Энергосберегающие технологии в промышленности

-¬¡ ©¡¡
«¬ª°¡--¤ª©œ§¸©ª¡
ª¬œ£ªžœ©¤¡
-ÁÌÄÛ
ÊÍÉʾ¼É¼
¾

¿ÊÀÏ
А.М. Афонин, Ю.Н. Царегородцев, 
А.М. Петрова, С.А. Петрова
ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИЕ 
ТЕХНОЛОГИИ 
В ПРОМЫШЛЕННОСТИ
УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ
2-е издание
Рекомендовано Учебно-методическим советом 
Учебно-методического центра по профессиональному образованию 
Департамента образования города Москвы в качестве учебного пособия 
для студентов образовательных учреждений 
среднего профессионального образования
Москва                                        2021
ИНФРА-М

УДК  620.9(075.32) 
ББК  31.19я723 
 
А94
Р е ц е н з е н т ы:
кандидат технических наук, профессор, декан факультета разработки подземных месторождений Московского государственного горного 
университета В.И. Велисевич;
председатель цикловой комиссии гуманитарных и социально-экономических дисциплин ГОУ СПО «МГЖ» Т.Н. Громова
Афонин А.М.
А94 
 
Энергосберегающие технологии в промышленности : учебное пособие / А.М. Афонин, Ю.Н. Царегородцев, А.М. Петрова, С.А. Петрова. — 2-е изд. — Москва : ФОРУМ : ИНФРА-М, 2020. — 271 с. — (Среднее 
профессиональное образование).
ISBN 978-5-00091-443-4 (ФОРУМ)
ISBN 978-5-16-012865-8 (ИНФРА-М, print)
ISBN 978-5-16-105066-8 (ИНФРА-М, online)
В учебном пособии рассмотрены основные способы повышения эффективности использования энергоресурсов, организация проведения 
энергетических обследований промышленных предприятий и зданий, паспортизация объектов энергопотребления, учет тепловой энергии и теплоносителей, приборный учет тепловой энергии, приборный учет электрической энергии, автоматизированные системы управления энергоресурсами, 
повышение эффективности использования энергоресурсов, типовые мероприятия эффективного энергопользования. Подробно анализируются 
возможности улучшения деятельности предприятий на основе применения автоматизированных систем управления энергоресурсами предприятий.
Учебное пособие подготовлено в соответствии с требованиями к знаниям, умениям и практическому опыту студентов, обучающихся дисциплине 
«Теоретические основы разработки и моделирования систем автоматизации» основной профессиональной образовательной программы среднего 
профессионального образования базовой подготовки.
Предназначено для студентов колледжей и техникумов, может быть рекомендовано студентам вузов.
УДК  620.9(075.32) 
ББК  31.19я723
© Афонин А.М., Царегородцев Ю.Н., Петрова А.М., 
Петрова С.А., 2016
ISBN 978-5-00091-443-4 (ФОРУМ)
ISBN 978-5-16-012865-8 (ИНФРА-М, print)
ISBN 978-5-16-105066-8 (ИНФРА-М, online)
© ФОРУМ, 2016

Введение
Любая организация — это сложный организм. Ее сотрудники
и руководители не всегда четко представляют, как именно он
должен функционировать, чтобы оставаться эффективным. Руководитель видит общий ход дел, а работник предприятия досконально знает только свою деятельность.
Оценить работу организации, разобраться в том, как именно
она функционирует, построить соответствующие модели и на их
основе предложить способы улучшения работы некоторых звеньев производственного процесса, а еще лучше — бизнес-процессов
(процессов, имеющих ценность для клиента) может бизнес-консалтинг. Это относится и к проектам совершенствования процессов, связанных с автоматизацией систем управления производством.
В ходе реализации консалтингового проекта консультант выполняет два вида работ. Прежде всего, это элементарное наведение порядка в организации: бизнес-анализ и реструктуризация
(реинжиниринг бизнес-процессов). Данное направление и получило название «бизнес-консалтинг».
Другой вид работ — собственно системный анализ и проектирование. Выявление и согласование требований заказчика приводят к пониманию того, что же именно необходимо сделать. За
этим следует проектирование или выбор готовой системы управления, которая максимально соответствует требованиям заказчика.
В ходе решения задач бизнес-консалтинга осуществляется
обработка результатов обследования и построение моделей деятельности предприятия двух видов:

