Интересные и нужные сведения о строительных материалах и технологиях


СПОСОБ ДИАГНОСТИКИ СОСТОЯНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ ПОТРЕБИТЕЛЬСКИХ СИСТЕМ С ЦЕЛЬЮ ПОВЫШЕНИЯ ИХ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ

Федеральным Законом «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» установлены конкретные законодательные нормы повышения энергоэффективности в Российской Федерации. Отмечено, что обязательному энергетическому обследованию подлежат предприятия, учреждения и организации независимо от форм собственности, и приведены меры воздействия при неэффективном использовании энергетических ресурсов. Важнейшее место занимает вопрос организации и проведения обязательных энергетических обследований предприятий и организаций, в том числе и энерготехнологических процессов (ЭТП) потребительских энергетических систем (ПЭС) АПК путем диагностирования.

При анализе эффективности использования энергии в потребительской энергетической системе должно учитываться техническое состояние любого элемента, поскольку оно влияет на потери энергии. Техническая диагностика-область знаний, охватывающая теорию, методы и средства определения технического состояния объекта. Техническое состояние характеризует элемент при определенной нагрузке (мощности) и при определенных условиях внешней среды значениями параметров, установленных технической документацией на объект. Процесс определения технического состояния объекта называется диагностированием. При этом различают рабочее (состояние объекта оценивается по выходным параметрам при подаче на его вход рабочих воздействий) и тестовое (состояние объекта оценивается по его реакции, вызываемой на подаваемые на его вход специальные тестовые воздействия).

При проведении технической диагностики состояние элементов в процессе функционирования оценивают по различным признакам: нагрев отдельных частей, электромагнитное поле, высокочастотные излучения, вибрации и т.п. Изменение параметров свидетельствует об изменении состояния элементов.

Однако при технической диагностике невозможно определить энергетические показатели каждого элемента ЭТП, влияющие на эффективность энергетических процессов.

В СПбГАУ разработана информационно-измерительная система (ИИС) на основе электронного регистратора. ИИС предназначена для регистрации входных и выходных значений проходящей через элемент энергии, получения объективных данных по энергетическим параметрам [1]. Разработана также программа и методика обработки данных результатов измерений при приборном энергоаудите.

Диагностика энергетических элементов ПЭС позволяет определить энергоемкость процессов и других энергетических показателей на основе метода конечных отношений (МКО) [2].

В [3] предложен способ контроля и управления энергопотреблением, заключающийся в измерении энергии на входе к потребителю, контроле режима работы энергетического оборудования и архивирование их параметров.

Важным принципом оценки начальных и конечных измерений на передающем энергию элементе является взаимная адекватность определяемых параметров. При соблюдении этого требования и с учетом того, что конечный параметр является задающим, отношение начального параметра к конечному может рассматриваться как относительный параметр эффективности энергетического процесса. Поскольку он определяет кратность подводимой энергии по отношению к необходимой Qy (конечной) и может быть назван относительной энергоемкостью процесса в элементе и обозначен как Q3 = QHJQK.


Для реализации метода диагностики разбивают весь производственный процесс на три вида ЭТП - получение выпускаемой продукции ЭТП1, вспомогательные - ЭТП2 и энерготехнологические процессы, обеспечивающие условия жизнедеятельности -ЭТП3. По результатам регистрации путем диагностирования определяют удельный расход энергии на единицу выпущенной продукции U для каждого энерготехнологического процесса.

Для этого определяют значение израсходованной энергии в начале каждой линии, содержащей ЭТП:


Полученные значения фактических удельных расходов энергии позволяют определять структуру энергоемкости единицы выпущенной продукции. Сравнивая значения фактических удельных расходов энергии на единицу выпущенной продукции с паспортными или архивированными данными (полученные при предыдущих измерениях, обусловленные нормативными данными, требованиями технических условий и др.), выбирают ЭТП с максимальной разницей удельного расхода энергии на единицу выпущенной продукции.

На линии с максимальной разницей удельного расхода энергии на единицу результата проводится дополнительный приборный энергоаудит в течение представительного интервала времени t (например, смена, сутки, неделя), с целью определения наиболее энергоемких элементов.

