Единая технология калибровки и конструирования систем энергосбережения

Размещено на http://www.allbest.ru//

Размещено на http://www.allbest.ru//

Единая технология калибровки и конструирования систем энергосбережения

Андреев И.П., гл. конструктор-директор ЗАО «Точэнерго», научный редактор журнала «Энергоаудит», к.т.н., чл.-корр. МАОН (общественных наук)

Данная технология подытоживает материал, ранее опубликованный автором в 4 предыдущих номерах журнала «Энергоаудит», и касающейся перехода экономики с 3 ресурсозатратного технологического уклада на 4-й ресурсосберегающий уклад и выше. В основе единой технологии лежат прорывные изобретения технологий калибровки систем приборного учета на потоке и 37-летний опыт разработки конструкторских программ на сборку и испытание (компоновки и доводки) систем измерения и сбережения энергоресурсов в авиамоторостроении, ТЭК и ЖКХ.

«Ресурсозатратный - тупиковый путь развития»

Несмотря на кажущуюся простоту и эффективность командно-административного подхода и значительное бюджетное финансирование энергосберегающих инноваций, в России до сих пор нет снижения удельных затрат на энергоресурсы в ТЭК, ЖКХ и транспорте. Наоборот, издержки и цены постоянно растут. В «восьмерке» ведущих стран мира Россия осталась в гордом одиночестве в «3 укладе 70-х» или в своем «3-м ресурсозатратном технологическом укладе, пройденным развитыми странами в 70-е годы» (В. Путин, 1997 г.).

Напрашивается единая технология исключения потерь и хищений энергоресурсов на основе известной технологии конструирования больших систем (ЭКО, СО РАН, 2002, № 10, с. 60-70), которая элементарно понятно показывает возможность вывода экономики на 4-й ресурсосберегающий уклад по всей сети материально-денежных потоков от скважины до квартиры. Технология универсальна, а система на ее основе мобильна, как уже привычная для всех система сотовой связи. Технология способна охватить любую точку сети, а также всю систему ТЭК, ЖКХ и транспорта, и даже больше, вплоть до полного мониторинга и улучшения всей среды обитания, как примерно представлено в статистически признаваемом прогнозе [1]. По данному прогнозу возникает значительно меньше спорных вопросов, чем по отнесению сложных технических систем, рассредоточенных в пространстве, таких как ПВО, ПРО, связи, сети Интернет, приборного учета, отопления и т.п., исключительно к строительной и жилищно-коммунальной отрасли. Достижение надежности и эффективности, а это главные характеристики технических систем, - компетенция машиностроения, а где начинается компетенция строителей и ЖКХ в машиностроении, несложно определить при работе именно по единой технологии.

Рассмотрим частный пример, поясняющий, как можно создать конкретную техническую систему.

Для этого поставим учебную задачу по переводу всего транспорта, работающего на дальние расстояния (авто, авиа, ж/д и т.д.), и удаленное отопление с дорогих нефтепродуктов на дешевый и чистый жидкий метан LNG (-162оС). Обратите внимание, что задача ставится более корректно, чем о переходе на альтернативные виды топлива. Это 80% успеха.

Мировая торговля жидким метаном приведена на фото 1. Из карты видно, что в России, родине применения жидкого метана (на тракторах) еще 50 лет назад, доступных мест торговли LNG практически нет.

Фото 1. Глобальная торговля газом - постепенное развитие: рынки (markets) - жидкий метан (LNG) - труба (pipe).

Чтобы производить собственный дешевый LNG, нужна «домашняя» заправка (фото 2), а чтобы хранить его на борту - специальные криогенные баки (фото 3), остальное для краткости изложения пропускаем.

Фото 2. Схема «домашнего» ожижителя природного газа.

Фото 3. Бак с жидким метаном на грузовике (с хранением без дренажа до 10 дней).

Требуется также использовать газовые двигатели и связать их с баками и заправкой, в принципе эта работа для самолетов Ту-155 и Ту-156 была выполнена. Автор участвовал в стендовой доводке авиадвигателей.

А далее, всю глобальную топливную систему от производства до эксплуатации конструктору (так говорят, имея в виду, конечно, не одного конструктора, а под его началом дееспособный творческий коллектив) надо скомпоновать, испытать и проконтролировать ее исполнение по стандартам качества, как на любом машиностроительном производстве. Казалось бы, путь решения очевиден, но оказывается, там, где нужно и можно это делать, например, на автозаводах, никогда и не было талантов (конструкторов с серьезными результатами и патентами), а это и есть неотъемлемое условие реализации инновационной технологии.

