Текущее состояние энергопотребления

Определение соответствующей действительности объема потребления энергии достигается комбинацией измерения, оценки и расчета. Хотя следует стараться получить всегда по возможности точный результат, все же определенные неувязки являются неминуемыми. Но не столько важной есть точная цифра, как масштаб потребления.
Рис. 3.2 иллюстрирует методы, которые применяют для определения количества потребленной энергии. Пять кругов, сосредоточенных вокруг центрального кола "Сопоставление и перекрестная проверка данных", подают разные приемы измерения и оценки количества энергии, которые потребляются разными категориями энергоприемников. Полученные в результате значения сравнивают, группируют по отдельным категориям потребителей, прибавляют и сравнивают с общим объемом энергопотребления на объекте. Для уточнения данных проводится перекрестная проверка.
Все объекты, на которые проводится энергоаудит, должны иметь измерительное оснащение, по крайней мере, это могут быть счетчики предприятия, за которыми осуществляют расчеты за коммунальные услуги. Некоторые предприятия могут иметь развитую сеть дополнительных счетчиков. Кроме того, всегда есть возможность использовать временные портативные измеряющие приборы. Непосредственное измерение именно энергии осуществляют по сути лишь счетчики электроэнергии. С помощью, например, амперметра ли токоизмерительных клещей измеряют лишь один показатель потребляемой энергии, а именно - ток. Термометром можно измерять концентрацией энергии. Определить энергию, которая пошла на нагревание воды, можно за показами счетчика горячей воды. Измеряя параметры выбросов, например, дымовых газов, можно определить потери энергии с этими выбросами.
Даже если невозможно непосредственное измерение затрат энергии, существуют посредственные методы их оценки. Эти методы базируются на элементарных законах физики и осуществляются с помощью простого и недорогого оснащения.
Рассмотрим теперь детальнее каждую составляющую рис. 3.2

3.2.1. Непосредственное измерение затрат энергии и энергоносителей
Непосредственное (прямое) измерение затрат энергии - это самый точный способ определения объема потребленной энергии, как объектом в целом, так и отдельными его потребителями. Определенную информацию о прямых измерениях дает рис.3.3
Непосредственные измерения потребленной энергии или объема потребленного энергоносителя осуществляется с помощью счетчиков. На рис. 3.4 изображенные счетчики электрической энергии, газовый счетчик и олеометр - счетчик потребления редких энергоносителей (нефтепродуктов).
Из приведенных рис. 3.4 измерителей, как уже отмечалось, лишь счетчик электроэнергии непосредственно измеряет потребленную энергию. Газовый счетчик и олеометр измеряют объем потребленного энергоносителя (газа ли, например, мазута) и для получения результата в единицах энергии необходимо объем помножить на теплообразовательную способность топлива. В случае достоверных данных о теплообразовательной способности конкретного топлива, которое потребляется, такие счетчики становятся надежным источником информации для энергоаудитора. За показами счетчиков определяют количество потребленной энергии определенного вида за принятый промежуток времени (пору, неделя, месяц, сезон, год).
Как видно из рис.3.3 к непосредственным измерениям отнесены вычисления объема потребленного топлива. Если топливо поставляют в известных количествах и ее любой момент можно измерять объемы снабжения, то применение счетчиков непосредственного измерения потребленного топлива с необязательным. Прием "Вычисление объема потребленного топлива" широко используют для расчета потребленного объема редкого (нефть, мазут, газ) и твердого (уголь) топлива. Для расчета потребленного топлива за определенный интервал время) нужно располагать информацией об имеющемся количестве топлива на составе (в газохранилище) на начало интервала времени (S₁). О количестве топлива, которое поступило на протяжении интервала (D) и о количестве топлива на составе в конце Интервала (S₂). Отсюда потребленное количество топлива A:

