Задачи и виды энергоаудита

Энергоаудит и его отдельные фазы являются составной частью процесса энергосбережения. Место энергоаудита в длинной цепочке достижения реального энергосберегающего эффекта схематически показано на рис. 12.1. Среди основных задач энергоаудита можно выделить: установление фактического состояния энергопотребления и энергоис­пользования на предприятии;

определение рационального энергопотребления при генерировании и транс­портировке энергии, а также в производственных процессах и установках;

выявление причин возникновения потерь, определение значений и резер­вов экономии ТЭР;

разработка рекомендаций по повышению эффективности использования ТЭР.

Степень решения поставленных задач и объем необходимой для этого информации зависят от уровня проводимого энергоаудита.

 

Рис. 12.1. Схема реализации энергосберегающих мероприятий

 

Правовая и нормативная базы энергосбережения федерального, регио­нального и муниципального уровней предусматривают шесть видов энерге­тических обследований организаций:

1.предпусковое (предэксплуатационное);

2.первичное;

3.периодическое(повторное);

4.внеочередное;

5.локальное;

6.экспресс-обследование.

Эти обследования имеют право проводить как государственные органы власти, так и энергоаудиторы.

Предпусковое (предэксплуатационное) обследование. Согласно «Пра­вилам проведения энергетических обследований организаций» перёд пуском и вводом в эксплуатацию топливо- и энергопотребляющего оборудования региональные (территориальные) государственные органы технического надзора России или энергоаудиторы (например, в случае предэксплуатационных энергетических обследований объектов "ОАО «Газпром») проводят обследование смонтированного оборудования в целях проверки его соот­ветствия после монтажных и наладочных работ требованиям государствен­ных стандартов, СНиПов и проектной документации по показателям энерго­эффективности.

По полученным результатам составляется акт обследования, делаются выводы о соответствии (несоответствии) подготовленного к пуску и эксплу­атации топливо- и энергопотребляющего оборудования (объекта) норматив­ным показателям энергоэффективности, а также выдаётся разрешение (или налагается обоснованный запрет) на пуск и эксплуатацию.

Первичное энергетическое обследование. При первичном обследова­нии производится оценка эффективности использования ТЭР на основании действующих нормативных показателей (проверяются эффективность работы оборудования, использующего ТЭР, состояние учёта используемых ТЭР, отчётность по их использованию, анализ затрат на топливо- и энерго­обеспечение и др.), составляется энергетический паспорт обследуемого предприятия, выдаются рекомендации по снижению затрат на топливо- и энергообеспечение.

Периодическое (повторное) энергетическое обследование. При перио­дическом (повторном) обследовании проверяется выполнение ранее выдан­ных предписаний (рекомендаций), оценивается динамика потребления ТЭР и их удельных затрат на выпуск продукции (энергоёмкость, стоимость ТЭР в общих материальных затратах производства), а также вносятся изменения в ранее разработанный энергетический паспорт.

Внеочередное энергетическое обследование. Внеочередное обследо­вание проводится, как правило, по инициативе регионального (территори­ального) органа Главгосэнергонадзора России или администрации субъекта Федерации в следующих случаях:

· если по ряду косвенных признаков (рост общего и удельного потребления ТЭР, себестоимости продукции и топливной составляющей в ней и др.) воз­никли предположения о резком снижении эффективности использования ТЭР;

· если достоверность результатов обследования, проведённого энергоаудитом, вызывает сомнения;

· в случае обращения потребителя ТЭР в органы государственной власти за предоставлением льгот, связанных с использованием топливно-энергетиче­ских ресурсов.

Локальные и экспресс-обследования. Локальные и экспресс-обследова­ния носят ограниченный по объёму, и времени проведения характер. При этом производится оценка либо эффективности использования одногоиз видов ТЭР (электрической и тепловой энергии, твёрдого, жидкого или газообразного топлива), вторичных энергоресурсов, по отдельной группе агрегатов (отдельным агрегатам), либо отдельных показателей эффектив­ности предприятия.

В отдельных отраслях, например в газовой промышленности, существует отраслевая нормативно-методическая документация. В этих документах предусматриваются четыре-пять этапов проведения работы по обследова­нию: подготовительный, документального обследования; инструменталь­ного обследования; аналитический и согласования.

