Методическое обоснование энергосервисного договора для крупного энергопотребителя ВКХ - ЗАО ВИВ – Москва

Методическое обоснование энергосервисного договора для крупного энергопотребителя ВКХ

В.И. Баженов, д.т.н., профессор, член-корр РАЕН, Исполнительный директор ЗАО «Водоснабжение и водоотведение», профессор кафедры водоотведения и водной экологии, Московский государственный строительный университет (ФГБОУ ВПО «МГСУ»), г. Москва

С.Е. Березин, MBA-executive, генеральный директор Группы компаний «Водоснабжение и водоотведение», г. Москва, г. Симферополь

А.В. Устюжанин, ведущий инженер ЗАО «Водоснабжение и водоотведение», аспирант кафедры водоотведения и водной экологии, Московский государственный строительный университет (ФГБОУ ВПО «МГСУ»), г. Москва

Авторы публикации делятся с читателями материалами доклада, выполненного в рамках конференции «Об опыте модернизации в водопроводно–канализационном хозяйстве (ВКХ)» 24-28 октября 2016, г. Ялта, при поддержке Главы Республики Крым. Материалы апробированы на страницах журнала «Наилучшие Доступные Технологии водоснабжения и водоотведения», издания, поддерживаемого Российской ассоциацией водоснабжения и водоотведения.

В статье методические наработки, полученные на основе 10-летней практики работы в энергосервисе, изложены в формате бизнес-процесса энергосервисного договора. Показана его оптимизация в целях достижения планируемого результата для крупного энергоузла на примере воздуходувных станций. Предлагаемая авторами методика отражает влияние новой техники, подлежащей внедрению на объекте. Для крупного энергопотребителя важно оценить влияние на энергопотребление не только собственно оборудования, способного обеспечивать энергоэффективность в перспективе, но и тех- нологический способ управления им.

Пример воздуходувного узла приводится не случайно. Анализ распределения энергии в водоканалах десятка городов России с населением 0,4–0,5 млн жителей показывает, что в основном энергия потребляется на подачу подкачки воды – 37%, на перекачку стоков – 23% и на очистку стоков 22%. При этом удельно наиболее энергоемким оборудованием являются воздуходувки канализационных очистных сооружений. Соответственно, воздуходувки обладают и наибольшим потенциалом энергосбережения в ВКХ.

Модернизация крупных энергоузлов в ВКХ (воздуходувные станции, высоковольтные НС и КНС) способна достичь существенной экономии электроэнергии, делающей эти проекты вполне окупаемыми. Главным вопросом при организации таких работ является обеспечение их финансированием. В качестве возможных финансовых инструментов предлагаются: овердрафт, кредит, лизинг, факторинг, форфейтинг и различные налоговые льготы в форме инвестиционных налоговых кредитов.

Табл. 1. Перечень необходимых приложений к энергосервисному договору

Прило- жение

Сущность приложения

Комментарии

График реального потребления электро- энергии оборудованием, подлежащим замене.

Желательно график дополнить сведениями о производимой работе (например, для слу- чая воздуходувного оборудования произво- димой работой является фактическая подача воздуха в условиях достигаемых давлений).

Период времени, для которого составляется график (неделя, месяц, год) подлежит обо- снованию и согласованию с заказчиком.

Перечень факторов влияния на потребление электроэнергии внедряемым оборудованием.

Обозначить факторы, зависящие и не зави- сящие от заказчика и исполнителя.

В качестве исходных документов внедряемо- го оборудования целесообразно использо- вать данные: паспортные, предварительных испытаний, факторы влияния, обоснованные расчетом.

Нормативы расхода энергоресурсов внедря- емым оборудованием.

Для варианта с регулируемым оборудовани- ем нормативы желательно дополнить зави- симостью их расхода в течение, например, суток и сезонов года.

Прогнозные теоретические расчеты следу- ет корректировать локальными условиями реального объекта, добиваясь гарантиро- ванных величин нормативов расхода энерго- ресурсов.

Четко согласовать между сторонами влия- ние на нормативы расхода энергоресурсов факторов, не зависящих ни от заказчика, ни от исполнителя.