Разработанный метод диагностики состояния энергетических элементов, контроля и управления энергетической эффективностью потребительских энергетических систем может быть использован для автоматического контроля и управления энергетической эффективностью потребительских энергетических систем.

Рассмотрим пример диагностики работы асинхронного электродвигателя (АД) по определению энергетических параметров по паспортным характеристикам и по результатам экспериментальных исследований на испытательном стенде при помощи ИИС.

В справочной литературе и каталогах приводятся для нового АД зависимости энергетических параметров (коэффициент полезного действия гасп и коэффициент мощности от коэффициента загрузки отношение мощности на валу электродвигателя к номинальной).

Путем вычислений по алгоритмам МКО определяется относительная энергоемкость работы.


Как видно из результата расчетов, АД имеет минимальную относительную энергоемкость работы при номинальной нагрузке. При снижении коэффициента нагрузки ниже 0,75 наблюдается значительное ухудшение энергетических параметров и увеличение относительной энергоемкости работы АД. Обращает на себя внимание расхождение между паспортной и фактической относительной энергоемкостью работы АД на 0,15 при номинальной нагрузке, что, прежде всего, объясняется недостатками технологий изготовления машины. Работа АД при значениях коэффициента загрузки, отличных от номинального, также характеризуется снижением энергоемкости параметров по сравнению с паспортными значениями. Такой режим работы вызывает относительное повышение суммарных активных потерь в АД, и в том числе в обмотках, что приводит к снижению энергоэффективности, перегреву и преждевременному выходу из строя изоляции. Периодическое определение энергетических параметров АД позволит определять изменение расхождения паспортной и фактической характеристик относительной энергоемкости и обосновать рекомендации по устранению существующих недостатков или замене на электродвигатель с наилучшими энергетическими параметрами.

При сложных графиках нагрузки разработанный метод диагностики позволяет определять увеличение потерь энергии на элементе на отдельных режимах и долю времени работы на них, после чего определяется нагрузка, создающая максимальные потери энергии, при которой ухудшение состояния элемента сказывается на энергоемкости в наибольшей степени в данном ЭТП.

Минимизация потерь производится за счет изменения или ограничения режима работы на нем или восстановления состояния элемента. По результатам диагностики появится возможность разработки мероприятий по энергосбережению и повышению энергетической эффективности и, как следствие, снижение энергоемкости выпускаемой продукции. С помощью этого метода может контролироваться соблюдение нормативных требований к энергетическим элементам и инфраструктуре.

Сборник трудов Международной научно-технической конференции «Современное состояние и перспективы развития энергетики», в 2 томах. - Ташкент, ТашГТУ им. Беруни, 2011. Т1 - 246 с., Т2 - 241 с.

??????????

??????? ?.?., ??$B!`(B?????? ?.?., ??????? ?.?., ?????????????? ???????????

?????? ?.?., ???????????? ??????????? ?????????? ????????????

?.?. ???????, ????????????? ???????????

?.?. ???????, ???????? ?????? ?? ??????? ???????????

?. ???????, ????????$B!`(B????? ???????????? ???????????

???????? ?.?., ??????????? ?.?., ???????? ?.?., ???????????????? ?????????? ???????????

?.?. ???????, ?????????? ???????????

?.?. ?????????, ?. ????, X. ???????, ????? ???????????? ?????

?.?. ???????, ?????? ???????

?????? ?.?., ??????????: ??? ??? ???????? ? ??? ??? ??$B!`(B?????

?. ????????, ???????????? ????????????? ???????????? ??????

?.?. ???????, ?????????????$B!`(B????? ?????????

?.?. ???????, ????????? ??????????$B!`(B?????? ? ?????????????????? ?????????????

??????????$B!`(B????? ??????????. $B!_(B. I. ?????? ???????

??????????$B!`(B????? ??????????. $B!_(B. II. ??????????? ???????

???????????? ??????????$B!`(B????? ?????

?.?. ???????, ??????????$B!`(B????? ??????????

?. ?. ????, ????????????????

????????????$B!`(B????? ??????????????? ???????

????????????? ?????????????? ???????

????? ? ???????????, ????????? ??????

??????????? ????????? ? ??????????? ???????? ??????????