Размещено на http://www.allbest.ru/

Предпроектная оценка тепловых потерь, резервов экономии и состояния учетных измерений энергетических и природных ресурсов в трубопроводной сети

к.т.н. И.П. Андреев

Природные и энергетические ресурсы при больших объемах транспортировки и больших потерях, которые имеют место в РФ, являются источником не только возрождения, но и разложения общества. Потери в трубопроводной сети во многих случаях недоступны для общественного контроля, а то, что многие люди считают минерально-сырьевым бумом воспроизводства и приборным учетом, вызывает у специалистов по теплотехническим процессам и измерениям, некоторое недоумение.

Чтобы правильно сформулировать задачу на проектирование и грамотно спроектировать измерительную информационную систему учета и сбережения (ИИС'УС) энергетических и природных ресурсов в трубопроводной сети, целесообразно, согласно нашему 30-летнему опыту компоновки ИИС'УС для силовых установок и энергетических систем, предварительно оценить тепловые потери, резервы экономии и состояние учетных измерений.

Оценка тепловых потерь

Добыча минерального топлива (газа, нефти, угля) в РФ составляет в денежном выражении, по данным Министерства природных ресурсов РФ, 80 млрд $ ежегодно. Добавим сюда стоимость переработанных из топлива продуктов: электроэнергию, теплоту, бензин, дизельное топливо и т. п. В итоге сумма ежегодного энергетического оборота и потерь составит по РФ сотни млрд $.

Если наша оценка тепловых потерь верна, то только 10% ресурсов расходуется на действительно полезное для конечного потребителя поддержание температуры в +20-22ОС в помещениях, где находятся люди. Остальная теплота фактически уходит на обогрев окружающей среды.

Как оценить тепловые потери?

Имеются чисто гидравлические потери давления газа в трубопроводной сети (до 50 атм на каждые 100 км). Для поддержания давления используются газоперекачивающие турбинные агрегаты, которые имеют КПД до 38% и потребляют до 10% перекачиваемого газа. Газоперекачивающие агрегаты устанавливаются по трубопроводной сети на расстоянии нескольких сотен километров друг от друга. Поэтому особого труда рассчитать технические потери, вроде бы, не представляет труда.

Однако на деле картина трубопроводных потерь не совсем ясна. Известны случаи хищения нефти в Чечне и газа на Украине, при наведении справок любая топливно-транспортная компания (типа ООО "Самаратрансгаз" ГАЗПРОМа) отказывается сообщать цифру потерь под предлогом ведомственного запрета. Если провести неожиданную инвентаризацию потерь, то потери в 40% от скважины до топок ТЭЦ малыми не покажутся.

Далее, существует эффективный КПД ТЭЦ, который не превышает 37%. В условиях неполной тепловой нагрузки в теплую погоду КПД источников теплоты резко падает. Причем затраты на отопление в теплую погоду оказываются столь необоснованными, что переход на автономное отопление и компьютеризированное управление иногда дает, как у автора на примере базы Водоканала г. Тольятти, эффект годовой экономии в 40 раз.

Потери в теплосетях централизованного отопления бывают тоже разные. Для большинства сетей их можно оценить 20%.

Потери в квартирах, связанные с перегревом помещений в теплую погоду, могут составлять 30-50%. Для помещений, где люди находятся по 40-50 часов в неделю, т. е. в одну смену, потери в их отсутствие составляют еще 70%.

В итоге, подсчитав результат, мы получаем оценку потерь ресурсов "от скважины до квартиры" примерно в 90%.

Оценка резервов экономии

учет энергетический трубопроводный сбережение

Являются ли 90%-е потери природных и энергетических ресурсов "от скважины до квартиры" сегодня необходимыми и инженерно обоснованными?

Оценим, хотя бы приблизительно, без учета 90%-го КПД котлов, стоимость производства единицы теплоты при применении разных систем отопления и регулирования. Для удобства оценку проведем по тарифам города Тольятти.

Тариф на электрическую энергию здесь равен 30-43 копейкам за кВт-ч. Если учесть, что 1 Гкал = 1160 кВт-ч, то стоимость производства 1 Гкал теплоты с помощью автономного электрического котла составит 348-500 рублей.

Цена 1 литра дизельного топлива равна 7 руб., потребление составляет 136 литров на 1 Гкал, поэтому стоимость производства 1 Гкал теплоты котлом на дизельном топливе равна 952 рублям.

Цена 1000 кубометров природного газа равна для населения примерно 250 рублям. Потребление газа на 1 Гкал равно в газовом котле 137 кубометрам, а тепло соответственно обойдется бытовому потребителю в 34 рубля за 1 Гкал.

Для сравнения укажем стоимость теплоты при централизованном отоплении. Она составляет по Тольятти от 134 до 400 и более рублей за 1 Гкал (рис. 1).

Рис. 1. Удельные затраты в рублях на производство 1 Гигакалории (1,16 МВт-ч) теплоты для разных систем отопления (с электрическим, дизельным, газовым и централизованным отоплением).

Возможно ли снижение затрат при централизованном отоплении с помощью приборов учета теплоты и погодных терморегуляторов? Теоретически - да, а на деле происходит следующее:

Сокращение оплаты за теплоту по приборам учета приводит, как и прогнозировалось, при централизованном отоплении к сокращению поступления денег поставщику и адекватному увеличению местных тарифов. Имеется опубликованная Автозаводской теплосетью г. Тольятти статистика роста числа приборов учета в Автозаводском районе с 1992 г. и соответствующего роста тарифов на теплоту. Кривые относительного роста почти полностью совпадают.