Принципиальными недостатками разделения энергоаудита на такие этапы являются сложность оценки заказчиком работы энергоаудиторов до завершения аналитического и обобщающего этапов и отсутствие на каждом из этапов явной нацеленности на основной результат энергоаудита — разработку мероприятий и технических решений, направленных на энерго- и ресурсо­сбережение.

В зарубежных странах методология энергетических обследований вклю­чает в себя шесть этапов:

предварительное ознакомление с интегральным потреблением энергоресурсов и финансовыми затратами на них;

составле­ние энергетических балансов различных видов (по организации в целом, по отдельным цехам, технологиям, энергоресурсам и др.); детальное обследова­ние наиболее энергоёмких потребителей и обоснование основных направлений энергосбережения;

разработка энергосберегающих проектов; экспертиза приемлемых для организации энергосберегающих проектов;

составление отчёта по проведённому энергоаудиту.

Практика проведения энергетических обследований, в задачу которых входили: оценка фактического состояния энергоиспользования на предприя­тии; выявление причин возникновения потерь топливно-энергетических ресурсов и определение их значений; определение рациональных размеров энергопотребления в производственных процессах и установках; выявление и оценка резервов экономии топлива и энергии; разработка плана мероприя­тий, направленных на снижение потерь топливно-энергетических ресурсов, показывает, что энергетические обследования можно разделить на три вида:

предварительный энергоаудит (предаудит); энергоаудит первого уровня;

углублённое обследование энерго-технологических систем и промышлен­ного предприятия в целом (энергоаудит второго уровня) [8].

Однако более целесообразным является деление энергоаудита на два вида: экспресс-обследование и углублённое обследование (собственно энер­гоаудит). Последнее подразумевает, как правило, и составление энергети­ческого паспорта предприятия.

Целью экспресс-обследования как одного из видов энергоаудита является получение исходной статистической отчётной информации о предприятии, его технологиях, энергетическом хозяйстве, энергопотребляющих системах и установках в том объёме, который позволит энергоаудиторам сделать доказательный вывод о наличии и значении потенциала энергосбережения,

о возможностях снижения финансовых затрат на энергоносители, наметить основные направления энергосбережения на предприятии.

Ознакомительный этап экспресс-обследования включает в себя ознаком­ление с предприятием (структура и генплан предприятия, принципиальные схемы электроснабжения, технологии, системы учёта энергоресурсов, визу­альный осмотр состояния систем энергоснабжения и технологических уста­новок). По итогам этого этапа энергоаудиторам становятся известны: формы взаимодействия их с различными службами предприятия, первоначальные сведения о предприятии, его энергохозяйстве, доля затрат на энергоресурсы в финансовых затратах предприятия.

Последнее позволяет уже на этом этапе оценить необходимый уровень проведения энергоаудита. Если доля финансовых затрат на энергоресурсы в общих затратах предприятия ниже 10%, то экспресс-анализ энергопотреб­ления предприятием достаточен для дальнейшей работы. При увеличении доли затрат на энергоресурсы до 15 % необходимо проводить не только экспресс-обследование, но и углублённый энергоаудит, поскольку сделанные энергоаудиторами предложения позволят предприятию на 3—4% снизить затраты на энергоресурсы. При доле затрат более 15% следует срочно про­водить энергоаудит, поскольку предполагаемая финансовая выгода от его результатов очевидна.

Особое место занимает законодательно установленная энергетическая паспортизация промышленных предприятий.

Главной целью энергоаудита является комплексный анализ всех систем энергосбережения объекта для определения потенциала энергосбережения и выявления основных направлений его реализации, а также для разработки мероприятий и технических решений, позволяющих снизить энергопотреб­ление и, как следствие, финансовые затраты на оплату топливно-энергетиче­ских ресурсов.

Успешному решению задач экспресс-обследования способствует инфор­мация:

о номенклатуре выпускаемой и прогнозируемой к выпуску основной и вспо­могательной продукции и помесячных ее объёмах;

о тарифах и финансовых платежах за энергоресурсы, а также их дина­мике за последние два-три года;

о договорах с энергоснабжающими организациями;

о помесячном потреблении всех видов энергоресурсов в целом по пред­приятию и по отдельным цехам (производствам);

о собственных источниках энергии (котельные, ТЭЦ и т.п.), о системах паро- и теплоснабжения, сбора и возврата конденсата;

о наиболее значимом топливо-, тепло-, электропотребляющем оборудова­нии (производительность, используемые энергоносители, их параметры, эксплуатационные данные и др.);

об установках по трансформации энергоресурсов (трансформаторы, редукционно-охладительные и редукционные установки, тепловые насосы и т.п.); о системах учёта и контроля за получением и потреблением ТЭР;

о системах воздухо-, холодо-, водоснабжения и водоотведения; о перспективных программах энергосбережения, разработанных работни­ками предприятия и скоординированных с планами модернизации и разви­тия предприятия.

