ТС сокращенная лекция. Лекция Основные задачи Учитываемые энергоресурсы
 Скачать 2.18 Mb.
|
|
Учет тепловой энергии Учет тепловой энергии Термометры и термопреобразователи Температура - это фундаментальная физическая величина, которая количественно (через градусы температуры) и качественно (через ощущение «тепло- холод») оценивает меру изменения средней суммарной внутренней кинетической энергий частиц какого-то выделенного для измерения объема физического тела. Существует два способа измерения температуры: контактный и бесконтактный. Контактная термометрия использует теплообмен между поверхностью рабочего тела термометра и соприкасающимся с ним теплоносителем (газ, пар, жидкость). Все контактные средства измерений можно разделить на две основные группы - термометры и преобразователи температуры. Преобразователи температуры имеют выходной измерительный сигнал для дистанционной передачи. По способу обработки и отображения этого сигнала преобразователи подразделяются на первичные (без обработки сигнала) и вторичные (получают сигнал от первичных преобразователей, обрабатывают его и отображают значение температуры). Учет тепловой энергии Термометры и термопреобразователи Преобразователь температуры Первичный По принципу действия Сопротивления Полу- провод- никовый Метал- ли- ческий Тер- мо- элек- три- чес- кие Пье- зо- элек- три- чес- кие Элек- трон- ные По выходному сигналу Аналоговый Сопро- тивлени я Напря- жения Час- тоты Тока Дискретный Циф- рово й Число- импуль- сный Вторичный Изме- ри- тель- ные мос- ты Лого- мет- ры Мил- ливол ьтмет ры И т.д. Учет тепловой энергии Измерение давления Давление — это один из важнейших термодинамических параметров теплоносителя (газа, пара, жидкости) и его измерение необходимо как в расчетных теплотехнических целях - для определения расхода, количества к тепловой энергии среды, так и а технологических — для контроля и прогнозирования безопасных и эффективных режимов работы напорных трубопроводов и агрегатов. Давлением называют отношение абсолютного значения нормального вектора силы к площади поверхности и позволяет при рассмотрении взаимодействия физических тел исключить фактор площади, т. е. оно является величиной удельной, отнесенной к единице площади. Учет тепловой энергии Измерение давления Для жидких и газообразных сред, характеризующихся свойствами упругости и текучести, различают давление внешнее (на границе или поверхности среды) и внутреннее (в объеме или массе среды). В напорных трубопроводах с энергоносителями измеряется, как правило, статическое давление, которое является разностью полного внутреннего давления среды и динамического давления движения потока. На практике давления газообразных и жидких сред могут измеряться относительно двух различных уровней: • уровня абсолютного вакуума (абсолютное давление); • уровня атмосферного или барометрического давления. Разность давлений сред, измеряемую в двух различных процессах или в двух различных точках одного процесса, причем таких, что ни одно из давлений не является атмосферным, называют дифференциальным давлением. Учет тепловой энергии Измерение давления Для жидких и газообразных сред, характеризующихся свойствами упругости и текучести, различают давление внешнее (на границе или поверхности среды) и внутреннее (в объеме или массе среды). В напорных трубопроводах с энергоносителями измеряется, как правило, статическое давление, которое является разностью полного внутреннего давления среды и динамического давления движения потока. На практике давления газообразных и жидких сред могут измеряться относительно двух различных уровней: • уровня абсолютного вакуума (абсолютное давление); • уровня атмосферного или барометрического давления. Разность давлений сред, измеряемую в двух различных процессах или в двух различных точках одного процесса, причем таких, что ни одно из давлений не является атмосферным, называют дифференциальным давлением. Учет тепловой энергии Измерение давления Измерительные преобразователи давления Первичные По принципу действия Электрические Емкостные Тензорезисторные Полупровод никовые Метал- лические Пьезо- элетри- ческие По выходному сигналу Аналоговые Индуктив- ные Электри- ческие Цифровые RS 232 (485) ИПРС Вторичные Измерительн ые мосты Самописцы Преобразо- ватели Контрол- леры И т.