Роль энергетики в развитии национальной экономики

Размещено на http://www.allbest.ru/

РОЛЬ ЭНЕРГЕТИКИ В РАЗВИТИИ НАЦИОНАЛЬНОЙ ЭКОНОМИКИ



1. Основные характеристики энергетического хозяйства национальной экономики

Дисциплина «Экономика энергетики» рассматривает вопросы экономики, организации, планирования и управления энергохозяйством предприятия в увязке с его технологическими особенностями.

Технической базой функционирования и развития промышленности является энергетика, которая занимает важное место в экономике промышленного производства и в значительной степени определяет уровень его конкурентоспособности.

Основные задачи экономики энергетики -- это выявление рациональных направлений развития и эксплуатации энергетического хозяйства предприятия, его отдельных элементов, установление методов эффективного использования материальных, трудовых и финансовых ресурсов.

Экономические знания и системный подход к решению экономических проблем особенно необходимы в топливно-энергетическом комплексе (ТЭК), который является наиболее капиталоемким комплексом промышленности и связан со всеми отраслями промышленности, а также сельским хозяйством, транспортом, коммунально-бытовым сектором.

Предмет изучения Экономики энергетики совокупность процессов получения, преобразования, распределения и использования в национальной экономике топлива, электрической энергии, теплоты, сжатого и кондиционированного воздуха, кислорода, воды и других энергоносителей.

Современное энергетическое хозяйство национальной экономики включает в себя всю совокупность предприятий, установок и сооружений, а также связывающих их хозяйственных отношений, которые обеспечивают функционирование и развитие добычи (производства) энергоресурсов и всех процессов их преобразования до конечных установок потребителей включительно.

Укрупненная схема основной последовательности процессов преобразования энергетических ресурсов показана на рис. 1.1

В зависимости от стадии преобразования различают следующие виды энергии:

· первичная энергетические ресурсы, извлекаемые из окружающей среды;

· подведенная энергоносители, получаемые потребителями: разные виды жидкого, твердого и газообразного топлива, электроэнергия, пар и горячая вода, разные носители механической энергии и др.;

· конечная форма энергии, непосредственно применяемая в производственных, транспортных или бытовых процессах потребителей.

В состав энергетического хозяйства входят несколько элементов:

· топливно-энергетический комплекс (ТЭК) часть энергетического хозяйства от добычи (производства) энергетических ресурсов, их обогащения, преобразования и распределения до получения энергоносителей потребителями. Объединение разнородных частей в единый хозяйственный комплекс объясняется их технологическим единством, организационными взаимосвязями и экономической взаимозависимостью;

· электроэнергетика часть ТЭК, обеспечивающая производство и распределение электроэнергии;

· централизованное теплоснабжение часть ТЭК, которая производит и распределяет пар и горячую воду от источников общего пользования;

· теплофикация часть электроэнергетики и централизованного теплоснабжения, обеспечивающая комбинированное (совместное) производство электроэнергии, пара и горячей воды на теплоэлектроцентралях (ТЭЦ) и магистральный транспорт тепла.

В технологическом аспекте важнейшим элементом энергетического хозяйства являются генерирующие установки электроэнергетической отрасли.

Энергетические генерирующие установки -- это установки, производящие энергетическую продукцию. К их числу относят: тепловые электростанции (ТЭС), гидравлические электростанции (ГЭС), атомные электростанции (АЭС), парогазовые установки (ПГУ), газотурбинные установки (ГТУ), воздуходувные станции, кислородные станции, котельные. Генерирующие установки классифицируются по ряду основных признаков:

· виду первичных энергоресурсов;

· процессам преобразования энергии;

· видам отпускаемой энергии;

· количеству и типам обслуживаемых потребителей;

· режиму работы.

