0. Энергетические аудиты и обследования

Энергетические аудиты и обследования – основной инструмент энергетического ме- неджмента на всех его уровнях: национальном, отраслевом, региональном, городском, пред- приятия. Их цель - выявить источники энергосбережения, оценить потенциал энергосбе- режения и разработать программу энергосберегающих мероприятий и технологий (ЭСМТ) с установлением приоритетов их внедрения. Накоплен многолетний опыт энергоаудитов и обследований. Однако с середины 90-х гг., с началом активной энергосберегающей политики в бывших странах СНГ, концепция и методики выполнения их существенно изменились, приобретя системный характер и качественно новый технический уровень.

При выполнении энергетических обследований и аудитов предприятий решаются сле- дующие задачи:

• анализ фактического состояния и эффективности энергоиспользования, выявление причин потерь энергии, их классификация и оценка;

• определение рациональных размеров энергопотребления в производственных процес- сах и установках;

• определение оптимальных направлений, способов и размеров использования первич- ных и вторичных энергоресурсов;

• оценка резервов сбережения энергии, т.е. энергосберегающей потенциала с помощью матриц ЭСМТ;

• улучшение режимов работы технологического и энергетического оборудования;

• разработка или уточнение норм расхода ТЭР на производство продукции;

• организация или совершенствование систем учета и контроля расхода энергии;

• решение вопросов по установлению нового оборудования и совершенствованию тех- нологических процессов.

Поясним разницу понятий «энергообследование» и «энергоаудит». Обе процедуры предназначены для оценки эффективности энергозатрат, определения возможностей энерго- сбережения и создания плана реализации ЭСМТ. Однако, используя первый термин - «энер- гообследование», как правило, имеют в виду проведение обследования силами самого пред- приятия. Термин «энергоаудит» применяют, если процедура проводится внешними органи- зациями с информационно-технической помощью персонала самого предприятия. Такими внешними организациями могут быть консультационные или правительственные агентства, имеющие высококвалифицированных экспертов и современные портативные контрольно- измерительные приборы. Например, энергоаудиты на промышленных предприятиях инспек- торы энергоснабжающих компаний США проводят либо самостоятельно, либо обращаются к услугам компетентных экспертов научно-исследовательских институтов, университетов, консалтинговых фирм не только США, но и Европы. В пяти странах применяются обяза- тельные энергетические аудиты. В отраслях с большим потреблением энергии аудиты про- водятся регулярно и их предписания обязательны к исполнению. Энергетические аудиты яв- ляются необходимым условием для выделения правительственных субсидий или другой по- мощи в осуществлении мероприятий по энергосбережению. В Италии, Франции. Нидерлан- дах, Португалии существует требование составления энергетических планов крупными про- мышленными предприятиями с указанием намечаемых мероприятий по повышению энерго- эффективности, а также отчетов но использованию энергии в течение года и деятельности, направленной на уменьшение энергопотребления.

В Республике Беларусь обязательному энергообследованию подлежат предприятия, уч- реждения, организации, если годовое потребление ими ТЭР составляет более 1,5 тыс. тут. Производить эти энергообследования имеют право специализированные организации, имеющие разрешение (лицензию) Государственного комитета по энергосбережению и энер-

гетическому надзору на их выполнение, за счет средств обследуемых предприятий и респуб- ликанского фонда «Энергосбережение». Обследование проводится согласно графику, утвер- жденному соответствующим республиканским органом государственного управления, объе- динениями, подчиненными СМ РБ, облисполкомами и Минским горисполкомом и согласо- ванному с Комитетом по энергоэффективности при Совете Министров Республики Беларусь. Интервал между энергетическими обследованиями не должен превышать 5 лет. О сроках проведения обследования субъекты хозяйствования извещают за 3 месяца до его начала.

Стоимость работ по энергетическому аудиту оплачивается за счет средств обследуе-

мых:

• хозрасчетных организаций - по статье затрат, относимых на себестоимость продук-

ции, а также за счет республиканского фонда «Энергосбережение»;

• бюджетных организаций (при финансировании местных бюджетов) -по смете, согла- сованной областными или города Минска энергетическими комиссиями (по территориаль- ному признаку).

Стоимость работ определяется на основании временного нормативного документа «По- рядок определения трудозатрат на проведение работ по энергетическим обследованиям, на разработку энергетических балансов и норм расхода топливно-энергетических ресурсов».

