьшения, т. е. энергоснабжающие организации несут большие убытки.

Погрешности индукционного и электронного счетчиков энергии [53, 54] приведены на рис. 4.2, схемы подключения трех- и двухэлементных ин дукционных счетчиков ЭЭ [55] – соответственно на рис. 4.3, рис. 4.4.

А Б Рис. 4.2. Погрешности счетчиков электроэнергии:

А – счетчик типа СЭТЗа-01-02 (100 В, 5 А, класс точности 1);

Б – счетчик типа Сазу-670м (100 В, 5 А, класс точности 2) Рис. 4.3. Схема подключения трехэлементного счетчика ЭЭ Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -257 4. УЧЕТ ЭНЕРГОРЕСУРСОВ И ЭНЕРГОНОСИТЕЛЕЙ 4.1. Учет электроэнергии Рис. 4.4. Схем подключения двухэлементного счетчика Формально необходимо учитывать потребление электроэнергии по ка ждой фазе. Кроме прямого учета электроэнергии счетчик фактически выпол няет ещё функцию контроля неравномерной загруженности фаз, которая приводит к дополнительным потерям электроэнергии в питающей сети. Од нако большинство ячеек с высоковольтными выключателями 6–10 кВ осна щены двумя трансформаторами тока.

Поэтому была разработана схема учета электроэнергии для присоеди нений с двумя трансформаторами тока.

4.1.9. Требования к счетчикам электроэнергии Счетчики должны выполнять следующие функции:

настройку параметров на конкретные условия эксплуатации;

измерение электроэнергии с нарастающим итогом и вычисление;

усреднение мощности за получасовые интервалы времени;

хранение профиля нагрузки с получасовым интервалом;

синхронизация времени;

ведения встроенного календаря и часов;

ведение журнала(ов) событий (результаты самодиагностики, фиксация в перерыве питания, попыток несанкционированного доступа, количество и даты связей со счетчиком, приведших к каким-либо изменениям парамет ров, факты превышения установленных пределов и т. п.);

предоставление измеренных данных и журналов событий счетчика;

защиту от несанкционированного изменения параметров;

защиту от несанкционированного предоставления информации;

сохранение информации при отсутствии питания;

автоматическую самодиагностику при включении питания, по распи санию и по внешнему запросу.

Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -258 4. УЧЕТ ЭНЕРГОРЕСУРСОВ И ЭНЕРГОНОСИТЕЛЕЙ 4.1. Учет электроэнергии Счетчики коммерческого учета должны удовлетворять следующим ос новным требованиям:

класс точности не ниже 0,5S;

схемы питания счетчика должна обеспечить бесперебойную работу счетчика при автоматическом переходе на резервное питание. В случае реа лизации двойного питания непосредственно в счетчике счетчик должен обеспечить автоматический переход с основного питания на резервное, при пропадании основного питания – возврат на основное питание при восста новлении основного питания. При этом в журнале событий счетчика должны фиксироваться факты перехода на резервное питание и возврат на основное питание;

хранение профиля нагрузки с получасовым интервалом не менее 35 су ток;

сохранность информации в журнале событий не менее 35 суток;

сохранность информации и ведение времени и календаря при отключе нии электропитания на время не менее одного года;

обеспечение одного или нескольких цифровых интерфейсов (Е.8-485, ИРПС, К-5 232);

синхронизация времени в счетчике от внешнего эталонного источника не реже одного раза в сутки;

ведение встроенного календаря и часов в соответствии с временем (точность хода встроенных энергонезависимых часов не ниже ± 5,0 с в су тки);

наличие энергонезависимой памяти для хранения параметров, данных и журнала событий;

автоматическая самодиагностика не реже одного раза в сутки;

работоспособность при температуре окружающего воздуха от –35 °С до 50 °С;

средняя наработка на отказ счетчика электроэнергии должна состав лять не мене 35000 часов;

защита от несанкционированного доступа путем наложения пломбы персонала НП «АТС» или уполномоченными им организациями;

межповерочный интервал не менее восьми лет.

4.1.10. Оценка небаланса Для оценки небаланса воспользуемся типовой инструкцией по учету электроэнергии РД 101.

Для анализа и обеспечения достоверности учета электроэнергии необ ходимо определять и сравнивать значения фактического ( НБфэ ) и допустимо го ( НБд ) небалансов.

Значение фактического небаланса должно быть меньше или равно зна чению допустимого небаланса:

Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -259 4. УЧЕТ ЭНЕРГОРЕСУРСОВ И ЭНЕРГОНОСИТЕЛЕЙ 4.1. Учет электроэнергии НБфэ НБд.

Фактический небаланс определяется по составляющим ежемесячного баланса электроэнергии и рассчитывается по формуле (Wг + Wэс ) (Wсн + Wхн + Wпн ) (Wоп + Wос ) Wсс 100 %, НБфэ = (4.12) Wг + Wэс где Wг – выработка электроэнергии генераторами;

Wэс – поступление элек троэнергии от АО-энерго или других собственников;

Wсн – расход электро энергии на собственные нужды;

Wхн – расход электроэнергии на хозяйствен ные нужды;

Wпн – расход электроэнергии на производственные нужды;

Wоп – отпуск электроэнергии с шин электростанции потребителю по классам напряжений;

Wос – отпуск электроэнергии с шин электростанции в сети АО-энерго или других собственников;

Wсс – потери электроэнергии в стан ционной электросети.

