Предисловие и введение

Предисловие

Один факт, который определяет всё остальное в этой книге. По оценкам отраслевых аудиторов, на 99 % промышленных предприятий СНГ выработанный сжатый воздух не измеряется — ни количественно, ни по удельным затратам. Электроэнергия учитывается, вода учитывается, газ учитывается. Сжатый воздух — нет. На разности этого факта строится всё, что пойдёт дальше: то, что не измеряется, не может быть улучшено. Подробно об этом — главу 12 «Невидимый цех: культура измерений».

Книга написана для тех, кто отвечает за это направление профессионально: главного энергетика, главного инженера, главного механика, специалистов службы эксплуатации и проектировщиков. Содержание собрано из открытых отраслевых источников (производители компрессорного оборудования, международные стандарты ISO и EN, материалы Министерства энергетики США и Compressed Air Challenge), сопоставлено с действующей нормативной базой Республики Беларусь и приведено к практическим задачам, с которыми инженер сталкивается ежедневно: подобрать оборудование, подготовить помещение, ввести в эксплуатацию, организовать планово-предупредительный ремонт, отчитаться по форме 12-ТЭК, обосновать модернизацию перед финансовой службой.

Авторы намеренно отказались от формата академического учебника. Каждая глава построена по принципу «что нужно знать — что нужно сделать — как это оформить». Расчётные методики приведены с примерами и единицами измерения, принятыми в инженерной практике (СИ + промышленные: бар, нм³/мин, кВт·ч). Формы документов соответствуют требованиям ГОСТ 16504-81 и СТБ.

Издание подготовлено ООО «Инструмент-Ресурс» (г. Минск). Замечания и предложения принимаются по адресу www.air.by.

Введение

Зачем эта книга

На большинстве промышленных площадок Республики Беларусь компрессорная установка спроектирована и смонтирована один раз — в момент строительства цеха или при модернизации 10–25 лет назад. С тех пор оборудование меняли, дополняли, переключали, но цельной картины состояния системы у предприятия, как правило, нет. Паспорта оборудования заполнены не полностью, схема трубопровода устарела, утечки не измерены, удельный расход электроэнергии на выработку 1 м³ сжатого воздуха в форме 12-ТЭК не выделен отдельной строкой.

Эта книга — рабочий справочник для специалиста, который занимается компрессорной не в режиме «реакция на остановку», а системно. Она отвечает на четыре практических вопроса:

как устроена система сжатого воздуха и где в ней теряется энергия;

как подобрать, смонтировать и ввести в эксплуатацию оборудование в соответствии с требованиями ТР ТС, СТБ и Госпромнадзора;

как организовать эксплуатацию и ППР, чтобы межремонтный пробег соответствовал паспортному;

как обосновать модернизацию перед финансовой службой и директором через TCO и срок окупаемости.

Для кого написана книга

Основные адресаты — специалисты, в чьи должностные обязанности входит эксплуатация и развитие системы сжатого воздуха на промышленном предприятии:

Финансовый директор — оценивает обоснованность капитальных и операционных расходов, рассчитывает TCO и амортизацию.

Главный инженер — отвечает за работоспособность производственных систем, организацию ППР, ремонтопригодность парка оборудования, межремонтный пробег.

Главный механик — отвечает за техническое состояние машин, ремкомплекты, моторесурс, дефектные ведомости.

Главный энергетик — отвечает за энергобаланс, удельные расходы, отчётность по форме 12-ТЭК, энергоаудит, согласование инвестиций в энергооборудование.

Проектировщик — подбирает оборудование, рассчитывает сеть, формирует проектную документацию.

Изложение построено так, чтобы каждая роль находила нужный уровень детализации. Расчётные методики и нормативные ссылки сопровождаются практическими примерами; экономические разделы — обоснованием в терминах TCO, OPEX и CAPEX; технические главы — указанием классов точности, единиц измерения и форм первичной документации.

Как пользоваться книгой

Главы 1–5 — основа: архитектура компрессорной машины и станции, физика сжатия, типы компрессоров, классы качества воздуха по ISO 8573-1, подготовка воздуха. Эти главы читаются последовательно специалистом, впервые получившим направление в зону ответственности.

Главы 6–11 — проектные: расчёт производительности и VSD, закупка, расчёт сети, машинное помещение, электропитание, сценарии нагрузки. Используются при подготовке технического задания, экспертизе проекта, согласовании с производителем.

Главы 12–15 — энергоэффективность и измерения: культура измерений, энергоаудит, утечки и удельный расход, рекуперация тепла. Базовая литература для главного энергетика при подготовке к обязательному энергоаудиту (СТБ 1691-2006) и при формировании отчётности по форме 12-ТЭК.

Главы 16–18 — практика: монтаж, пусконаладка, эксплуатация, ППР, диагностика, промышленная безопасность. Содержат чек-листы и формы документов, пригодные для прямого использования.