Единая электроэнергетическая система Республики Казахстан (ЕЭС РК) представляет собой совокупность электрических станций, линий электропередачи и подстанций, обеспечивающих надежное и качественное энергоснабжение потребителей республики. Законодательные и иные нормативные правовые акты, действующие в области электроэнергетики Республики Казахстан:

· Закон Республики Казахстан «Об электроэнергетике» от 9 июля 2004 года;

· Закон Республики Казахстан «Об энергосбережении» от 25 декабря 1997 года

· Закон Республики Казахстан «О поддержке использования возобновляемых источников энергии» от 04.07..2009 г.;

· Правила организации и функционирования оптового рынка электрической энергии Республики Казахстан, утвержденные постановлением Правительства Республики Казахстан от 4 июня 2012 года № 740;

· Правила оказания услуг Системным оператором, организации и функционирования рынка системных и вспомогательных услуг, утвержденные постановлением Правительства Республики Казахстан от 29 марта 2013 года № 300;

· Правила функционирования балансирующего рынка электрической энергии, утвержденные постановлением Правительства Республики Казахстан от 29 ноября 2012 года № 1508;

· Правила организации и функционирования розничного рынка электрической энергии, а также предоставления услуг на данном рынке, утвержденные постановлением Правительства Республики Казахстан от 12 июля 2012 года № 932;

Годовой максимум нагрузки 2018 г. зафиксирован 25 декабря в 19-00 и составил 14 823 МВт. По сравнению с максимумом 2017 г. (13 декабря 2017 г. 19-00 ч.) максимум нагрузки увеличился на 629 МВт или на 4,4%.

Генерация составила 14555 МВт, что выше на 339 МВт или на 2,4 % аналогичного показателя 2017 г.

При этом внешний сальдированный переток мощности (дефицит) составил 268 МВт. Из них прием из России 108 МВт, прием из Центральной Азии 160 МВт.

Выработка электроэнергии за отчетный период 2018 г. по Казахстану составила 106797,1 млн.кВтч, в том числе:

тепловыми электростанциями	86795,1 млн.кВтч
гидроэлектростанциями	10343,0 млн.кВтч
газотурбинными электростанциями	9119,3 млн.кВтч
СЭС, ВЭС и БГУ	539,7 млн.кВтч

Производство электроэнергии в сравнении с аналогичным периодом 2017 года увеличилось на 4413,5 млн.кВтч или на 4,3 %.

Выработка электроэнергии на ГЭС Казахстана в сравнении с аналогичным периодом 2017 г. уменьшилась на 814,9 млн.кВтч (7,3%). Режим работы станций определялся водохозяйственным балансом и гидрологической обстановкой. Увеличилась выработка электроэнергии на ТЭС и ГТЭС Казахстана на 4370,3 млн.кВтч (5,3%) и на 746,7 млн.кВтч (8,9%) соответственно. Структура выработки электроэнергии по Казахстану в сравнении с 2017 г.:

	2017 г., % (отчет. период)	2018 г., % (отчет. период)
Всего	100,0	100,0
в т.ч. ТЭС	80,5	81,3
ГЭС	10,9	9,7
ГТЭС	8,2	8,5
СЭС, ВЭС и БГУ	0,4	0,5



Потребление электроэнергии Казахстаном за отчетный период 2018 г. в сравнении с аналогичным периодом 2017 г. увеличилось на 5371,7 млн. кВт·ч (5,5%) и составило 103228,3 млн. кВт·ч. Увеличение потребления произошло по Южной зоне Казахстана на 1388,9 млн. кВт·ч (6,8%), по Северной зоне рост потребления электроэнергии на 2975,0 млн. кВт·ч (4,6%) и по Западной зоне рост потребления электроэнергии на 1007,8 млн. кВт·ч (8,1%).

За отчетный период 2018 г. в сравнении с аналогичным периодом 2017 г. максимальный рост потребления электроэнергии отмечается по Алматинской области на 531,7 млн.кВтч (5,1%), Жамбылской области - на 518,5 млн.кВтч (13,6%), Павлодарской области на 779,0 млн.кВтч (4,2%), Карагандинской области на 620,5 млн.кВтч (3,7%).

Структура потребления электроэнергии по зонам Казахстана следующая:

Казахстан	103228,3 млн.кВт.ч или 100,0%
Северная зона	67856,3 млн.кВт.ч или 65,7%
Южная зона	21940,1 млн.кВт.ч или 21,3%
Западная зона	13431,9 млн.кВт.ч или 13,0%

Перетоки электроэнергии. За отчетный период сальдо-переток электроэнергии в Россию - 3566,0 млн.кВтч (в 2017 г. в Россию 4528,2 млн.кВтч). При этом экспорт электроэнергии в Россию составил 4876,2 млн.кВтч (в 2017 г. - 5788,1 млн.кВтч), уменьшение по сравнению с 2017 годом на 911,9 млн.кВтч (15,8%). Импорт электроэнергии из России - 1310,2 млн.кВтч (в 2017 г. - 1259,9 млн.кВтч), уменьшение на 50,3 млн.кВтч (4,0%). Экспорт и импорт приведены с учетом объемов балансирующей электроэнергии с РФ.

