"ЭНЕРГОРЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ" №1 2001
В.Ю. Теплышев, Генеральный директор ООО "ТБН энергосервис"
Рост цен на энергоносители позволяет прогнозировать дальнейшее увеличение доли затрат на энергообеспечение в общей структуре эксплуатационных расходов.
Исходя из этого, очевидна необходимость рационального использования одного из видов энергоресурсов - теплоты, оплата за которое непрерывно увеличивается.
Применение современных приборов для учета тепла позволяет упорядочить взаиморасчеты между энергоснабжающей организацией и потребителем. При этом, как правило, платежи за потребленное тепло существенно уменьшаются, поскольку договорные нагрузки, на основании которых производят расчеты, могут значительно превышать реальное потребление.
Техническая политика выбора типа теплосчетчика во многом определяет решение задачи организации коммерческого учета тепла и теплоносителя.
При этом необходимо для каждого конкретного случая определить оптимальный метод измерения и тип прибора.
Большое разнообразие приборов, рекомендованных к применению для коммерческого учета осложняет выбор конкретного типа. К началу 2001 года почти 200 различных счетчиков расходомеров, теплосчетчиков и вычислителей получили, в соответствии с требованиями действующих правил, свидетельство Госэнергонадзора РФ на право применения в узлах коммерческого учета. Представление о распределении всего множества типов теплосчетчиков, получивших свидетельство Госэнергонадзора, по используемым методам измерения расхода дает рисунок 1:
Рис. 1: Распределение типов теплосчетчиков по методу измерения расхода.
В свою очередь анализ данных по приборам, установленным у абонентов Теплосети ОАО "Мосэнерго" показывает, что на долю теплосчетчиков с электромагнитными преобразователями расхода приходится более 80% всего парка приборов.
Рис. 2: Распределение типов теплосчетчиков, установленных у абонентов Теплосети ОАО "Мосэнерго"
Электромагнитный метод измерения расхода, как известно, основан на взаимодействии потока воды с внешним магнитным полем, создаваемым с помощью индуктора поля возбуждения в датчике расхода. При рационально выбранной топографии магнитного поля выходной сигнал пропорционален измеряемому расходу даже при изменениях эпюры скоростей в контролируемом потоке. Этим определяется высокая точность и широкий диапазон измерений по расходу. Электромагнитные датчики не нуждаются при монтаже в протяженных прямых участках трубопровода, как правило, 3-5 Ду до и 1-3 Ду после, они не содержат элементов конструкций в потоке, не искажают профиль потока, не создают застойных зон и местного сопротивления.
За сравнительно короткий период времени заводами-изготовителями предложено несколько типов приборов, использующих электромагнитный способ измерения расхода. Однако, задачи измерений часто превосходят возможности известных счетчиков тепла и теплоносителя, поэтому необходимость создания отечественного прибора, обладающего более совершенными и современными характеристиками, особенно очевидна.
Специалистами ООО "ТБН энергосервис" разработаны и выпускаются электромагнитные теплосчетчики КМ-5 и электромагнитные расходомеры РМ-5.
Счетчик-расходомер РМ-5 и теплосчетчики КМ-5 представляют собой единые многофункциональные комплексы модульного исполнения. Они выполняют измерение, учет и регистрацию объемного и массового расходов, объема и массы, количества теплоты и параметров измеряемых сред.
Использование современных конструктивных решений и элементной базы позволило получить высокие технические характеристики счетчиков-расходомеров РМ-5 и теплосчетчиков КМ-5. Они работают при малых длинах прямых участков (3-1Ду). Динамический диапазон измерений расхода составляет 1:1000. Первичные преобразователи расхода имеют ряд типоразмеров от Ду =15мм до Ду =300мм. По данным первичной поверки счетчики-расходомеры РМ-5 и теплосчетчики КМ-5 подразделяются на три класса точности по нормам погрешности измерения расхода во всем диапазоне расходов.
Класс А δG ≤ +1%
Класс В δG ≤ +(1+0,01 G max/G), но не более +2%
Класс С δG ≤ +(1+0,01 G max/G), но не более +5%
Как показывает анализ результатов первичной поверки, приборы независимо от класса точности удовлетворяют требованиям лучших классов: 1-го по рекомендации Международной Организации Законодательной Метрологии (МР75) и класса С по ГОСТ 51649-2000. Имеется модификация счетчика-расходомера РМ-5-Э с погрешностью δG + 0,2% в диапазоне 1:50.
Выпускаются счетчики-расходомеры РМ-5-Б1 и РМ-5-Б3, предназначенные для измерений в трубопроводах больших диаметров от 300мм до 5 000мм.
Приборы состоят из одного (РМ-5-Б1) или трех (РМ-5-Б3) погружных первичных преобразователей расхода. Относительная погрешность при измерении расхода (объема) не хуже +1,5% в диапазоне расходов 1:50 и +2,0% в диапазоне 1:100. Предусмотрена конструкция, которая позволяет производить монтаж и демонтаж погружных преобразователей расхода без прекращения циркуляции в трубопроводе.
В программном обеспечении теплосчетчиков и счетчиков-расходомеров установлена процедура автокалибровки, которая позволяет поддерживать метрологические характеристики на протяжении межповерочного интервала, равного 3-м годам.
В теплосчетчике КМ-5 имеется датчик пустой трубы, благодаря которому при отсутствии теплоносителя в трубопроводе обнуляется текущий результат измерения расхода.
Прибор в автоматическом режиме корректно работает при любых комбинациях направлений потоков теплоносителя.
Теплосчетчики и счетчики-расходомеры снабжены интерфейсами RS-232, RS-485 для вывода измерительной информации на принтер, модем, персональный компьютер или другие устройства, с помощью которых можно считывать текущие показания теплосчетчиков и накопленные данные или использовать в вычислительных и управляющих системах.