Методика расчета фактической величины экономии энергии.

Приводятся средства метрологических из- мерений с привязкой к конкретным точкам объекта. Указываются конкретные формулы расчета.

Без четкого согласования сторонами дан- ного вопроса договор обречен, поскольку существует множество способов подоб- ного анализа, а также базовых приборов и средств учета по расходу электроэнергии.

Величины погрешностей определений сле- дует включить в договор.

Режимы и условия работы внедряемого оборудования.

Требуется распределить меры ответственно- сти (например, что делать, если на площадке заказчика повредили кабель питания).

На нормативы расхода энергоресурсов (при- ложение 3) могут влиять факторы, завися- щие от заказчика.

Табл. 2. Последовательность реализации энергосервисного договора

Поз.	Наименование	Суть
1	Финансовый аудит заказчика	Проводится независимая оценка финансового состояния по- тенциального заказчика.
2	Аудит или энергетическое обследование	Анализ потенциала энергосбережения и повышения энерго- эффективности объектов заказчика. На основании результатов обследования определяется комплекс энергосберегающих мероприятий с расчетом экономического эффекта и срока окупаемости.
3	Привлечение инвесторов	Разработка схем механизма финансирования и открытие фи- нансирования. Учет финансовых инструментов: овердрафт, кредит, лизинг, факторинг, форфейтинг, налоговые льготы в форме инвестици- онных налоговых кредитов. Учет возможности страхования договора.
4	Проектно- конструкторские работы	Выполнение и согласование проектно сметной документации в частях, определенных энергосервисным договором. (Например, реконструкция крупных энергопотребителей тре- бует прохождения государственной экспертизы).
5	Строительно- монтажные (СМР) и пусконаладочные (ПНР) работы	Заключение договоров на поставку оборудования. Выполне- ние СМР и ПНР. Разработка регламентов эксплуатации обору- дования и обучение персонала заказчика.
6	Эксплуатация энергоэффек- тивного оборудования	Контроль исполнения договора, включая своевременность платежей. Контроль изменения тарифа на электроэнергию. Поддержание оборудования в работоспособном состоянии, регламентное техническое обслуживание. Разбор нештатных ситуаций.

Не углубляясь в сравнение этих методов, хотелось бы отметить их общий недостаток: при их применении все риски при реализации проекта (от неудачного технического решения и недостаточно надежного оборудования до форс-мажорных обстоятельств) заказчик берет на себя. Наиболее комфортным для заказчика инструментом, не только финансовым, но и техническим, является энергосервисный договор. При грамотной реализации этой схемы заказчик не берет на себя не только финансовое бремя, но и технические риски. Он получает единый «технико- финансовый комплект», исключающий проблемы, связанные с выбором оборудования, анализом его технических характеристик, технологического обо- снования процессов сложными расчетами в целях технологического обоснования процессов.

Особенности обеспечения договорных отношений

Энергосервисный договор – это один из основных механизмов, позволяющий провести модернизацию систем, не поднимая тарифы, расплачиваясь с исполнителем данной модернизации за счет сэкономленных средств, высвобождаемых в результате снижения потребления энергоресурсов. Начальный тариф можно сохранить, согласно п.8 ст. 25 гл. 7 федерального закона № 261-ФЗ компании, получившие экономию от внедрения энергосберегающего оборудования, имеют право сохранить ее за собой, на период не менее чем пять лет с начала периода, следующего за периодом, в котором указанная экономия была достигнута.

К задачам энергосервисной компании (т.е. организации, работающей с владельцем объекта по энергосервисному договору) относятся:

обследование конкретного объекта, которое включает энергоаудит,
разработка программы энергоэффективных технических мероприятий;
поиск финансовых средств;
осуществление программы модернизации.

Поиск средств финансирования предполагает, как использование собственных средств, так и заемных (например, банковский кредит). Кроме того, к одной из возможных форм финансирования относятся лизинговые операции. Выгода заказчика в том, что энергосервисный договор позволяет избежать первоначальных финансовых вложений, при этом риски реализации проекта берет на себя энергосервисная компания. Данные риски в значительной степени определяются точностью технико-экономического обоснования проекта.