Сальдо-переток в Центральную Азию - 2,8 млн.кВтч. При этом экспорт электроэнергии составил 18,3 млн.кВтч, импорт 15,5 млн.кВтч.

По видам использованных первичных энергоресурсов различают электростанции, применяющие: органическое топливо ТЭС, ядерное топливо АЭС, гидроэнергию ГЭС, приливные ПЭС и аккумулирующие энергию воды ГАЭС, солнечную энергию СЭС; энергию ветра ВЭС; подземное тепло геотермальные (ГЭОЭС).

Электростанции, на которых применяется органическое топливо, делятся на угольные, газомазутные и работающие на местных видах топлива (сланцы, торф).

По применяемым процессам преобразования энергии выделяются электростанции, в которых:

· тепловая энергия преобразуется в механическую, а затем в электрическую энергию ТЭС, АЭС;

· тепловая энергия непосредственно превращается в электрическую СЭС с помощью фотоэлементов;

· энергия воды и воздуха преобразуется в механическую энергию, а затем в электрическую ГЭС, ГАЭС, ПЭС, ВЭС.

По видам отпускаемой энергии различают электростанции: отпускающие только электрическую энергию ГЭС, ГАЭС, тепловые конденсационные электростанции (КЭС), атомные КЭС; отпускающие электрическую и тепловую энергию ТЭЦ, атомные ТЭЦ и др. Теплоэлектроцентрали кроме электроэнергии вырабатывают тепло. Применение тепла отработанного пара при комбинированном производстве энергии обеспечивает значительную экономию топлива. Если отработанный пар или горячая вода используется для технологических процессов, отопления и вентиляции промышленных предприятий, то ТЭЦ называются промышленными. ТЭЦ, отпускающие тепло для отопления и горячего водоснабжения жилых и общественных зданий городов, называются коммунальными (отопительными). Промышленно-отопительные ТЭЦ снабжают теплом как промышленные предприятия, так и население.

По режиму работы электростанции бывают базовые, полупиковые и пиковые.

К первой группе относятся крупные, наиболее экономичные КЭС, атомные КЭС, ТЭЦ, работающие в теплофикационном режиме; ко второй маневренные КЭС и ТЭЦ; к третьей пиковые ГЭС, Г АЭС, ГТУ.

Кроме того, для каждого типа электростанций имеются внутренние признаки классификации. Например, КЭС и ТЭЦ различаются по начальным параметрам пара, технологической схеме (блочные и с поперечными связями), единичной мощности блоков и т.п. АЭС классифицируются по типу реакторов (на тепловых и быстрых нейтронах), по конструкции реакторов и др.

При решении проблем экономического развития, выбора рациональной организационной схемы предприятию необходимо учитывать специфические особенности основных технологий отрасли.

К технологическим особенностям энергетического производства относят:

· совпадение во времени процесса производства и потребления энергетической продукции. Ни тепловую, ни электрическую энергию нельзя складировать и запасать. Энергосистемы должны выдавать столько энергии и мощности, сколько требуется в данный момент:

где произведенная электрическая энергия, ; потребленная электрическая энергия, ; потери электрической энергии при транспортировке, ; произведенная тепловая энергия, ГДж; потребленная тепловая энергия, ГДж; потери тепла при транспортировке, ГДж.

