МЕТРОЛОГІЧНІ ЗАХОДИ ПІДВИЩЕННЯ ТОЧНОСТІ ОБЛІКУ ВИТРАТ ЕНЕРГОНОСІЇВ - Наукові конференції

Вас вітає Інтернет конференція!

Вітаємо на нашому сайті

Рік заснування видання - 2011

МЕТРОЛОГІЧНІ ЗАХОДИ ПІДВИЩЕННЯ ТОЧНОСТІ ОБЛІКУ ВИТРАТ ЕНЕРГОНОСІЇВ

13.09.2021 20:57

[3. Технічні науки]

Автор: Ітякін О.С., викладач-методист, Технологічне відділення, Техніко-економічний фаховий коледж Дніпровського державного технічного університету, м. Кам´янське; Дмитриков В.П., д.т.н., професор, Полтавський національний педагогічний університет імені В.Г. Короленка, м. Полтава Кафедра неорганічної, органічної та аналітичної хімії, професор; Холод О.І., викладач, Технологічне відділення, Техніко-економічний фаховий коледж Дніпровського державного технічного університету, м. Кам´янське; Нельга А.Т., викладач, Техніко-економічний фаховий коледж Дніпровського державного технічного університету, м. Кам´янське


У зв'язку з різким збільшенням цін на паливо, великої гостроти набуває проблема достовірного обліку споживання енергоносіїв і комерційних розрахунків за їх використання. Вимоги посилюються до економного використання і обліку, особливо в тих випадках, коли кількість енергоносіїв, що відпускаються і споживаються, достатньо значна. Аналіз обліку витрат енергоносіїв на багатьох підприємствах [1] показав, що існує технічна проблема, яка зв’язана з нелінійним характером залежності похибки вимірювання витрат тепло енергоносіїв від об’єму їх використання. Допустиму похибку вимірювання регламентує директивний документ, де вказано, що теплолічильники повинні забезпечувати вимірювання теплової енергії гарячої води з відносною похибкою не більше 5 % при різниці температур у вхідному і зворотному трубопроводах від 10 до 20 0С і 4 % при різниці температур більше 20 °С; тепловій енергії пари - з відносною похибкою не більше 5 % у діапазоні витрати пари від 10 до 30 % і 4 % - у діапазоні від 30 до 100 %. 

На основі аналізу даних, одержаних у результаті експериментальних досліджень на зварювально – складальної дільниці ВАТ «ДніпроВагонМаш», було доведено як необхідність, так і можливість підвищення точності обліку витрат теплової енергії гарячої води. З цією метою  була розроблена система автоматизованого обліку теплоенергоносіїв. Відмітною особливістю цієї системи можна вважати застосування сучасних засобів автоматизації і мікропроцесорної техніки, а саме, ультразвукових тепловодолічильників типу «Ергомера – 125», датчиків надмірного тиску КРТ5-1 (0ч1,6МПа) із стандартним вихідним струмковим сигналом 4-20 мА, датчиків температури ТСПР – 0196, первинних перетворювачів п’єзоелектричних (ППЕ) витрат, персонального комп'ютера і ін.  

Канали вимірювання витрат визначають інтервали часу розповсюдження звуку по потоку і проти потоку рідини. Зондуючий сигнал, який сформований вимірювальним перетворювачем, подається на ППЕ, який випромінює ультразвуковий сигнал в рідину. Ультразвуковий сигнал, що пройшов через рідину, приймається другим ППЕ і поступає в комп’ютер для обробки. В наступному циклі зондуючий сигнал подається на другий ППЕ і приймається першим ППЕ. Процес чергування випромінювання і прийому кожним ППЕ повторюється. Вимірювання інтервалів часу t1 і t2 між випромінюванням і прийомом сигналу при випромінюванні ультразвукового сигналу по потоку і проти потоку здійснюється за допомогою інтерполяційного методу. По різниці між t1 і t2 визначається швидкість руху рідини.

В основу програмного забезпечення витрат енергоносіїв покладено пакет програм «ErgoServ» [2].

Кількість теплової енергії E, що відпущена джерелом теплоти, визначається, як алгебраїчна сума добутку маси теплоносія по кожному трубопроводу (в тому, що подається і зворотному) на відповідну ентальпію. Маса мережної води в зворотному трубопроводі береться з негативним знаком. Тобто  

E = M1 • h1 - M2 • h2,

де M1 - маса теплоносія, відпущеного джерелом теплоти по трубопроводу, який подає;

M2 - маса теплоносія, поверненого джерелу теплоти по зворотному трубопроводу;

h1 - ентальпія мережної води в трубопроводі, який подає;

h2 - ентальпія мережної води в зворотному трубопроводі.