д. Учет тепловой энергии Измерение количества вещества Измерение расхода и количества движущейся жидкой и газообразной среды в системах энергоучета требует знаний не только таких ее термодинамических параметров как температура и давление, и ряда иных характеристик (плотность и вязкость, электропроводность, тип потока), которые важны для конкретных методов измерения расхода, влияют на возможность использования соответствующих технических средств и точность измерений. Количеством среды называют массу М или объем V вещества, протекающего через сечение, перпендикулярное направлению скорости потока, за определенный интервал времени Т (час, сутки, месяц и т.д.). Массовый и объемный расходы связаны между собой зависимостью: V M G G Учет тепловой энергии Измерение количества вещества Помимо мгновенных расходов выделяют еще следующие виды расходов: • G ср - средний, равный отношению количества среды к определенному интервалу времени (минута, час, сутки, месяц н т. д.); • G пр - приведенный — действительный объемный расход, но пересчитанный на другие, так называемые нормальные значения температуры и давления; • G макс - наибольший, определяющий верхнюю границу возможного диапазона расхода; • G мин - наименьший, определяющий границу возможного диапазона расхода; • G ном - номинальный, равный половине наибольшего; • G п - переходный, при котором измеряется пороговое значение погрешности прибора. Учет тепловой энергии Измерение количества вещества Средства измерения расхода и количества вещества По расходу и количеству Расходомеры Счетчики Расходомеры-счетчики Преобразователи расхода По типу среды Жидкостные Паровые Газовые По измеряемым параметрам Объемные Массовые Объемно-массовые По принципу действия Ультразвуковые Тахометрические Переменного перепада давления И др. По отображению выходного сигнала Прямопоказывающие Регистрирующие Телеметрические Учет тепловой энергии Измерение количества вещества D – внутренний диаметр трубопровода; d – диаметр отверстия диафрагмы; L 1 – отбор давления Pa; L 2 – отбор давления Pb. Учет тепловой энергии Измерение количества вещества Достоинства метода: • хорошую пригодность для работы в самых различных жидкостных и газовых средах; • высокую чувствительность; • отсутствие движущихся частей; • сравнительно невысокую стоимость для трубопроводов диаметром до 300 мм. Недостатки метода: • требование к прямолинейности измерительного участка (10 А, до и 5 Д, после места установки диафрагмы); • ограниченный динамический диапазон; • значительные потерн давления на диафрагме; • необходимость постоянной проверки состояния импульсных линий; • нелинейная зависимость выходного сигнала от расхода; • сложность изготовления и монтажа для трубопроводов большого диаметра; • необходимость ежегодных поверок с отключением я разборкой трубопровода; • старение диафрагмы (накопление осадков и эрозия кромок проходного отверстия). Учет тепловой энергии Метрологические характеристики узла учета тепловой энергии Должны обеспечивать измерение тепловой энергии горячей воды с относительной погрешностью не более: • 5 %, при разности температур в подающем и обратном трубопроводах от 10 до 20 °С; • 4 %, при разности температур в подающем и обратном трубопроводах более 20 "С; Теплосчетчики должны обеспечивать измерение тепловой энергии пара с относительной погрешностью не более: • 5 %, в диапазона расхода пара от 10 до 30 %; • 4 %, а диапазоне расхода пара от 30 до 100 %. Водосчетчакя должны обеспечивать измерение массы (объема) теплоносителя с относительной погрешностью не более 2 % в диапазоне расхода воды и конденсата от 4 до 100 %. Счетчики пара должны обеспечивать измерение массы теплоносителя с относительной погрешностью не более 3 % в диапазоне расхода пара от 10 до 100 %. Учет тепловой энергии Процедура создания узлов коммерческого учета Исходные данные расход теплоносителя; допустимые потери давления