Сейчас цены на электроэнергию в России значительно ниже цен в развитых европейских странах. В основном это происходит из‑за разницы в цене на энергоносители, в частности на газ. До бесконечности так продолжаться не может. В нефтегазовой отрасли накапливаются системные проблемы. Например, уменьшились объемы геологоразведочных работ, которые могут привести к тяжелым последствиям. Для развития энергетики нужна стабильность, долговременная тарифная политика, это позволит рассчитывать реальные бизнес‑планы.
Нужны более понятные и эффективные меры уже сегодня. И наиболее прогрессивные руководители предприятий тепло‑ и водоснабжения в ЖКХ уже сделали единственно правильный выбор: борьба за энерго‑ и ресурсосбережение.
На сегодняшний день львиную долю стоимости подаваемой воды составляют затраты на электроэнергию. Однако ни для кого не секрет, что после прохождения типичным российским предприятием энергоаудита оказывается, что от 30 до 50 % энергии тратится на «воздух».
В настоящее время для поддержания заданных значений рабочих параметров на объектах ЖКХ, в силу сложившихся традиций, регулирование производительности насосов и воздуходувок производится тремя методами:
1. Дросселирование, или, другими словами, ограничение потока жидкости путем перекрытия просвета трубопровода задвижками, заслонками или иными механическими (электромеханическими устройствами).
2.Старт‑стопное каскадное регулирование подачи группы насосов, или, другими словами, регулирование подачи за счет подключения или отключения дополнительных насосов, включенных параллельно в напорный трубопровод.
3. Старт‑стопное регулирование одним насосом с введением накопительных емкостей и создания необходимой подачи за их счет.
В отношении всех вышеупомянутых способов регулирования не возникает никаких иллюзий, что это уже «вчерашний день»: энергия воды, давящей на механическую преграду в трубопроводе, расходуется «впустую»; заслонки и задвижки быстро разрушаются механически от циклов закрытия‑открытия. Выставить определенную подачу практически невозможно вследствие грубости механической системы и неадекватности ее реакции на управляющее воздействие, а также нелинейной зависимости подачи от сужения трубопровода.
Каким же образом можно регулировать расход, не прибегая к этим способам? Серьезной альтернативой является частотный метод регулирования производительности агрегатов.
Современный преобразователь частоты (ПЧ) – это мало‑ габаритное устройство (меньше чем аналогичный по мощности асинхронный двигатель) на сов‑ ременной полупроводниковой базе, управляемое встроенным микропроцессором. Он может не только изменять частоту вращения двигателя, но и отслеживать его исправность. ПЧ легко сопрягается с любой системой управления технологическим процессом, его программирование просто и интуитивно понятно (конечно, в большой мере в зависимости от производителя), обслуживание не представляет особой сложности.
Соединив ПЧ с расходомером или датчиком давления, можно получить в результате систему, которая будет поддерживать заданный параметр с точностью до долей процента. Причем в этом случае сети избавлены от нежелательных явлений, связанных с прямым пуском двигателя насоса от сети, как при старт‑стопном регулировании, – отсутствуют броски напряжения, гидравлические удары, нет разрушения обмоток двигателя от рывков, пуск происходит плавно. Самое главное – двигатель получает ровно столько энергии, сколько ему необходимо для обеспечения технологического процесса, а значит, идет прямая экономия электроэнергии, по сравнению с любым рассмотренным выше способом регулирования.
Полученные на объектах водоканалов Ленинградской области сравнительные характеристики энергосбережения при различных способах регулирования представлены на рисунке 1.
а) б)
Рис 1. Изменение потребления мощности насосов (воздуходувок) при регулировании: а) с помощью задвижек (шиберов) б) с использованием ПЧ (частотное регулирование)
Анализируя представленные графики, можно сделать вывод, что один насос, работающий от сети в номинале (т. е. дающий номинальный расход при номинальном давлении), будет потреблять в два раза больше, чем два насоса, работающие по принципу частотного регулирования, которые в суммарных усилиях дают тот же номинальный расход при том же давлении.
