Регулирование, учёт и контроль над потреблением тепловой и электрической энергии

метки: Контроль, Электроэнергия, Прибор, Использование, Скорость, Затрата, Экономия, Энергоресурсы

Тепловая и электрическая энергия – необходимое условие жизнедеятельности человека и создания благоприятных условий его быта.

Из всех отраслей хозяйственной деятельности человека энергетика оказывает самое большое влияние на нашу жизнь. Тепло и свет в домах, школах и больницах, транспортные потоки и работа промышленности – все это требует затрат энергии. Потребность в энергии продолжает постоянно расти – любое развитие требует, прежде всего энергетических затрат и при существующих темпах развития национальных экономик многих государств можно ожидать возникновения серьезных энергетических проблем. Просчеты в этой области имеют серьезные последствия.

Основой энергетики сегодняшнего дня являются топливные запасы угля, нефти и газа, которые удовлетворяют примерно 90 % энергетических потребностей человечества.

Основной проблемой уже несколько лет является ограниченность энергоресурсов, так как постоянно увеличивается их потребление, в то время как добыча энергоносителей становится всё более дорогостоящим процессом. В связи с этим актуальным является внедрение энергосберегающих технологий, отслеживание регулировки, учёта и контроля над потреблением тепловой и электрической энергии.

Чтобы вести четкий учет, контроль и регулирование расхода электрической и тепловой энергии, на крупных предприятиях и в организациях устанавливаются автоматизированные информационно-измерительные системы коммерческого учета электроэнергии, позволяющие вести наблюдение за потреблением энергии, контролировать баланс предприятия в целом в режиме реального времени.

Среди основных приоритетных направлений в данной области является создание современных эффективных и альтернативных способов получения энергии, к числу которых относятся газотурбинные технологии. Положительной чертой данного способа является его низкая эмиссия вредных веществ.

Развитие технологии и проектирование совершенных с точки зрения рабочего процесса газотурбинных установок позволяет расширить их область применения, модернизировать устаревшие объекты генерации электрической и тепловой энергии с целью повышения эффективности.

Основных производителей электрической и тепловой энергии можно условно разделить на промышленные и муниципальные.

Во многих случаях большое количество первичной энергии пропадает впустую ввиду неэффективной конструкции или неправильной эксплуатации оборудования. Повышение цен на топливо требует пересмотра подходов к рациональному энергосбережению применению энергосберегающих технологий при эксплуатации оборудования.

Ядерная энергия и ядерные энергетические установки

... энергетического кризиса путем использования энергии, выделяемой при некоторых реакциях атомных ядер. 2. Атомное ядро Атомное ядро характеризуется зарядом Ze, массой М, спином J, магнитным и электрическим ... 99% полного числа нейтронов деления, а их энергия заключена в широком диапазоне: от тепловой энергии и до энергии приблизительно равной 10 МэВ.Запаздывающие нейтроны испускаются возбужденными ...

Учет, контроль и регулирование эффективности расходования энергоресурсов. Повышение эффективности производства продукции и услуг требует от руководства предприятия организации эффективного использования различных ресурсов, включая энергетические. Для этого необходимо наладить контроль и учет за расходованием всех видов энергоресурсов, внедрить автоматизированное регулирование в системах энергопотребления. Лишь после этого можно эффективно заниматься вопросами энергосбережения.

Регулирование потребления энергии. Регулирование количества потребляемой энергии может осуществляться ручным способом и с использованием автоматики. На эффективность первого метода большое влияние оказывает человеческий фактор, связанный с субъективным восприятием окружающего мира. Поэтому возможности ручного метода регулирования ограничены более узкими рамками. Например, такие факторы, как освещенность или температура помещения, определяющие комфортные условия в зданиях, ассоциируются у людей по-разному. Автоматическое регулирование лишено этих недостатков и позволяет поддерживать комфортные условия в соответствии с установленными нормами.

Под автоматическим регулированием понимается поддержание постоянным или изменяющимся по определенному закону физического параметра, характеризующего процесс. Регулирование складывается из измерения состояния объекта и действующих на него возмущений и воздействия на регулирующий орган объекта.

Приборы учета и контроля над потреблением тепловой и электрической энергии

Контроль качества электрической энергии подразумевает оценку соответствия показателей установленным нормам, а дальнейший анализ качества электроэнергии — определение стороны виновной в ухудшении этих показателей.

Определение показателей качества электрической энергии задача нетривиальная. Это оттого, что большинство процессов, протекающих в электрических сетях — быстротекущие, все нормируемые показатели качества электрической энергии не могут быть измерены напрямую — их необходимо рассчитывать, а окончательное заключение можно дать только по статистически обработанным результатам. Поэтому, для определения показателей качества электрической энергии, необходимо выполнить большой объём измерений с высокой скоростью и одновременной математической и статистической обработкой измеренных значений.

