Оптимизация используемых энергоносителей и внедрение энерго- и ресурсосберегающих технологий способны более эффективно удовлетворить потребности предприятий в энергии, чем строительство новых мощностей для тех же целей. Внедрение системы автоматизированного тотального мониторинга потребления электроэнергии как компонента системы энергоменеджмента может стать эффективным решением этой задачи.
Обрабатывающая промышленность является крупнейшим конечным потребителем в России, на ее долю приходится около 30% всего конечного потребления энергии. Энергосбережение как способ обеспечения растущей потребности в энергии и энергоносителях, по разным оценкам, в 2–5 раз выгоднее, чем строительство новых мощностей по производству тепловой и электрической энергии для тех же целей.

Автоматизированная система учета электроэнергии

Как правило, высокие энергозатраты производства предприятия, увеличивающие энергоемкость продукции, связаны со следующими причинами:

• завышенная или заниженная загрузка основного технологического оборудования;
• нарушение технологических регламентов производства;
• несоответствие климатических условий внутри производственных помещений;
• несоблюдение требований к организации и порядку проведения работ по испытаниям;
• наличие ошибок в результатах оценки энергоемкости продукции;
• неиспользованный потенциал вторичных энергоресурсов.

Таким образом, перед каждым предприятием стоит необходимость поиска наиболее рациональных и экономически выгодных методов повышения энергоэффективности производства. Однако проблематика энергозатрат у каждого предприятия имеет свои особенности и может потребовать нестандартных подходов, учитывающих современные реалии развития энергопотребления.

Технические системы учета электроэнергии

В статье представлен опыт создания автоматизированной системы энергоменеджмента (системы учета потребления электроэнергии) НПФ «КРУГ» в рамках работ по цифровизации промышленного предприятия. Все автоматизированные системы выполняют следующие функции:

• автоматический сбор данных о приращениях электроэнергии с заданной дискретностью учета;
• автоматический расчет с установленным интервалом усреднения выработанной электроэнергии по каждому присоединению и отпущенной энергии в сети;
• автоматический расчет с установленным интервалом усреднения фактического и допустимого небаланса по станции (подстанции), по системам шин, потерь в трансформаторных подстанциях;
• автоматическое формирование ведомости суточного учета электроэнергии и акта баланса за месяц, квартал, год по станции в целом и по отдельным группам (присоединениям);
• автоматическая передача данных в смежные системы (ERP, MES и др.), например, для расчета технико-экономических показателей производства.

Все автоматизированные системы отличаются комплексностью, где все уровни системы от узла учета до АРМ энергоучета объединены в единое информационное пространство, что обеспечивает как горизонтальную интеграцию между отдельными локальными подсистемами, так и вертикальную интеграцию с вышестоящими системами сбора и обработки информации, например, с ЕRP- и МЕS-системами предприятия. Другая важная характеристика – модульность. Система строится в виде набора взаимосвязанных, но относительно независимых компонентов, устанавливаемых поэтапно. Проектирование осуществляется таким образом, чтобы внедрение системы позволяло реализовывать ее по частям (поэтапно) без остановки уже действующей части системы.

Также система предусматривает масштабирование (расширение) применительно к уже реализованной ее части и тиражирование отдельных ее сегментов (подсистем), что обуславливает возможность поэтапного подключения к системе объектов 1-й, 2-й, 3-й и последующих очередей. Использование открытых технологий обеспечивает возможность интеграциии управляемой согласованной работы в системе с широкой номенклатурой контрольно-измерительных приборов и приборов учета ведущих производителей.

Автоматическая система контроля учета электроэнергии

В качестве примера можно рассмотреть решение повышения энергоэффективности производства для фанерно-мебельного комбината по объемам производства фанеры и древесно-стружечных плит, входящего в пятерку крупнейших предприятий деревообрабатывающей отрасли России. Деревопереработка – энергоемкая технология. Производство качественного пиломатериала требует глубокой переработки древесины и, что особенно важно, качественной сушки пиломатериалов. Затраты на энергоносители зависят от степени обработки. На тонну ДСП (с плотностью от 0,66 до 0,70 г/см3) уходит от 3 до 7 ГДж, при этом почти 60% этой энергии тратится на сушку стружки, 20% — на горячую прессовку.

Затраты энергии на производство фанеры могут разниться в два раза (в зависимости от вида дерева и конкретного производственного процесса): от 7 до 15 ГДж/т, при этом, опять же, 60% тратится на сушку, 10% – на прессовку. Все более популярная в коммерческом строительстве клееная древесина производится с расходом от 5 до 12 ГДж на 1 т. Нормирование удельных расходов энергии на деревообрабатывающих предприятиях строится в соответствии с учетом, с одной стороны, отдельных операций и процессов по видам производимой продукции, с другой – отдельных участков производства (агрегаты, цехи, предприятие в целом).

Функции системы учета электроэнергии

Для достижения поставленной цели автоматизированная система оперативно контролирует потребляемую мощность по каждой единице оборудования и другим электропотребителям (всего 156 ед.), осуществляет оперативный учет по группам потребителей, предоставляет информацию, необходимую для контроля соблюдения установленных электропотребления для подразделений и цехов. Также к функциям системы относится выдача достоверной и оперативной информации, необходимой для контроля отклонений фактического удельного потребления на единицу продукции от нормативного. Система оперативно контролирует реактивные мощности, обеспечивает информацией, необходимой для выбора и изменения схемы электроснабжения пред приятия для минимизации потерь электроэнергии.

Внедрение АИИС ТУЭ подстанций предприятия обеспечило:

• Оптимизацию ряда технологических процессов и ликвидацию необоснованных потерь электроэнергии на фанерно-мебельном производстве.
• Возможность проведения анализа потребления электроэнергии различными производственными участками на различных интервалах времени, необходимого для расчета фактического и допустимого небалансов электропотребления по цехам и предприятию в целом.
• Предоставление информации, необходимой для установления лимитов электропотребления по подразделениям и цехам предприятия, за счет автоматического ведения ведомостей учета электроэнергии.
• Существенное уменьшение затрат на ремонт и замену оборудования благодаря оперативному мониторингу нагрузки и режимов потребления электроэнергии.
• Уменьшение затрат, связанных с процедурами съема показаний счетчиков (ручной сбор заменен на автоматический).

Ознакомиться с полной версией материала и другими публикациями вы можете, оформив подписку на журнал «Лин-технологии. Бережливое производство» ИД «ПАНОРАМА».