Анализ эффективности приборного учета и регулирования теплопотребления

за отопительный сезон 2007-2008 г.г. по тепловым узлам

Оценка экономического эффекта систем коммерческого учета и регулирования теплопотребления

Общий экономический эффект от установки теплосчетчиков и автоматических регуляторов на 11 корпусах и теплосчетчика общем тепловом вводе ООО "Радиоприбор"(корпус УГЗ) будем определять путем сопоставления фактического (измеренного) и нормативного (расчетного) теплопотребления. Нормативное теплопотребление соответствует той величине, которая была бы отражена в счетах, выставляемых теплоснабжающей организации, в случае отсутствия приборов учета тепловой энергии.

На рис. 1-10 приведены сравнительные диаграммы фактического и нормативного теплопотребления за отопительный период 2007-2008:

1. Для каждого из 11 корпусов (с установленными теплосчетчиками)
   • - в Гкал (рис.1);
   • - в % по отношению к нормативному теплопотреблению (рис.2).
2. Суммарно для всех 11 корпусов
   • - в Гкал (рис.3);
   • - в % по отношению к суммарному нормативному теплопотреблению (рис.4);
   • - по месяцам в Гкал (рис.5);
   • - по месяцам в % по отношению к нормативному теплопотреблению (рис.6).
3. Для корпуса УГЗ (по которому ведутся расчеты с теплоснабжающей организацией)
   • - в Гкал (рис.7);
   • - в % по отношению к нормативному теплопотреблению (рис.8);
   • - по месяцам в Гкал (рис.9);
   • - по месяцам в % по отношению к нормативному теплопотреблению (рис.10).

Рис. 1. Фактическое и нормативное теплопотребление для каждого из 11 корпусов (в Гкал)

Рис. 2. Фактическое и нормативное теплопотребление для каждого из 11 корпусов (в %)

Рис. 3. Суммарное фактическое и нормативное теплопотребление 11 корпусов (в Гкал)

Рис. 4. Суммарное фактическое и нормативное теплопотребление 11 корпусов (в %)

Рис. 5. Суммарное фактическое и нормативное теплопотребление 11 корпусов по месяцам (в Гкал)

Рис. 6. Суммарное фактическое и нормативное теплопотребление 11 корпусов по месяцам (в %)

Рис. 7. Фактическое и нормативное теплопотребление УГЗ (в Гкал)

Рис. 8. Фактическое и нормативное теплопотребление УГЗ (в %)

Рис. 9. Фактическое и нормативное теплопотребление УГЗ по месяцам (в Гкал)

Рис. 10. Фактическое и нормативное теплопотребление УГЗ по месяцам (в %)

Рис. 10. Фактическое и нормативное теплопотребление УГЗ по месяцам (в %)

Теплопотребление за отопительный сезон 2007-2008 гг.

Из таблицы следует:

1. Экономия теплопотребления за счет установки теплосчетчиков и регулирования в 11 корпусах составила 4 033,7 Гкал или 38,5% по отношению к нормативному теплопотреблению.
2. Перетоп в корпусах без теплосчетчиков и регулирования составил 1 575 Гкал, что привело к потерям в размере 75,4% от теплопотребления нормативного.
3. Общая экономия теплопотребления во всех корпусах составила 2467,7 Гкал или 16,4% по отношению к нормативному теплопотреблению.

• для каждого из 11 корпусов (рис.11);
• суммарно для всех 11 корпусов (рис.12);
• для корпуса УГЗ (рис.13).

Из рис. 12, 13 следует, что в суммарный средний расход теплоносителя в корпусах без регулирования составляет 74,6 т/час и превышает на 6,7 т/ч суммарный средний расход в 11 корпусах с регулированием (67,9 т/ч).