Наибольший поток измерений необходим для определения не синусоидальности напряжения. Для определения всех гармоник до 40-й включительно и в пределах допустимых погрешностей, требуется выполнять измерения мгновенных значений трёх междуфазных напряжений 256 раз за период (3·256·50 = 38 400 в секунду).

А для определения виновной стороны, одновременно измеряются мгновенные значения фазных токов и фазовый сдвиг между напряжением и током, только в этом случае, возможно определить с какой стороны и какой величины внесена та или иная помеха.

Первичная обработка измеренных напряжений и токов состоит из определения их гармонического состава, — по всем измеренным значениям выполняется быстрое преобразование Фурье. Далее производится усреднение полученных значений на установленных интервалах времени. ГОСТ 13109-97 потребовал вычислять среднеквадратичные значения, что привело к необходимости использования двухпроцессорных схем при построении приборов.

По физике «В мире энергии»

... осуществления электроэнергию. Тепловая энергия Тепловая энергия является одним из основных видов энергии, необходимых для обеспечения жизнедеятельности человека. Тепловую энергию в основном используют для получения электрической энергии, ... ё одной турбины. Общая установочная мощность двух турбин составит 28МВт. Проект позволит повысить самообеспечение комбината в электрической энергии с 54 до 56% и ...

Наиболее сложная математика з адействуется при оценке колебаний напряжения. ГОСТ 13109-97 нормирует эти явления для огибающей меандровой (прямоугольной) формы, а в сети колебания напряжения имеют случайный характер. Поэтому, приходится определять форму огибающей, по указанным в ГОСТе коэффициентам приведения пересчитывать кривую и только после этого определять показатели. При этом размах изменения напряжения и доза фликера считаются по-разному, в большинстве случаев требуется отдельный, специальный прибор -фликерметр.

Контролировать качество электрической энергии следует с применением сертифицированных приборов, обеспечивающих измерение и расчёт всех необходимых параметров, для определения и анализа качества электрической энергии. Местом контроля качества электрической энергии являются точки общего присоединения потребителей к сетям общего назначения. В них выполняют измерения энергоснабжающие организации. Потребители проводят измерения в собственных сетях в местах ближайших к этим точкам.

ГОСТом установлена периодичнос ть контроля качества электроэнергии — один раз в два года для всех ПКЭ, и два раза в год для отклонения напряжения.

Существуют задачи непрерывного мониторинга качества электроэнергии, требующие включения приборов качества в АСКУЭ. Между тем есть приборы, одновременно выполняющие функции счетчика электроэнергии, прибора контроля качества и биллинговой системы, рассчитывающей сумму, подлежащую к оплате с учётом скидок и

Каким же образом применяя передовые технологии автоматизации можно снизить затраты на энергоресурсы?

1. Учет потребления электроэнергии, газа, тепла и воды. Одно только упорядочение такого учета уже может принести значительный экономический эффект. В Европе, например, внедрение счетчиков объемов потребления энергоресурсов позволило, в среднем, снизить общие энергозатраты на 20%. Проблемы с поиском этого оборудования уже нет, его установка не требует больших капиталовложений, технически вопрос решается достаточно легко.

2. Применение автоматического управления энергопотребителями позволит более рационально расходовать энергоресурсы. Например: Работник забыл выключить освещение при уходе домой — программируемый таймер сам выключит освещение. Нет смысла отапливать офисное помещение ночью — программируемое управление теплоснабжением уменьшит интенсивность работы обогревателей вечером, а утром, перед началом рабочего дня прогреет помещение до нужной температуры. Центральное управление всеми климатическими системами предотвратит неэффективное их использование (ситуация, когда включенный обогреватель греет помещение, а включенный кондиционер охлаждает его).

3. Огромным эффектом обладает внедрение частотно-регулирующих электроприводов.

На сегодняшний день большинство электроприводов составляют нерегулируемые приводы с асинхронными двигателями. Их используют в водо- и теплоснабжении, системах вентиляции и кондиционирования воздуха, компрессорных установках и прочих. В таких установках плавное регулирование скорости вращения позволяет в большинстве случаев отказаться от использования, вариаторов, дросселей, задвижек, заслонок, исполнительных механизмов и другой регулирующей аппаратуры. Это значительно упрощает механическую систему, повышает ее надежность и снижает эксплуатационные затраты, а также затраты, связанные с приобретением регулирующей аппаратуры. При подключении через частотный регулятор, пуск двигателя происходит постепенно без пусковых токов и ударов, что снижает нагрузку на двигатель и механизмы, увеличивает срок службы. Использование частотно -регулирующего электропривода разрешает получить экономию электроэнергии до 50 %. Энергосбережение возникает путем устранения непроизводственных затрат в заслонках, дросселях и других регулирующих устройствах. При замене нерегулированного привода, который работает в режиме периодических включений, исключаются потери на пусковые токи, снижается необходимая мощность двигателя. Регулирование в системе водоснабжения в зависимости от графика потребления воды разрешает получить значительную экономию как электроэнергии, так и воды, уменьшить количество аварий через разрыв трубопроводов.