Значение допустимого небаланса следует определять по формуле k m d + d НБ д = ± 100 %, 2 2 2 (4.13) пi пi oi oi i =1 i = где пi ( oi ) – суммарная относительная погрешность i-го измерительного комплекса, состоящего из трансформатора напряжения (ТН), трансформатора тока (ТТ) и счетчика, учитывающего поступившую (отпущенную) электро энергию;

d пi ( d oi ) – доля электроэнергии, поступившей (отпущенной) через i-й измерительный комплекс;

k – число измерительных комплексов, учиты вающих электроэнергию, поступившую (отпущенную) на шины (с шин) электростанции;

m – число измерительных комплексов, учитывающих отпу щенную (поступившую) электроэнергию (в том числе на собственные и хо зяйственные нужды электростанции).

Погрешность определения потерь электроэнергии в станционной элек тросети допускается не учитывать.

Долю электроэнергии, учтенной i-м измерительным комплексом, сле дует определять по формуле Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -260 4. УЧЕТ ЭНЕРГОРЕСУРСОВ И ЭНЕРГОНОСИТЕЛЕЙ 4.1. Учет электроэнергии Wi di = (4.14), Wп(o) где Wi – количество электроэнергии, учтенной i-м измерительным комплексом за отчетный период;

Wп(o) – суммарное количество электроэнергии, поступив шей (отпущенной) на шины (с шин) электростанции за отчетный период.

4.1.11. Маркирование средств учета электрической энергии [39] Средства учета, прошедшие ревизию, подлежат маркированию знака ми, если в процессе ее проведения будут выявлены незащищенные от не санкционированного доступа точки (разъемные соединения электрических цепей, электроизмерительные приборы и коммутационные аппараты в цепях учета).

Если комиссия в процессе ревизии не выявит незащищенных от не санкционированного доступа мест в цепях учета, то знаки в этом случае не устанавливают, а факт прохождения ревизии подтверждают только актом о ее проведении. При этом в акте делают отметку «Маркированию не подле жит».

Маркирование знаками клеммных соединений осуществляется только при условии снятия с них напряжения с соблюдением действующих правил техники безопасности.

После снятия напряжения визуальным осмотром уточняют места уста новки знаков и необходимые размеры подосновы для надежной защиты клеммного соединения. Затем из листа вырезают участок подосновы красно го цвета необходимой конфигурации, на нем закрепляют марку (голографи ческий знак), и только после этого клеммное соединение заклеивают таким образом, чтобы марка при этом не повредилась, подоснова приклеилась прочно и доступ к клеммному соединению был надежно защищен.

Маркирование корпусов электроизмерительных приборов и коммута ционных аппаратов в цепях учета может проводиться знаками без предвари тельного их закрепления на подоснове и без снятия напряжения, с соблюде нием необходимых мер предосторожности.

Изготовитель знаков обеспечивает органы, осуществляющие контроль за средствами учета и нанесенными на них знаками, образцами знаков, тех ническими средствами для определения их подлинности, а также необходи мой документацией.

В случае выявления знаков, имеющих производственный или механиче ский брак, энергосбытовые организации возвращают их изготовителю по месту получения с заменой их на небракованные.

Для сдачи и подсчета поврежденных знаков их наклеивают на отдель ные листы бумаги, номера бракованных знаков вписывают в акт, оформленный Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -261 4. УЧЕТ ЭНЕРГОРЕСУРСОВ И ЭНЕРГОНОСИТЕЛЕЙ 4.1. Учет электроэнергии в двух экземплярах, который подписывают члены комиссии из трех человек, на значенных энергосбытовой организацией.

Первый экземпляр акта вместе с наклеенными знаками направляют из готовителю для замены. Второй экземпляр акта остается в энергосбытовой организации.

4.2. Учет тепловой энергии и теплоносителей В конечном счете вся произведенная энергия расходуется на тепло.

В общем энергетическом балансе страны доля выработанной тепловой энер гии на источниках тепла составляет 50 %, в которую входит и выработка те пловой энергии в электрокотельных установках различной мощности.

Практически вся добыча угля предназначена для выработки тепловой энергии, поэтому учет выработанной и потребленной тепловой энергии и те плоносителя является важнейшей задачей энергосбережения.

Ранее были рассмотрены область действия и правомерность примене ния понятий «энергоресурс» и «энергоноситель». Практика анализа норма тивной базы показывает, что теплотехники в отличие от некоторых юристов прекрасно понимают правильность этих двух понятий, что в первую очередь проявляется в системах учета тепловой энергии и теплоносителя:

для измерения и учета теплоносителя – воды достаточно измерять рас ходомерами расход воды на входе и выходе из системы теплоснабжения;

для измерения и учета тепловой энергии в виде горячей воды кроме средств измерений расхода еще необходимо измерять и учитывать темпера туру энергоносителя, а для учета тепловой энергии, переданной в виде пара, дополнительно измеряется и его давление.

