ДЕРЖАВНИЙ СТАНДАРТ УКРАЇНИ
СИСТЕМИ ЕНЕРГЕТИЧНІ ТЕХНІЧНІ
О
БЗ №7-2001/158
сновні положенняДСТУ ISO 13600-2001
Видання офіційне
Київ
ДЕРЖСТАНДАРТ УКРАЇНИ
200
1ПЕРЕДМОВА
ВНЕСЕНО Технічним комітетом «Енергозбереження» (ТК 48), підприємством «Електромеханіка»
НАДАНО ЧИННОСТІ наказом Держстандарту України від 14 вересня 2001 р. № 454
З Стандарт відповідає ISO 13600:1997 Technical energy systems — Basic concepts (Технічні енергетичні системи. Основні положення)
Ступінь відповідності — ідентичний (IDT)
Переклад з англійської (еп)
ВВЕДЕНО ВПЕРШЕ
ПЕРЕКЛАД І НАУКОВО-ТЕХНІЧНЕ РЕДАГУВАННЯ: Б. Стогній, акад. НАН України; Г. Півняк, акад. НАН України; В. Мамалига, канд. техн, наук; М. Печеник, канд. техн, наук; О. Яндульсь- кий, д-р техн, наук; С. Випанасенко, д-р техн, наук; В. Сліпченко, д-р техн, наук; І. Стоянова, канд. техн, наук
© Держстандарт України, 2001
ЗМІСТ
с.
Вступ IV
Сфера застосування 1
Терміни та визначення 1
Концептуальна модель З
Модель «надходження — вихід» 5
Принцип поєднання 6
Елементарні блоки 6
Потік енергопродукту 7
Додаток А Види й типи енергопродуктів 8ВСТУП
Цей стандарт ідентичний ISO 13600:1997 Системи енергетичні технічні. Основні положення.
Міжнародні стандарти серії 13600 призначено застосовувати як засоби визначення, описування, аналізу та порівняння технічних енергетичних систем на мікро- й макрорівнях. Застосування цих засобів створює об’єктивне підґрунтя для аналізу енергетичних проблем у технічному, економічному, природоохоронному контексті й допомагає таким чином ухвалити рішення.ДСТУ ISO 13600-2001
ДЕРЖАВНИЙ СТАНДАРТ УКРАЇНИ
СИСТЕМИ ЕНЕРГЕТИЧНІ ТЕХНІЧНІ
Основні положення
СИСТЕМЫ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ
Основные положения
TECHNICAL ENERGY SYSTEMS
Basic concepts
Чинний від 2002-04-01
СФЕРА ЗАСТОСУВАННЯ
Цей стандарт установлює загальні положення, необхідні для визначення та описування технічних енергетичних систем. У ньому введено поняття техносфери та її поділ на два сектори. Економічне призначення одного з них — постачати іншому енергію в техніко-економічному розумінні, тобто енергопродукт, на відміну від енергії у фізичному розумінні. Перелік різних видів і типів енер- гопродуктів наведено в додатку А. Стандарт установлює модель «надходження — вихід» та загальні принципи поєднання технічних енергетичних систем. Виходом моделі є певний продукт чи послуга, викиди техносфери в природу, використання природних ресурсів і пов'язані з цим експлуатаційні наслідки.
ТЕРМІНИ ТА ВИЗНАЧЕННЯ
стандарті застосовують наведені нижче терміни.
Супутні надходження (ancillary input) — добавки до палива, пакувальні матеріали, енер- гопродукти й джерела живлення, необхідні для вироблення та постачання вихідного продукту чи надання послуги.
Побічний продукт (by-product) — вихід технічної енергетичної системи, який не є ні основним продуктом системи, ні викидом.
Предмет ужитку (commodity) — продукт чи послуга, наявні на ринку.
Енергія (energy) — величина, що задовольняє закони термодинаміки.
Примітка. Енергія, як і всі фізичні величини, є поняття абстрактне.
Енергоносій (energy carried) — речовина або явище, які може бути використано для виконання механічної роботи або нагрівання, чи для керування хімічними або фізичними процесами.
Енергопродукт (energyware) — ходовий предмет ужитку, який використовують переважно для виконання механічної роботи або нагрівання, чи для керування хімічними або фізичними процесами. Перелік енергопродуктів наведено в додатку А.
Примітка. Енерголродукти формують власну під множину енергоносіїв. Набір енергоносіїв може доповнюватися.