Энергообследование может быть перманентным, т. е. иметь непрерывный текущий ха- рактер, периодическим и разовым. Перманентное энергообследование требует высокой сте- пени автоматизации приборного учета энергопотребления. При перманентных обследовани- ях осуществляется постоянное использование матриц ЭСМТ для выбора приоритетных ме- роприятий и одновременно корректировка матриц. При аудитах, носящих периодический или разовый характер, производится разработка или корректировка матриц ЭСМТ, на основе которых составляются планы по энергосбережению, контролируется эффективность энерго- использования.

Различают предварительное энергообследование (аудит) и детальное (подробное). Предварительное может иметь самостоятельное значение или быть начальным этапом де- тального обследования.

На рис. 9.2 представлена технологическая схема энергообследования промышленного предприятия. Энергообследование включает четыре этапа. На этапе предварительного энер- гообследования (ПЭО) собирается имеющаяся информация об объемах потребления ТЭР, которая дополняется осмотром предприятия и результатами самых простых замеров. Широ- ко используются заранее составленные типовые опросники. На следующем этапе выполняет- ся детальное энергообследование (ДЭО) предприятия. Таблица 9.1 дает сведения о действиях аудиторов на этапе предварительного энергообследования и его результатах.

По результатам ПЭО детальное энергообелсдование может потребоваться как для все- го, так и для части предприятия. Оно позволяет выявить и разделить энергетические потоки по отдельным цехам и установкам. ДЭО предусматривает тщательный анализ потоков энер- гии всех видов на основе приборного обследования объектов, процессов и оборудования, изучения режимов их работы, паспортных данных оборудования, составление энергетиче- ских балансов по отдельным видам энергоносителей, отдельным производствам, цехам, ус- тановкам, в целом по предприятию.

Третий этап энергообследования включает анализ результатов ДЭО и разработку реко- мендаций по энергосбережению, их экономическую оценку (низко-, средне- и высокозатрат- ные), оценку по времени реализации (кратко-, средне- и долгосрочные), корректировку мат- риц ЭСМТ, установление приоритетов мер по энергосбережению.

На четвертом этапе энергообследования производятся подготовка итогового отчета и плана мер по энергосбережению, представление их руководителям предприятия, обучение, инструктаж персонала предприятия, оказание ему консультационной помощи по реализации плана.

Рис. 9.2. Технологическая схема энергообследования предприятия

Таблица 9.1

Действия аудиторов на этапе предварительного энергообследования и его результатах

Действия лица (группы), проводящего ПЭО:

Результаты ПЭО:

.Составление плана сбора данных о предпри- ятии и содействия в их получении администрации. .Сбор данных: счета за энергию, объемы продукции, план предприятия и т.д. .Анализ данных: тарифов, энергозатрат на единицу продукции (площади), структуры энергопотребления по предприятию. 4. Разработка плана немедленных мер по энергосбережению (где? как? сколько?), областей и средств для ДЭО. .Реализация немедленных мер и замеры для оценки их результатов. .Предстаачсние отчета о результатах ПЭО и убеждение руководства предприятия о необходимости ДЭО.

.Общая структура энергопотребления на предприятии. .Оценка потенциала энергосбережения. 3.Приоритетные области ЭСМТ. 4.Немедленные меры по энергосбережению. 5. Области для детального обследования.

В результате энергообследования предприятию могут быть рекомендованы следующие инструменты энергетического менеджмента: периодические аудиты, перманентное обследо- вание и контрольно-измерительные системы, функционирующие в реальном времени в рам- ках автоматизированных систем учета, контроля и управления энергопотреблением.

Для качественного и быстрого выполнения периодических и разовых энергоаудитов на современном уровне высококвалифицированными экспертами специализированных фирм служат передвижные лаборатории (энергоавтобусы), оснащенные комплектами портативно- го оборудования:

• электронными анализаторами горения и дымовых газов для проверки и оперативной настройки котлов, газовых турбин, горелок, для контроля выбросов оксидов углерода, азота и серы;

• анализаторами электропотребления, измеряющими и запоминающими параметры по- требления трехфазных и однофазных приемников электроэнергии: токи и напряжения во всех фазах, активную и полную мощность, коэффициент мощности и потребленную энер- гию;

• цифровыми контактными и инфракрасными бесконтактными тер- микроманометрами с трубками Пито и анемометрами, измеряющими скорости воздушного потока;

• цифровыми люксметрами, определяющими уровни освещенности в зданиях и соору- жениях;

• электронными анализаторами качества питательной воды котлов, измеряющими рН среды, проводимость и количество растворенных солей, содержание кислорода и температу- ру;

• детекторами конденсата отводчиков и трубопроводов, проверяющими исправность их и запорной арматуры, определяющими утечки в паро-, газо- и воздухопроводах;

• другими современными измерителями - накопителями данных.

