Коммунальный комплекс России

Юрий Осипов,
аудитор по метрологическому обеспечению и техническому регулированию Дирекции «Энергосбыт» ГУП «ТЭК СПб»

Для эффективного управления теплоснабжающей организацией необходимо оперативное получение информации о ее теплогенерирующей и сбытовой деятельности. Применяемые для этого средства измерений должны соответствовать ряду требований.

Оперативное управление теплоснабжающей компанией (ТСК), которая имеет два и более источников теплоснабжения, может быть обеспечено при наличии неоднократно обновляющейся в течение суток информации об энергетическом, тепловом и водяном балансах. Потребность в автоматизированном представлении этой информации очевидна. На рис. 1 и 2 представлены схемы учета потребляемых и вырабатываемых энергоресурсов для одного источника теплоснабжения.

Рис. 1. Схема учета потребляемых энергоресурсов одним источником теплоснабжения

Рис. 2. Схема учета отпускаемых в тепловые сети энергоресурсов одним источником теплоснабжения

Если неравенство ∑_пэр ∑_оэр представлять в денежном эквиваленте, соответствующем стоимости покупаемых и отпускаемых энергоресурсов, то остаток будет свидетельствовать о фактических затратах на переработку и отпуск энергоресурсов, которые необходимо оптимизировать и минимизировать (см. рис. 3). Отношение ∑_оэр к ∑_пэр дает возможность определить качественное выражение эффективности деятельности предприятия (см. рис. 6).

Рис. 3. Схема учета финансовых затрат на приобретение энергоресурсов одним источником теплоснабжения за один отчетный период

Рис. 4. Схема учета возвращаемых финансовых средств за отпущенные в тепловые сети энергоресурсы одним источником теплоснабжения за один отчетный период

Оперативная информация об энергетическом балансе ТСК может быть обеспечена при условии предоставления информации о затраченных энергоресурсах на выработанную тепловую энергию, отпущенную в тепловые сети и использованную на собственные нужды источников теплоснабжения (см. рис. 4).

Рис. 5. Количественное выражение эффективности работы предприятия

Эта информация позволяет оперативно определять фактический КПД источников теплоснабжения с учетом температурного графика диспетчера и выявлять источники теплоснабжения, которые нуждаются в модернизации или замене (см. рис. 5).

Рис. 6. Качественное выражение эффективности работы предприятия

При этом следует учитывать, что требования к метрологическому обеспечению вышеуказанных измерительных систем должны выполняться в полном объеме. Каждое задействованное в них средство измерений должно иметь аттестованную методику измерения, выполненную по ГОСТ Р. 8.563, в соответствии с которой оно должно монтироваться, эксплуатироваться и проверяться на работоспособность в условиях эксплуатации.

Сведение балансов
Энергетический баланс ТСК непосредственно связан с тепловым и водяным балансами через фактическое тепло- и водопотребление отпущенной тепловой энергии, а также тепловые потери и утечки в тепловых сетях при транспортировке теплоносителя до потребителя и обратно.
Предоставление оперативной информации о тепловом балансе ТСК может быть обеспечено при наличии измерительных систем второго типа на источниках теплоснабжения. Такие системы измеряют выработанную, использованную на собственные нужды и отпущенную в тепловые сети тепловую энергию.
Эта информация представляет интерес при сведении тепловых и водяных балансов в зоне отпускаемой, покупаемой и потребляемой тепловой энергии и теплоносителя. На рис. 7 представлена схема сбора информации о выработанной, отпущенной, купленной и потребленной тепловой энергии.

Рис. 7. Схема сбора информации о выработанной, отпущенной, купленной и потребленной тепловой энергии