в сети потребителя; температурный график; место установки УКУ. Разрабатывается Техническое задание Техническое условие Производится Выбор оборудования Согласовывается Выбранное оборудование ТЗ – с поставщиком ТЗ – с Ростехнадзором Разрабатывается и согласовывается Рабочий проект – с поставщиком Рабочий проект – с Ростехнадзором Монтаж Узла учета на границе балансовой принадлежности Допуск в эксплуатацию Комиссия в составе представителей поставщика, Ростехнадзора и поставщика при создании УКУ на стороне поставщика Комиссия в составе представителей поставщика и потребителя при создании УКУ на стороне потребителя Оформляется актом, подписываемым всеми членами комиссии В начале каждого отопительного сезона производится и оформляется актом повторный допуск УКУ В эксплуатацию Учет стоков Метод определения количества жидкости в самотечном безнапорном трубопроводе или канале основан на проведении измерений прибором уровня жидкости в канале, вычислении мгновенного значения расхода по заранее определенной градуировочной характеристике канала и последующем интегрировании. Градуировочная характеристика конкретного канала, в соответствии с которой при подготовке к работе калибруется измерительный прибор (расходомер), определяется в месте предполагаемой установки прибора заранее в соответствии процедурой, изложенной в МИ 2220-96 «ГСП. Расход сточных жидкостей в безнапорных трубопроводах круглого сечения и У-образных лотках. Методика выполнения измерений» или МИ 2406-97 «ГСИ. Расход сточной жидкости в безнапорных каналах систем водоснабжения я канализации. Методика выполнения измерений при помощи стандартных водосливов и лотков». Учет стоков Построение комбинированного прибора, состоящего из двух компонентов: • измерительного преобразователя уровня жидкости а канале с нормированным выходным электрическим сигналом (например, сигналом постоянного тока 0 - 5 мА); • вычислителя (контроллера), осуществляющего обработку выходного сигнала преобразователя уровня, определение (вычисление) расхода и количества стоков в соответствии с введенной в него градуировочной характеристикой канала и представление полученных данных пользователю. АСКУЭ Автоматизированная система контроля и учета энергоресурсов АСКУЭ представляет собой информационно - измерительную систему, предназначенную для автоматического сбора, обработки, хранения и представления пользователю данных о расходе тех или иных энергоресурсов. По назначению Коммерческие Технические Смешанные По виду энергоресусов Электроэнергия Тепловая энергия Прочие энергоносители Комплексные По пользователям Энергосистемы Пром. Предприятия ЖКХ ОРЭ Интегри- рованные По территориальной организации Локальные Региональные Общероссийские По количеству уровней 2-х уровневые 3-х уровневые Многоуровневые По виду первичной информации Цифровая Аналоговая АСКУЭ Автоматизированная система контроля и учета энергоресурсов Цели создания АСКУЭ: • обеспечение расчетов за энергоресурсы в соответствии с реальным объемом их поставки (потребления); • минимизация производственных и непроизводственных затрат энергоресурсов и обеспечение безопасности энергоснабжения. АСКУЭ Автоматизированная система контроля и учета энергоресурсов Задачи создания АСКУЭ: • комплексный автоматизированный коммерческий и технический учет всех энергоресурсов в целом по предприятию и его иифра- и интраструктурам; • контроль энергопотребления по всем энергоносителям, точкам и группам учета в заданных временных интервалах (3 мин, 30 мин, зоны, смены, сутки, расчетные периоды и т. д.) относительно заданных лимитов и режимных и технологических ограничений; • фиксация отклонений контролируемых величин энергоучета и их оценка с целью облегчения анализа энергопотребления; • сигнализация отклонений контролируемых величин за пределы допустимого диапазона с целью принятия оперативных решений; • прогнозирование значений параметров энергоучета с целью планирования энергопотребления; • автоматическое управление энергопотреблением на основе заданных критериев и включения/отключения приоритетных схем потребителей - регуляторов; • формирование данных для проведения взаимных финансовых расчетов с поставщиками энеpro ресурсов и субабонентами. АСКУЭ Автоматизированная система контроля и учета энергоресурсов Для достижения поставленных целей и решения указанных задач в АСКУЭ должно обеспечиваться выполнение следующих функций: • проведение измерений параметров энергоучета с требуемой точностью в реальном масштабе времени • формирование нормативно-справочной базы учета по каждой точке И группе (структуре) учета, тарифам, зонам, сменам и т.