Технологические системы и оборудование
Энергетическое обследование технологических систем и оборудования направлено на оценку энергопотребления в связи с фактически выполняемой полезной работой. В отличие от анализа общего расхода электроэнергии на объекте, здесь необходимо установить, какое количество энергии затрачивается непосредственно на работу оборудования, как эти затраты меняются при различной загрузке и насколько действующий режим соответствует технологической потребности.
В состав рассматриваемой категории входят насосное, компрессорное и другое технологическое оборудование. Эти системы могут использовать разные виды энергии и выполнять различные функции. Поэтому универсальный показатель эффективности для всей категории не применяется: сначала определяют полезную функцию каждого вида оборудования, затем выбирают соответствующую измерительную границу и способ сопоставления энергетических затрат с результатом работы.
Основная задача обследования — различить низкую полезную загрузку, неэффективное регулирование и необходимый технологический режим. Для этого используют сведения о режимах оборудования, электрических и других энергетических входах, полезной производительности, циклах работы и простоя.
Сопоставление потребляемой энергии с полезной работой
Основой обследования является сопоставление энергии с полезной работой. Под этим понимают проверку того, сколько энергетических ресурсов потребляет оборудование при выполнении определённой технологической функции и как меняется это соотношение при изменении производительности.
Для насосного оборудования полезная функция связана с перекачкой, для компрессорного — со сжатием газа, для остальных технологических установок — с результатом соответствующего производственного процесса.
Эти функции нельзя считать взаимозаменяемыми. Даже при одинаковом электропотреблении оборудование может выполнять разный объём полезной работы. Поэтому сначала устанавливают назначение установки и её фактическую производительность, после чего сопоставляют результат с электрическими и другими энергетическими затратами.
Паспортная мощность оборудования не заменяет фактического энергопотребления. Аналогично номинальная производительность не позволяет установить реальную загрузку без сведений об эксплуатационном режиме.
Частичная нагрузка, холостой ход и регулирование
Анализ частичной нагрузки и холостого хода позволяет проверить, как энергетические затраты изменяются при снижении полезной производительности оборудования. Для этого сопоставляют режимы работы с фактическими энергетическими входами и результатом технологического процесса.
Если полезная производительность снижается, а энергопотребление остаётся значительным, возникает основание проверить низкую полезную загрузку. Однако такое соотношение ещё не доказывает неэффективность: необходимо установить, почему оборудование работает именно в этом режиме.
Самостоятельно проверяют влияние регулирования. В этом случае предмет анализа — не только величина полезной нагрузки, но и соответствие способа управления оборудованием изменяющейся технологической потребности.
Различение этих причин принципиально для дальнейшей диагностики. Низкая полезная загрузка характеризует соотношение фактической производительности и работы оборудования, а неэффективное регулирование — способ организации режима при соответствующей потребности.
Эти обстоятельства могут проявляться одновременно. Их влияние необходимо разделять по независимым данным, прежде чем делать количественный вывод об энергетических затратах.
Циклы работы и простоя как ограничение выводов
Циклы работы и простоя показывают, как эксплуатация оборудования связана с последовательностью технологических операций. Эти сведения необходимы, чтобы не принять предусмотренный производственным процессом режим за неоправданное энергопотребление.
При обследовании сопоставляют продолжительность работы и простоя с фактической полезной производительностью и потребляемой энергией. Если низкая загрузка обусловлена необходимым технологическим режимом, её нельзя автоматически считать устранимой потерей.
Если сведения о циклах работы и простоя отсутствуют, исключить такое объяснение невозможно. В этом случае предварительный вывод о низкой полезной загрузке требует дополнительного подтверждения.
При изменении режима в течение рассматриваемого периода количественное сопоставление выполняют только для сопоставимых условий эксплуатации.
Данные, необходимые для обследования
Для построения проверяемой модели технологического энергопотребления используют следующие сведения:
- Режимы технологического оборудования. Определяют условия фактической эксплуатации и служат исходной основой сопоставления энергии с полезной работой.
- Электрические и другие энергетические входы. Позволяют установить величину потребляемых ресурсов и проверить энергетическое поведение оборудования при изменении нагрузки.
- Полезная производительность. Характеризует результат технологической работы, относительно которого оценивают энергетические затраты.
- Циклы работы и простоя. Необходимы для анализа частичной нагрузки, холостого хода и проверки технологической обусловленности режима.
Схемы и техническая документация в границах объекта позволяют определить состав оборудования и границы его обследования. Архивы учёта, режимные журналы и доступные измерительные данные используют для подтверждения фактического энергопотребления и эксплуатационных режимов.
Если отсутствуют сведения о режимах технологического оборудования, количественный вывод по основной модели невозможен. В таком случае результат ограничивают качественной технической гипотезой и определением необходимых измерений.
Разграничение причин повышенных энергетических затрат
При интерпретации полученных данных рассматривают три объяснения.
Низкая полезная загрузка. Проверяется по соотношению фактической производительности, режима оборудования и потребляемой энергии. Для подтверждения необходимо установить, насколько продолжителен соответствующий режим и какую полезную работу оборудование выполняет в этот период.
Неэффективное регулирование. Проверяется посредством анализа частичной нагрузки и холостого хода с использованием данных об энергетических входах. Если энергетические затраты не согласуются с изменением полезной работы, оценивают влияние режима управления.
Необходимый технологический режим. Проверяется по циклам работы и простоя. Если особенности процесса определяют характер загрузки, их необходимо учитывать до вывода о возможности изменения режима.
Одновременное проявление низкой полезной загрузки и неэффективного регулирования требует отдельной проверки каждого механизма. Если измерения противоречат друг другу, сначала уточняют границы учёта и сопоставимость режимов. Дополнительную инструментальную проверку назначают, когда исходных сведений недостаточно для различения причин.
Карта технологических нагрузок и границы результата
Результатом обследования является карта технологических нагрузок по типам оборудования и полезной функции. В ней связывают фактическую производительность с энергетическими входами, режимами работы и установленными причинами отклонений.
Такая карта позволяет определить, какое оборудование необходимо обследовать подробнее и какое диагностическое направление соответствует его физической функции.
Основное ограничение результата состоит в том, что для разнородного оборудования нельзя назначить единую удельную норму энергопотребления без определения полезной функции. Показатели насосов, компрессоров и других технологических установок должны интерпретироваться в собственных эксплуатационных и измерительных границах.
Если на объекте одновременно используются несколько видов технологического оборудования, каждое направление сначала рассматривают отдельно. После этого результаты можно сопоставлять в общей энергетической картине объекта, не смешивая различные виды полезной работы.
Направления углублённого обследования
Дальнейшее обследование выбирают по физической функции оборудования. Если основной энергетический процесс связан с перекачкой, рассматривают насосное направление; если со сжатием газа — компрессорное; если энергия используется непосредственно в технологическом процессе — соответствующее производственное оборудование.
- Насосное оборудование
- Компрессорное оборудование и системы сжатого воздуха
- Технологическое оборудование