Важнейшей основой получения исполнителем расчетной экономии является детальное изучение технических условий реализации договора и применение корректных взаимосогласованных методик расчета фактической экономии. Эти исходные данные и условия работы должны быть закреплены как приложение к договору (см. табл. 1).

Цена договора и стоимость услуг исполнителя должна быть обоснована расчетной формулой на период действия договора в зависимости от ежемесячного размера экономии электроэнергии и тарифообразования.

Рекомендуемая последовательность осуществления энергосберегающих мероприятий представлена в табл. 2.

Вариант лизинга как инструмента реализации энергосервисного договора.

Большинство энергосервисных договоров требуют привлечения инвестиций, но уже не заказчиком, а исполнителем договора. Значительная часть энергосервисных проектов финансируется с привлечением долгосрочных кредитов с известными проблемами (высокие проценты, залоги для обеспечения кредита). Весьма привлекательным инструментом для исполнителя энергосервисного договора является лизинг (аренда актива, подразумевающая получение права на его использование, не владея им). По сути этого механизма, задача привлечения инвестиций перекладывается исполнителем дальше по цепочке – на производителя оборудования, заинтересованного в его продаже.

Преимущества лизинга:

позволяет быстро приступать к эксплуатации оборудования, имея низкий первоначальный капитал – только на аванс (от 10%). Как правило, лизинговые платежи начинают выплачиваться с момента получения оборудования.
обеспечивает ускорение амортизации, снижение налога на прибыль и имущество. Ежемесячные лизинговые платежи учитываются в себестоимости компании в том периоде, в котором они произведены. За счет того, что срок лизинга короче, чем срок бухгалтерской амортизации оборудования, амортизационный срок можно условно ускорить в 3 раза. При этом низкая выкупная стоимость оборудования по окончанию лизинга позволяет существенно экономить на налоге на имущество в оставшийся период эксплуатации.
залогом выступает само оборудование. Оборудование, передаваемое в лизинг, становится залоговой составляющей. На весь период лизинга оно является собственностью лизингодателя.
гибкая система платежей. Случается так, что заказчики имеют сезонные колебания в поступлении денежных средств. Лизинговые компании рассматривают и данный аспект. Можно платить и равными долями (аннуитет), и по убывающей (регресс), и индивидуальными платежами (каскадные).

С участием авторов были разработаны базовые условия предоставления лизинга от одной из лизинговых компаний (рис. 1): с размером аванса от 10%, финансированием до 25 млн евро, с различными возможными графиками платежей, как в рублях, так и в валюте. При этом удорожание составляет от 4 до 10% годовых.

При реализации экономически обоснованного энергосервисного договора и благоприятных условиях лизинга исполнитель осуществляет лизинговые платежи исходя из средств, сэкономленных на платежах за электроэнергию.

Методика определения фактической производительности воздуходувной станции

В отличие от насосных систем воздуходувные узлы редко обследуются специализированными организациями, что привело к необходимости разработки методики энергоаудита.

Обследования направлены на решение следующих основных задач:

оценка фактического состояния воздуходувного оборудования на объекте, соответствие его реальных характеристик паспортным;
выявление и оценка резервов экономии электроэнергии;
определение рациональных объемов воздуха и поддержания минимально необходимого давления;
выработка рекомендаций по совершенствованию учета и контроля энергопотребления, снижению энергопотребления;
получение исходной информации для решения вопросов совершенствования системы подачи воздуха с целью снижения энергетических затрат.

Необходимая документальная информация включает в себя:

общие сведения об объекте: характеристики здания, где размещены воздуходувки (общая площадь, наличие и грузоподъемность кранового оборудования и т.д.);
информацию по стоимости и условиям оплаты за электроэнергию;
сведения об источниках электроснабжения;
сведения об установленной мощности электроприемников по направлениям использования (основное технологическое оборудование, вспомогательные системы, отопление, вентиляция, электроосвещение);
исполнительную однолинейную схему электроснабжения объекта;
пневматическую схему объекта с напорными и подающими воздуховодами;
сведения о существующих средствах учета и измерения;
техническую документацию на воздуходувные агрегаты (паспорта, инструкции по эксплуатации, регламент).