Наиболее простой вариант использования преобразователя частоты, когда одним преобразователем управляется один электродвигатель в зависимости от заданных параметров (например, давления воды в водоводе) и получаемой от датчика информации.
Расчеты показывают, что только экономия электроэнергии зачастую позволяет окупить затраты на установку ПЧ менее чем за 1 год и далее приносить прибыль.
Так, на многих предприятиях водо‑ и теплоснабжения городов Ленинградской области установка ПЧ позволила снизить потребление электроэнергии на 35‑40% в совокупности с другими – аспектами ресурсосбережения.
Выбор технических специалистов пал на современную западную технику– векторные преобразователи частоты серии pDRIVE производства австрийской фирмы Elin EBG Elektronik. Выбор был не случаен, так как техника оказалась высоконадежной, эргономичной, простой в освоении (полностью русифицированный 4‑строчный дисплей), а главное – дешевле, чем большинство образцов подобной техники, даже (как это ни странно) производимых в России.
В сельских поселках области, где еще эксплуатируются водонапорные башни (ВНБ), большой проблемой стал их ремонт или замена. Башни проржавели, текут, затапливая машинный зал. Нередки такие картины, как на рис. 2.
По оценке главного инженера ООО «Водоканал» г. Лодейное Поле Ленинградской области г‑на Ш. Ганиева, полная замена такой аварийной ВНБ могла обойтись более 700 тыс. рублей. Решение этой проблемы с использованием ПЧ обошлось в 52 тыс. рублей.
Опыт использования ПЧ показывает, что на объектах, где расположены несколько электроприводов, работающих во взаимосвязанном режиме, целесообразно рассмотреть установку ПЧ в комплекте с системой управления – так называемую станцию управления электроприводами. Это – уже следующий этап развития автоматизации на объектах ЖКХ, который в идеале должен вырастать в единую связанную автоматизированную систему управления технологическими процессами на предприятии ЖКХ.
По оценкам специалистов, автоматизация технологических процессов в энергетике и коммунальном хозяйстве городов может обеспечить работу оборудования в оптимальном режиме и реальную экономию энергоресурсов (см. табл.).
|
Электрическая энергия |
до 50 – 80% |
|
Тепловая энергия |
до 40 – 50% |
|
Вода |
до 15 – 20% |
|
Увеличение межремонтного периода |
в 1,5 – 2,0 раза |
Важнейшим направлением в политике энергосбережения является создание механизмов экономического стимулирования энергосбережения, как потребителей, так и производителей энергоресурсов. Это должно способствовать не только использованию внутренних резервов предприятий и организаций, но и притоку внешних инвестиций, при‑ влечению на взаимовыгодных условиях заинтересованных источников финансирования. Все это позволит вывести энер‑ госбережение в ЖКХ на новый уровень.
Упование некоторых аналитиков на то, что проблема разрешится установлением рыночных цен на энергоресурсы, – не выдерживает критики. Вслед за повышением тарифов будут расти цены на оборудование, на услуги, значимость цены на энергоресурсы в структуре цен будет сглаживаться общим ростом цен и инфляцией. Сегодня цены на электроэнергию в России значительно ниже цен в развитых европейских странах и в основном за счет разницы в цене на энергоносители, в частности на газ. До бесконечности так продолжаться не может. В нефтегазовой отрасли накапливаются системные проблемы, например уменьшились объемы геологоразведочных работ, которые могут привести к тяжелым последствиям. Для развития энергетики нужна стабильность, долговременная тарифная политика, это позволит рассчитывать реальные бизнес‑планы.Комитет по энергетическому комплексу и ЖКХ Ленинградской области, понимая важность задачи энергосбережения, разрабатывает масштабную программу энергосбережения на объектах ЖКХ. При этом, по мнению руководителей предприятий водо‑ и теплоснабжения, властные структуры должны помочь предприятиям использовать сэкономленные при энергосбережении средства на модернизацию технологического оборудования без повышения тарифов.
К.т.н. Алексей ШИНДЯПИН