Эта особенность технологии обусловливает высокие требования к надежной работе энергосистем и качеству электроэнергии. Надежность является одним из важнейших требований в энергетике. Для обеспечения надлежащего уровня надежности в энергосистеме используют:

· резервирование, т.е. создание резервов мощности, необходимых для замены вышедших из строя агрегатов, для проведения ремонта энергосистем и для поддержания качества выдаваемой энергии (частоты и напряжения в электрической сети), а также формирование резервных запасов топлива, воды и т.п.;

· широкую взаимозаменяемость генерирующих установок в энергосистеме. Так, электроэнергию производят на конденсационных электростанциях, теплоэлектроцентралях, гидростанциях, атомных электростанциях, а тепло отпускают теплоэлектроцентрали, котельные или утилизационные установки. На этих станциях и котельных могут быть установлены агрегаты различных типов, работающие на разных параметрах пара и различных видах топлива. Многовариантность имеется и на стадиях транспорта энергии и использования ее потребителями;

· взаимозаменяемость видов продукции, т.е. возможность применения различных энергоносителей в установках. Например, использование природного газа или электрической энергии в нагревательных печах, парового или электрического привода компрессоров и др.;

· высокую динамичность энергопотребления. Это обусловливает высокие требования к маневренности генерирующих установок, так как в каждый момент времени необходимо производить такое количество энергии, которое требуется потребителю. Маневренность агрегата должна обеспечить возможность работы энергосистемы по заданному графику.

В связи с тем, что система работает с переменным режимом и в течение суток, и в течение недели, месяца, года, генерирующие установки должны иметь широкий диапазон регулирования нагрузки.

Наилучшими маневренными свойствами обладают ГЭС. Запуск в работу гидроагрегата составляет несколько минут. На тепловых станциях это более длительный процесс, так как котел требуется нагревать или, наоборот, остужать в течение 15 ... 20 ч;

· необходимость создания энергосистем, включающих генерирующие установки разных типов.

В результате повышается надежность, уменьшаются резервы, а следовательно, экономятся средства, увеличивается единичная мощность установок, снижаются годовой и удельный расходы топлива, повышается эффективность ремонтных работ, осуществляется более полное и рациональное использование ресурсов.

Промышленность выступает основным потребителем энергетических ресурсов. Цель промышленного производства выпуск определенной продукции в запланированном объеме, определенного качества, с максимальной экономичностью. Функция энергетики -- это бесперебойное снабжение потребителей энергией в нужном количестве, требуемого качества, с максимальной экономичностью.

Промышленная энергетика является составной частью промышленного производства и одновременно завершающим звеном ТЭК, которое относится к потребителям. Это та часть энергетики, которая преследует производственно-хозяйственные цели и в промышленности, и в энергетике. Ее функция обеспечение выпуска промышленной продукции в запланированном объеме, определенного качества, в результате бесперебойного снабжения потребителей энергией при минимуме материальных, энергетических, трудовых и денежных затрат. Промышленной энергетике как обеспечивающему хозяйству присуща взаимосвязь с основным производством. Например, затраты на энергоснабжение и использование энергии при производстве продукции должны окупаться эффективностью основного производства.

Промышленная энергетика имеет ряд особенностей. К технологическим особенностям промышленной энергетики относят:

· единовременность и взаимоувязку процессов производства, распределения и потребления энергоносителей, а значит, невозможность выбраковки некондиционной энергии. Отсутствие возможностей аккумулирования энергии в значительных размерах, что вызывает необходимость создания резервов генерирующих мощностей, топлива, а также требует более точного прогнозирования объемов энергопотребления;

· зависимость режима потребления энергии от режима промышленного производства;

· возможность взаимозаменяемости энергоресурсов, создания и использования вторичных энергоресурсов;

· связь энергетики предприятия с централизованными системами энергоснабжения;

· необходимость опережающего развития промышленной энергетики по отношению к основному производству, что позволяет увеличить выпуск технологической продукции, повысить надежность энергоснабжения.

Каждое промышленное предприятие имеет собственное энергетическое хозяйство. Энергетическое хозяйство предприятия -- это совокупность энергетических установок и вспомогательных устройств, предназначенных для обеспечения данного предприятия энергией различного вида. Схемы энергоснабжения промышленного предприятия зависят от многих факторов, поэтому их выбор осуществляется на основе технико-экономических расчетов.

Энергетическое хозяйство промышленного предприятия

1. Энергогенерирующие установки -- это установки, производящие, передающие, распределяющие и преобразующие энергию. Их особенностью является одновременное потребление и производство энергии. Например, энергетический котел потребляет химическую энергию топлива, а производит тепловую; к трансформатору подводится электроэнергия одного напряжения, а отводится другого, повышенного или пониженного.

