ОСНОВЫ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ И ЭНЕРГОАУДИТА

МЕТРОЛОГИЧЕСКОЕ И ТЕРМОГРАФИЧЕСКОЕ ОБСЛЕДОВАНИЕ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ

Метрологическое (или инструментальное) и термографическое обсле­дование всех потребителей тепловой и электрической энергии проводится для дополнения статистической, документальной и технической информа­ции, недостающей для оценки эффективности энергоиспользования, или при возникновении сомнения в достоверности при обзоре информации.

Метрология (от греч. metron - мера) - наука об измерениях, методах достижения их единства и требуемой точности. Метрологическое обследо­вание - измерение требуемых параметров с заданной точностью. Для прове­дения метрологического обследования могут применяться стационарные или переносные контрольно-измерительные приборы (КИП) с определенными метрологическими характеристиками [47].

Энергетические и теплотехнологические процессы на предприятиях могут осуществляться различными энергоносителями и сопровождаться многообразными энергетическими процессами: силовыми, тепловыми, электротехническими, электрохимическими, электрофизическими и други­ми.

1. Измерение освещенности, электрических параметров трехфаз­ных, однофазных и высоковольтных систем.

Замеры осуществляются приборами для измерения, регистрации и анализа параметров электрооборудования и электрических сетей, которые могут включать следующие элементы:

• цифровой люксметр RS 180-7133 - переносной прибор для измере­ния освещенности с цифровым отсчетом и фиксацией результатов;

• трехфазный анализатор параметров электропотребления AR.4М - мик­ропроцессорный анализатор параметров одно - и трехфазных электрических сетей, предназначенный для измерения, регистрации и анализа тока, на­пряжения, частоты, активной мощности, реактивной энергии, cos ф, гармо­ник тока и напряжения;

• анализатор электропотребления AR.5 - переносной программируе­мый прибор для измерения, регистрации и анализа одно - и трехфазных электрических сетей до 850 В, предназначенный для измерения тока, на­пряжения, активной и реактивной мощности и энергии, частоты, cos ф, спектра гармоник тока и напряжения;

• монитор напряжения сети (типа МНС 1) - прибор для контроля на­пряжения однофазной (220 В, 50 Гц), трехфазной (220/380 В, 50 Гц) сети с нулевым проводом.

2. Измерение температуры, влажности и скорости.

Для измерений температуры, влажности и скорости среды, веществ, теплоносителей, материалов, изделий необходимо иметь измерительный комплекс, функциональная схема которого включает датчики, блок обра­ботки данных, термоэлектродные провода.

Датчики находятся в контакте с исследуемой средой (телом) и служат своего рода «преобразователями» температуры, влажности и скорости в иной физический параметр, подлежащий измерению.

Для измерения температуры, влажности и скорости используют:

• термопары определенной градуировки (типа ТХК, ТХА);

• измерители - регуляторы температуры (ТРМ1, ТРМ10, ТРМ12);

• термопреобразователи сопротивления (ТСП, ТСМ);

• термопреобразователи многоканальные - измерители и регуляторы температуры (типа УКТ 38, ТРМ 138);

• контроллеры технологического оборудования - регуляторы темпе­ратуры и влажности, программируемые по времени (БКМ, МПР 51);

• контроллеры для регулирования температуры в системах отопления и горячего водоснабжения (типа ТРМ 32-Щ4);

• контроллеры для регулирования температуры в системах отопления и приточной вентиляции (типа ТРМ 33-Щ4);

• цифровой измеритель температуры и влажности КМ 8004 - комби­нированный прибор с цифровой индикацией;

• цифровой миниатюрный термометр КМ 42 или КМ 43 - прибор для контактного измерения температуры с цифровой индикацией (от минус 200 до + 1372 °С);

• миниатюрный цифровой дифференциальный термометр КМ 44 или КМ 45 - прибор для контактного измерения температуры с цифровым ото­бражением результатов измерений;

• бесконтактные цифровые термометры КМ 822/824/826 или INFRATRACE 801/1000/2000 - приборы для бесконтактного измерения температуры по инфракрасному излучению объектов;

• цифровой термоанемометр КМ 4007 - комбинированный прибор с цифровой индикацией измерения скорости и температуры воздушного по­тока;

• цифровой фотоконтактный тахометр КМ 6002 - прибор для бескон­тактного измерения частоты и линейной скорости вращения с цифровым отсчетом результатов измерения на дисплее.

Термопары с термочувствительным элементом, термоэлектрические преобразователи или термоприемники подключают к входам прибора - блока обработки данных.

Блок обработки данных может включать в себя регистрирующие или показывающие приборы, цифровые фильтры, вычислители или логические устройства, аналого-цифровые преобразователи, аналоговые модули входа, адаптеры интерфейса, а также ЭВМ.

Действие манометрических и ртутных термометров основано на из­мерении температуры рабочего тела, когда в трубопровод вваривают гиль­зу из нержавеющей стали, конец которой должен доходить до центра тру­бопровода, заполняют ее маслом и опускают в нее термометр.

Действие термометров сопротивления (платиновых ТСП и медных ТСМ) основано на использовании зависимости электрического сопротив­ления вещества от температуры.

Действие термоэлектрического термометра основано на использо­вании зависимости термоЭДС термопары от температуры. Термопара как чувствительный элемент термометра состоит из двух разнородных провод­ников (термоэлектродов), одни концы которых (рабочие) соединены друг с другом, а другие (свободные) подключены к измерительному прибору. При различной температуре рабочих и свободных концов в цепи термоэлектри­ческого термометра возникает ЭДС.

