Совершенствование метода контроля и учёта качества отопления в городском хозяйстве 05. 11. 13 «Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий» icon

Совершенствование метода контроля и учёта качества отопления в городском хозяйстве 05. 11. 13 «Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий»


Смотрите также:
Электрофизические методы неразрушающего контроля и формирования металлодиэлектрических структур...
Методы контроля и диагностики эксплуатационных свойств смазочных масел по параметрам...
Паспорт специальности 05. 11. 13 Приборы и методы контроля природной среды, веществ...
Федеральное агентство железнодорожного транспорта...
Совершенствование и автоматизация подготовки проб к химическому анализу при чрезвычайных...
Метод контроля модуля упругости бетона и площади рабочей арматуры в железобетонных балках 05. 11...
Система сбора и представления информации о качестве изготовления кабельного изделия...
Система сбора и представления информации о качестве изготовления кабельного изделия...
Совершенствование прибора и метода анализа гранулометрического состава порошков на основе...
Резистивный метод и устройство контроля электрических параметров жидких смазочных материалов 05...
Повышение эффективности управления импульсными невзрывными источниками «Енисей» при...
Методическое, алгоритмическое и программное обеспечение регистрации и анализа дефектограмм при...



Загрузка...
скачать
На правах рукописи


МУХАМЕДШАРИПОВ ФАИЛЬ РАМИЛЬЕВИЧ


СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДА КОНТРОЛЯ

И УЧЁТА КАЧЕСТВА ОТОПЛЕНИЯ

В ГОРОДСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ


05.11.13 «Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий»


Автореферат

диссертации на соискание учёной степени

кандидата технических наук


Москва – 2010

Работа выполнена в Московском государственном университете инженерной экологии на кафедре «Мониторинг и автоматизированные системы контроля».


Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Латышенко Константин Павлович


Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Беляев Юрий Иванович,

кандидат технических наук

Ларин Андрей Николаевич


Ведущая организация: ОАО «Академия коммунального хозяйства им. К.Д. Памфилова», г. Москва


Защита состоится 24 июня 2010 г. в 1500 часов на заседании диссертационного совета Д 212.145.02 Московского государственного университета инженерной экологии по адресу: 105066, г. Москва, ул. Старая Басманная, д. 21/4, аудитория В-23.


С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного университета инженерной экологии.


Автореферат разослан ___ мая 2010 г.


Учёный секретарь

диссертационного совета

к.т.н., доцент Мокрова Н.В.

^ ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Не вызывает сомнения необходимость рационального использования и экономного расходования природных ресурсов (в том числе энергосбережение) в сочетании с эффективным снижением отрицательного воздействия на
окружающую природную среду. Совершенствование управления в области централизованного теплоснабжения способствует обеспечению экологической, энергетической и экономической безопасности России, росту её благосостояния.

Основополагающая роль в энергосбережении отводится
теплосчётчикам. Управление теплоснабжением невозможно без достоверных данных измерений отпущенной и принятой тепловой энергии, чётких алгоритмов обработки этих данных, т.е. учёта тепловой энергии. При этом первостепенная роль должна уделяться качеству тепловой энергии и соблюдению режима её потребления.

В связи с ростом тарифов на услуги теплоснабжения и
постепенным переходом на стопроцентную оплату услуг
жилищно-коммунального хозяйства всё более актуальной
становится задача контроля качества этих услуг, и, соответственно, осуществление перерасчётов при предоставлении услуг несоответствующего качества (перетопах и недотопах).

Исследования проводились в соответствии с Основными
положениями государственной стратегии РФ по охране окружающей среды и обеспечению устойчивого развития, федеральной целевой программой «Жилище» на 2002–2010 годы (подпрограмма «Модернизация объектов коммунальной инфраструктуры»), Энергетической стратегией России на период до 2030 года, Концепцией технической политики в электроэнергетике России на период до 2030 года и городской целевой
программой г. Москвы «Электронная Москва».