Имеются и различия в учете тепловой энергии на источнике и у потре бителя.

Базовым методическим материалом по учету тепловой энергии и энер гоносителей являются соответствующие Правила [56].

Основное отличие Правил учета тепловой энергии и теплоносителя [56] от Правил учета электрической энергии [7] состоит в том, что первые из них регламентируют учет тепла и теплоносителя только как простую сумму узлов учета, а вторые – регламентируют учет ЭЭ на объекте в целом, напри мер на станции или подстанции как на едином объекте учета. Поэтому в пер вом документе совершенно не упоминаются такие разделы, как расчет по грешности в каждом узле учета на допустимую и фактическую суммарную погрешность учета тепла на объекте. При учете погрешности учета ЭЭ на станции или подстанции учитывается вклад каждого узла учета в общую по грешность.

Учет и регистрация отпуска и потребления тепловой энергии органи зуются с целью:

Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -262 4. УЧЕТ ЭНЕРГОРЕСУРСОВ И ЭНЕРГОНОСИТЕЛЕЙ 4.2. Учет тепловой энергии и теплоносителей осуществления взаимных финансовых расчетов между энергоснаб жающими организациями и потребителями тепловой энергии;

контроля за тепловыми и гидравлическими режимами работы систем теплоснабжения и теплопотребления;

контроля за рациональным использованием тепловой энергии и тепло носителя;

документирования параметров теплоносителя: массы (объема), темпе ратуры и давления.

Правила [56] устанавливают необходимый объем оснащения приборами учета узла учета. Но потребители имеют право установить для выполнения контроля свои приборы. Применимость их для официального контроля основ ных приборов учета должна быть установлена в договоре на теплоснабжение.

Установлены следующие виды учета тепла и теплоносителя:

на источнике тепла – отпущенных в водяные системы;

теплоснабжения;

отпущенных в паровые системы теплоснабжения;

у потребителя – полученных водяными системами теплопотребления;

полученных паровыми системами теплопотребления.

Узел учета тепловой энергии оборудуется средствами измерения (теп лосчетчиками, водосчетчиками, тепловычислителями, счетчиками пара, при борами, регистрирующими параметры теплоносителя и др.), зарегистриро ванными в Государственном реестре средств измерений и имеющими серти фикат органов Ростехнадзора РФ.

Каждый прибор учета должен проходить поверку с периодичностью, предусмотренной для него Госстандартом. Приборы учета, у которых истек срок действия поверки и (или) сертификации, а также исключенные из реест ра средств измерений, к эксплуатации не допускаются.

Выбор приборов учета для использования на узле учета источника теп лоты осуществляет энергоснабжающая организация по согласованию с Рос технадзором.

Выбор приборов для использования на узле учета потребителя осуще ствляет потребитель по согласованию с энергоснабжающей организацией.

В случае разногласий между потребителем и энергоснабжающей орга низацией по типам приборов учета окончательное решение принимается Рос технадзором.

Приборы узла учета должны быть защищены от несанкционированного вмешательства в их работу, нарушающего достоверный учет тепловой энер гии, массы (объема) и регистрацию параметров теплоносителя.

Схема размещения точек измерения массы (объема) теплоносителя и его регистрируемых параметров на источнике теплоты для водяных систем теплоснабжения приведена на рис. 4.5.

Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -263 4. УЧЕТ ЭНЕРГОРЕСУРСОВ И ЭНЕРГОНОСИТЕЛЕЙ 4.2. Учет тепловой энергии и теплоносителей Рис. 4.5. Принципиальная схема размещения точек измерения массы (объема) теп лоносителя и его регистрируемых параметров на источнике теплоты для водяных систем теплоснабжения На рисунке: Q – расход теплоносителя, Р – давление в системе тепло снабжения, t – температура теплоносителя, G – масса теплоносителя.

Количество тепловой энергии, отпущенной источником теплоты по каждому отдельному выводу, определяется как алгебраическая сумма произ ведений массы теплоносителя по каждому трубопроводу (подающему, об ратному и подпиточному) на соответствующую энтальпию. Масса сетевой воды в обратном и подпиточном трубопроводах берется с отрицательным знаком.

Для определения количества тепловой энергии Q, отпущенной источ ником теплоты, используется формула а b m Q = G1i h1i G2 j h2 j Gпk hхвk 103, (4.15) i =1 j =1 k = где а – количество узлов учета на подающих трубопроводах;

b – количество узлов учета на обратных трубопроводах;

m – количество узлов учета на под питочных трубопроводах;

G1i – масса теплоносителя, отпущенного источни ком теплоты по каждому подающему трубопроводу;

G2j – масса теплоноси теля, возвращенного источнику теплоты по каждому обратному трубопрово ду.



Pages:     | 1 |   ...   | 6 | 7 || 9 | 10 |   ...   | 14 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.