Как правило, сбор отчётных данных следует проводить за последние 1,5 — 2,0 года. При составлении энергетического паспорта в него включают данные за полный год (базовый), предшествующий году составления энерге­тического паспорта, и месяцы текущего года. При сборе данных энерго­аудиторы используют разработанные ими опросные листы. За достовер­ность предоставляемых энергоаудиторам данных несёт ответственность руководство предприятия.

Вся информация, полученная из документов, является исходным матери­алом для анализа эффективности энергоиспользования. Методы анализа применяются к отдельному объекту или предприятию в целом. Конкретные методы анализа энергоэффективности зависят от вида оборудования и исследуемого процесса, типа и отраслевой принадлежности предприятия.

Анализ полученной информации позволяет выявить приоритетные и наиболее значимые энергоносители, а также технологии, потребителей энер­гии и системы производства и распределения энергоносителей, в которых имеют место наиболее значимые непроизводительные затраты энергии. При этом вычисляется фактическое удельное энергопотребление по отдельным видам энергоресурсов и объектам, являющееся отношением энергопотреб­ления к выпускаемой продукции.

Посредством сравнения фактического удельного энергопотребления с базовыми значениями делается вывод об эффективности использования энергии по каждому объекту. Базовые значения могут быть основаны на отраслевых нормах, предыдущих показателях данного предприятия или родственных зарубежных и отечественных предприятий, физическом моде­лировании процессов или экспертных оценках.

Результаты работы энергоаудиторов позволяют предприятию получить наглядную фактическую картину энергообеспечения производства, эксперт­ную оценку потенциала энергосбережения и основные его направления.

Энергоаудит следующего уровня предполагает более точную оценку потенциала энергосбережения, разработку не только направлений, но и техни­ческих решений по рациональному использованию ресурсов и энергосбереже­нию, создание предпосылок для подготовки комплексного долговременного плана реализации мероприятий по энергосбережению на предприятии.

Углублённый энергоаудит на начальном этапе включает в себя все работы, рассмотренные выше для экспресс-обследования. В качестве исход­ной информации, которую обязаны предоставить сотрудники предприятия, служат расширенные сведения:

о выпуске основной и дополнительной продукции предприятием;

о наличии энергетического паспорта предприятия;

о наличии организационно-технических мероприятий по экономии энер­горесурсов;

об удельных расходах ТЭР на выпускаемую продукцию;

об энергопотреблении, тарифах и финансовых затратах на энергоресурсы (электроэнергия, тепловая энергия, топливо, вода, сжатый воздух, сжатый азот, холод);

об учёте потребления энергоресурсов;

об источниках энергоснабжения (газорегуляторный пункт, тепловой пункт, ТЭЦ, котельная, компрессорные и холодильные установки) и пара­метрах энергоносителей;

о коммуникациях предприятия;

о системах отопления зданий, сооружений, предприятий;

о системах горячего и холодного водоснабжения, о количестве душевых сеток и водоразборных кранов;

о системе приточно-вытяжной вентиляции;

о технологическом теплопотребляющем, топливопотребляющем обору­довании;

об источниках ВЭР;

о системе сбора и возврата конденсата;

о холодильном, компрессорном оборудовании;

об установленной мощности потребителей электроэнергии по направле­ниям использования;

о системе освещения, электроприемниках зданий, сооружений и т.п. На этом уровне для восполнения отсутствующей информации, которая необходима для оценки эффективности энергоиспользования, но не может быть получена из документов или вызывает сомнение в достоверности, используют инструментальное обследование.

При проведении инструментального обследования должны применяться стационарные или специализированные портативные приборы. При выпол­нении измерений следует максимально использовать уже существующие узлы учёта энергоресурсов на предприятии, как коммерческие, так и техни­ческие.

