Оценка энергоэффективности и работоспособности энергетических установок предприятий на основе тепловизионного обследования

Энергоэффективность

Одной из составных частей проведения энергетического обследования потребителей топливно-энергетических ресурсов является тепловизионный контроль электроустановок, тепло - и топливопотребляющего оборудования с целью определения энергоэффективности и работоспособности. В данной работе приведены результаты тепловизионного контроля энергоустановок, полученные в процессе энергетического обследования различных промышленных потребителей энергоресурсов.

Тепловизионное обследование электроустановок

Тепловизионное обследование электроустановок проводится в соответствии с требованиями следующих руководящих документов: РД 34.45-51.300-97, приложение №3 «Тепловизионный контроль электрооборудования и ВЛ», РД 153-34.0-20.363-99 «Методика инфракрасной диагностики электрооборудования и ВЛ», «Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей».

Тепловизионный контроль электроустановок различного назначения необходим для определения возможных дефектов в контактных соединениях, перегрузок проводов, кабелей, выключателей, трансформаторов, различных дефектов при чрезмерном нагреве электрооборудования. С помощью тепловизионного контроля фиксируется место расположения перегрева (дефекта) на термограмме.

Объектами тепловизионного обследования одной из газораспределительных организаций были следующие виды электроустановок и их конструктивные элементы: распределительные устройств напряжением 380 В, выключатели и другие коммутационные аппараты, предохранители, электродвигатели, токоведущие части (шины и кабели), контактные соединения распределительных устройств и электрооборудования. Тепловое состояние электроустановок и их составных элементов при различных условиях работы и в соответствии с особенностями конструкции оценивается по величине нормативной температуры нагрева. Максимальные значения температуры приведены в РД 34.45-51.300-97.

Тепловизионное обследование электроустановок проводилось с использованием тепловизоров FLIR T420 и FLIR T440.

Результаты тепловизионного обследования обрабатывались в виде отчетов с термограммами, некоторые сведения о результатах обследований представлены в таблице 1, где кратко сформулированы выводы, сделанные на основании анализа термограмм электроустановок.

Таблица 1 - Результаты тепловизионных обследований электроустановок газораспределительной организации

На основе проведенного анализа результатов тепловизионного контроля электроустановок установлено следующее: в контактных болтовых соединениях на выводах предохранителей (в СП №1 мастерских и в электрощитовой ШР) температура превышает максимально допустимую величину, равную 90 0С. Термограммы для указанных электроустановок приведены на рисунке 1.

Рисунок 1 - Результаты тепловизионного обследования СП №1 мастерских

В некоторых контактных соединениях распределительных устройств низкого напряжения также наблюдался значительный нагрев, что связано с повышенным переходным сопротивлением и перегрузкой отдельных фаз. Для снижения температуры контактов токоведущих частей в целях безопасной эксплуатации электроустановок и уменьшения дополнительных потерь электроэнергии было предложено выполнить перетяжку проблемных болтовых соединений с использованием электропроводных смазок, например, «Суперконт» или аналогичных. Для уменьшения нагрева отдельных фаз эксплуатационной службой отдела главного энергетика организации проведена работа по более равномерному распределению нагрузки по фазам соответствующих распределительных устройств низкого напряжения.

Объектами тепловизионного обследования одного из промышленных потребителей энергоресурсов были следующие виды электроустановок и их конструктивные элементы: распределительные устройства напряжением 380 В ТП-1, трансформаторы 6/0,4 кВ, электродвигатели, элементы электротехнологического оборудования. На основе проведенного анализа результатов тепловизионного контроля электроустановок и технологического оборудования установлено следующее:

• А). В низковольтном распредустройстве 380 В, 2 с.ш. ТП-1 наблюдается перегрев токоведущей шины фазы "В", температура которой достигает 155,9 0С, что превышает допустимую температуру 120 0С. Предложено перераспределение однофазных нагрузок для уменьшения тока в фазе "В".
• Б). В электротехнологических установках, использующих электрическую энергию для нагрева пресс - форм, имеются местные перегревы (во входных проемах технологических линий, металлических элементах конструкций), которые составляют от 110 до 185 0С, что превышает допустимую температуру наружной поверхности эксплуатируемых технологических электроустановок (70 0С). Это приводит к непроизводительному расходу электрической энергии за счет дополнительных (сверхнормативных) потерь энергии с наружной поверхности установок.

Рисунок 2 - Термограмма распредустройства 380 В, 2 с.ш.ТП-1

Таблица 2 - Результаты тепловизионных обследований электроустановок промышленного предприятия

Рисунок 3 - Термограмма технологической линии

Проведенный расчет потерь электроэнергии за счет перегрева поверхностей, указанных на термограмме для одной из технологических установок, показал, что годовой перерасход электроэнергии для этой установки составляет около 12 тыс. кВт/ч. При эксплуатации на предприятии нескольких десятков подобных электротехнологических установок актуальной задачей является теплоизоляция перегретых поверхностей установок, а также переход в перспективе на использование энергоэффективных установок.

Тепловизионное обследование оборудования котельной и тепловых сетей

Для оценки энергетической эффективности системы теплоснабжения одного из промышленных предприятий выполнено тепловизионное обследование источника тепла (котельной) и системы транспорта тепловой энергии.

Результаты тепловизионного обследования представлены на рисунках 4 - 6, где показаны термограммы, позволяющие обнаружить отклонения температуры поверхности оборудования от нормативного значения 45 0С. Так, на фронтальной части котла КВГ-2.5-95 и на задвижке трубопровода тепловой сети имеются участки поверхности с температурой более 101 0С (см. рисунки 4, 5). По этим данным были рассчитаны дополнительные (сверхнормативные) утечки тепла. Ввиду того, что площадь перегретой поверхности невелика, дополнительные потери тепла составили около 7 % от общей величины нормативных потерь.

На оборудовании теплотрасс обнаружены участки без изоляции или с разрушенной изоляцией и с температурой наружной поверхности более 50 0С (рисунок 6). Указанные места являются источниками дополнительных потерь тепловой энергии. Однако протяженность участков с нарушенной изоляцией не превышает 10 м, что составляет чуть более 1 % от общей длины теплотрассы. В соответствии с МУ 34-70-184-87 «Методические указания по испытанию тепловой изоляции оборудования и трубопроводов ТЭС» состояние тепловой изоляции тепловых сетей можно считать удовлетворительным, поскольку удельная величина потерь тепловой энергии через тепловую изоляцию и температура наружной поверхности меньше, чем на 15 % превышают установленные нормативные значения.

Рисунок 4 - Термограмма фронтальной части котла КВГ-2.5-95