Автоматический регулятор Ползунова

... регулятор промышленного назначения регулятор уровня воды в барабане парового котла, разработанный и внедренный известным русским теплотехником И.И. Ползуновым еще в XVIII веке (1765 г.). 1. История развития автоматического регулирования ... (1765) и центробежный регулятор частоты вращения паровой машины Дж. Уатта (1784). Первые регуляторы осуществляли прямое регулирование, при котором измерительный ...

а) Одной из областей наиболее эффективного использования частотных регуляторов являются насосы дополнительной подкачки в системах водо- и теплоснабжения. Особенностью этих систем является неравномерность потребления воды в зависимости от времени суток, дня недели и времени года. Постоянный объем подачи приводит к заметному ослаблению напора во время повышенного разбора воды и к значительному повышению давления в магистрали, если расход воды снижается. Повышение давления в магистрали ведет к потерям воды на пути к потребителю и увеличивает вероятность разрывов трубопроводов. При использовании частотного регулятора есть две возможности регулировать подачу воды: в зависимости от составленного графика (без обратной связи) и в зависимости от реального расхода (с датчиком давления или расхода воды).

Регулированная подача воды разрешает получить экономию электроэнергии до 50%, а также весомую экономию воды и тепла. Исключение прямых пусков двигателя позволяет снизить пусковые токи, предотвратить гидравлические удары и избыточное давление в магистрали, увеличить срок службы двигателя и трубопроводов.

б) При таких производственных процессах, как изготовление и намотка полимерных нитей и пленок, провода, бумаги, стекловолокна и стеклоткани, необходимо точное регулирование скорости вращения, управление по моменту и согласованию скорости нескольких двигателей. Применение частотных регуляторов в таких технологических процессах разрешает получить высокое качество нити, провода или материала, исключить обрывы и повысить производительность труда, а также получать при намотке одинаковое натяжение материала по всей толщине рулона. Для технологического процесса, где необходимо беспрерывное движение материала через несколько зон с постоянной скоростью,

возможно согласование работы нескольких частотных регуляторов, бесступенчатое изменение скорости, постепенный пуск и остановка.

Проектирование регулятора прямого действия

... расхода) используется энергия регулируемой среды) . Но имеются недостатки: узкий диапазон настройки, который обуславливается инертностью плунжера, низкая надежность регулятора по сравнению с регуляторами непрямого действия, так как в регуляторе прямого действия ... и работы устройства Регулятор работает по следующему принципу: вода, поступающая на вход регулятора, обтекает плунжер 1 и проходит ...

в) Для решения некоторых задач необходимо точное позиционирование механизма. В таких случаях оправданно использование частотных регуляторов с векторным управлением и обратной связью. Эта группа регуляторов имеет возможность работы с полным моментом в зоне нулевых скоростей. Приводы с асинхронными двигателями, которые питаются от таких частотных регуляторов, могут заменить регулирующие приводы постоянного тока.

г) Находит широкое использование частотное регулирование электродвигателями в приводах вентиляторов для градирен. Это дает возможность отказаться от использования дорогих специфических импортных двухскоростных электродвигателей со скоростью вращения 100 — 200 оборотов в мин и применять отечественные недорогие стандартные электродвигатели со скоростью вращения 950 оборотов в мин. За счет введения частотного регулирования и встроенного ПИД-регулятора, имеем возможность достичь необходимых оборотов при неизменном усилии на валу, который дает, в свою очередь, постепенное регулирование скорости вращения вентилятора и точное соблюдение температуры возвратной воды.

Задача внедрения современных наукоёмких технологий в области автоматизации технологических процессов и энерго- ресурсосбережения как в жилищно-коммунальном хозяйстве, так и на промышленных предприятиях требует высокой квалификации специалистов на этапах её разработки, внедрения и эксплуатации.

Особое внимание следует уделять внимание этапу разработки такой системы, её соответствию особенностям конкретных условий эксплуатации энерго аудит и анализ энергетических и финансовых затрат на эксплуатацию и поддержание параметров технологических процессов является первым из необходимых частей этапа разработки таких систем.

Создание оптимальной модели системы на основе проведённых исследований и проведение экономических расчетов сроков окупаемости — важный элемент в разработке бизнес-плана проекта внедрения (сайт компании «Эй Си Инжиниринг»).

Внедрение энерго- ресурсосберегающих технологий — это требование времени и результат разумного решения.

Классификация и структура норм расхода ТЭР

Нормирование расхода ТЭР явл яется составной частью управления энергосбережением. Принятым 16 октября 1998 г. постановлением СМ Республики Беларусь № 1582 «О порядке разработки, утверждения и пересмотра норм расхода топлива и энергии» установлено, что:

• нормированию подлежат расходуемые на основные и вспомогательные нужды субъектами хозяйствования всех форм собственности котельно-печное топливо, электрическая и тепловая энергия независимо от объёма их потребления и источников энергообеспечения;