Подготовка к инструментальным замерам

Обследующая организация должна определить, в соответствии с функциональной схемой, места и способы врезки датчиков расхода, датчиков давления, манометров, место установки регистрирующего блока расходомера, определить длины и способы прокладки контрольных и питающих кабелей и предоставить информацию ответственному лицу со стороны заказчика. Врезку штуцеров, бобышек, шаровых кранов для установки датчиков, а так же подвод электропитания к регистрирующему блоку обеспечивает заказчик (оговаривается при заключении договора). Поставку контрольных ка- белей обеспечивает обследующая организация.

Инструментальные замеры

При проведении обследования проводятся инструментальные замеры с использованием переносного расходомера (например, расходомер отечественного производства Turbo Flow TFG, давление измеряется вынесенным датчиком давления, входящим в комплект), манометров (например, пружинные манометры Московского завода «Манометр»), амперметров или счетчиков электроэнергии. Перечень измерительного оборудования и точки его установки показаны на функциональной схеме (рис. 2).

Все применяемые приборы должны иметь аттестацию органов Росстандарта. Погрешность измерения не должна превышать: для расходов – 2,5%; для давлений – 0,1 кгс/см2; по расходам электроэнергии –1,5%; по измерению токов – 5%.

Обработка результатов обследования

Обработка результатов обследования и их анализ включают:

идентификацию абсолютных величин результатов обследования;
статистическую обработку данных;
фиксацию фактических удельных расходов электроэнергии (кВт×ч/1000 м3) в расчетные периоды проведения энергоаудита:

Wуд = W / (Q / 1000) ,

где W – абсолютный расход электроэнергии, кВт×ч, Q – расход воздуха, м3/ч;

периоды обследования всей воздуходувной станции в целом;
периоды обследований каждого конкретного агрегата.

При отсутствии счетчиков электрической энергии необходимо использовать показания амперметров на питающем распределительном устройстве и выполнить пересчет в потребляемую мощность.

Методика оценки способов управления оборудованием

Данная методика, предлагаемая авторами, отражает влияние новой техники, подлежащей внедрению на объекте. Для крупного энергопотребителя важно оценить влияние на энергопотребление не только собственно оборудования, способного обеспечивать энергоэффективность в перспективе, но и технологический способ управления им. Управление – ключевой фактор использования ресурсов в соответствии с потребностью! Для воздуходувных станций энергоэффективность достигается их суточным и сезонным регулированием.

Выбор воздуходувных машин определяется количеством воздуха, потребляемого на станции аэрации, и давлением нагнетания, которое устанавливается при расчете системы воздуховодов. Аналогично насосной технике целесообразно определять «рабочую точку» подачи воздуха при параллельной работе рабочих воздуходувок и воздуховодов.

Для подачи воздуха с давлением 0,16 – 0,17 МПа, но не более 0,185 – 0,19 МПа на крупных объектах обычно используют центробежные воздуходувки и нагнетатели: многоступенчатые и одноступенчатые. Если заказчик на своем объекте предполагает реализацию эффекта энергосбережения – требуется выбор управляемого воздуходувного оборудования. Использование управляющих технологических средств автоматики приветствуется. Регулирование производительности крупных агрегатов осуществляют посредством устройства: для многоступенчатых агрегатов – высоковольтного преобразователя частоты (ПЧТ) тока в цепи управления электродвигателем, для одноступенчатых – управляемого лопаточного аппарата после турбины и/или перед ней (рассматривается как конструктивная часть «улитки» нагнетателя).

Для очистных установок малой производительности используют высокоскоростные центробежные безредукторные агрегаты и компрессоры объемного типа (винтовые и роторные). Регулирование первых осуществляется с использованием ПЧТ, иногда комплексным (направляющим лопаточным аппаратом + ПЧТ) способом, регулирование вторых только ПЧТ. Данные решения в основном адаптированы к использованию как комплексный продукт.

Как правило, в сравнениях задействованы и способ регулирования, и собственно оборудование. Поставщики предлагают сложные комплекты оборудования.

