Технологические системы и оборудование
Энергоаудит технологических систем и оборудования проводят с учётом производственного назначения агрегатов, фактических режимов работы и полезного результата, который они обеспечивают. Насосы, компрессоры, сушильные аппараты и другое технологическое оборудование могут входить в состав одного предприятия, однако их энергетическую эффективность необходимо оценивать разными методами. Поэтому первоначальная задача обследования — определить технические границы оборудования и выбрать показатели, позволяющие сопоставить энергопотребление с выполняемой работой.
Для выбора направления обследования необходимы сведения о технологических режимах, паспортных характеристиках оборудования, производственном выпуске и интервальном потреблении энергоресурсов. Эти данные позволяют связать энергетические нагрузки с фактической эксплуатацией, разграничить технологические процессы и определить, какие измерения необходимы для дальнейшей оценки.
Границы энергетического обследования технологического оборудования
На предприятии различные агрегаты могут выполнять самостоятельные технологические задачи и одновременно использовать общие энергетические системы. При обследовании необходимо определить, какие единицы оборудования входят в рассматриваемый контур, какие энергоресурсы они потребляют и каким производственным результатом характеризуется их работа.
Энергетический баланс представляет собой сопоставление поступления и использования энергии в установленных технических границах. Если один прибор учёта охватывает несколько агрегатов, его показания характеризуют их совокупное потребление. Без дополнительных сведений нельзя достоверно определить энергетические затраты каждого агрегата.
При выборе границ также необходимо учитывать последовательность технологических процессов. Энергия, используемая на одной стадии производства, не должна повторно включаться в показатели другой стадии как самостоятельный расход того же энергетического потока.
Поэтому обследование начинают с определения технической схемы и фактических режимов оборудования. Затем сопоставляют эту схему с данными учёта и устанавливают, какие энергетические нагрузки можно разграничить по имеющимся сведениям.
Технологические режимы и фактическая загрузка агрегатов
Технологический режим определяет условия, в которых оборудование выполняет производственную задачу. При энергоаудите необходимо установить, как изменяется нагрузка агрегатов и как эти изменения связаны с потреблением энергии.
Если один и тот же агрегат работает в нескольких режимах, его энергетические показатели необходимо оценивать относительно соответствующих условий эксплуатации. Сравнение периодов без учёта фактической загрузки может привести к неверному выводу о причинах изменения потребления.
Особое значение имеет связь между работой оборудования и производственным выпуском. Увеличение расхода энергоресурсов при увеличении объёма выполненной работы само по себе не подтверждает снижение энергетической эффективности.
Для правильной интерпретации необходимо установить, какой полезный результат обеспечивался в соответствующий период. Для разных типов оборудования такой результат определяется по-разному, поэтому единую единицу сравнения нельзя автоматически применять ко всем агрегатам предприятия.
Паспортные характеристики и фактическое энергопотребление
Паспортные характеристики необходимы для определения технических возможностей оборудования и предусмотренных условий его работы. Однако они не заменяют измерения фактического потребления энергии.
Установленная мощность агрегата не равнозначна его постоянной потребляемой мощности. Реальное энергопотребление зависит от эксплуатационного режима, продолжительности работы и фактической нагрузки.
Поэтому при обследовании паспортные данные сопоставляют с технологическими режимами и интервальными показателями потребления. Это позволяет определить, насколько измеренные энергетические нагрузки соответствуют условиям, в которых используется оборудование.
Если фактические режимы отличаются от условий, для которых приведены паспортные характеристики, непосредственное сравнение может оказаться необоснованным. Сначала необходимо установить сопоставимость исходных данных.
В результате определяют, какие технические характеристики пригодны для дальнейшей оценки, а какие показатели требуется подтвердить измерениями.
Приводы и полезная работа оборудования
Электроприводы обеспечивают работу различных технологических агрегатов. При энергетическом обследовании их потребление необходимо сопоставлять с полезной работой оборудования, а не оценивать исключительно по установленной мощности двигателя.
Полезная работа определяется назначением агрегата. Для одного вида оборудования основным результатом является перемещение рабочей среды, для другого — обеспечение производственного процесса с иными технологическими характеристиками.