Видання офіційне
Система витрачання енергопродукту (energyware consumption system) — технічна енергетична система, що витрачає енергопродукт, а в багатьох випадках ще й інші енергоносії, вироблені продукти та послуги.
Сектор споживання енергопродукту (energyware demand sector) — частина техносфера призначена отримувати з енергопродукту та природних ресурсів необхідні продукти та послуги.
Система вироблення енергопродукту (energyware production system) — технічна енергетична система, що перетворює природні ресурси в енергопродукт.
Система відновлювання енергопродукту (energyware reclaim system) — технічна енергетична система, що перетворює відновлювані ресурси в енергопродукт.
Система зберігання енергопродукту (energyware storage system) — технічна енергетична система, яка отримує та зберігає енергопродукт, щоб згодом його використати в тій самій формі.
Сектор постачання енергопродукту (energyware supply sector) — частина енергосфе- ри, призначена виробляти, перетворювати та пересилати енергопродукт.
Система перетворення енергопродукту (energyware transformation system) — технічна енергетична система, яка перетворює один або більше видів енергопродукту в інший чи інші види енергопродукту.
Система транспортування енергопродукту (energyware transportation system) — технічна енергетична система, що транспортує енергопродукт з одного місця в інше.
Переобтяження довкілля (environmental load) — виснаження природних ресурсів, викиди й експлуатаційні наслідки.
Експлуатаційний наслідок (exploitative impact) — зміни в природі, крім виснаження, що виникають, коли природні ресурси потрапляють у техносферу.
Основний вхідний матеріал (main input material) — сировина, напівфабрикати й готові вироби, які разом, часто після перетворення, є вихідним продуктом.
Природні ресурси (natural resource) — речовина чи явище в природі, які можна використати як надходження до техносфери.
Продукт (product) — певний реальний матеріальний вихід із технічної енергетичної системи.
Фізичне явище (physical effect) — механічні вібрації та струси, акустичні, електромагнітні та теплові явища, йонізувальна та нейонізувальна радіація.
Відновлювані ресурси (reclaimable resource) — матеріали, що не існують в природі, які можуть бути відновлені, перероблені та використані як надходження до технічної енергетичної системи, інакше — їх буде знищено як викиди.
Викид (release) — речовини, корисні чи некорисні, які полишають техносферу, але які можна внести знову в техносферу тими самими способами, якими було внесено в природні ресурси.
Послуга (service) — певний реальний (нематеріальний) вихід з технічної енергетичної системи, або користь з використання продукту.
Технічна енергетична система (technical energy system) — сукупність обладнання й підприємств, що взаємодіють між собою для вироблення, споживання, а в багатьох випадках — і для перетворення, зберігання, транспортування чи розподілу енергопродукту.
Техносфера (technosphere) — усі технічні енергетичні системи та продукти, що ними виробляються, до тих пір, доки вони не стануть викидами.З КОНЦЕПТУАЛЬНА МОДЕЛЬ
Техносфера оточена природою та взаємодіє з нею. Техносфера включає в себе астросферу, атмосферу, гідросферу, біосферу й геосферу (рисунок 1). Усі ці сфери взаємодіють між собою. Людина є частиною біосфери.
Рисунок 1 — Техносфера та природа
Природні ресурси у виді речовин вносяться до техносфери такими операціями як видобування руди, земляні роботи, накопичення, збирання врожаю, поглинання води й повітря. Вони є надходження до технічних енергетичних систем, тобто сукупності обладнання й підприємств, основним виходом яких є товари та послуги, а також побічні продукти та викиди. Природні ресурси у виді інших енергоносіїв, таких як сонячне випромінення, температурні відмінності океану, геотермічна енергія, вітер і тепло також перетворюються в механічну енергію, тепло чи електроенергію.
Продукти, які є виходом технічних енергетичних систем, може бути використано як надходження до інших технічних енергетичних систем, або ж їх може бути використано для надання послуг. Наприкінці їхнього корисного існування вони перероблюються в техносфер} або ж викидаються назад у природу як викиди. Таким чином, надходженнями до технічних енергетичних систем є природні ресурси, а виходом — послуги (для людей), викиди та експлуатаційні наслідки (рисунок 2).
Операції, які вносять природні ресурси в техносферу, впливають на природу двома способами: виснаженням та експлуатаційними наслідками. Техносфера найбільше зашкоджує природі, як правило, через послуги, що надаються людям, І через викиди (див. рисунок 3).Експлуатаційні
Рисунок 2 — Техносфера й природа
Викиди
Виснаження природних
Експлуатаційні
наслідки
Рисунок 3 — Вплив техносфери на природу
Послуги
для людини
Техносферу можна поділяти різними способами. У цьому стандарті техносферу поділяють за економічною діяльністю та за географічними кордонами.
