Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Методы и приборы коммерческого учета топливно-энергетических ресурсов в энергетике, промышленности и коммунальном хозяйстве. Учебное пособие
.pdf
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ
ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
«САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ
ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
УНИВЕРСИТЕТ»
Кафедра «Управление и системный анализ теплоэнергетических и
социотехнических комплексов»
В.И. НЕМЧЕНКО
МЕТОДЫ И ПРИБОРЫ
КОММЕРЧЕСКОГО УЧЕТА
ТОПЛИВНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ РЕСУРСОВ
В ЭНЕРГЕТИКЕ, ПРОМЫШЛЕННОСТИ
И КОММУНАЛЬНОМ ХОЗЯЙСТВЕ
Самара
Самарский государственный технический университет
2017
3
4
ISBN 978-5-7964-2004-1
© В.И. Немченко, 2017
© Самарский государственный
технический университет, 2017
Издается по решению редакционно-издательского совета СамГТУ
УДК 621.1.016.4
БКК 31.3я73
Немченко В.И.
Методы и приборы коммерческого учета топливно-энергетических ре-
сурсов в энергетике, промышленности и коммунальном хозяйстве [Электрон-
ный ресурс]: Учеб. пособ. / В.И. Немченко, 2-е изд., перераб. и доп. – Самара: Самар. гос. техн. ун-т, 2017. – 1 электрон. опт. диск.
ISBN 978-5-7964-2004-1
В учебном пособии приводятся общие положения по организации коммерческих узлов учета тепловой энергии, холодной воды и природного газа в соответствии с требованиями, предъявляемыми к преобразователям температуры, давления, расхода, теплосчетчикам, водосчетчикам, газосчетчикам. Особое внимание
уделяется вопросам выполнения и согласования проектной рабочей и эксплуатационной документации коммерческого учета тепловой энергии, холодной воды и
природного газа.
Предназначено для студентов, обучающихся по направлению подготовки бакалавров 13.03.01 «Теплоэнергетика и теплотехника» по специализации «Автоматизация технологических процессов в теплоэнергетике и теплотехнике» очной и
заочной форм обучения, а также для специалистов, занимающихся вопросами
проектирования и монтажа АСУ ТП.
Рецензент д-р техн. наук А.И. Щелоков
Минимальные системные требования:
Windows XP, Vista, MS Office
5
ВВЕДЕНИЕ
В условиях перехода к рыночным отношениям и изменившейся инвестиционной политики в России при одновременном снижении выработки
топлива произошло многократное повышение стоимости тепловой энергии,
пара и горячей воды. Так, за последние годы тарифы за пользование тепловой энергией возросли более чем в 40 раз.
Реформа жилищно-коммунального хозяйства в Российской Федерации,
осуществляемая в соответствии с Указом Президента РФ № 528 от
27.05.1997 г., признана ключевым направлением государственной и социальной политики. Реформа рассчитана на длительный период, ее этапы и
темпы преобразований определяются с учетом местных условий. Среди первоочередных мер по реформированию жилищно-коммунального хозяйства
Письмом Правительства РФ № БН-П28-92 признана необходимость установки приборов учета и регулирования с целью снижения ресурсопотребления. Таким образом, назрела экономическая необходимость в организации
учета фактического потребления энергоносителей и тепловой энергии.
Коммерческий учет расходов природного газа, горячей и холодной воды, пара и тепловой энергии имеет большое значение при наладке, регулировании и эксплуатации систем тепло– и газоснабжения. Кроме того, рациональное потребление газа, тепловой энергии, холодной воды позволяет снизить имеющийся их дефицит на региональном уровне.
В настоящее время органами Главгосэнергонадзора зарегистрировано и
сертифицировано более 300 приборов учета энергоресурсов. Появление на
российском рынке приборов, позволяющих автоматизировать процесс получения, переработки и передачи данных коммерческого учета, позволяет широко внедрять разветвленные информационные сети локального и регионального уровней.
Существующее положение в теплоснабжении многих городов России, в
том числе и Самары, характеризуется устойчивым дефицитом тепловой
энергии и его прогнозируемым увеличением в будущем. Из-за высокой
стоимости тепловой энергии ее недостаток влечет за собой сокращение промышленного производства. В этих условиях особую актуальность приобретает реализация мероприятий, направленных на повышение эффективности
использования производственной энергии.