Чтобы облегчить работу по обследованию, обычно предлагается подготовить соответ- ствующие формы по энергетическому осмотру. Они должны содержать всю необходимую информацию. Затем при обследовании производится запись информации в подготовленные формы.

Ниже приведены примеры объектов энергетического аудита с указанием наиболее важ-

ных систем и оборудования для обследования.

1. Паровые системы. Определяются температура и давление пара, наличие и состояние кон-денсатоотводчиков, состояние теплоизоляции, утечки пара, возврат конденсата. Воз- можные рекомендации по энергосбережению — устранение утечек пара, теплоизоляция па- ропроводов, установка конденсатоотводчиков и возврат конденсата, утилизация тепла кон- денсата.

2. Система сжатого воздуха. Объектами изучения являются компрессорные системы, системы распределения воздуха и регулирования давления, давление у потребителя, присут- ствие в воздухе конденсата, наличие утечек, система охлаждения. Энергосберегающие меро- приятия включают в себя устранение утечек воздуха, его осушку, установку систем регули- рования давления, секционирование компрессоров, межсту-пенчатое охлаждение, ограниче- ние расхода охлаждающей воды, применение экономичных компрессоров.

3. Водоснабжение. Обследуются насосные установки, электропривод насосов, режимы работы насосов, утечки и непроизводительные потери воды. Снижение потерь обеспечивает- ся устранением утечек воды, уменьшением потерь энергии на транспортирование воды по трубопроводным системам, модернизацией электроприводов насосов.

4. Котельные установки. При обследовании измеряются режимные параметры (давле- ние, состав дымовых газов в различных точках тракта, температура воды и воздуха, парамет- ры пара, температура наружных поверхностей по всему тракту котельной установки). Про- изводится анализ КПД установки, состояния теплоизоляции, потерь тепла излучением, с ды- мовыми газами и проточной водой. Оценивается общий тепловой баланс, уровень выбросов в атмосферу, присос воздуха по тракту. Сбережению энергии способствует теплоизоляция наружных поверхностей установки, установка автоматических регуляторов, уплотнение клапанов и тракта, утилизация тепла дымовых газов и продувочной воды, модернизация на- гнетательных устройств.

5. Печи. Производится измерение режимных параметров печи, определяются состав, давление и температура дымовых газов в топках и тракте печи, температура наружных по- верхностей, расход и температура охлаждающей воды, характеристики электропривода нагнетательных устройств. В электрических печах определению подлежат их электрические параметры (нагрузка, мощность). Сбережению энергии способствует теплоизоляция наруж- ных поверхностей печи, установка автоматических регуляторов, уплотнение заслонок и кла- панов, утилизация тепла дымовых газов и воды, предварительный подогрев шихты за счет утилизируемого тепла, установка регенераторов, модернизация нагнетательных устройств и т.п.

6. Бойлеры и теплообменники. Измеряются входная и выходная температура теплоно- сителей, их расход и перепады давления, температура наружных поверхностей аппарата, оцениваются потери тепла, определяется КПД, производится анализ теплоизоляции. Уменьшение потерь энергии обеспечивается изоляцией трубопроводов и наружных поверх- ностей, очисткой теплообменных поверхностей.

7. Система кондиционирования воздуха, отопление и вентиляция. Изучаются харак- теристики электропривода насосов и вентиляторов, системы регулирования теплообменни- ков, измеряются температура и расход теплоносителя, температура и влажность воздуха в помещениях и снаружи. Экономии энергии способствуют теплоизоляция трубопроводов, устранение утечек, рекуперация вентиляционного тепла, применение термосифонов и тепло- вых насосов, установка центральных и индивидуальных регуляторов.

8. Освещение. Устанавливается соответствие уровня освещенности категории помеще- ния и рабочему месту, состояние окон и осветительных приборов. Энергосбережение при освещении может быть достигнуто при замене ламп накаливания на более экономичные ти- пы ламп, при использовании естественного и местного освещения, при внедрении систем ав- томатического регулирования (установка детекторов присутствия и таймеров, секциониро- вание осветительных сетей).

9. Электрооборудование. Измеряются суточные и недельные графики напряжений, то-

ков, активной и реактивной мощности, анализируются пиковые нагрузки оборудования, вре- мя холостого хода.