д.; • сбор в автоматическом (по заданным периодам времени) и ручном (по запросу оператора) измерительной информации • накопление данных энергоучета в базе данных АСКУЭ с заданной временной дискретностью на требуемую глубину: • обработка накопленных данных энергоучета. Под обработкой понимается выполнение операций по извлечению требуемой информации из базы данных, ве преобразованию и представлению в виде, удобном для отображения и документирования; АСКУЭ Принцип построения АСКУЭ Принцип построения АСКУЭ Экономическая эффективность • Договорная составляющая • Тарифная составляющая • Режимно-тарифная составляющая • Технологическая составляющая • Личностная составляющая • Бесхозная составляющая 1. Договорная, фиктивная составляющая связана с расчетами за энергоресурсы с поставщиками не по фактическим значениям энергопотребления, а по договорным и, как правило, существенно завышенным значениям, что приводит потребителя к финансовым потерям. Эта составляющая потерь сводится к минимуму (и даже к нулю) при организации АСКУЭ коммерческого учета; АСКУЭ Экономическая эффективность 2. Тарифная составляющая, связанная с расчетами за энергоресурсы с поставщиком по фактическим значениям энергопотребления, но не по самому выгодному для потребителя тарифу из-за отсутствия учета, способного реализовать этот лучший тариф. Эта составляющая потерь сводится к нулю при организации АСКУЭ коммерческого учета, способной отслеживать любые действующие и перспективные тарифы; АСКУЭ Экономическая эффективность 3. Режимно-тарифная составляющая, связанная с возможностью изменения режимов работы оборудования по времени и величине энергопотребления в заданных зонах суток (пиковых зонах) с целью минимизации тарифных платежей в рамках одного и того же тарифа. Эта составляющая потерь сводится к минимуму при организации АСКУЭ коммерческого и технического учета с элементами прогнозирования и анализа состава нагрузок; АСКУЭ Экономическая эффективность 4. Технологическая составляющая, связанная с нарушением технологического цикла и неэффективным использованием оборудования. Эта составляющая потерь сводится к минимуму при организации АСКУЭ глубокого (до уровня цехов, участков и крупных энергоустановок) технического учета с в ведением хозрасчета по энергоресурсам между подразделениями предприятия или норм потребления энергоресурсов подразделениями предприятия; АСКУЭ Экономическая эффективность 5. Личностная составляющая, связанная с использованием персоналом производственного оборудования в личных целях. Эта составляющая потерь сводится к минимуму при организации АСКУЭ глубокого технического учета с расчетом реальных удельных норм на выпуск единицы продукции; АСКУЭ Экономическая эффективность 6. Бесхозная составляющая, связанная с незаинтересованностью, безразличием персонала на рабочих местах к энергопотерям разного вида. Эта составляющая сводится к минимуму при организации АСКУЭ технического учета с введением внутреннего хозрасчета по энергоресурсам между подразделениями предприятия или норм потребления энергоресурсов подразделениями предприятия при материальном стимулировании работников по показаниям АСКУЭ за экономию энергоресурcов. На различных промышленных предприятиях указанные составляющие энергопотерь имеют разный удельный вес в рамках OTC, но в целом могут достигать 15-30 и более процентов от общего энергопотребления предприятия. Учет, контроль и минимизация этих составляющих возможны только при автоматизации энергоучета и являются одной из главных целей создания АСКУЭ на предприятии и его объектах. АСКУЭ Экономическая эффективность |