Чтобы еще раз подчеркнуть эту мысль, с которой наверняка многие не согласятся, отмечу, что существуют конструкторские проблемы дренажа, баков, чистоты метана 99%, механических примесей в газопроводах, кристаллизации углекислого газа, перевода транспорта на газовый или газодизельный режимы, испарения, топливоподачи, заправки, гибких трубопроводов и множество других по полной программе конструирования и доводки, которые при их незнании выплывают в процессе испытаний и эксплуатации.

Более того, имеются проблемы с качеством принимаемых законов. Как когда-то заметил сатирик Марк Твен в книге «Янки … при дворе короля Артура», страна «без твердых законов, защищающих права изобретателей, подобна раку, который может двигаться только вбок или назад» [2]. Так статьей 1362 ГК РФ фактический срок исключительных прав на изобретения сокращен с 20 лет до примерно 5 лет, а реализовать свои права в течение этого срока у нас невозможно. Урезание срока производится через суд.

Когда я пишу о прорывных изобретениях, я также имею в виду что замена топлива - это весьма вероятный инновационный прорыв, требующий конструкторского интеллекта и преодоления рисков, как в случае с Ту-155 и Ту-156. Как это делается по единой технологии калибровки и конструирования систем, рассмотрим ниже.

«Единая технология» калибровки и конструирования систем энергосбережения (ЕТЭС - простейшее из сокращений сочетания букв) [3] (здесь и в следующих ссылках дана необходимая информация) соответствует главе 77 части 4 ГК РФ. Эта глава толкует понятие единой технологии по смыслу как выраженный в объективной форме результат научно-технической деятельности, который включает в том или ином сочетании изобретения, другие виды интеллектуальной деятельности, подлежащие правовой охране, и может служить технологической основой практической деятельности.

ЕТЭС связывает авторские прорывные технологии калибровки систем приборного учета на трубах (по действующим патентам) с авторской технологией и опытом компоновки систем учета и сбережения энергоресурсов в ТЭК и ЖКХ [4] (или Энергоаудит, 2007, № 4).

Целью ЕТЭС является смена 3-го затратного технологического уклада, повторим, пройденного развитыми странами в 70-е годы, на 4-й уклад. С помощью ЕТЭС инструментально точно определяется, кто конкретно по компетентности конструирует систему и отвечает за конечный результат, который может быть либо в виде прорыва, либо в виде отката. С учетом рисков 3-го варианта конструктору не дано.

Ключевыми в ЕТЭС являются процессы:

1. Осмотра мест «учета» на трубах с пресечением, как минимум, отсутствия пломб на фильтрах, задвижках и интерфейсных разъемах [5] (или Энергоаудит, 2007, № 1) и [6] (или Новости теплоснабжения, 2001, № 5).

2. Дополнения бюджетных конкурсов этапом разработки конструкторских программ на сборку и испытание систем [7] (или Энергоаудит, 2007, № 3).

3. Выполнения регламента «Требования к калибровке и испытаниям систем приборного учета текучих сред и тепловой энергии на трубопроводах» [8] (или Энергоаудит, 2007, № 3). По действующим патентам РФ 2173467 и 2182320 [9] (и Датчики и системы, ИПУ РАН, 2006, № 3) и [10] (или подробнее в Энергоаудит, 2007, № 2). Формулы изобретений приведены в проекте 30235 [3].

4. Оценки удельных денежных затрат и соответствия мировому уровню удельного потребления с трехцветным (плохо - норма - хорошо) "раскрашиванием" объектов на картах «Google Maps» в сети Интернет.

5. Оценки рисков [11] (или Энергоаудит, 2007, № 3). Самодеятельность не допускается [12] (с продолжением в ж-ле «Энергоаудит» [13], , или почтой [14]).

ЕТЭС указывает путь развития остальных составляющих 4-го уклада и механизма его достижения:

1. Бытовой экономии с автоматикой - до 5 раз (см. ссылку с концовкой 1952 [4]).

2. Бытовому производству (фото 1) и хранению жидкого метана LNG (фото 2) как топлива любого транспорта и удаленного отопления - от 3 до 10 раз.

3. Исключению избыточных мощностей и выбросов - по теплу на 40%, по воде - до 5 раз. Появляется возможность ремонта сетей по типу «труба в трубе» и применению избыточных мощностей по новому назначению (например, при строительстве заводов).

4. Исключению нерыночных ценовых накруток - от 30% до 25 раз (Энергоаудит, 2007, № 2).