Рис.11. Усредненные значения фактических и нормативных расходов теплоносителя для каждого корпуса

Рис.12. Суммарное значение усредненных фактических и нормативных расходов теплоносителя для 11 корпусов

Рис.13. Усредненное фактическое и нормативное значение расхода теплоносителя для УГЗ

Оценка экономического эффекта автоматического регулирования теплопотребления

Экономический эффект от установки систем автоматического регулирования определяется путем сравнения фактического (измеренного) теплопотребления с тем теплопотреблением (расчетным), которое соответствует гидравлическому режиму отопительного сезона 2006 - 2007 г.г. (до установки регуляторов), и погодным условиям и температурному графику источника теплоты отопительного сезона 2007 - 2008 г.г. (после установки регуляторов).

Данные взяты за период с 12.11.2007 (начало отопительного сезона) по 31.03.2008 (конец отопительного сезона). Для аппроксимации использованы данные за предыдущий отопительный сезон с 12.11.2006 по 22.03.2007.

Таблица 1 - Экономия теплопотребления за счет регулирования (Q, Гкал)

Корпус	Qфакт	Qр	Qр - Qфакт	Qэ, %
Корпус №1	796,53	930,07	133,53	14,36
Корпус №2	440,87	592,20	151,33	25,55
Корпус №3	657,27	1112,27	455,00	40,91
Корпус №4	1681,79	2294,27	612,48	26,70
Корпус №4-A	582,05	775,90	193,85	24,98
Корпус №4-M	949,82	1560,01	610,19	39,11
Корпус №6	743,28	889,57	146,29	16,45
Корпус №7	152,00	111,25	-40,76	-36,64
Корпус №9	488,86	791,89	303,03	38,27
Корпус №19	119,00	232,04	113,04	48,72
Корпус №33	179,86	279,17	99,31	35,57
Q суммарное	6639,33	9457,39	2818,06	29,80

Qфакт - суммарное фактическое теплопотребление по теплосчетчику;

Qр - рассчитанное теплопотребление по формуле, полученной на основе аппроксимации результатов измерения без регулирования;

Qэ - экономия за счет регулирования в процентах, рассчитанная по формуле Qэ= (Qр - Qфакт)/ Qр * 100%.

Примечание - Qр соответствует теплопотреблению, которое предполагается с учетом отсутствия средств автоматического регулирования.

На диаграмме рис.14 представлены значения показателя Qэ характеризующего относительную экономию (в процентах) теплопотребления за счет установки системы регулирования.

Рис.14

Выводы:

1. Экономия, полученная за счет автоматического регулирования теплопотребления, составляет 29,8%, или (в абсолютном выражении) 2 818 Гкал за отопительный сезон.
2. Наименьшая экономия наблюдается на корпусе №6 16,5% и корпусе №1 14,4%. Столь низкий процент экономии объясняется тем, что в корпусе №6 проводились ремонтные работы внутренней системы отопления, в связи с чем тепловая автоматика была отключена. Следует так же отметить, что до проведения ремонта из системы отопления осуществлялся слив теплоносителя. На корпусе №1 был неправильно сконфигурирован тепловычислитель.
3. Наибольшая экономия достигнута на корпусах №3, №4-М, №9, №19.
4. На корпуса №3, №4, №4-M и №9 приходится 70% (1980,7 Гкал) от всей экономии по регулируемым корпусам.

Количественное регулирование

Установка в 2007-2008 гг. на большинстве корпусов ОАО "Радиоприбор" автоматических контроллеров для систем отопления ТРМ32 позволила осуществить регулирование температуры в контуре отопления и защиту системы от превышения температуры обратной воды в соответствии с температурным (отопительным) графиком. На рис. 15 и рис. 16 приведены температурные графики за два отопительных сезона для корпуса №19. Как видно из рис. 15 фактическая температура в обратном трубопроводе (синий график с точками) в сезоне 2006-2007 не соответствовала температурному графику (синий график) и превышала его при поддержании температуры в теплосети на уровне нижней срезки (60 град.С). Отметим, что при несоблюдении температур обратной воды абонент (потребитель) несет ответственность в соответствии с договором на теплоснабжение. Согласно договору среднесуточная температура обратной воды после систем отопления и вентиляции потребителей, присоединенных по зависимой схеме, может превышать заданную по температурному графику не более чем на 3 град.С. В сопоставлении с предыдущим сезоном на рис.16 показан температурный график по тому же корпусу, но уже с установленными регуляторами. Очевиден эффект от регулирования по температуре в обратном трубопроводе, которая теперь не превышает значений заданных по температурному графику, даже в наиболее теплый период отопительного сезона.