6
Одной из первоочередных задач в этом направлении является внедрение
автоматизированных систем контроля и коммерческого учета расхода тепловой энергии и энергоносителей. В настоящее время учет и оплата энергии,
расходуемой потребителем, производится в подавляющем большинстве на
основе расчетных нормативов, не отражающих реальное потребление предприятиями. Внедрение систем контроля и коммерческого учета расхода
энергии и энергоносителей с оплатой по фактическому произведенному и
потребленному их количеству при условии увязки производственных и финансовых показателей приводит к повышению эффективности энергетической деятельности предприятий и дает существенный экономический эффект. Эффект достигается благодаря прямой экономии энергопотребления,
топлива и, соответственно, затрат на них, снижения уровня инфляции и повышения конкурентоспособности на рынке продукции промышленного
комплекса за счет уменьшения энергетической составляющей в цене товаров, а также улучшения экологического состояния окружающей среды.
Опыт работ по созданию и применению систем контроля и учета тепловой энергии, проводимых в стране в течение последних лет, дает следующие
показатели эффективности таких мероприятий.
По данным проведенной в России в 1993 г. РАН Международной конференции ―Эффективные методы проектирования, монтажа и эксплуатации
систем теплоснабжения‖ внедрение в стране автоматизированных систем
контроля и управления энергоснабжением может дать экономию 40-50 млн т
у.т. в год. По материалам финских фирм ―ИВО ИНТЕРНЭШНЛ‖ и ―ФИННИШ ЭНЕРДЖИ КОНСЕРВЕШНЛ ГРУПП‖, занимавшихся в течение последних лет совместно с рядом российских организаций вопросами энергосбережения в теплофикационных системах, расход энергии на отопление
одного кубического метра полезного объема в г. Санкт-Петербурге в пять
раз выше, чем в г. Хельсинки, и организация измерения расхода энергии и
энергоносителей должна обеспечить сбережение топлива и энергии не менее
5-10%.
В июне 1994 года американской корпорацией ―РЕДЖ-ХЕГЛЕР‖ в рамках программы Американского Агентства по Международному Развитию
«Эффективное использование энергии и переход к рыночной экономике в
России» при активном участии администрации Свердловской области и г.
Екатеринбурга было проведено обследование эффективности систем тепло-
7
снабжения г. Екатеринбурга. В ходе обследования удалось выяснить, что организация коммерческого учета потребления тепловой энергии в Свердловской области дает экономию в 9% от общего количества потребляемого тепла – 8900 Гкал, – что в денежном выражении составляет $ 90000 тыс. в год.
При этом установка теплосчетчиков в узловых точках системы теплоснабжения, разработка и внедрение системы оценки потерь тепла обеспечивает
экономию в $ 21000 тыс. в год. Установка теплосчетчиков на тепловых вводах промышленных предприятий, зданий и сооружений и переход к плате за
реально потребляемую энергию дают экономию также около $ 21000 тыс. в
год. Установка индивидуальных – этажных и квартирных счетчиков и изменение тарифов у каждого потребителя дают дополнительную годовую экономию $ 51*106.
Считая, что условия теплоснабжения в г. Екатеринбурге близки к самарским, можно на основе полученных данных оценить возможную эффективность от внедрения автоматизированных систем коммерческого учета
потребления тепловой энергии в г. Самаре.
При суммарном годовом потреблении тепла в 1995 г. в 51500 тыс. Гкал
экономия тепловой энергии в 9% составит за год 4600 тыс. Гкал ($ 25000
тыс. в год) с соответствующим пропорциональным вкладом всех составляющих экономии – учета в узловых точках теплосети, на вводах объектов и
индивидуального контроля.
В 1994 г. сотрудниками кафедры ―Управление и системный анализ в теплоэнергетике‖ СамГТУ исследовано состояние коммерческого учета количества тепловой энергии в сети Привокзальной отопительной котельной
г. Самары с общей нагрузкой 641,6 Гкал/час, которая распределяется между
747 потребителями различных групп учета. Выявлено, что учет ведется в
основном расчетным методом. Приборы учета у абонентов практически не
применялись, поэтому для обеспечения измерения расхода тепла по всей цепочке от производителя до конкретного потребителя необходимо было создать систему учета фактически с нулевой отметки.
Опыт внедрения систем учета тепловой энергии, накопленный кафедрой
с 1994 по 2014 гг., свидетельствует, что даже при минимальном объеме
энергосберегающих мероприятий достигается значительная экономия тепла
по отношению к проектному (расчетному) значению.