10. Здания.. Обследуются качество изоляции стен, уплотнение дверных и оконных про- емов, системы водоснабжения, отопления, вентиляции и кондиционирования, освещение. Рекомендуемые меры по энергосбережению — дополнительная изоляция стен и перекрытий, вакуумное остекление, установка регулирующих устройств, модернизация систем отопления и водоснабжения.

В процессе аудита (обследования) рекомендуется использовать матрицы (таблицы) ти- повых ЭСМТ, разработанные предварительно экспертами по энергосбережению. Это отвеча- ет автоматизации процесса аудита. Матрицы ЭСМТ составляются для всех уровней ие- рархии системы энергосбережения, как для предприятий-поставщиков, так и для предпри- ятий — потребителей энергии. ЭСМТ в матрицах классифицированы по ряду признаков (рис. 9.3), что облегчает анализ отдельных ЭСМТ, оценку их технической осуществимости реализации, экономической и социально-экологической целесообразности.

В общей задаче сбережения топливно-энергетических ресурсов особое значение имеет сбережение на уровне потребления, и прежде всего в промышленности, где расходуется их основная часть, так, здесь потребляется около 50% от вырабатываемой электростанциями электроэнергии. Поэтому проиллюстрируем структуру потерь энергии и матрицу ЭСМТ на примере системы обеспечения электроэнергией промышленного предприятия.

Общие потери на промпредприятиях состав- ляют до 20% от электро- энергии, потребляемой промышленными электро- приемниками. В сетях электроснабжения пред- приятия потери электро- энергии не превышают 10- 15% от общих потерь, ос- тальная часть теряется в технологических установ- ках и агрегатах.

Электрические поте-

Рис. 9.3. Классификация энергосберегающих мероприятий и технологий (ЭСМТ)

ри делятся на два вида:

– номинальные (не-

устранимые) – потери в оборудовании и в сетях при номинальных режимах и оптимальном

выборе параметров системы электроснабжения предприятия;

• дополнительные (устранимые) – потери, обусловленные отклонениями режимов и па- раметров системы электроснабжения и технологического оборудования от номинальных значений.

Устранение номинальных потерь экономически не оправдано, а дополнительных - воз- можно и экономически целесообразно. Для оценки эффективности потребления энергии и выявления возможностей ее сбережения на предприятии необходимо проанализировать при- чины потерь указанных видов в элементах системы электроснабжения и технологического оборудования. В таблице 9.2 приведены основные причины, вызывающие потери электро- энергии на промышленных предприятиях.

Подобная классификация служит основой для разработки матриц ЭСМТ с учетом уров- ней и стадий внедрения энергосберегающих технологий и мероприятий. На рис. 9.4 дана ти- повая матрица ЭСМТ по электрической энергии на промышленном предприятии. В ней вы- делено три временных уровня реализации энергосберегающих технологий и мероприятий: проектирование, эксплуатация и реконструкции - и три функциональных уровня: электриче- ские сети внешнего и внутреннего электроснабжения, технологические процессы и вспомо-

гательные (общезаводские) нужды предприятия.

Таблица 9.2

Причины, вызывающие потери электроэнергии на промышленных предприятиях

ВИДЫ ПОТЕРЬ:	ПРИЧИНЫ ПОТЕРЬ:
Номинальные (неустранимые)	Допустимые нормами джоулевые потери в проводах и обмотках электрооборудования, потери в железе трансформаторов, двига- телей и т.п.
Дополнительные (устранимые)	1. Потери, вызванные неудовлетворительной эксплуатацией оборудования и инженерных сетей: неполная загрузка технологического оборудования, непла- новые простои, неисправность оборудования, технологические на- рушения, вызывающие нерациональное использование агрегатов (холостой ход) и плохая организация рабочих мест, наличие электродвигателей завышенной мощности, холо- стой ход сварочных трансформаторов и технологического обору- дования, отсутствие или недостаточная компенсация реактивной мощности; нерациональное использование осветительных установок. 2. Потери, вызванные конструктивными недостатками обору- дования, неправильным выбором технологического режима рабо- ты, отсутствием приборов учета, отставанием развития инженер- ных сетей и т. д.: работа технологического электрооборудования с повышен- ными потерями или с пониженной производительностью; нерациональная эксплуатация электродуговых сталепла- вильных и индукционных печей; нерациональная эксплуатация компрессорных установок; недостаточные уровни эффективности, качества и надежно- сти систем электроснабжения