Задача контроля и учёта качества отопления является чрезвычайно актуальной задачей, решение которой даёт социальный, экономический и экологический эффект.

Вопросам повышения качества теплоснабжения посвящены работы Соколова Е.Я., Богословского В.Н., Сканави А.Н., Авдолимова Е.М., Манюка В.И., Великанова В.П. и др.; измерениям и учёту энергоресурсов – Кремлёвского П.П., Лачкова В.И.,
Лупея А.Г., Фудима Я.Г., Новицкого П.В., Патрикеева В.Г.,
Ларина А.Н., Милейковского Ю.С., Каргапольцева В.П.,
Вельта И.Д., Ливчака В.И., Рябинкина А.И., Бурдунина М.Н., Шинелёва А.А., Кузника И.В., Осипова Ю.Н., Данилова А.А., Широкова А.В., Вербицкого А.С., Анисимова Д.Л. и др.

Предмет исследования – система теплоснабжения зданий, объект исследования – методы контроля и учёта качества отопления в системах теплоснабжения зданий.

^ Цель работы. Целью настоящей работы является решение научно-технической задачи совершенствования метода контроля и учёта качества отопления, заключающегося в анализе измерительной информации в техническом (технологическом), экономическом и экологическом аспектах, и реализация на этой
основе автоматизации учёта качества отопления.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

– выделить определяющий показатель качества отопления, предложить рекомендации по выбору его базового значения и по усовершенствованию методики учёта качества при взаиморасчётах за отопление;

– предложить универсальные показатели, характеризующие
качество отопления и позволяющие сравнивать работу различных систем (в том числе до и после проведения мероприятий по повышению качества или энергосбережению);

– предложить показатель, характеризующий уровень рационального и экономного расходования ресурсов вместе со степенью воздействия на окружающую природную среду;

– разработать математические модели погрешностей определения предложенных показателей;

– разработать алгоритм контроля и учёта качества отопления с использованием предложенных показателей и реализовать на этой основе автоматизацию учёта качества отопления.

^ Методы исследований. Для решения поставленных задач были использованы методы законодательной и прикладной (практической) метрологии, квалиметрии и системного анализа, а также методы математического моделирования.

^ Научная новизна. Научную новизну составляют:

– разработанные показатели, характеризующие качество
отопления, уровень рационального и экономного расходования ресурсов вместе со степенью воздействия на окружающую природную среду, позволяющие сравнивать работу различных систем и отличающиеся более глубоким учётом понятия качества и уточняющие целевую функцию;

– математические модели погрешностей показателей качества отопления;

– алгоритм контроля и учёта качества отопления с использованием предложенных показателей.

^ Практическая значимость. Результаты теоретических и экспериментальных исследований позволили:

– усовершенствовать методику учёта качества отопления при взаимных расчётах с теплоснабжающей организацией;

– предложить показатели «уровень эффективности отопления» и «потенциал энергосбережения», характеризующие качество работы систем отопления и позволяющие сопоставить работу различных систем (в том числе до и после проведения мероприятий по повышению качества отопления и энергосбережению);

– рекомендовать использовать показатель «уровень эффективности отопления» для комплексной оценки уровня рационального и экономного расходования ресурсов вместе с воз­действием на окружающую природную среду;

– разработать алгоритм контроля и учёта качества отопления с использованием предложенных показателей;

– разработать автоматизированную базу данных измерений термодинамических параметров теплоносителя, обеспечивающую комплексный анализ качества отопления и диспетчеризацию данных.

С помощью усовершенствованного метода контроля и учёта качества отопления оценено реальное состояние теплоснабжения жилого района города и намечены пути его улучшения. Он применим для закрытых систем теплоснабжения с качественным регулированием независимо от:

– степени централизации, в том числе и для индивидуальных тепловых пунктов;

– вида теплоносителя (с некоторыми изменениями);

– тепловой нагрузки (для различных объектов, от крупных потребителей тепловой энергии до отдельных помещений).