Кількість теплової енергії, яка отримана споживачем, визначається за формулою:

E = Eс + (Мгв + Мв) • (h2 - hхв),

де Eс - теплова енергія, яка витрачена споживачем; Eс = М1 • (h1 – h2);

hхв - ентальпія холодної води;

Mгв - маса мережної води, витраченої споживачем на гаряче водопостачання; 

Mв - маса витоку теплоносія, як різниця між масою теплоносія на трубопроводі, який подає і сумарною масою теплоносія на зворотному трубопроводі:

Мв = М1 – (М2 + Мгв).

Середні значення ентальпії за відповідний інтервал часу визначаються на підставі середньочасових температур і тиску по відповідних таблицях залежності ентальпії від температури і тиску.

Середнє значення маси витрати теплоносія визначається по заміряному об'єму V і густині ρ при певній температурі і тиску, взятій із таблиці залежності густини води від температури і тиску:

M1,2 = V1,2 • ρ1,2 .

Газопостачальні організації вимагають, щоб у випадках, коли витрати споживаного газу скорочуються нижче за межу критичної витрати, в цьому випадку споживач газу переплачує за непоставлений і невикористаний газ, що, звичайно, для нього є збитково. Реалізація наведених вище аналітичних співвідношень дозволило отримувати необхідне інформаційне забезпечення відповідної точності і періодичності оновлення даних. Але досягти необхідної якості режимних параметрів витрати води теплофікації на мінімальних рівнях стало можливим завдяки оперативному введенню у вимірювання поправки на змінювання тиску, температури і щільності енергоносіїв та автоматичному вибору робочого діапазону вимірювання витрати контрольованого енергоносія. Використання останнього виправдано характерним зростанням похибки вимірювання при зниженні витрати контрольованого середовища. 

На рис. 1 наведені графіки, що аналізують ситуації оцінки відносної похибки Δ, %, що виникає під час комерційних розрахунків за гарячу воду. При зниженні витрат гарячої води до критичного значення похибка вимірювання досягає межі допустимого значення. Нижче за це значення, похибка вимірювання зростає ще більше, що неприпустимо для комерційних розрахунків. 



Рис. 1. Графіки змінювання точності вимірювання витрати гарячої води в залежності від її обсягу використання

У реальних умовах витрата середовища, яку вимірюють з неприпустимою похибкою, може досягати 30-40% і більше від максимального значення шкали приладу. Вимірювання визначає одну із двох зон можливого “попадання” значення параметра. Такими зонами контролю є інтервал значень витрати теплоенергоносіїв “Нижче за Qкр” і “Вище за Qкр” за виразом:

Qmin ≤ Qкр ≥ Qmах,

де Qкр – мінімально можливе значення витрат теплоенергоносія, коли точність вимірювання, ще не виходить за допустимі межі.

Значення критичної витрати теплового носія визначають розрахунковим методом залежно від таких чинників, як діаметр трубопроводу, властивостей енергоносія і його кількості, що вимірюється [2]. 

Висновки. Проведені на ВАТ «ДніпроВагонМаш» дослідження виявили нелінійний характер залежності витрат тепло енергоносіїв від робочої шкали їх вимірювання. На основі аналізу одержаних у результаті експериментів даних було здійснено наступне:

1. Визначено, що похибки вимірювання зростають більше 5% при зниженні витрати контрольованого середовища, що є збитково для споживача.  

2. Обґрунтована необхідність побудови системи автоматизованого обліку на базі сучасної обчислювальної техніки і засобів автоматизації з метою підвищення достовірності результатів обліку та зменшення похибки вимірювання теплофізичних параметрів.

3. Отримана залежність похибки вимірювання витрат енергоносіїв від їх значень у межах від мінімального до максимального, що дало можливість знайти «точки» переходу на вимірювальній дільниці з меншою похибкою і автоматично його здійснювати. 

4. Впровадження системи обліку витрат теплоенергоносіїв на зварювально – складальній ділянці ВАТ «ДніпроВагонМаш», забезпечить точність вимірювання теплофізичних параметрів не гірше 2,5 % і зменшить виплати за комерційні послуги в середньому на 30 % за рік. 

Список літератури:

1. Стратегія енергозбереження в Україні: Аналітично-довідкові матеріали в 2-х томах: Механізми реалізації політики енергозбереження/За ред. В.А. Жовтянського, М.М. Кулика, Б.С. Стогнія.N К.: Академперіодика, 2016.-Т.2.-600 с.

2. Измерения в энергетике. «Эргомера» - 125. Руководство по эксплуатации ЭУС 126.12 РЭ, ЧНПП «Эргомера», Днепропетровск, 2006.

У роботі приймав участь студент гр. ЕС 20 - 1/11 Серга К. А.



Creative Commons Attribution Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License
допомога Знайшли помилку? Виділіть помилковий текст мишкою і натисніть Ctrl + Enter
Конференції

Конференції 2022

Конференції 2021



Міжнародна інтернет-конференція з економіки, інформаційних систем і технологій, психології та педагогіки

Наукова спільнота - інтернет конференції

:: LEX-LINE :: Юридична лінія

Інформаційне суспільство: технологічні, економічні та технічні аспекти становлення