«Одноступенчатые центробежные редукторные» решения адаптированы к использованию с гарантией окончательных проектных характеристик (давление, производительность, мощность и их отклонения). Решения «многоступенчатые центробежные + ПЧТ», предлагаемые поставщиками как комплект оборудования, требуют проектного подтверждения расчетами, причем цена ошибки может быть высока.

Пример сравнения в удобной заказчику и исполнителю форме представлен в табл. 3: колонки идентифицируют тип оборудования и способ управления; графы представляют технические характеристики (в ограниченном функциональном подборе). На практике авторы методики используем более широкий спектр показателей: удельных, проектных, технико- экономических и ценовых. Сравнительная таблица расширяется в комплексную и развернутую форму, в полной мере отражающую специфику каждого из предложенных технических вариантов.

Также следует обращать внимание на величины допустимых отклонений от заявленных параметров (или допусков на изготовление оборудования). Так, например, для варианта «Роторные и/или винтовые» (табл. 3) вполне возможна одновременная комбинация отклонений от заявленных параметров: Q = - 5%, Δр = - 5%, P = + 5%. Такая совокупность отклонений может оказаться даже не нежелательной экономически, а технически неприемлемой. При заключении договора требуется уделить должное внимание это- му вопросу, чтобы оборудование было поставлено без нарушения гарантированных показателей.

При выборе воздухонагнетателей также важно учитывать:

Напряжение сети (0,38, 0,66, 6, 10 кВ),
Величину падения КПД при использовании ПЧТ, что снижает общий КПД системы,
Как уже сказано выше – величины допустимых отклонений от заявленных производителем пара- метров (производительности, давления, мощности). Эти величины могут достигать ±Корректность про- веденных расчетов в условиях фактического температурно-влажностного режима в течение года. Каталожные данные воздухонагнетателей, как правило, соответствуют стандартным условиям,
Референц-лист агрегатов подобной производительности, в качестве подтверждения опыта эксплуатации,
Материалы, конструктивные особенности, скорость вращения, обеспечение заводских тестовых испытаний.

Предлагаемая методика позволяет осуществить выбор способа управления и конкретного оборудования, после чего выполняется прогноз энергоэффективности выбранного и согласованного с заказчиком варианта.

Методика сравнительных экономических расчетов по затратам жизненного цикла

Работа с крупными энергопотребителями, подобными воздуходувным станциям, требуют проектно- конструкторских проработок с обоснованием технико-экономических показателей (ТЭП). Проблема разработки и анализа ТЭП усложняется тем, что существующий в РФ показатель приведенных затрат не отражает таких важных экономических параметров как инфляция, кредитование и прибыль от инвестиций.

Решить проблему удалось с привлечением понятной для всех участников энергосервисного договора методики сравнительных экономических расчетов по затратам жизненного цикла (Life Cycle Cost), адаптированной к строительству воздуходувных станций (табл. 4).

В качестве ТЭП был выбран инструмент: затраты жизненного цикла (LCC):

LCC = Cic + Cin + Ce + Co + Cm + Cs + Cenv + Cd

В конкретном примере решено было не рассматривать элементы затрат Cs, Cenv, Cd, ввиду их эквивалентности по выбранным вариантам и невысокой удельной составляющей. В общем случае каждое из слагаемых LCC требует обоснования для учета.

В табл. 5 приведены результаты сравнительного экономического анализа вариантов за расчетный период 25 лет.

Для оценки эффективности инвестиционных проектов важно использовать понятие «Приведенная стоимость» (Present Value) или метод дисконтированных денежных потоков. Для инвестиционного проекта важно определить приведенную (к настоящему периоду) стоимость всех денежных потоков, связанных с этим проектом. Иначе говоря, приведенная стоимость – это сегодняшний эквивалент суммы, которую предстоит выплачивать в будущем.

Расчет приведенной стоимости осуществляется путем дисконтирования, которое является обратной операцией расчета сложных процентов. Данный экономический инструмент базируется на способности инвестора прогнозировать величину дисконтирования (разница между величинами процентной ставки и инфляции) с точки зрения инвестиционной привлекательности проекта в целом. Инвестор должен знать, какая сумма, полученная им сегодня, будет иметь для него ту же ценность, что и сумма Х, полученная через n лет.

