+7 (499) 500-02-16

+7 (499) 500-02-17

г.Москва, ул.Водников, д.2, стр.4

К вопросу о цене наших заблуждений

02 Октября 2009

Технический директор ЗАО "ЭСКО 3Э" Милейковский Ю.С.

Казалось бы проблема коммерческого учета тепловой энергии (теплоты) – это узкоспециализированная область человеческой деятельности. На самом деле экономически целесообразная политика в данном направлении затрагивает непосредственные финансовые интересы каждого гражданина нашей далеко не субтропической страны, поскольку все мы вольно или не вольно являемся потребителями тепловой энергии (теплоты). В СССР учет тепла осуществлялся на теплогенерирующих источниках штатными приборами. Отпущенное источником тепло расчетным методом распределялось между потребителями. В рамках господствующей идеологии теплота холодной воды, как общенародное достояние изымалось из расчета. Смена экономической формации и бурное развитие рыночных отношений в России привело к массовому распространению узлов учета тепловой энергии у потребителя. Последнее нашло свое законодательное отражение в «Правилах учета тепловой энергии и теплоносителя». Несомненно, указанный нормативный документ сыграл свою положительную роль. Однако, в настоящее время «Правила» используются в качестве тормоза для внедрения полноценного приборного учета, поскольку не позволяют теплосчетчику проводить полный расчет отпущенной энергии. Логика аналитических выражений «Правил» утверждает о несоответствии температуры холодной воды на вводе узла учета потребителя и источника теплоты. Отсюда вывод о принципиальной невозможности полноценного приборного учета. На самом деле механическое перенесение архаичных методов учета тепловой энергии в принципиально другие условия измерений привело к непредсказуемому искажению объективной реальности с отягощающими последствиями. И тому причина банальные свойства балансовых уравнений, о которых позабыли вспомнить. Что бы эта истина стала очевидной даже для непосвященных в специфику вопроса, я попытаюсь наглядно проиллюстрировать сказанное на конкретном примере.

СХЕМА ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ КОММЕРЧЕСКОГО УЗЛА УЧЕТА ОТКРЫТОЙ СИСТЕМЫ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ

Ниже приведена принципиальная схема узла учета открытой системы теплоснабжения, которая, к сожалению, достаточно широко применяется на территории РФ.

M1, M2, Mг.в, Mу –массовый расход теплоносителя соответственно: на подающем и обратном трубопроводе, на горячее водоснабжение и несанкционированных потерь, т/ч.

h1, h2, hу, hх.в –энтальпия («теплосодержание») теплоносителя соответственно: на подающем и обратном трубопроводе, несанкционированных потерь и холодной воды, ккал/кг.

 , Гкал (1)

 , Гкал (2)

где  , т/ч;

Второй и третий члены указанных формул содержат энтальпии холодной воды, т.е вычитают природное тепло воды в соответствии с действующими «Правилами».

Промоделируем ситуацию. Предположим нам известно, что подпитка объединенной теплосети городских котельных в зимнее время осуществляется переменной комбинацией из двух типов водозабора: скважины с температурой 12°С и водоема с температурой 4°С. Ситуация с подпиткой в городских теплосетях представлена в таблице 1.

ТАБЛИЦА 1

времяобщая масса подпитки Мх.вэнтальпия подпитки hх.в, ккал/кг
800-16002000012
1600-2400100006
000-80010004
Сумма, т31000-
Средневзвешенная энтальпия за сутки, 9.8
Среднеарифметическая энтальпия за сутки, 7.3

Ситуация потребления тепловой энергии на единичном объекте при , т представлена в таблице 2.

ТАБЛИЦА2

времяНакопленные массы,ТСредневзвешенные энтальпии, ккал/кг
 М1М2М3-h1h2
800-160070030020-6040
1600-240080040020-7045
000-8004808020-7550
Сумма масс за сутки, 198078060Средневзвешенное значение, 67.745
    Среднеарифметическое значение , 68.345

где 

Представим, что «идеальный» теплосчетчик узла учета каким-то образом умудряется измерять реальную энтальпию подпиточной (холодной) воды и проводит полный расчет по формуле (1).