A = S₁ + D - S₂

Определение количества потребленного редкого топлива, как правило, элементарное, поскольку она сохраняется в резервуарах или цистернах, объем которых известный. Возможные разные способы: от традиционного черпака к нефтяным резервуарам с цифровыми измерителями. Объем измеряют за заполнением цистерн или поплавковыми измерителями уровня топлива в цистерне (резервуаре), здесь возможные погрешности за счет изменения плотности топлива с изменением температуры. Для горизонтальных цилиндрических резервуаров, черпаков или поплавкового измерителя уровня шкалы должны быть тщательно проградуированы. Количество топлива в резервуаре может быть определена через показы манометра (аналогового или цифрового), что измеряет давление в нижней точке резервуара.
Подобные приемы можно применять для определения количества потребленного угля. Она легко измеряется, если уголь сохраняется в контейнерах или бункерах. Если же уголь ссыпанное на земле, то его количество определяется по размерам и формой образованной углем объемной фигуры. Соответствующие формулы приведены на рис.3.5 (размеры - в метрах, масса - в тонах).
Во время проведения энергетического аудита используют также разнообразные временные измерители от простейших к довольно сложным. Перечень часто используемых временных измерителей приведенный ниже в табл.3.1. Некоторые из них (например, портативный счетчик электроэнергии) непосредственно измеряет потребление энергии, хотя подавляющее большинство приведенных в таблицы приборов измеряют другие, связанные с использованием энергии параметры, такой как затраты жидкости, влажность, освещенность и т.п.. Более сложные приборы могут измерять как потребление за определенный промежуток времени, так и мгновенное значение измеренного параметра. Некоторыми измерителями, в частности анемометром и измеряемой постоянной можно также определить затрату воздуха или жидкости за короткий промежуток времени, но эти данные не отображают изменения параметров затрат на протяжении определенного промежутка.
Энергоаудитор не должен забывать о важности подручных инструментов. Карманный фонарь, переносная стремянка, рулетка и даже кусок шнура (для определения обхвата трубы) иногда могут понадобиться аудитору так же, как и сложное оснащение.
Приведенная ниже таблица 3.2 показывает, как вымеренные временными измерителями значения разных параметров можно использовать для определения энергопотребления, или других параметров, связанных с использованием энергии. В таблице приведенные также гипотезы, на которые основаны эти выводы.

Таблица 3.1. Перечень временных измерителей

Счетчики (категория, тип)	Показания
Мгновенное значение	Потребление на промежутке времени
электрические измерители
Портативный счетчик электроэнергии	+	+
Токоизмерительные клещи	+	-
измерители температуры
Цифровой термометр	+	-
Инфракрасный термометр	+	-
измерители потребления жидкости
Ультразвуковой детектор потребления	+	-
Измерительная посуда	+	-
измерители потребления газа
Анемометр (роторное устройство, электрический датчик)	+	-
Приемник полного давления и манометр	+	-
измерители влажности атмосферы
Гигрометр (электронный, сухой и увлажненный термометр)	+	-
измерители скорости вращения
Тахометр (контактный, стробоскопический)	+	-
измерители освещенности
Люксметр	+	-

Таблица 3.2. Использование информации временных измерителей

Измерители	Получаемая информация	Условия и предположение относительно достоверности информации
Портативный счетчик электроэнергии	Потребление электроэнергии, коэффициент мощности	Точность измерителя
Измеритель электрического тока (токоизмерительные клещи)	Мощность через вымеренный ток	Напряжение, коэффициент мощности
Анализатор дымовых газов	Эффективность сжигания топлива	Полное сжигание, другие затраты котла
Цифровой термометр	Температура поверхности, газа, жидкости	Хороший контакт, сухой датчик
Инфракрасный термометр	Температура поверхности	Способность излучения
Ультразвуковой детектор затрат	Затрата жидкости	Хороший контакт, плотность жидкости
Измеримый сосуд	Затрата жидкости	Затраты пара на единицу времени
Анемометр (приемник полного давления и манометр)	Затрата жидкости (газа)	Типичные пробы
Гигрометр	Относительная влажность	Точность измерителя
Тахометр	Скорость вращения	Точность измерителя
Люксметр	Освещенность	Точность измерителя

Доказательством правильных выводов из анализа информации временных измерителей есть здравый смысл и перекрестная проверка результатов. Например, опытный энергоаудитор, как правило знает коэффициенты мощности характеристик электроприемников. Если в котле нет полное сжигание топлива, специалист делает замечание характер выбросов из дымовой трубы котлов, которые работают на мазуте или газойле, или отмечает непривычно высокий уровень угарного газа в выбросах котлов, которые работают на газе. За температурой дымовых газов можно оценить общий КПД котла, но без учета потерь на продувку и излучение из поверхности котла.
Первое шагом обобщение информации, полученной от временных измерителей, есть построение изменения нагрузки на протяжении неявного времени - графика нагрузки (рис.3.6). Для этого используют показатели измерителей, которые могут измерять затраты энергии за определенный промежуток времени (например, счетчиков электроэнергии или ультразвуковых расходометров).
Важность подобных графиков состоит в том, что они наглядно демонстрируют изменение количества потребленной энергии на протяжении определенного времени (на рис.3.6 показан суточный график). Эта информация помогает сравнить фактическое изменение объема потребленной энергии с ожидаемой, а также показывает, на сколько успешно функционируют ручная и автоматическая система управления потреблением.
Графики нагрузки содержат признак потенциального энергосбережения и могут указывать на такие факторы:

· систему контроля повреждений;

· ручные системы управления;

· отличия эффективности потребление энергии разными рабочими изменениями;

· потери и истоки
Графики нагрузки (а также графики затрат воды) обязательно включают в отчет энергетического обследования, поскольку они наглядно отображают имеющиеся проблемы и, таким образом, проявляют конкретные пути сбережения энергии.