Поэтому одинаковые значения электрической мощности у различных агрегатов не означают одинаковую энергетическую эффективность. Необходимо установить, какую задачу выполняет оборудование и при каких условиях оно потребляет энергию.
При анализе приводов также требуется согласовать технические границы. Если электрический учёт объединяет несколько агрегатов, общий расход нельзя без дополнительных данных полностью относить к отдельному приводу.
Сопоставление энергетических затрат с полезной работой позволяет определить подход к дальнейшим измерениям. При этом метод оценки должен соответствовать назначению конкретного оборудования.
Сжатый воздух как самостоятельный технологический процесс
Системы сжатого воздуха необходимо выделять при определении состава обследования, поскольку их энергетические затраты связаны с производством и использованием сжатого воздуха.
При первоначальном анализе устанавливают, какие компрессорные агрегаты входят в технический контур и какие эксплуатационные режимы характеризуют их работу. Затем сопоставляют доступные показатели энергопотребления с технологической задачей системы.
Энергетические показатели компрессорного оборудования нельзя непосредственно приравнивать к показателям насосов или электроприводов другого назначения. Даже при использовании электроэнергии как общего энергоресурса полезный результат работы агрегатов различается.
Если данные учёта объединяют компрессоры с другим технологическим оборудованием, необходимо определить возможность разграничения их потребления. Без этого нельзя достоверно установить энергетические затраты системы сжатого воздуха.
Таким образом, выбор обследования компрессорного оборудования основан на его самостоятельной технологической функции и фактических режимах эксплуатации.
Тепловая сушка и энергетические затраты технологического процесса
Тепловая сушка представляет собой отдельное направление энергетического анализа. Для выбора обследования необходимо установить, какое оборудование выполняет соответствующий технологический процесс и как его энергетическая нагрузка связана с производственным выпуском.
При анализе используют сведения о технологических режимах, паспортных характеристиках сушильного оборудования и фактическом потреблении энергоресурсов. Эти показатели необходимо сопоставлять с производственным результатом соответствующей стадии.
Расход энергии на тепловую сушку нельзя непосредственно сравнивать с энергопотреблением насосного или компрессорного оборудования. Эти агрегаты выполняют различные задачи, поэтому требуют разных методов оценки и единиц сравнения.
Если сушильный аппарат входит в общую технологическую линию, необходимо определить границы его энергетического потребления. Совокупный расход линии без дополнительного разграничения не позволяет установить затраты непосредственно на сушку.
На первоначальном этапе результатом становится определение технического контура сушильного оборудования и состава исходных данных, необходимых для последующих измерений.
Производственный выпуск и удельное энергопотребление
Производственный выпуск необходим для сопоставления энергетических затрат с результатом работы технологического оборудования. При этом важно определить, какой именно выпуск или объём полезной работы относится к рассматриваемому агрегату.
Удельное энергопотребление — это расход энергии, отнесённый к выбранной единице полезного результата. Такой показатель позволяет проводить сравнение при условии, что технические границы и эксплуатационные режимы согласованы.
Однако одинаковая единица расходуемой энергии не делает сопоставимыми насосы, компрессоры и сушильные аппараты. Для каждой системы необходимо определить собственную технологическую задачу и соответствующую основу сравнения.
Если объём производства изменяется, общий расход энергоресурсов необходимо рассматривать с учётом этого изменения. Более высокое потребление при большей загрузке само по себе не является доказательством энергетических потерь.
Если в сравниваемые периоды меняется технологический режим или состав работающего оборудования, необходимо установить, насколько эти периоды сопоставимы. Без такой проверки удельные показатели могут быть неверно истолкованы.
Интервальное потребление и связь с технологическими операциями
Интервальное потребление отражает использование энергии за отдельные временные периоды. Такие данные необходимы для сопоставления энергетической нагрузки с фактической работой технологического оборудования.
При обследовании определяют, какие интервалы соответствуют конкретным режимам агрегатов и производственным операциям. Затем проверяют, какие показатели потребления относятся к установленным техническим границам.