Глубина архивации среднечасовых параметров - 42 дня, а среднесуточных - 12 месяцев, что позволяет в случае возникновения спорных ситуаций между поставщиком и потребителем энергоресурсов иметь объективную информацию о характеристиках системы тепло- и водоснабжения. Для обеспечения оперативного доступа к базу данных, возможности распечатки и передачи архивной информации в сеть, разработаны дополнительные устройства. Одно из них - адаптер периферии АП-5. В зависимости от модификации он выполняет все или часть следующих функций:
-
адаптер печати теплосчетчика;
-
пульт дистанционного управления теплосчетчиком;
-
адаптер компьютера для RS-232;
-
устройство переноса данных;
-
адаптер включения теплосчетчика в общую информационную сеть.
Проводится подконтрольная эксплуатация выпущенных приборов. Как показывает анализ зафиксированных отказов, средняя наработка на отказ составляет более 80.000 часов на один прибор.
Современные требования к системам энергосбережения обуславливают необходимость применения высокоточных и надежных приборов для того, чтобы иметь объективные данные о расходах энергоресурсов и состоянии системы в целом. Рост количества эксплуатируемых узлов коммерческого учета тепла и теплоносителя особенно в структурах ЖКХ, позволяет прогнозировать увеличение активности в создании автоматизированных систем контроля теплопотребления. Такие системы предполагают при минимальном обслуживающем персонале оперативно решать задачи контроля работоспособности приборов учета и регистрации их показаний.
В ноябре 2000г. пущена в эксплуатацию крупная автоматизированная система коммерческого учета и диспетчерского контроля для района "Преображенское" г.Москвы с использованию более 350 теплосчетчиков КМ-5, электромагнитных расходомеров РМ-5 и специально разработанных интеграторов сети ИС. Для функционирования системы подготовлено специальное программное обеспечение. В системе используется компьютер на базе процессора типа Intel Pentium III c операционной системой Microsoft Windows NT Server v 4.0 и системой управления базами данных Microsoft SQL Server v 7.0.
Автоматизированная система выполняет:
-
Автоматическое считывание параметров теплопотребления практически с любого числа теплосчетчиков типа КМ-5;
-
Формирование отчетов для сдачи в теплоснабжающую организацию по отдельным теплосчетчикам, жилым домам и центральным тепловым пунктам (ЦТП);
-
Автоматический мониторинг состояния теплосчетчиков и параметров системы теплопотребления, запись нештатных ситуаций в базу данных;
-
Отображение результатов мониторинга на графической схеме района.
Связь с теплосчетчиками осуществляется по экранированной витой паре в стандарте интерфейса RS-485. Используются проводные линии действующей системы диспетчерского контроля лифтового хозяйства.
Программное обеспечение диспетчерской системы позволяет описать конфигурацию системы теплопотребления микрорайона (объектами системы являются ЦТП, дома и теплосчетчики) и создать графическое отображение системы со всеми необходимыми коммуникациями на одной или нескольких схемах района. С помощью специально разработанных табличных форм вводятся списки ЦТП, домов, установленных теплосчетчиков и взаимосвязи между ними.
В каждом из домов в данном случае установлено по два теплосчетчика - для систем отопления и горячего водоснабжения.
Мониторинг позволяет контролировать около двух десятков параметров теплосчетчика и системы теплопотребления. Администратор системы может по своему выбору назначить или отменить контроль любого из этих параметров, как для всей системы в целом, так и для каждого теплосчетчика в отдельности.
Администратором системы определяется периодичность автоматического считывания параметров теплопотребления с теплосчетчиков (рекомендуемый период - несколько часов) и периодичность мониторинга (рекомендуемая периодичность - несколько минут); минимально возможный период зависит от общего числа теплосчетчиков, приходящихся на каждую информационную линию, подсоединенную к компьютеру. При возникновении нештатных ситуаций (отказ оборудования и выход измеряемых параметров за установленные пределы) в базу данных записывается диагностическое сообщение, а элемент схемы, изображающий теплосчетчик на карте района, меняет свой цвет: (черный - обозначает отсутствие связи с теплосчетчиком; желтый - нештатное состояние систем теплосчетчика; красный - выход параметров системы теплопотребления (давлений, температур, расходов) за установленные пределы; зеленый - норма (отсутствие любых ошибок)).
На основе накопленных данных формируются отчеты для сдачи в теплоснабжающую организацию. Отчеты готовятся по ЦТП, жилым домам и отдельным теплосчетчикам, как для систем отопления, так и горячего водоснабжения. Результаты считывания параметров теплопотребления фиксируются в базе данных.
Параметры теплопотребления могут также быть представлены в графической форме для анализа специалистами, или импортированы в другие программы (например, Excel) для дополнительной обработки.
В настоящее время в составе системы обслуживаются более ста пятидесяти домов.
Как показала практика эксплуатации системы, данные диспетчерского контроля позволяют оперативно реагировать на ситуации, возникающие в сетях тепловодоснабжения и локализовать аварийные ситуации на ранней стадии, не допуская существенных последствий. Непрерывный контроль параметров системы теплопотребления (давлений, температур, расходов) позволяет построить взаимоотношения между поставщиком и потребителем энергоресурсов, основанные на взаимной ответственности. Удается отстаивать интересы потребителей в случае несоблюдения поставщиком режимов теплоснабжения. Через арбитражный суд применяются штрафные санкции к поставщику энергоресурсов.
В результате расчета за использованные ресурсы по показаниям приборов учета, а не по договорным нагрузкам, уменьшились на 25-27% платежи между потребителем и поставщиком, что составляет окола ста тысяч долларов США в месяц.