3.2.2. Частичные измерения параметров затрат энергии и энергоносителей
Потребление энергии или энергоносителей можно также определить за показами стационарных или временных, измерителей, которые дают значения определенных параметров, которые касаются потребления энергии. Чтобы свести эти показы к единицам потребления энергии, необходимые определенные предположения относительно других параметров процесса потребление энергии. Так для определения мощности потребление электроэнергии за величиной тока, получаемой с помощью стационарного амперметра или токоизмерительных клещей, необходимо знать также значения напряжения и коэффициента мощности без большой погрешности их можно принять номинальными для данного электроприемника (указанные на его щитке). Для определения затрат энергии за показами параметра необходимо знать энтальпию пары и энтальпию конденсата. Определение потребления энергии за измерителями продолжительности работы возможное для оснащения, которое работает с постоянной погрузкой.
Однако, в многих случаях опытный энергоаудитор может оценить влияние любого из тех факторов, значение которых за частичных измерений не определяется, и соответственно скорректировать показатели энергопотребления.

3.2.3. Посредственные измерения затрат энергии и энергоносителей
Потребление энергии может быть вымерено также посредственно. Анализ данных, полученных для сменных производственных условий, часто дает количественные показатели для распределения вымеренных затрат энергии на компоненты энергопотребления. Наиболее часто для этого используют метод регрессивного анализа и метод тестового контроля.
Метод регрессивного анализа представляет собой математический прием, который основан на сравнении количества использованной энергии с другой сменной, от которой может зависеть потребление энергии. Например, можно сравнивать значение месячной потребление энергии с выпуском продукции предприятием за соответствующий месяц. Регрессивный анализ разделяет объем потребленной энергии на постоянное потребление (то есть на то количество энергии, которая необходимая для поддержания на предприятии нулевого уровня производства) и сменное потребление (количество энергии, которое расходуется на производство продукции и зависит от ее объема). Регрессивный анализ также дает характер зависимости изменения количества энергии от количества продукции, которая вырабатывается. Простейшей есть линейная зависимость - так называемая линейная регрессия. Существуют также разного вида нелинейные зависимости и, соответственно, квадратичная, показательная, экспоненциальная, логарифмическая регрессия. Регрессивный анализ разрешает обнаружить пути сбережения энергии, установить основание равного потребления и контролировать использование энергии.
На рис.3.7 приведен типичный пример графика регрессивного анализа. Положение звездочек соответствуют количеству выработанной за определенный промежуток времени (например, за неделю) продукции и количества потребленной за это время энергии. С максимальным приближением к звездочкам проведенная линия регрессии - "стандартная линия". Это сделано приближенно. Однако целесообразней использовать точный математический метод "линейного регрессивного анализа". Практически все инженерные калькуляторы имеют встроенные программы определения параметров линейной и других видов регрессии.
Отрезок ОА, который отсекает "стандартная линия" на оси энергии, соответствуют потреблению энергии предприятием в случае отсутствия производства продукции - постоянному потреблению. Отрезок ВС отвечает потреблению, которое обусловленное выпуском определенного объема продукции (отрезок ОТ). Понятно, что с увеличением объема производства продукции возрастает лишь сменная составная затрат энергии.
Таблица 3.3 показывает, как составляющие затрат энергии связанные с определяющими переменными величинами, а также куда, в основном идет любая с составляющих затрат. Следует заметить, что любые затраты, такие, например, как вытек пары, теплопередача из поверхности труб, обусловленная их плохой изоляцией, относят к постоянным затратам. Иногда с затратами энергии соотносят несколько переменных. Энергоаудитор должен самостоятельно определить важнейшую переменную. Для этого выполняют регрессивный анализ относительно каждой альтернативной сменной, а потом выделяют определяющую сменную. Однако наиболее часто, этот выбор основан на здравом смысле.

Дата добавления: 2015-06-27