5. Открытию производств по ранее невостребованной продукции (системы слива воды, мониторинг потоков, выбросов и парниковых газов, диагностическое оборудование).

6. Оказанию конструкторских услуг по метрологическому контролю на трубах, авторскому контролю исполнения ЕТЭС, разработке конструкторских программ на сборку и испытание систем и т.д.

В качестве вспомогательного фактора, сопровождающего применение ЕТЭС, следует отметить ее возможное влияние на квартплату населения и акции энергетических компаний, которые продолжают работать по некоторым устаревшим технологиям прошлого века.

3-й уклад длится почти 40 лет, все «сметая» на своем пути (политический строй, перестройку, реформы) и разрушая экономическую безопасность государства. В сочетании с новой моделью тарифного регулирования, основанную на возвратности доходности на вложенный капитал [15], ЕТЭС поднимает уровень экономической ответственности за достижение заданных параметров надежности и качества систем энергосбережения и оказываемых услуг. Достоверная и полная информация о потоках облегчает решение проблемы перехода экономики РФ на 4-й ресурсосберегающий уклад.

В заключении напомню, что более полное представление о ЕТЭС можно получить, лишь ознакомившись со всеми вышеприведенными ссылками. Как и в любой серьезной системе, при пропуске в ней какой-нибудь «мелочи», ЕТЭС не работает. В обратном порядке, от менеджера к конструктору, ЕТЭС также не работает. Получив конструкторскую программу, надо ее выполнять по стандартам качества, то есть так, как предписано. Как и стандарты качества, ЕТЭС надо изучать, чтобы достичь хорошего результата.

Неплохо бы выполнять все работы по системам приборного учета и сбережения энергоресурсов в 2 этапа с использованием соответствующих рекомендаций: конструкторские - по ЕТЭС, проектные и производственные - по стандартам качества, как конструкторской документацией (программами) предписано.

Действующие патенты по ЕТЭС

По калибровке систем учета тепла - впервые калибровка с помощью образцовой «перемычки» выполнена в Автозаводских теплосетях г. Тольятти (в ОАО «ТЕВИС»)

Патент РФ № 2182320 от 2000 г.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

«1. Способ калибровки системы измерения тепловой энергии и теплоносителя непосредственно на объекте их потребления, основанный на подключении с помощью кранов образцового средства измерения к трубопроводу теплоносителя, временной стабилизации параметров потока и сличении показаний калибруемой системы измерения с образцовым средством, отличающийся тем, что с помощью кранов отсекают объект потребления тепловой энергии и теплоносителя от источника подачи и возврата теплоносителя и калибруемой системы измерения, поток теплоносителя направляют с подающего трубопровода через образцовое средство на возвратный трубопровод, а при сличении показаний калибруемой системы и образцового средства учитывают разность показаний расхода, количества и температуры калибруемой системы измерения по подающему и возвратному трубопроводу».

И ещё 2 пункта формулы изобретения.

По калибровке расходомеров - впервые калибровка с «противоскольжением» вертушки выполнена автором в 1980 г. при испытаниях 2-канального турбинного расходомера топлива в Арзамасе для стендовых испытаний двигателей «НК» самолета Ту-160 (в ОАО «СНТК им. Н.Д. Кузнецова»)

Патент РФ № 2173467 от 2000 г.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

«1. Способ измерения скорости потока, основанный на измерении частоты вращения турбинки, установленной в потоке на валу электродвигателя, и измерении одного из электрических параметров питания электродвигателя, отличающийся тем, что определяют точку перегиба зависимости частоты вращения турбинки от одного из электрических параметров питания электродвигателя и по частоте вращения турбинки, соответствующей точке перегиба, определяют скорость потока».

И ещё 2 пункта формулы изобретения.

Отзывы на статью:

1. Директор Департамента государственного регулирования тарифов, инфраструктурных реформ и экономики природопользования Минэкономразвития РФ Д.А. Аскинадзе:

«Поднимаемый Вами вопрос являются правильным и актуальным, реализация которого позволит значительно повысить энергоэффективность в топливно-энергетическом комплексе и ЖКХ».

2. Начальник отдела программ организации коммунального комплекса Департамента экономики мэрии г. Тольятти Н.Б. Трофимова:

«Разработанная Вами технология энергоресурсосбережения заслуживает внимания со стороны специалистов по данному направлению и нуждается в обсуждении в более широкой аудитории с целью углубленной проработки на региональном и федеральном уровнях, т.к. это вопрос внедрения новых технологических решений».

Ответ автора: «С указанными оценками и предложениями я полностью согласен». энергосбережение учет тепло потери

Размещено на Allbest.ru