 Гкал;


 Гкал;


 Гкал;

Суточный отпуск тепловой энергии на основе прямых измерений идеальноготеплосчетчика составляет:

 Гкал;

Поскольку по логике «Правил» теплосчетчик не может измерить истинного значения температуры холодной воды, ему предоставляют возможность считать только первую составляющую уравнений (1) и (2) –в обиходе, так называемая схема «Р-подачи». От него также требуют накапливать в архив массы и средние значения температур теплоносителя по всем каналам измерений. Остальную часть рассчитывает соответствующая служба теплоснабжающей организации по распечаткам архивных данных теплосчетчика и данным о среднесуточной температуре холодной воды на источнике тепла. В этом случае уравнения (1) и (2) принимают вид уравнений (1.1) и (1.2), которые приведены ниже. Суточное значение отпущенной тепловой энергии по указанному объекту приборно-расчетным методом рассчитываем по формуле (1.1).

 , Гкал; (1.1)

 ,Гкал;

То же по алгоритму (2.1) дает результат:

 Гкал; (2.1)

 Гкал;

При использовании среднеарифметических значений энтальпий в расчетных частях уравнений (1.1) и (2.1) получают:

 Гкал;

 Гкал;

Для наглядности сведем результаты расчетов в нижеприведенную таблицу 3.

ТАБЛИЦА 3

#Наименование позицииРезультаты расчетов, ГкалМетодическая погрешность, %
1Результат приборного учета идеального теплосчетчика75.940.0
2Результат приборно-расчетного метода по алгоритму (1.1) с применением средневзвешенных значений энтальпий.75.57-0.5
3Результат приборно-расчетного метода по алгоритму (2.1) с применением средневзвешенных значений энтальпий.75.24-0.9
4Результат приборно-расчетного метода по алгоритму (1.1) с применением среднеарифметических значений энтальпий.77.67+2.3
5Результат приборно-расчетного метода по алгоритму (2.1) с применением среднеарифметических значений энтальпий.77.84+2.5

Для исключения упреков в надуманности я привел пример рядовой эксплуатационной ситуации. Можно показать еще десятки реальных комбинаций, когда методические погрешности расчетов, меняют свои знаки и численные значения от нуля до ±5 % в зависимости от рассматриваемых ситуаций и математического алгоритма используемых уравнений.

Приведенный пример только иллюстрирует второе (отнюдь не последнее) фундаментальное свойство балансовых уравнений. Сформулирую его: «Для получения корректного результата, значения членов балансового уравнения должны быть получены в одинаковых условиях, по единому алгоритму и за одинаковые промежутки времени».

Архив теплосчетчика, который первоначально был задуман для оценки эксплуатационной ситуации на объекте, превращен, по сути, в средство, подлежащее метрологическому освидетельствованию. Если быть последовательным, то необходимо освидетельствовать и методики приборно-расчетного метода, применяемые продавцами тепла. Но провести подобные мероприятия, а тем более контролировать их корректное исполнение практически не представляется возможным. С одной стороны, тысячи людей задействованы на обработке архивов теплосчетчика. При этом, масса дополнительных и отнюдь не дешевых устройств навешивается на теплосчетчик для распечатки архива или передачи его в электронном виде по требуемому адресу. С другой стороны колоссальные ресурсы средств измерений (до 60%) отвлекаются от своих прямых задач на вычисление, обработку и хранение малоценных физических величин определяемых по формулам (3),(4) и (5). При этом существенно (почти в 2 раза) и нецелесообразно увеличивается стоимость энергосберегающих мероприятий в целом только для того, чтобы результаты проведенных измерений и расчетов в последующем были обременены дополнительной погрешностью.

Подобное положение объективно не выгодно ни продавцам, ни потребителям тепловой энергии. Этот «гордиев узел» технически разрубается очень просто. Надо перестать учитывать энтальпию холодной воды в формулах расчета тепловой энергии и полностью переходить на приборный учет. В конечном итоге, какое потребителю дело, откуда теплоснабжающая организация берет тепло. Потребителя интересует только его стоимость. Учет тепла исходной воды, на самом деле, - это внутреннее дело теплоснабжающей организации для оценки эффективности сжигания топлива в теплогенерирующих установках. Удивительней всего, что есть соответствующий опыт промышленно развитых стран, к которому мы с непонятным упорством не хотим обращаться. И это, к сожалению, один из элементов нецелесообразной экономической политики. На самом деле в энергетике целый букет действительных проблем, куда можно направить высвободившиеся финансовые и людские резервы. Если говорить об учете, то центральной проблемой является точность измерений теплосчетчиков в реальных условиях эксплуатации. Не решая эту проблему, мы весь учет можем превратить в очередную банальную профанацию. Обратите внимание на разные погрешности алгоритмов расчета в таблице 3. Это тоже не случайность, а большая тема для серьезного разговора.


← Назад к списку статей