При инструментальном обследовании автором 50-ти достаточно сложных узлов учета теплоты установлено их полное несоответствие нормам точности. Автор не уполномочен и не собирается инспектировать учетные измерения. Это функции государственного надзора. Разбирать проблемы, компоновать системы и предлагать методики - другой вопрос. Можно легко прогнозировать, что при организации калибровки/поверки учета в местах эксплуатации эти дефекты будут выявлены, а неверно спроектированные системы учета забракованы.

Менее сложные проблемы возникают при внедрении распространенного за рубежом автономного квартирного отопления, т. к. не требуют особых знаний. Однако в условиях "виртуальной" экономики автономное квартирное отопление в РФ практически не прижилось. Поскольку компьютеризированные электрические, дизельные и газовые котлы наделены режимом автоматического регулирования, подобному режиму домашнего холодильника, а в отсутствие хозяев - режимом "Отсутствие", реальное потребление топлива и электроэнергии в 2,5-8 раз оказывается ниже паспортного. Следовательно, для газа всегда и электричества во многих случаях, особенно при 2-ставочном тарифе, затраты на квартирное отопление могут быть равны или быть ниже затрат на привычное централизованное отопление (рис. 2).

Рис. 2. Минимальные сравнительные затраты на отопление при круглосуточном пребывании хозяев в квартире.

При реализации автономного отопления в квартире необходимо установить простые по конструкции счетчики: на электроэнергию, газ и холодную воду. Вероятность производственного брака при их установке низка. Одновременно с грамотной установкой квартирного счетчика воды решается и другая важная проблема - экономии воды жильцами. По данным, полученным нами совместно с ОАО "ПЖРТ" города Тольятти еще в 1994 г. на многоэтажных домах Центрального района, экономия воды относительно нормативной составляла 4,5-6 раз.

Если учесть, что электроэнергию не обязательно вырабатывать с помощью ТЭЦ, т. к. есть надежные и эффективные АЭС, то резервы сбережения и устранения 90%-х тепловых потерь в принципе видны. Нужно только не забывать, что везде по трубопроводной сети, даже в "идеальном" газоперекачивающем агрегате, всегда имеются необоснованные потери, даже от загрязнения тракта, которые можно не только измерить [1], но и устранить.

Оценка состояния учетных измерений

Автор статьи - практикующий конструктор-ученый. Один из последних разборов состояния учетных измерений газа на АВТОВАЗе закончился реализацией автором электронной коррекции и калибровки всего газового учета АВТОВАЗа. Поэтому, если разговаривать на языке измерений, то он понятен тем, кто занят техникой и производством.

Суть учетных измерений природных и энергетических измерений в трубопроводной сети состоит в том, что информация, собираемая с помощью приборов учета, должна быть достоверной, точной, сбалансированной и удобной для управления и осуществления энергосберегающих мероприятий. Системы, с помощью которых осуществляется сбор, обработка, передача, хранение информации и представление ее в нужном виде системному оператору, называются измерительными информационными системами (ИИС). Согласно определению и стандартам, ИИС - средства измерения. Поэтому на них, как средства измерения, должны быть получены в Госстандарте РФ сертификаты, они должны калиброваться/поверяться как системы, без нарушения целостности в эксплуатации, должны быть закрыты от несанкционированного вмешательства и открыты для тех, кто контролирует точность и учет товарных операций.

Если таких простых и азбучных принципов учетных измерений не придерживаться, то мы скатываемся в область непонимания происходящих вокруг нас процессов, не способны ими управлять и улучшать ситуацию. Поэтому общее состояние учетных измерений ресурсов в трубопроводной сети мы оцениваем как доведенное до абсурда [2, 3, 4].

Вывод

Неудовлетворительная оценка тепловых потерь и состояния учетных измерений энергетических и природных ресурсов, а также оценка больших резервов экономии показывают необходимость проектирования и создания ИИС'УС природных и энергетических ресурсов в трубопроводной сети.

Литература

В.Н. Нестеров, И.П. Андреев, Е.В. Николаева. Устройство для измерения загрязнения газотурбинного тракта. А. с. № 1170274 (СССР), приор. 01.07.83 г.

В законе: курс нефтяного бойца. В 2-х частях// Журнал "Профиль", 2001, № 14 и № 15-16.

И.П. Андреев. О метрологическом обеспечении узлов учета энергоресурсов// Доклад на Научно-технической комиссии по метрологии и измерительной технике Госстандарта РФ, протокол № 10 от 27.06.00 г. Смотрите также статьи автора в трудах конференций по метрологии и измерениям, проходившим в Сочи, Крыму и Санкт-Петербурге в 2000-2001 гг. Организаторы конференций соответственно: ВНИИМС, МИЭМ и ЛЭТИ.

И.П. Андреев. Портативные калибраторы для отбраковки, наладки, оперативного и метрологического контроля, сертификации систем товарного трубопроводного учета энергетических и природных ресурсов и оказания услуг по устранению дефектов учета// Проект, победивший по итогам Российского конкурса инновационных проектов "Наука-технология-производство-рынок" в 2000 г.

Размещено на Allbest.ru