Предложенные алгоритмы и реализованные на их базе методики являются инструментом повышения качества теплоснабжения. При разработке и внедрении системы менеджмента качества они могут стать одним из её элементов. Кроме того, они могут быть интегрированы в состав существующих автоматизированных систем коммерческого учёта энергоресурсов (АСКУЭ).

^ Реализация результатов. Результаты теоретических и экспериментальных исследований внедрены в ГУП Управляющая компания «Преображенское» (г. Москва), ГУ «Инженерная служба района Преображенское» (г. Москва) и др. Методика контроля и учёта качества отопления интегрирована в АСКУЭ «ГИС ТБН Энерго».

Методика оценки качества тепловой энергии внедрена в учебный процесс и используется при чтении лекций и выполнении домашнего задания по дисциплинам «Системы мониторинга объектов городского хозяйства», «Методы и приборы контроля городского хозяйства» и др.

^ Апробация и публикации. По теме диссертационной
работы опубликовано пятнадцать печатных работ, в том числе две в журналах, рекомендованных ВАК.

Результаты работы докладывались и обсуждались на конференциях: Метрологическое обеспечение измерительных систем (Пенза, 2005 г.), Коммерческий учёт энергоносителей (СПб., 2005, 2006 гг.), Молодёжь стран СНГ и интеграционные
процессы (М., 2007 г.), Экологические проблемы индустриальных мегаполисов (М., 2007 г.), Химия в строительных материалах и материаловедение в ХХ веке (Шымкент, 2008 г.), молодых учёных МГУИЭ (М., 2007, 2008, 2009 гг.), Экологи­ческие системы, приборы и чистые технологии (М., 2010 г.).

На основе методики контроля и учёта качества отопления предложена методика поддержания заданной температуры в
помещении путём применения экономических механизмов, удостоенная золотой медали в номинации «За разработку методик» на IV Международной выставке-конференции «Аналитические методы и приборы в пищевой промышленности» в 2006 году.

^ Структура и объём работы. Диссертационная работа
состоит из введения, четырёх глав, заключения, списка использованных источников и пяти приложений. Работа изложена на 183 страницах машинописного текста, содержит 14 таблиц и 37 рисунков. Список использованных источников включает 189 наименований.

^ ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении приведено обоснование актуальности темы диссертационного исследования, сформулированы цель и задачи исследований, отмечены научная новизна и практическая
значимость результатов работы.

^ В первой главе дана характеристика систем централизованного теплоснабжения. Приведены классификация систем теплоснабжения, виды нагрузок, методы и способы регулирования отпуска теплоты. Приведена краткая характеристика системы теплоснабжения зданий района Преображенское г. Москвы.

Рассмотрены направления деятельности по охране окружающей среды, включающие рациональное и экономное расходование природных ресурсов (в том числе энергосбережение), а также снижение отрицательного воздействия на неё.

Представлены результаты анализа современного состояния нормативной базы в области энергосбережения, контроля качества тепловой энергии и режима её потребления. Приведены технические решения и мероприятия по энергосбережению,
дана оценка их потенциала. Описаны правовые, административные и экономические меры, стимулирующие эффективное
использование ресурсов.

Показаны результаты анализа требований к измерению и учёту тепловой энергии. Рассмотрены основные проблемы
измерений и метрологического обеспечения. Описаны критерии выбора теплосчётчиков (тахометрических, электромагнитных, ультразвуковых, вихревых, переменного перепада давления и др.) и их функции, в том числе рассмотрено понятие «нештатная ситуация в работе теплосчётчика». Приведено отличие понятий «измерение» и «учёт».