Табл. 4. Состав затрат жизненного цикла LCC с учетом расчетных показателей

Обо- знач.	Затраты	Учет в расчетах
Cic	Капитальные (строительные работы, стоимость оборудования)	+
Cin	Монтаж и пусконаладка	+
Ce	Электроэнергия	+
Co	Текущие (в основном на оплату труда обслуживающего персонала)	+
Cm	Сервисное и техническое обслуживание (текущий и плановый ремонт, при необходимости замена оборудования или элементов комплекса)	+
Cs	Простой оборудования (упущенная выгода) или потери производительности	–
Cenv	Охрана окружающей среды и предотвращение ущерба	–
Cd	Утилизация, либо остаточная стоимость оборудования для использования его в будущем	–

Табл. 5. Краткая характеристика ТЭП и результат экономического анализа LCC вариантов исполнения воздуходувных станций (расчетный период 25 лет)

Обозначение технического варианта

Вариант 1

Вариант 2

Вариант 3

Характеристика варианта

Без технологического управления расходом

Управление с помощью регулируемого электро- привода (РЭП), включаю- щего ПЧТ

Управление с помощью поворотно-лопастного механизма (ПЛМ)

Характеристика диапазона регулирования по воздуху

Не регулируется, подача составляет 100%

на любом временном промежутке

Обеспечение необ- ходимого диапазона управления оказалась невозможна. Доступный диапазон

от 70 до 100%

Необходимый диапазон обеспечивается в полной мере.

КПД преобразователей частоты, включающий потери в инверторе, выпрямителе, фильтрах, %

–

Удельная мощность

на подачу 1000 м3 воздуха, кВт

20,2

21,0–24,2

(в зависимости от положения рабочей точки)

18,4

(рабочая точка адаптируется к величине

максимального КПД)

Энергопотребление в диапазоне регулирования, кВт×ч

2160

1740–2200

1060–1950

Годовая экономия электроэнер- гии, тыс. кВт·ч

–

2 700

6 600

Затраты, млн руб.

Без учета дисконтирования затрат

Капитальные (строительные работы, стоимость оборудова- ния) + монтаж и пусконаладка

(Cic + Cin)

186

187

Электроэнергия (Ce)

1420

1215

923

Текущие расходы (в основном на оплату труда обслуживающе-

го персонала) (Co)

Сервисное и техническое обслу- живание (текущий и плановый ремонт, при необходимости замена оборудования или

элементов комплекса) (Cm)

Затраты жизненного цикла (LCC)

1504

1481

1139

С учетом дисконтирования затрат (ставка дисконтирования – 5%)

Капитальные (строительные работы, стоимость оборудова- ния) + монтаж и пусконаладка

(Cic + Cin)

186

Электроэнергия (Ce)

799

685

520

Текущие расходы (в основном на оплату труда обслуживающе-

го персонала) (Co)

Сервисное и техническое обслуживание (текущий и плановый ремонт,

при необходимости замена оборудования или элементов

комплекса) (Cm)

Затраты жизненного цикла (LCC)

873

915

723

В практическом примере (см. табл. 5) долгосрочных расчетов на период 25 лет были использованы следующие расчетные экономические условия: процентная депозитная ставка банка – 12%; годовой темп инфляции – 7%. Таким образом, учтена ставка дисконтирования (как разница этих величин), равная 5%.

Расчеты проведены для воздуходувной станции, построенной по типовому проекту 902-1-135.88. Стоимость электроэнергии на период начала проекта принята равной 3 руб./кВт×ч.

По заложенным технологическим исходным данным, для обеспечения минимального энергопотребления проект требует реализации диапазона управления воздуходувками от 55 до 100%.

Анализ рис. 3 свидетельствует о преимуществах варианта 3. По сравнению с вариантом 1 экономия составляет 150 млн руб. (17,2%), с вариантом 2 – 192 млн руб. (21,0%). Таким образом, вариант с РЭП оказался дороже варианта вообще без регулирования. Объясним причины подобного результата, руководствуясь исходными параметрами расчета.