За економічною діяльністю техносферу поділяють на такі два сектори (див. рисунок 4);
сектор постачання енергопродукту, до якого належать нафтова, вугільна, газова, теплоенергетична й електроенергетична промисловості та інші галузі промисловості, що пропонують паливо на базі сонячної енергії, біомаси та відновлюваних ресурсів;
сектор споживання енергопродукту, до якого належать гірничовидобувний, виробничий, біологічний, житловий, торговельний і суспільний підсектори. Недоліком у загальновживаній практиці є розщеплення транспортного й будівельного підсекторів і представлення транспортної інфраструктури, недостатня увага до підсектора перероблення й знешкодження відходів. В цьому секторі різні енергоносії використовують з різною метою.
Ці два сектори поділяють на підсектори
.
МОДЕЛЬ «НАДХОДЖЕННЯ — ВИХІД»
Для уніфікації описування технічних енергетичних систем вводять поняття моделі «надходження — вихід». Будь-який елемент цієї системи може бути представлено як блок. Надходження та вихід такого блоку розташовано в колонках по три під заголовками, як показано на рисунку 5.
Систему описано блок-схемою, яка складається з кількох блоків, сполучених між собою стрілками, що показують напрямок потоку.
Рисунок 5 — Елементарна модель «надходження — вихід»
Кількість і сукупність компонентів надходження та виходу впродовж часу її існування може змінюватись. Для простих невеликих систем доцільно розрізняти три фази: інвестування, нормальне функціонування, виведення з експлуатації. Зіпсоване обладнання слід вважати побічним продуктом. Залежно від мети й сфери застосування іноді може бути необхідно розглядати три стадії окремо чи їх поєднання протягом певного часу (періодизації). Для великих або комплексних систем ці три стадії можуть зливатись у практично безперервний процес.
ПРИНЦИП ПОЄДНАННЯ
Блок може бути частиною машини, машиною, групою машин, цілим сектором споживання, країною, групою країн. Великі блоки може бути складено з менших блоків.
Коли менші блоки взаємодіють між собою, утворюючи великий блок, слід дотримуватися принципів поєднання. Це означає, що всі внутрішні взаємодії відміняються. Внутрішні взаємодії відбуваються тоді, коли вихід одного з менших блоків є надходженням до іншого меншого блоку.
ЕЛЕМЕНТАРНІ БЛОКИ
Технічну енергетичну систему чи її частину слід описувати комбінацією елементарних блоків. Є шість типів елементарних блоків, які відрізняються надходженням і виходом ( таблиця 1). Оброблення включено в усі блоки.
Таблиця 1 — Елементарні блоки
Надходження |
Технічна енергетична система |
Вихід |
Природні ресурси Супутні та інші надходження |
Система вироблення енергопродукту Приклади: гідроелектростанція, нафтова платформа, вугільна шахта, станція сонячної енергії |
Енергопродукт Побічні продукти Викиди |
Відновлювані енергоресурси Супутні та інші надходження |
Система відновлення енергопродукту Приклад: завод, що працює на теплоті спалювання відходів |
Енергопродукт Побічні продукти Викиди |
Енергопродукт Супутні та інші надходження |
Система перетворення енергопродукту Приклади: електростанція, що працює спалюючи нафту, реформер, паливний елемент |
Енергопродукт (інша форма) Побічні продукти Викиди |
Енергопродукт Супутні та інші надходження |
Система транспортування енергопродукту Приклади; повітряні лінії електропере- давання, газопровід, вугільна баржа, танкери, залізничий транспорт, вантажівки |
Енергопродукт (така ж форма) Побічні продукти Викиди |
Енергопродукт Супутні та інші надходження |
Система зберігання енергопродукту Приклади: нафтові чи газові цистерни, штабелі вугілля, газові балони |
Енергопродукт (така ж форма) Побічні продукти Викиди |
Основні надхідні матеріали, включаючи енергопродукт Супутні та інші надходження, включаючи енергопродукт |
Система витрачання енергопродукту Приклади: повітряний кондиціонер, освітлювачі, транспортний засіб, електромобіль, телевізор, взуттєва фабрика, нагрівальна система |
Продукт чи послуги Побічні продукти Викиди |