^ Во второй главе при оценке качества отопления использован дифференциальный метод оценки качества, так как можно выделить определяющий показатель качества – количество
теплоты (ранее контролировали температуру теплоносителя). Важнейшей задачей при оценке качества является выбор базо­вого значения показателя качества, которое может быть определено с помощью:

– тепловой нагрузки на отопление (по проектным или паспортным данным);

– норматива отопления (расхода количества теплоты на 1 м2 площади помещений, рассчитанного для конкретного региона или здания с учётом материала стен и крыши, объёма жилых помещений, площади ограждающих конструкций и окон, износа внутридомовых инженерных коммуникаций и оборудования);

– нормируемого удельного расхода (расхода количества теплоты на 1 м2 площади помещений, рассчитанного от года постройки, количества этажей и расчётной температуры наружного воздуха).

Наиболее точные данные могут быть получены при использовании тепловых нагрузок, определённых в ходе энергетических обследований (аудитов) зданий и отражённых в энергетических паспортах зданий (помещений).

Методическими рекомендациями по регулированию отношений между энергоснабжающей организацией и потребителями (далее – Рекомендации) установлено, что при нарушении показателей качества тепловой энергии применяются скидки и надбавки к тарифам на тепловую энергию, а за энергоснабжающей организацией закреплено право предъявить абоненту экономические санкции за ненадлежащее выполнение условий договора (режима потребления тепловой энергии). Однако не указано, как именно определить санкции к поставщику и потребителю. Для этого целесообразно использовать Правила пользования тепловой энергией (далее – Правила), которые в настоящее время могут применяться как обычаи делового оборота.

Превышение фактического количества теплоты Qфакт над базовым Qбаз называют перетопом, обратную ситуацию – недотопом. При Qфакт < Qбаз и поддержании теплоснабжающей организацией базовых значений расхода и температуры теплоносителя вина возлагается на потребителя (недоиспользование тепловой энергии); при несоответствии расхода или температуры теплоносителя – на теплоснабжающую организацию (недоотпуск). Крайним случаем недотопа является отсутствие отопления, которое может быть виной как теплоснабжающей организации, так и потребителя. Возможные ситуации представлены на рис. 1.

В соответствии с Правилами величины «снятия» за перетоп , недоотпуск , неотпущенную энергию и «надбавки» за недоиспользованную энергию определяют по формулам:




,

(1)




,

(2)




,

(3)




.

(4)

Скорректированное количество теплоты Qскор (фактически количество теплоты к оплате с учётом санкций к поставщику) определяют по формуле:




.

(5)





Рис. 1. Соотношение фактического и базового количества
теплоты


Итоговая величина количества теплоты Qитог (выставляемая теплоснабжающей организацией потребителю к оплате):




.

(6)

Кроме этого предложены рекомендации по совершенствованию учёта качества отопления при взаиморасчётах (расчёт санкций за перетоп с учётом затрат на его устранение, дифференцированный размер санкций за недоотпуск).

Критерием эффективности с учётом качества отопления является минимальное значение отклонения фактического количества теплоты от базового. Предлагается ввести безразмерную величину – уровень эффективности отопления Э, при величине перетопа равный (в других случаях – по аналогии):




.

(7)

В зависимости от целей оценки в формулу могут быть
введены коэффициенты значимости перетопа, недоотпуска или недоиспользования энергии. Чем ближе уровень эффективности к единице, тем эффективнее работает система отопления. Отрицательное значение свидетельствует о крайней неэффективности и необходимости срочного принятия мер.

В табл. 1 представлены математические модели погрешностей определения Э.

Таблица 1 – Погрешность определения Э



Средний уровень эффективности отопления за рассматриваемый период Эср равен:




.

(8)

Уровень эффективности может быть использован как для оценки изменения качества отопления здания (помещения) в разные периоды времени (до и после мероприятий по энергосбережению), так и для сопоставления качества отопления различных объектов (помещений, зданий, районов и более крупных объектов), т.е. является универсальным показателем.