В варианте 2 принята необходимость закупки преобразователей частоты дважды за расчетный период в соответствии с их сроком службы; диапазон регулирования многоступенчатых агрегатов с РЭП оказался ограничен в соответствии с анализом совместной работы «воздуходувки – воздуховод».

Вариант 3 учитывает высокий базовый КПД агрегата и малое изменение КПД в полном диапазоне регулирования (на 4%), а также возможность работы агрегатов в потребном диапазоне регулирования по воздуху (55 — 100%). Этот вариант наиболее выгоден с точки зрения размера инвестиций (рис. 4).

Методика прогнозирования энергоэффективности

Для современного этапа развития технологий очистки сточных вод характерно использование математических моделей, реализуемых с помощью специальных программных продуктов. Это позволяет прогнозировать подачу воздухонагнетателей в динамичных условиях неравномерного поступления сточных вод.

Однако, в отличие от гидравлических задач, решение аэродинамических осложняется тем, что воздух сжимаемая среда, поэтому такие параметры как температура и влажность воздуха существенно влияют на расчетные характеристики при выборе оборудования. Для обеспечения сложных расчетов авторами была разработана математическая модель, на базе уравнений состояния газа и сохранения энергии в компрессорных нагнетателях, растворения и потребления кислорода в аэротенках (рис. 5). Модель рассчитана для работы в нестационарных условиях и позволяет производить оценку распределения энергетических затрат группы компрессоров по времени (сутки и сезоны года).

Результаты работы математической модели при использовании стандартных инструментов MathCAD и MathLAB представлены на рис. 6. Пример прогнозирует работу одноступенчатых турбокомпрессоров с двойным регулированием с изменением КПД в диапазоне 80 – 84% для реальной станции аэрации. По- скольку изменение КПД агрегатов составляет всего 4%, характер графиков подачи воздуха и потребляемой мощности практически соответствует друг другу.

За счет сезонного и суточного управления пода- чей воздуха в аэротенки возможно сэкономить порядка 35% потребляемой мощности, что становится достижимым при использовании воздухонагнетателей с диапазоном регулирования производительности до 55 – 60%. При возможности внедрения мероприятий технологического профиля (денитрификация, эффективная раскладка систем аэрации) величина экономии потребляемой мощности может быть удвоена.

Из центробежных агрегатов целесообразно отдать техническое предпочтение одноступенчатым воздухонагнетателям с двойным (всас + напор) регулируемым направляющим аппаратом, с изменением КПД в управляемом диапазоне 4%.

Бизнес-процесс

Блок-схема использования математической модели при реализации бизнес-модели энергосервисного договора приведена на рис. 7.

Подводя итог, отметим, что до 80% электроэнергии, затрачиваемой станциями аэрации, приходится на воздуходувное оборудование. Важность регулирования его работы определяется снижением энергопотребления как минимум на 35%.

Рекомендованные в статье действия являются необходимыми для обоснования бизнес-процесса энергосервисного договора. Упрощение описанного алгоритма существенно повысит риски обеих сторон при его реализации.

Литература

ГОСТ 8.417-2002. Государственная система обеспечения единства измерений. Единицы величин. Дата введения 01.09.2003.
СН 528-80 Перечень единиц физических вели- чин, подлежащих применению в строительстве. Дата введения 01.07.1981.
ГОСТ 2939-63. Газы. Условия для определения объема. Дата введения 01.01.1964.
ГОСТ 31532-2012. Энергосбережение. Энергети- ческая эффективность. Состав показателей. Об- щие положения. Дата введения 01.01.2015.
ГОСТ 31607–2012. Энергосбережение. Норма- тивно-методическое обеспечение. Основные поло- жения. Дата введения 01.01.2015.
ГОСТ Р ИСО 9169-2006. Качество воздуха. Опре- деление характеристик методик выполнения изме- рений. Дата введения 01.08.2007.
СП 32.13330.2012. Свод правил. Канализа- ция. Наружные сети и сооружения. Дата введения 01.01.2013.

открыть статью в PDF