Для реализации целей энергоаудита второго уровня следует дать коли­чественную и качественную оценки состояния фактического энергоиспользования всех видов энергоресурсов и расчётнымпутём определить расчётно- нормативное потребление энергоресурсов.

Собранная информация позволяет составить принципиальную схему энергообеспечения и энергопотребления предприятия, в которой отража­ются не только собственные расходы энергии предприятием, но и наличие сторонних потребителей, как находящихся, так и не находящихся на балансе предприятия.

Для оценки фактического состояния энергоиспользования, выявления причин и значений потерь энергоресурсов, определения рационального потребления энергоресурсов в производственных процессах и установках составляют энергобаланс промышленного предприятия.

В табл. 12.1 приведён пример баланса по природному газу, потребляе­мому на собственные нужды компрессорной станции в системе транспорти­ровки газа.

Оперируя в дальнейшем годовым и помесячным фактическими энерго­потреблениями, устанавливают значимость каждого энергоносителя для предприятия в целом и отдельных его объектов (цехов, технологий).

Как и на этапе экспресс-обследования, разбиение энергетического баланса предприятия по направлениям использования (технология, отопле­ние, вентиляция, горячее водоснабжение, общезаводские затраты и др.) поз­воляет в дальнейшем провести более глубокий анализ эффективности использования энергоресурсов по каждому из направлений. Полезным ока­зывается разбиение по направлениям использования каждого энергоноси­теля. Помесячные балансы показывают сезонные колебания в потреблении энергии, что помогает отделить потребление теплоты на отопление от тех­нологического потребления и прочих общезаводских затрат.

Углублённый энергоаудит характеризуется тем, что не только устанавли­вается фактическое энергопотребление, но и проводится расчётная оценка необходимого энергопотребления с учётом нормированных потерь энергии по всей технологической цепочке предприятия. Последнее позволяет уста­новить значение сверхнормативных потерь, их причины и наметить меро­приятия по их уменьшению. Для решения такой задачи составляют энерго­балансы по котельно-печному топливу, тепловой и электрической энергии. Особенности составления таких балансов рассмотрены ниже.

Второй характерной особенностью углублённого энергоаудита является подробное рассмотрение и анализ отдельных систем производства и распре­деления энергоносителей (систем пароснабжения, теплоснабжения, сбора и возврата конденсата, системы производства и распределения сжатых газов, холода и т.п.).

Третьей характерной особенностью углублённого энергоаудита является разработка не только направлений энергосбережения, но и технических решений по их реализации.

Таблица 12.1

Баланс по природному газу, потребляемому на собственные нужды компрессорной станции

в системе транспортировки газа

Показатель	Значение, 103м3
Приход (всего)	295 200,645
Расход (всего)	295 200,645
В том числе:
на технологические нужды основного производства	217 759,936
на технологические нужды вспомогательных производств (включая транспортировку грузов, перевозку людей)	-
на технологические потери	77 440,709

Энергосберегающие мероприятия (рекомендации) разрабатываются на базе в основном типовых методов энергосбережения к выявленным на этапе анализа объектам с наиболее расточительным или неэффективным исполь­зованием энергоресурсов.

При разработке и изложении рекомендаций кратко указывают существу­ющее положение, определяют техническую суть предлагаемого усовершен­ствования и принцип получения экономии, рассчитывают потенциальную годовую экономию в физическом и денежном выражениях, оценивают общий экономический эффект предлагаемой рекомендации.

В табл. 12.2 приведены примеры энергосберегающих мероприятий, рекомендованных к внедрению на компрессорной станции (КС), входящей в систему транспортировки природного газа.

Для оценки экономического эффекта достаточно использовать простой срок окупаемости. При наличии дополнительного финансирования энерго­сберегающего проекта допускается применение более сложных методов оценки экономической эффективности проектов [18].

Под инструментальным аудитом (ИА) понимают обследование объекта или его частей, выполняемое квалифицированными (подготовленными, име­ющими лицензию на право проведения энергетических обследований) неза­висимыми специалистами с помощью сертифицированных и поверенных инструментов (средств измерений, как правило, автономных), которое имеет целью получение достоверной информации о потреблении ресурсов, пара­метрах состояния оборудования и коммуникаций объекта, объёмах и каче­стве вырабатываемых продуктов, степени использования отходов.