Рекомендовано использовать этот показатель как характеристику уровня рационального и экономного расходования ресурсов, и степени воздействия на окружающую природную среду.

Очевидно, что первоочередным малозатратным меропри­ятием по улучшению качества отопления является проведение работ по наладке систем теплоснабжения. Предлагается оценивать потенциал энергосбережения П этих работ по формуле:

. (9)

Алгоритм контроля и учёта качества отопления с использованием предложенных показателей приведён на рис. 2.

^ В третьей главе описаны вопросы преобразования измерительной информации с теплосчётчиков в учётную, сформулированы рекомендации по их решению. Дано описание автоматизированной базы данных измерений термодинамических параметров теплоносителя, обеспечивающей комплексный анализ качества отопления и диспетчеризацию данных. Представлены результаты учёта качества отопления при взаиморасчётах, оценки эффективности отопления и потенциала энергосбережения при наладке систем теплоснабжения жилищного фонда района Преображенское г. Москвы в отопительном сезоне 2005–2006 годов.

На рис. 3 приведены результаты анализа учёта качества отопления для одного из зданий в течение отопительного сезона 2005–2006 годов.

^ В четвёртой главе выделены направления развития автоматизированных систем учёта и контроля ресурсов. Дано краткое описание автоматизированной системы «ГИС ТБН Энерго» (рис. 4 – 6), реализованной в районе Преображенское. На базе



Рис. 2. Блок-схема алгоритма контроля и учёта качества
отопления



Рис. 3. Результаты учёта качества отопления здания

усовершенствованной методики учёта качества отопления при взаиморасчётах дополнены функции ГИС ТБН Энерго, дано их описание.






Рис. 4. Автоматизированное
рабочее место оператора




Рис. 5. Узел учёта тепловой
энергии






Рис. 6. Часть схемы контроля и учёта теплоснабжения


^ ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Решена научно-техническая задача совершенствования метода контроля и учёта качества отопления, заключающаяся в анализе и обработке измерительной информации в техническом (технологическом), экономическом и экологическом аспектах с учётом качества отопления.

2. Выделен определяющий показатель качества отопления, рекомендованы три варианта выбора его базового значения, усовершенствована методика учёта качества отопления при взаиморасчётах.

3. Предложены универсальные показатели качества отопления, отличающиеся более глубоким учётом понятия качества, уточняющие целевую функцию и разработаны математические модели их погрешностей.

4. Предложено использовать уровень эффективности отопления в качестве показателя, характеризующего уровень рационального и экономного расходования ресурсов вместе со степенью воздействия на окружающую природную среду.

5. Разработан алгоритм контроля и учёта качества отопления с использованием предложенных показателей и современных теплосчётчиков с учётом их погрешностей.

6. Разработана автоматизированная база данных измерений термодинамических параметров теплоносителя, обеспечивающая комплексный анализ качества отопления и диспетчеризацию данных.

7. Результаты диссертационной работы использованы в
автоматизированной системе «ГИС ТБН Энерго», ГУП УК «Преображенское», ГУ «ИС района Преображенское» и в
других организациях, внедрены в учебный процесс в МГУИЭ.


Список работ, в которых отражены основные результаты:

1. Об энергосбережении и воздействии на окружающую среду при отоплении / Ф.Р. Мухамедшарипов // Экологические системы и
приборы. – 2010. –. № 5. – С. 3 – 5.

2. Контроль качества отопления жилых зданий / Ф.Р. Мухамедшарипов // Энергосбережение и водоподготовка. – 2007. – № 3(47). – С. 71 – 72.

3. Анализ критериев выбора теплосчётчиков / С.В. Бойко, Ф.Р. Мухамедшарипов // Метрологическое обеспечение измерительных систем: Сб. докладов II межд. науч.-практ. конф. – Пенза, 2005. – С. 102 – 107.