В настоящее время российский рынок достаточно полно насыщен отечественными и зарубежными автоматизированными приборами и комплек-
8
сами для учета потребляемой энергии. Зарубежные образцы обладают широким, адаптируемым к запросам покупателей набором потребительских
свойств. Они, как правило, надежны, удобны, эффективны, однако характерной их чертой является высокая стоимость. Цена одного замерного комплекса ―Суперфлоу‖ составляет свыше $ 2500. Кроме того, появляется проблема организации сервисного обслуживания, что также повышает дополнительные расходы.
В последнее время на рынке появился ряд удовлетворительных отечественных измерительных комплексов, выпускаемых предприятиями России:
АО ―Центроприбор‖, г. Москва, НПФ ―Логика‖, г. Санкт-Петербург, НМФ
―Вымпел‖, г. Саратов, и др. В этом направлении осуществляют разработки и
предприятия г. Самары – ГАП, СКБ НПО ―Нефтехимавтоматика‖. Стоимость комплекта отечественных теплосчетчиков колеблется от $ 800 до
2600.
В учебном пособии рассмотрены одни из наиболее перспективных приборов контроля и учета потребления тепловой энергии, холодной воды и
природного газа, созданные в НПФ ―Логика‖, г. Санкт-Петербург, и ТБН
«Энергосервис», г. Москва.
Новизна предлагаемых в учебном пособии проектных решений заключается в разработке организационно-экономического механизма, поддержанного техническими средствами автоматизированного коммерческого
контроля, учета и управления со стороны потребителя тепловой энергии,
опирающихся на комплексный подход, который включает структурный анализ, прогнозирование и оптимизацию функционирования сложных систем.
В работе содержится значительный справочный материал и примеры
реализации рабочих проектов систем учета пара, тепловой энергии горячей
воды, холодной воды и природного газа.
1. ОРГАНИЗАЦИЯ УЧЕТА ТЭР В ПРОМЫШЛЕННЫХ КОТЕЛЬНЫХ,
АДМИНИСТРАТИВНЫХ И ЖИЛЫХ ЗДАНИЯХ
Современные промышленные котельные объединяют комплекс оборудования, в том числе аппаратуру химической водоподготовки и водоочистки
(ХВП и ХВО), деаэраторы, паровые и водогрейные котлы, паровые и водяные тепловые сети. При работе на природном газе в состав котельной входят
газоредукционные пункты (ГРП) среднего и низкого давления.
9
В соответствии с требованиями нормативно-технической документации
все потоки энергоресурсов, как приходящие, так и передаваемые потребителям, подлежат учету. Организация учета потребления и отпуска ТЭР предусматривает:
– учет потребления природного газа среднего и низкого давления на
ГРП;
– учет количества исходной воды, поступающей в котельную на ХВП и
ХВО;
– учет отпуска тепловой энергии пара;
– учет отпуска тепловой энергии в тепловую сеть;
– учет потребления электрической энергии.
Структура узлов автоматизированного учета энергоресурсов и тепловой
энергии и их взаимосвязь с основным технологическим оборудованием
представлена на рис. 1.1.
В административных и жилых домах учет потребления ТЭР обеспечивается системами учета:
– учет потребление тепловой энергии и теплоносителя системами отопления и горячего водоснабжения (ГВС);
– учет потребления холодной воды;
– учет потребления природного газа низкого давления поквартирный;
– учет потребления электрической энергии поквартирный.
Структура узлов автоматизированного учета энергоресурсов и тепловой
энергии административного и жилого здания представлена на рис. 1.2.