Рис.15. Отсутствие регулирования в сезоне 2006-2007

Рис.16. Регулирование температуры в обратном трубопроводе в сезоне 2007-2008

На рис.17 показано регулирование по температуре наружного воздуха (ось R2) на корпусе №6. Расход (ось R1) и тепловая энергия (ось L1) меняются в соответствии с изменением погодных условий. Ночью расход составляет около 10 т/ч. При повышении температуры наружного воздуха в дневные часы расход, а соответственно и теплопотреблении, уменьшается до 6,5 т/ч. В вечерние часы при похолодании задвижка срабатывает на открытие, расход увеличивается, покрывая необходимую тепловую нагрузку.

Рис. 17. Погодное регулирование теплопотребления (усреднение по часам суток)

Графики теплопотребления

На рис.18 и рис.19 приведен график увеличения теплопотребления в зависимости от температуры наружного воздуха по общему тепловому вводу ОАО "Радиоприбор". В наиболее холодные периоды отопительного сезона 2007-2008 теплопотребление в среднем составляло 5 Гкал/ч, в наиболее теплые периоды - 2 Гкал/ч. Большая доля от всей потребленной тепловой энергии соответствует диапазону температур наружного воздуха от 4 град.С до -19 град.С.

Рис. 18. График среднечасовой тепловой нагрузки в зависимости от температуры воздуха

Рис. 19. Распределение суммарного теплопотребления в зависимости от температуры воздуха

Мониторинг теплопотребления

Мониторинг теплопотребления всего комплекса показан на рис.20. На мнемосхеме отображены основные параметры теплопотребления: расходы, температуры и давления теплоносителя в подающем и обратном трубопроводах по каждому корпусу. При возникновении аварийных ситуаций соответствующие параметры отображаются красным цветом на пульте диспетчера. Для контроля баланса теплопотребления на мониторинг выведены суммарный расход по всем корпусам и общий расход по заводу.

Рис. 20. Мониторинг работы тепловых узлов

Управление расходом теплоносителя по заводу

В 2009 году на центральном тепловом пункте (ЦТП) завода "Радиоприбор" установлен поворотный дисковый затвор (задвижка) с электроприводом фирмы AUMA. Управление задвижкой осуществляется с помощью блока управления электроприводом AUMATIC AC 1.1. Произведено конфигурирование блока управления электроприводом для более качественного регулирования и исключения риска возникновения гидроудара. Для организации удаленного управления расходом (задвижкой) по всему заводу из диспетчерской, разработано программное обеспечение (рис. 21) и создан индивидуальный канал связи с блоком управления электроприводом независимый от существующей системы сбора данных с теплосчетчиков. Доступ к блоку управления электроприводом осуществляется по протоколу MODBUS/RTU через неадресуемый преобразователь ICP DAS RS232-RS485.

Программное обеспечение позволяет производить мониторинг состония блока управления электроприводом и задавать уставку для открытия/закрытия задвижки в процентах. На мнемосхеме отображены индикаторы состояния, режима управления, текущего положения регулируемого механизма, а также элементы управления электроприводом (открытия/закрытия задвижки и выхода на заданную оператором уставку). Внедрение системы управления расходом теплоносителя позволит оперативно реагировать на изменение внешних условий в теплосети и более тонко наладить и эффективнее эксплуатировать систему теплоснабжения завода.

Рис. 21. Программное обеспечение для удаленного управления электроприводом