Инструментальное обследование применяется для восполнения отсут­ствующей информации, которая необходима для оценки эффективности энергоиспользования, но не может быть получена из документов или вызы­вает сомнение в достоверности.

В число задач, решаемых с помощью ИА, входят:

определение количественных значений и качества потребляемых ресур­сов (в частности, энергоносителей, воды и др.) как в статических моделях, так и в динамических;

диагностика и мониторинг параметров состояния оборудования объекта промышленного предприятия или ЖКХ; определение количественных зна­чений и качества вырабатываемых продуктов (в частности, таких, которые могут выступать в роли вторичных ресурсов) и оценка количества и степени (качества) утилизации отходов.

К задачам ИА относятся и экспресс-измерения (или однократные измере­ния) — отдельные разовые мероприятия для получения объективной информа­ции о параметрах состояния объекта.

Однократные измерения — наиболее простой вид измерений, при кото­ром исследуется энергоэффективность отдельного объекта при работе в определённом режиме. Примером может служить измерение КПД котла, ГТУ, обследование насосов, вентиляторов, компрессоров и др. Для однократных измерений достаточен минимальный набор измерительных прибо­ров, оснащение которых записывающими устройствами не обязательно.

Таблица 12.2

Примеры энергосберегающих мероприятий, рекомендованных к внедрению на компрессорной станции

Вид энергоресурса	Мероприятие, объект внедрения	Годовая экономия топливно- энергетических ресурсов	Срок окупаемости, годы	Примечание
в натуральном выражении, кВт • ч/год	в стоимостном выражении, тыс. руб.
Природный газ	Установка детандер-генераторного агрегата на линии топливного газа КС для создания электрогенерирующей мощности в целях обеспечения части собственных нужд КС	4950- 103		5,5	При расчете срока окупаемости использованы данные ОАО «КТЗ»
Установка детандер- генераторных агрегатов на газораспределительной станции для создания электрогенерирующих мощностей в целях продажи электроэнергии	29 600 • 103	34 400	2,5	При расчете срока окупаемости использованы данные ОАО «КТЗ»
Создание парогазовой электростанции на базе газоперекачивающего агрегата (ГПА) для обеспечения собственных нужд КС	50 400 • 103	58 232	3,5
Сбор пускового газа ГПА по схеме, предложенной ВНИИгазом	161,23
Электроэнергия	Включение компенсаторов с автоматическим регулированием части подключенных конденсаторных батарей	201 •103		8 мес	Без учета стоимости монтажных работ

В зависимости от поставленных задач, специфики объекта, выделенных финансовых средств выбираются подходы к выполнению ИА. Если ставится задача короткого разового инструментального обследования, то при этом обычно используются статические модели процессов и выполняются, как правило, однократные прямые или косвенные измерения. Такой метод ИА иногда называют диагностикой в отличие от мониторинга, в котором используются уже динамические модели объектов и требуется определить изменение исследуемых величин в течение достаточно длительного времени (например, в течение недели).

В процессе ИА промышленных предприятий и отдельных его объектов возникает необходимость выполнения: статических (однократных) и дина­мических (длительная регистрация) контактных и бесконтактных измере­ний температуры; измерений расхода жидкости, влажности, температуры, скорости воздушного потока, давления, освещённости как внутри помеще­ний, так и снаружи; анализа состава газов для оценки процессов горения, КПД котла и определения удельных норм расхода топлива на выработку 1 Гкал теплоты и т.п.

В задачу длительных измерений могут входить: регистрация часовых, суточных, недельных графиков нагрузки одно- и трёхфазных электрических сетей (активной и реактивной мощностей и энергии); оценка основных показа­телей качества электроэнергии; регистрация пусковых параметров электропри­вода и частоты вращения электродвигателя, графиков нагрузок, симметрии нагрузки фаз; проверка параметров электрической изоляции и заземления; многоканальная регистрация суточных и недельных графиков температуры, влажности, расхода жидкости и газов; оценка состояния теплотрасс; поиск дефектов, мест утечек на них; определение качества их изоляции др.

Выполнение ИА проходит в общем случае в несколько этапов: анализ задач обследования; выбор измерительного и компьютерного оборудования по функциональным возможностям, метрологическим и эксплуатационным характеристикам; формирование коллектива специалистов инструменталь­ного аудита (или подготовка собственной бригады); подготовка эксперимен­тов; выполнение экспериментов; обработка и представление результатов.