4. Отличие понятий «измерение» и «учёт» количества теплоты / Ф.Р. Мухамедшарипов, С.В. Бойко // Коммерческий учёт энергоносителей: Труды 22-й межд. науч.-практ. конф. – СПб.: Борей-Арт, 2005. – С. 177 – 180.

5. Анализ соблюдения температурного графика: санкции к теплоснабжающей организации / Н.Б. Ухина, Ф.Р. Мухамедшарипов // Коммерческий учёт энергоносителей: Труды 24-й межд. науч.-практ. конф. – СПб.: Борей-Арт, 2006. – С. 277 – 281.

6. Контроль температурного графика как средство поддержания заданной температуры в помещении / Ф.Р. Мухамедшарипов // Аналитические методы и приборы в пищевой промышленности: Материалы межд. конф. – М.: МГУПП, 2006. – С. 118 – 122.

7. Анализ теплоснабжения жилых домов / Ф.Р. Мухамедшарипов // Молодежь стран СНГ и интеграционные процессы: Сб. материалов II межд. науч. конф. студентов и аспирантов. – М.: Университет СНГ, 2007. – С. 65 – 67.

8. Разработка методики контроля качества тепловой энергии / Ф.Р. Мухамедшарипов // Студ. науч. конф.: Тезисы докладов. – М.: МГУИЭ, 2007. – С. 27–28.

9. Энергосбережение и качество тепловой энергии / Ф.Р. Мухамедша-рипов // Экологические проблемы индустриальных мегаполисов: Сб. трудов IV межд. науч.-практ. конф. – М.: МГУИЭ, 2007. – С. 70 – 72.

10. О контроле качества теплоносителя / Ф.Р. Мухамедшарипов // Науч. конф. студентов и молодых учёных МГУИЭ: Тезисы докладов. – М.: МГУИЭ, 2008. – С. 143 – 144.

11. Измерение и учёт тепловой энергии / Ф.Р. Мухамедшарипов // Мир измерений. – 2008. – № 11(93). – С. 7 – 10.

12. Основные направления развития автоматизированных
систем учёта и контроля энергоресурсов / К.П. Латышенко, Ф.Р. Мухамедшарипов // Химия в строительных материалах и материаловедение в ХХІ веке: Межд. науч.-практ. конф. Т. 4. – Шымкент: ЮКГУ, 2008. – С. 175 – 177.

13. Учёт качества тепловой энергии: методические указания / К.П. Латышенко, Ф.Р. Мухамедшарипов. – М.: МГУИЭ, 2009. – 56 с.

14. Методика оценки эффективности энергосберегающих мероприятий в системах отопления / Ф.Р. Мухамедшарипов // Мир измерений. – 2009. – № 5(99). – С. 22 – 24.

15. Об оценке эффективности энергосберегающих мероприятий при отоплении / Ф.Р. Мухамедшарипов // Науч. конф. студентов и молодых учёных МГУИЭ: Тезисы докладов. – М.: МГУИЭ, 2009. – С. 64.


Форм. бум. 60х84 1/16. Объём 0,93 усл. п. л. Уч.-изд. л. 1,0.

Печать – ризограф. Тираж 100 экз.

МГУИЭ, издательский центр

105066, Москва, ул. Старая Басманная, 21/4




Скачать 162,57 Kb.
оставить комментарий
МУХАМЕДШАРИПОВ ФАИЛЬ РАМИЛЬЕВИЧ
Дата25.09.2012
Размер162,57 Kb.
ТипАвтореферат диссертации, Образовательные материалы
Добавить документ в свой блог или на сайт

отлично
  1
Ваша оценка:
Разместите кнопку на своём сайте или блоге:
rudocs.exdat.com

Загрузка...
База данных защищена авторским правом ©exdat 2000-2017
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации
Анализ
Справочники
Сценарии
Рефераты
Курсовые работы
Авторефераты
Программы
Методички
Документы
Понятия

опубликовать
Загрузка...
Документы

Рейтинг@Mail.ru
наверх