Глава 19 и Приложение Ж — экономика и нормативная база: методики расчёта TCO и обоснования инвестиций, действующие нормативные правовые акты Республики Беларусь и ЕАЭС в области сжатого воздуха и энергосбережения.

Приложения содержат таблицы пересчёта единиц, формы паспорта оборудования и акта ввода в эксплуатацию по ГОСТ 16504-81, чек-листы, глоссарий и полный перечень источников.

Сквозной элемент книги — принципы: в главах 2–19 перед резюме помещён блок «Принципы этой главы», а полный список из 44 принципов собран в главе 1.

Источники и нормативная база

Техническое содержание книги опирается на открытые отраслевые источники: руководства производителей компрессорного оборудования (Atlas Copco, Kaeser, Ingersoll Rand, Boge), международные стандарты серии ISO 1217 и ISO 8573, европейские нормы EN 1012, методические материалы Министерства энергетики США (U.S. Department of Energy) и организации Compressed Air Challenge. Все источники указаны по ходу изложения и собраны в Приложение Д.

Нормативная база приведена по состоянию на дату подписания книги в печать и включает в первую очередь:

Закон Республики Беларусь от 08.01.2015 № 239-З «Об энергосбережении»;

Постановление Совета Министров Республики Беларусь от 24.02.2021 № 103 «О Государственной программе „Энергосбережение“ на 2021–2025 годы»;

СТБ 1691-2006 «Энергосбережение. Энергетическое обследование потребителей топливно-энергетических ресурсов. Общие требования»;

ГОСТ ISO 50001-2021 «Системы энергетического менеджмента. Требования и руководство по применению» (взамен СТБ ISO 50001-2013);

Закон Республики Беларусь от 05.01.2016 № 354-З «О промышленной безопасности»;

Технический регламент Таможенного союза ТР ТС 010/2011 «О безопасности машин и оборудования»;

Технический регламент Таможенного союза ТР ТС 032/2013 «О безопасности оборудования, работающего под избыточным давлением»;

ГОСТ 16504-81 «Система государственных испытаний продукции. Испытания и контроль качества продукции. Основные термины и определения».

Полный перечень с указанием действующих редакций приведён в Приложении Ж. При использовании книги в практической работе нормативные ссылки рекомендуется сверять с актуальной редакцией на Национальном правовом интернет-портале (pravo.by) и в эталонном банке данных правовой информации (etalonline.by).

Единицы измерения и обозначения

В книге используются единицы Международной системы (СИ) и сложившиеся в инженерной практике производные единицы. Соответствие приведено в Приложении А; в основном тексте применяются:

давление — избыточное в барах (бар изб., bar(g)), абсолютное в барах (бар абс., bar(a)); 1 бар = 100 кПа = 0,1 МПа;

производительность по воздуху — в нормальных кубических метрах в минуту (нм³/мин) по ГОСТ 2939-63 (1,01325 бар абс., 20 °C, относительная влажность 0 %); каталожные и паспортные величины конкретных моделей приводятся так, как их публикует завод, — обычно FAD по ISO 1217, приложение F (1 бар абс., 20 °C, 0 %); коэффициенты перехода 0,987 и 1,013 и полная таблица — §2.1.5 и Прил. А;

мощность — в киловаттах (кВт); электрическая активная мощность — кВт, потребляемая электроэнергия — кВт·ч;

удельный расход электроэнергии — кВт·ч на 1 нм³ выработанного сжатого воздуха при заданном давлении (кВт·ч/нм³); база приведения нм³ — по §2.1.5;

температура — в градусах Цельсия (°C); точка росы — в °C под давлением (°C при рабочем давлении сети);

шум — уровень звукового давления L, дБ(А), на расстоянии 1 м по ISO 2151.

Условные обозначения в тексте

Для удобства поиска по тексту используются четыре вида врезок:

Факт. Факт или нормативное требование — проверяемое утверждение: величина из физики, число из каталога или протокола производителя, указание действующего НПА с номером статьи или пункта. Когда за маркером стоит НПА, это обязательно к исполнению; когда физика или данные производителя — это опорное число, от которого ведётся расчёт.

На практике. Практика — рекомендация, выработанная отраслевой практикой; не нормативное требование, но проверена на типовых установках.

Важно. Внимание — указание на типовую ошибку или фактор риска для оборудования, персонала или экономики эксплуатации.

Принцип N — сквозной принцип книги: короткое утверждение, которое доказывается в своей главе. Полный список из 44 принципов — в главе 1.

Книга открывается главой 1 — описанием компрессорной установки и станции как физических объектов; там же собран сводный список принципов книги. Специалист, имеющий профильное образование, может ограничиться этим списком и перейти к главе 2 (физические основы сжатия воздуха) или к тому разделу, который соответствует его текущей задаче.