Если данные энергопотребления получены за один период, а сведения о выпуске относятся к другому, непосредственное сравнение может быть некорректным. Поэтому временная согласованность является обязательным условием дальнейшего анализа.
Интервальные показатели также позволяют установить, как изменяется общая энергетическая нагрузка предприятия при изменении работы оборудования. Однако сами по себе они не определяют вклад каждого агрегата, если измерительный контур объединяет нескольких потребителей.
Для разграничения необходимо сопоставить интервальные данные с техническими схемами и фактическими режимами оборудования. При недостаточности сведений выбирают дополнительные измерения.
Почему разные агрегаты требуют разных методов обследования
Насосы, компрессоры, сушильные аппараты и другое технологическое оборудование могут входить в единую производственную систему, но их энергетическая эффективность определяется относительно разных полезных результатов.
Для насосного оборудования необходимо учитывать условия перемещения рабочей среды. Для компрессорных систем предметом анализа становится производство сжатого воздуха. Для сушильного оборудования — энергетическая нагрузка соответствующего теплового процесса. Другое технологическое оборудование оценивают по фактическому назначению и выполняемой полезной работе.
Поэтому невозможно достоверно определить эффективность всех агрегатов только по установленной мощности, продолжительности работы или общему расходу электроэнергии.
Сначала необходимо разграничить технологические процессы и установить единицу сравнения для каждого оборудования. Затем определить сопоставимые режимы и проверить достаточность измерений.
Такой порядок позволяет избежать ошибочного переноса методов и выводов между агрегатами, имеющими различное назначение.
Выбор специализированного объекта обследования
После определения технологического процесса и технических границ необходимо выбрать специализированное направление обследования. В разделе предусмотрены четыре категории оборудования.
- Насосное оборудование — обследование агрегатов, предназначенных для перемещения рабочей среды, с учётом фактических режимов и полезной работы.
- Компрессорное оборудование и системы сжатого воздуха — обследование оборудования и систем, обеспечивающих производство и использование сжатого воздуха.
- Сушильное оборудование — обследование энергетических затрат технологической сушки с учётом производственного процесса.
- Технологическое оборудование — обследование других производственных агрегатов с определением соответствующей полезной работы и границ энергопотребления.
Выбор направления определяется фактической функцией оборудования. Если производственная линия включает несколько типов агрегатов, необходимо определить, какие нагрузки относятся к каждому из них и насколько существующие данные учёта позволяют их разграничить.
Специализированные направления не заменяют друг друга. Результаты проверки насосного оборудования нельзя автоматически переносить на компрессорную систему или сушильный аппарат без установления соответствующих технических условий.
Исходные данные и результат определения границ обследования
Для подготовки энергоаудита необходимо собрать сведения о технологических режимах, паспортных характеристиках оборудования, производственном выпуске и интервальном потреблении энергоресурсов.
Технологические режимы позволяют установить, в каких условиях агрегаты выполняют полезную работу. Паспортные характеристики необходимы для определения технических возможностей оборудования. Производственный выпуск характеризует результат работы, а интервальное потребление позволяет сопоставить его с энергетическими затратами за соответствующие периоды.
Эти сведения рассматривают совместно с фактическими техническими границами систем. Если показатели учёта объединяют несколько агрегатов, определяют возможность разграничения потребления. Если эксплуатационные режимы не сопоставимы, уточняют исходные данные до проведения энергетической оценки.
Результатом первоначального анализа становятся границы обследования и критерии выбора специализированного типа оборудования. На их основе определяют дальнейший состав измерений и перечень необходимых исходных сведений.
Для перехода к другим направлениям предусмотрен раздел «Что обследуем». Если требуется комплексная проверка оборудования в составе инженерных систем, можно обратиться к странице «Энергоаудит инженерных систем».
Главное условие достоверного энергоаудита технологических систем — сопоставление фактического потребления энергии с полезной работой конкретного агрегата. Насосы, компрессоры, сушильные аппараты и другое оборудование требуют разных методов и единиц сравнения. Для подтверждения энергетических потерь и расчёта эффекта мероприятий необходимы сведения о фактическом состоянии объекта, сопоставимые режимы и результаты измерений. Одного наименования оборудования или отрасли недостаточно для количественных выводов.