Тепловая энергия, выработанная источником теплоснабжения, описывается выражением:
Q_ТСК = Q₀ Q_I , где
Q₀ – тепловая энергия, использованная на собственные нужды источника теплоснабжения;
Q_I – тепловая энергия, отпущенная в тепловые сети.
Тепловая энергия, отпущенная в тепловые сети, описывается выражением:
Q_I = Q_II Q_III Q_IV , где
Q_II – тепловая энергия использованная на собственные нужды по договорам теплоснабжения (собственные здания и сооружения);
Q_III – тепловая энергия, использованная потребителем;
Q_IV – потери тепловой энергии при транспортировке до потребителя и обратно, совместно с утечками в тепловых сетях ТСК.
Тепловая энергия, приобретенная в точке покупки и отпущенная в тепловые сети, описывается выражением:
Q_V = Q_II Q_III Q_VI , где
Q_II – тепловая энергия, использованная на собственные нужды по договорам теплоснабжения (собственные здания и сооружения);
Q_III – тепловая энергия использованная потребителем;
Q_VI – потери тепловой энергии при транспортировке до потребителя и обратно, совместно с утечками в тепловых сетях ТСК.
Из этого следует, что фактические суммарные потери тепловой энергии теплоснабжающего предприятия, связанные с транспортировкой теплоносителя, можно выразить в следующем виде (см. рис. 8):
Q_ПТС = Q_IV Q_VI = Q_I Q_V – 2(Q_II – Q_III).

Рис. 8. Фактические потери тепловой энергии теплоснабжающего предприятия, связанные с транспортировкой теплоносителя

Учет и контроль
Осуществить оперативный учет и контроль теплового и водяного балансов по приведенной выше схеме выработки, покупки, транспортировки и потребления тепловой энергии можно только с помощью автоматизированной системы учета, применяя виртуальные и прочие каналы связи. Схема сбора информации, приведенная на рис. 3, относится к измерительным системам второго типа по ГОСТ Р 8.596 и требует соответствующего метрологического обеспечения.
Поскольку головной сервер и измерительные каналы тепловой энергии имеют свое программное обеспечение (ПО), то необходимо провести метрологическую аттестацию всех пакетов ПО, имеющих отношение к погрешности измерений и вычислений. Кроме того, нужно обеспечить защиту информационных каналов от несанкционированного доступа к коммерческой информации.
Аналогичные требования к метрологическому обеспечению измерительных систем второго типа относятся и к схемам учета энергоресурсов для одного источника теплоснабжения, представленным на рис. 1 и 2.
Если рассматривать измерительно-информационную систему для n-го числа источников теплоснабжения, такие же требования к метрологическому обеспечению должны предъявляться и к ПО головного сервера.
Если строить измерительную систему второго типа, то ПО первичных средств измерений, как минимум, должны иметь номер версии и контрольную сумму (или другие идентифицирующие признаки) для каждого средства измерений, прошедшего испытания с целью утверждения его типа.
Если в процессе изготовления ПО средств измерений изменилось, то необходимо провести метрологическую аттестацию ПО, представив информацию о новом номере версии и контрольной сумме (или других идентифицирующих признаках) в соответствии с требованиями п. 7.4 ГОСТ Р 8.596.

Искоренить правовой нигилизм
Легитимность любой измерительной системы может быть обеспечена при условии фактического соблюдения требований Федерального закона «Об обеспечении единства измерений» и государственных стандартов, входящих в систему ГСИ. Любые попытки неисполнения этих требований являются фактом правового нигилизма. Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии обязано не допускать подобных явлений.
На основании вышеизложенного можно оптимизировать необходимые требования к метрологическому обеспечению измерительных систем автоматизированного сбора информации по результатам измерений теплогенерирующей и транспортно-сбытовой составляющих теплоснабжающего предприятия при соблюдении следующих условий:

• все средства измерений, оснащенные ПО, должны иметь идентифицирующие признаки, контрольные суммы и номер первичной версии ПО в паспорте и описании типа средства измерений в соответствии с требованиями ГОСТ Р 8.642-2008. ГСИ. Метрологическое обеспечение измерительных систем узлов учета тепловой энергии;
• методики поверки средств измерений с ПО должны содержать сведения о методах проверки соответствия идентифицирующих признаков, контрольных сумм и номеров первичной версии ПО;
• требования к монтажу средств измерений должны полностью обеспечивать точность измерений данных устройств в эксплуатационных условиях. Оценка полноты и достаточности требований к монтажу средств измерений должна определяться в аттестованных методиках выполнения измерений (МВИ);
• все средства измерений, входящие в состав измерительных систем первого и второго типов, должны иметь аттестованные МВИ;
• системы автоматизированного сбора информации теплогенерирующей и транспортно-сбытовой составляющей должны быть аттестованы как измерительные системы второго типа.