Наибольшее распространение имеют термопары типов ТХА (хромель - алюмель), ТХК (хромель-копель). Термопары для высоких температур по­мещают в защитную (стальную или фарфоровую) трубку, нижняя часть которой защищена чехлом и крышкой. У термопар высокая чувствитель­ность, малая инерционность, возможность установки самопишущих прибо­ров на большом расстоянии. Присоединение термопары к прибору произ­водится компенсационными проводами.

Термоэлектродные или компенсационные провода, передающие сиг­налы от термопар к прибору, изготовлены из тех же материалов (либо с аналогичными термоэлектрическими характеристиками), что и термопара.

3. Измерение давления.

Для измерения давления используются барометры, манометры, ваку­умметры, тягомеры и др., которые измеряют барометрическое или избы­точное давления, а также разрежение в мм вод. ст., мм рт. ст., МПа, кгс/см2, кгс/м2 и др. Для контроля работы топок (при сжигании газа и мазута) могут быть использованы следующие приборы:

• манометры (жидкостные, мембранные, пружинные) - показывают давление топлива на горелке после рабочего крана;

• манометры (U-образные, мембранные, дифференциальные) - пока­зывают давление воздуха на горелке после регулирующей заслонки;

• тягомеры (ТНЖ, мембранные) - показывают разрежение в топке.

4. Измерение расхода. Для измерения расхода жидкостей (воды, нефтепродуктов), газов и пара применяют расходомеры или ротаметры.

Скоростные объемные расходомеры измеряют объем жидкости или газа по скорости потока и суммируют эти результаты. В рабочей камере скоростного объемного расходомера (водомера) установлена крыльчатая или спиральная вертушка, которая вращается от поступающей в прибор жидкости и передает расход счетному механизму.

Объемный ротационный счетчик (РГ) измеряет суммарный расход га­за до 1000 м3/ч, для чего в рабочей камере размещены два взаимно перпен­дикулярных ротора, которые под действием давления протекающего газа приводятся во вращение, каждый оборот которого передается через зубча­тые колеса и редуктор счетному механизму.

Ультразвуковые измерители расхода жидкостей (типа FORTAFLOW 204, 208, 300 или МКІІ-R) - портативные расходомеры жидкостей без на­рушения целостности трубопроводов, с выводом информации на цифровой дисплей.

Дроссельные расходомеры с переменным перепадом давления имеют сужающие устройства - нормальные диафрагмы (шайбы) камерные и бес­камерные с отверстием, меньшим сечения трубопровода. При прохождении потока среды через отверстие шайбы скорость ее повышается, давление за шайбой уменьшается, а перепад давления до и после дроссельного устрой­ства зависит от расхода измеряемой среды: чем больше количество вещест­ва, тем больше перепад.

Разность давлений до и после диафрагмы измеряется дифференциаль­ным манометром, по данным которого можно вычислить скорость протека­ния жидкости через отверстие шайбы. Нормальная диафрагма выполняется в виде диска (из нержавеющей стали) толщиной 3.6 мм с центральным отверстием, имеющим острую кромку, и должна располагаться со стороны входа жидкости или газа и устанавливаться между фланцами на прямом участке трубопровода. Импульс давления к дифманометру производится через отверстия из кольцевых камер или через отверстие с обеих сторон диафрагмы.

Для измерения расхода пара на импульсных трубках к дифманометру устанавливают уравнительные (конденсационные) сосуды, предназначен­ные для поддержания постоянства уровней конденсата в обеих линиях. При измерении расхода газа дифманометр следует устанавливать выше сужаю­щего устройства, чтобы конденсат, образовавшийся в импульсных трубках, мог стекать в трубопровод, а импульсные трубки по всей длине должны иметь уклон к газопроводу (трубопроводу) и подключаться к верхней по­ловине шайбы. Расчет диафрагм и монтаж на трубопроводах производят в соответствии с правилами [18].

5. Газоанализаторы предназначены для контроля полноты сгорания топлива, избытка воздуха и определения в продуктах сгорания объемной доли углекислого газа, кислорода, окиси углерода, водорода, метана. По принципу действия газоанализаторы делятся на:

• химические (ГХП, Орса, ВТИ), основанные на последовательном по­глощении газов, входящих в состав анализируемой пробы - для измерения содержания О2, СО2, СО, Н2, СН4;

• физические - работающие по принципу измерения физических па­раметров (плотности газа и воздуха, их теплопроводности), в частности переносной однокомпонентный газоанализатор КМ 82 - прибор для изме­рения концентрации МОх;

• хроматографические - основанные на адсорбции (поглощении) компонентов газовой смеси определенным адсорбентом (активированным углем) и последовательной десорбции (выделении) их при прохождении колонки с адсорбентом газом.

Термографическое обследование проводится с помощью автоматиче­ских приборов (или самописцев) для регистрации аналоговых, цифровых и других входных сигналов от датчиков, на которых фиксируются в течение определенного или длительного времени (минут, часов, суток, периода об­работки) отдельные параметры: температура, расход или давление тепло­носителя, влажность, содержание газов или его компонентов. Термографи­ческое обследование обеспечивает накопление, хранение и обработку па­раметров и может включать в себя адаптеры и преобразователи интерфейса RS-232/RS-485. Термографическое обследование обеспечивает также су - первизорный контроль на дисплее ЭВМ программами типа ОРМ (OWEN PROCESS MANAGER) или SCADA-система (Supervisory, Control and Data Acquisition).