10
Учет
природного газа
ГРП ПК
Учет
природного газа
ГРП ВК
Водомерный узел
исходной воды
Узел
электрической
энергии
Паровые
котлы
Учет
отпуска пара
потребителю
Водогрейные
котлы
Учет отпуска
тепловой энергии в
тепловую сеть
ХВП
ХВО
Учет
электрической
энергии
ХВП
ХВО
Деаэратор
Т7
Т8Т1Т2
ПРОМЫШЛЕННАЯ КОТЕЛЬНАЯ
Природный газ
Исходная вода
Электроэнергия
Греющий пар
Возвратный конденсат
Подпитка тепловой сети
Питательная вода
к паровым котлам
Коммерческий учет
потребления природного
газа, исходной воды
и электроэнергии
Технический учет
работы котельного
оборудования
Коммерческий учет
отпущенной тепловой
энергии
Р и с. 1.1. Структура узлов автоматизированного учета энергоресурсов
и тепловой энергии промышленной котельной:
Т1 – температура в подающем трубопроводе сетевой воды; Т2 – температура в обратном трубопроводе
сетевой воды; Т7 – температура пара, отпущенного потребителю;
Т8 – температура возвратного конденсата
К коммерческим относятся системы учета природного газа, исходной
воды, электроэнергии, тепловой энергии, по данным которых осуществляются взаимные платежи между поставщиком и потребителем. Учет работы
технологического оборудования, установленного внутри котельной, охватывается системой технического учета, по данным которого определяются
время работы оборудования, производительность, КПД отдельных агрегатов, периодичность ремонтов и т.д.
11
Административное и жилое здание
АДМИНИСТРАТИВНОЕ
И
ЖИЛОЕ ЗДАНИЕ
Учет
природного
газа
поквартирно
Природный газ
Учет тепловой
энергии
и теплоносителя
Водомерный
узел
исходной
воды
Узел
электрической
энергии
Учет
Электрической энергии
поквартирно
Исходная вода
Тепловая энергия
Р и с. 1.2. Структура узлов автоматизированного учета энергоресурсов
и тепловой энергии административного и жилого здания
Системы коммерческого учета (кроме систем учета электрической энергии) относятся к теплотехническим системам измерений. В данной работе
системы учета потребления электрической энергии не рассматриваются.
2. НОРМАТИВНО-ПРАВОВАЯ БАЗА ОРГАНИЗАЦИИ
ПРИБОРНОГО УЧЕТА ЭНЕРГОНОСИТЕЛЕЙ
2.1. ДЕЙСТВУЮЩАЯ НОРМАТИВНО-ПРАВОВАЯ БАЗА УЧЕТА
Основным законодательным документом, закрепившим ранее действующие положения ведомственных и региональных актов по вопросам приборного учета энергоносителей, является Федеральный закон «Об энергосбережении» № 28-ФЗ [1]. Закон определяет обязательность оснащения
предприятий и организаций приборами учета и контроля энергии.
Вопросы учета и контроля параметров тепловой энергии и теплоносителя рассмотрены в действующей нормативно-технической документации:
12
– СНиП 2.04.07-86 «Тепловые сети» [2];
– СНиП 2.04.01-85 «Внутренний водопровод и канализации зданий» (в
части учета горячего водоснабжения) [3];
– СП 41-101-95 «Проектирование тепловых пунктов» [4];
– Правила учета тепловой энергии и теплоносителя, П-683, 1995 г. [5];
– Правила пользования электрической и тепловой энергией /Минэнерго
СССР, 1982 [6].
Вопросы учета потребления питьевой воды рассматриваются:
– в СНиП 2.04.01-85 «Внутренний водопровод и канализация зданий (в
части учета потребления питьевой воды) [3];
– в Правилах пользования системами коммунального водоснабжения и
канализации в РФ, 1995 г. [7].
Организация учета газа осуществляется на основании:
– СНиП 2.04.08-87 «Газоснабжение» [8];
– Правил учета газа – 1996 г. [9];
– ПР 50.2.019-96 «Количество природного газа. Методика выполнения
измерений при помощи турбинных и ротационных счетчиков» [10].
В 1999-2002 гг. службой передового опыта ОРГРЭС РАО Энергетики и
электрификации «ЕЭС России» разработаны отраслевые руководящие документы по методикам выполнения измерений:
– расхода природного газа на котел ТЭС [29];
– количества тепловой энергии, отпускаемой от источника в паровые и
водяные системы теплоснабжения [30-32; 35];
– температур и давления теплоносителя [33; 34].
Разработаны методические указания:
– по организации и проведению калибровки измерительных каналов
информационно-измерительных систем [28];
– по составлению энергетических характеристик для систем транспорта
тепловой энергии [36-38].
Отраслевые руководящие документы допускают как приборно-
расчетный учет количества природного газа и тепловой энергии по измеренным параметрам газа или теплоносителя, так и приборный учет в соответствии с Правилами [5; 9]. Такой подход вызван высокой стоимостью и технической сложностью перевода действующих на ТЭС систем учета на современные технические средства учета.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]