 модели «как есть», являющейся отражением положения дел
на предприятии на момент обследования и позволяющей с
позиций системного анализа выяснить, что делает и как
функционирует данное предприятие, а также выявить ряд
ошибок и «узких мест» и сформулировать ряд предложений
по улучшению ситуации;

 модели «как должно быть», суммирующей перспективные
предложения руководства и сотрудников предприятия, экспертов и системных аналитиков и позволяющей сформиро

Введение
вать представление о новых рациональных технологиях работы предприятия.
Построенные модели являются основой для разработки системного проекта, в котором требования заказчика уточняются,
формализуются и документируются. Системный проект строится
на основе модели «как должно быть» и включает следующее:

 функциональную модель будущей системы;

 информационную модель будущей системы;

 техническое задание на создание автоматизированной системы.
На основании системного проекта осуществляется:

 составление перечня автоматизированных рабочих мест
предприятия и способов взаимодействия между ними;

 анализ возможности использовать существующие системы
управления предприятия для решения стоящих перед ним
задач и формирование рекомендаций по оптимизации действующей или выбору новой системы управления;

 совместное с заказчиком принятие решения о выборе конкретной системы управления предприятием либо о разработке собственной системы;

 разработка требований к техническим средствам;

 разработка требований к программным средствам;

 разработка предложений по этапам и срокам автоматизации.
На основе системного проекта и принятых решений по автоматизации осуществляется проектирование системы на этапе
технического проекта. В этом этапе выделяют два подэтапа:

 проектирование архитектуры системы, включающее разработку структуры и автоматизированных рабочих мест, согласование функций и технических требований к компонентам, определение информационных потоков между основными компонентами, связей между ними и внешними
объектами;

 детальное проектирование, разработка требований к тестам
и плана интеграции компонентов.
Главная особенность индустрии систем автоматизации различных предприятий и учреждений состоит в том, что начальные этапы анализа требований и проектирования спецификаций
системы намного более сложны и трудоемки, нежели последующие этапы.
Нечеткость и неполнота системных требований, нерешенные
вопросы и ошибки, допущенные на этапах анализа и проектиро

Введение
5
вания, часто порождают неразрешимые проблемы и приводят к
неудаче всей работы в целом. Поэтому в данном учебном пособии
значительное внимание уделено вопросам проведения энергетических обследований, применения технических средств учета и
контроля энергоресурсов, разработке концепции автоматизированных систем учета энергоресурсов. В совокупности это должно
помочь студентам представить себе и скорректировать будущую
систему до ее фактической реализации так, чтобы она могла работать эффективно.

Список сокращений
RС — региональный концентратор
АПК — агропромышленный комплекс
АРМ — автоматизированное рабочее место
АСКУЭ — автоматизированная система контроля и учета энергоносителей
АТС — автоматическая телефонная станция
АЦП — аналого-цифровой преобразователь
БТИ — бюро технической инвентаризации
БЭУ — блок электронного управления
ВН — высокое напряжение
ВЭР — вторичные энергоресурсы
ГВС — горячее водоснабжение
ГОСТ — государственный стандарт
Госэнергонадзор — Департамент государственного энергетического надзора, структурное подразделение Минэнерго России
ДН — датчик напряжения
ДТ — датчик тока
ДТВ — датчик температуры воздуха
ДУ — диаметр условный
ЖКО — жилищно-коммунальная организация
ЗИП — запасные инструменты и приспособления
ИАЦ — информационно-вычислительный центр
ИБП — источник бесперебойного питания
ИИС — информационно-измерительные системы
КИПиА — контрольно-измерительные приборы и автоматика
КПД — коэффициент полезного действия
КРС — крупный рогатый скот
КС — контроллер счетчиков

Список сокращений
7
КСН — контроллер сети — накопитель
ЛВС — локальные вычислительные сети
МТП — местный тепловой пункт
НГД — накопитель на гибком диске
НИИ — научно-исследовательский институт
НТД — нормативно-техническая документация
ОЗУ — оперативное запоминающее устройство
ОТФ — овцеводческая товарная ферма
ПГТ — поселок городского типа
ПГУ — парогенераторная установка
ПИ — пропорционально-интегральный
ПКД — проектно-конструкторская документация
ППУ — пенополиуретан
ПУТЭ и ТН — правила учета тепловой энергии и теплоносителя
ПУЭ — Правила устройства электроустановок
РПЗ — расчетно-пояснительная записка
РТС — районные тепловые станции
РЭК — региональная энергетическая комиссия
СЛС — специализированная локальная сеть
СНИ — сменные носители информации
СНиП — строительные нормы и правила
СТФ — свиноводческая товарная ферма
СТЦ — сооружение централизованного теплоснабжения
СЦТ — система централизованного теплоснабжения
ТВЧ — токи высокой частоты
ТЗ — техническое задание
ТН — теплоноситель
ТП — трансформаторная подстанция
ТРС — транспортная распределительная сеть
ТУ — территориальное управление
ТХ — тепловое хозяйство
ТЭ — тепловая энергия

Список сокращений
ТЭО — технико-экономическое обоснование
ТЭР — топливно-энергетические ресурсы
ТЭЦ — теплоэлектроцентраль
УГЭН — Управление государственного энергетического надзора
УОП — устройство отключения потребителя
УСД — устройство сбора и передачи данных
УЭУ — устройство электронного управления
ЦСМ — Центр стандартизации, метрологии и сертификации
ЦТ — централизованное теплоснабжение
ЦТП — центральный тепловой пункт
ЭДС — электродвижущая сила
ЭКА — электронная книжка абонента
ЭКК — электронная книжка контролера
ЭПП — энергетический паспорт предприятия
ЭСП — электронная система платежей

Часть 1
ПОВЫШЕНИЕ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ
НА РЕГИОНАЛЬНОМ УРОВНЕ
Глава 1
ПРОБЛЕМЫ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ
ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭНЕРГИИ
1.1. Определение приоритетных направлений
энергосберегающей политики в регионе
Стратегия развития экономики региона есть определение основных долгосрочных целей и задач развития региона, принятие
курса действий и размещение ресурсов, необходимых для выполнения этих целей.
Определение основных долгосрочных целей необходимо для
выработки концепции развития и постановки логически последовательных и достижимых стратегических целей. Нет целей —
нет действий.
Принятие курса действий позволяет разрабатывать конкретные пути достижения предварительно поставленных целей.
Размещение ресурсов связано с возможными затратами, которые необходимы для решения задач развития экономики региона. Если действия не поддерживаются соответствующими ресурсами, то цель не будет достигнута.
Энергетические ресурсы вместе с другими (материально-техническими, финансовыми, интеллектуальными, информационными и т. п.) образуют взаимосвязанный комплекс ресурсообеспечения региональной экономической стратегии.
В рамках проведения работ по обеспечению региона необходимыми энергетическими ресурсами можно считать целесообразной организацию поэтапной экономической и энергоэкологической экспертизы региональной экономики.

Часть 1. Повышение энергоэффективности...
Первый этап указанной экспертизы состоит в следующем:

 проведение экспертной оценки энергетических возможностей и потребностей региона на основе анализа роста (спада) валового продукта и темпов роста (спада) потребления
энергии за определенный временной цикл (например, за
пять лет);

 оценка значимости всех факторов, влияющих на эффективность использования и экономии энергии (способы
энергосбережения и их надежность и т. д.).
На этом этапе должен быть осуществлен учет природоохранных возможностей регионального хозяйства.
Второй этап экспертизы подразумевает:

 осуществление экспертной оценки энергетических возможностей для эффективного функционирования топливно-энергетического комплекса;

 составление обоснованных прогнозов спроса и предложения на отдельные виды энергоресурсов;

 анализ и оценку энергетической эффективности использования энергоресурсов.
Третий этап включает анализ динамики изменения обобщенных показателей, характеризующих все существенные аспекты хозяйственно-экономической деятельности промышленных предприятий, транспорта, организаций жилищно-коммунального сектора. Эти отчетные базовые показатели должны
отражать вовлеченные ресурсы и производственные затраты.
По итогам анализа необходимо провести углубленное комплексное (экономическое, энергетическое и экологическое) обследование конкретных хозяйственных субъектов, особенно тех,
которые являются наиболее экономически перспективными.
Четвертый этап — это разработка и реализация инновационных проектов повышения энергетической эффективности для
конкретных предприятий и организаций.
Приоритетными направлениями при формировании инновационных проектов являются следующие:

 совершенствование управления (энергетический менеджмент), которое включает:
— организацию подготовки и переподготовки кадров специалистов для региональных энергетических центров,
региональных организаций государственного надзора,
служб главных энергетиков промышленных предприятий, транспорта, жилищно-коммунального хозяйства
и т. д.;