К энергогенерирующим установкам относятся: теплоэлектроцентрали, котельные, компрессорные станции, кислородные станции, холодильные установки, установки по кондиционированию воздуха, водоснабжению и др.

2. Энергоиспользующие установки потребляют энергию, а производят неэнергетическую продукцию или работу. К ним можно отнести технологические печи и котлы, реакторы и электролитические ванны, различное механическое оборудование и др. Эти установки определяют также стадию конечного использования энергии.

3. Агрегаты, производящие одновременно технологическую и энергетическую продукцию, например агрегаты, производящие удобрения и пар, чугун и электрическую энергию.

2. Топливно-энергетические ресурсы

Для производства энергии необходимы энергетические ресурсы. Практически все источники энергии, применяемые в настоящее время, это источники солнечного происхождения и являются результатом воздействия на планету Земля энергии Солнца.

Органическое топливо (уголь, нефть, газ) это аккумулированная солнечная энергия, накопленная за счет энергии солнца в течение миллионов лет, потребляется же она человечеством в считанные годы.

Преобразованной солнечной энергией является энергия других источников, например ветра, рек, морских приливов и отливов, волн.

Энергоресурсы подразделяются на первичные (природные) и преобразованные. Первичные это ресурсы, имеющиеся в природе в начальной форме. Энергия, получаемая при использовании таких ресурсов, называется первичной. Первичные энергоресурсы бывают:

· возобновляемые это солнечная энергия, гидроэнергия, энергия ветра, годичные приросты древесины и торфа, геотермальная энергия, энергия приливов, морских течений их запасы постоянно восполняются;

· невозобновляемые, запасы которых не имеют источников пополнения и постепенно уменьшаются в связи с растущим их потреблением (уголь, нефть, газ, ядерная энергия).

При изменении исходной формы первичных энергоресурсов в результате превращения или обработки образуются преобразованные энергоресурсы: бензин и другие виды нефтепродуктов, электричество, искусственный газ, водород, пар, горячую воду, тепло.

В современных условиях более 90% электро и теплоэнергии получают, расходуя невозобновляемые энергоресурсы: различные виды угля, горючие сланцы, нефть, природный газ, торф, ядерное топливо.

В балансе добычи органического топлива нефть составляет 40 %, природный газ 3 7 %, уголь 21 %. Для соизмерения качества энергоресурсов и определения действительной экономичности их расходования принято использовать понятие «условное топливо». Его низшую рабочую теплоту сгорания ; принимают равной 7000 ккал/кг (29 308 кДж/кг). Тонна условного топлива (т у.т.) это количество топлива, при сжигании которого образуется 7 млн ккал тепла. Для сравнения калорийность хорошего угля составляет = 4400…6500 ккал/кг, газа = 7000…11200 ккал/кг, мазута = 9500 9700 ккал/кг (рис. 1.2).

Основными потребителями угля являются тепловые электростанции, черная и цветная металлургия. Они потребляют 65 % твердого топлива, поставляемого национальной экономике.

Нефть непосредственно как топливо используется мало. В основном применяют остаточный продукт переработки нефти мазут. Мазут сжигают в топках энергетических котлов газомазутных энергоблоков в периоды недостатка газа (например, при сильных длительных холодах и временной нехватке природного газа, заготовленного в подземных хранилищах). Часто его используют для «подсветки» добавки к сжигаемому твердому топливу при некоторых режимах работы для обеспечения устойчивого горения. Сжигать мазут постоянно в настоящее время нерентабельно из-за большой его стоимости по сравнению с газом и твердыми топливами.

Пока на тепловых электростанциях одна треть электроэнергии вырабатывается за счет сжигания газомазутного топлива.

Газ наиболее чистый вид топлива. Газообразное топливо существует в нескольких формах: природный газ; попутный газ, из недр земли при добыче нефти; доменный и коксовый газы, получаемые при металлургическом производстве. На ТЭС преимущественно используется природный газ.

Главное преимущество природного газа состоит в его относительной экологической безопасности. Однако при сжигании газа образуются вредные вещества в виде оксидов азота. Газ используют для котельных и ТЭЦ крупных городов. Дополнительное преимущество возможность применения трубопроводной системы, по которой газ перекачивается с помощью газовых компрессоров, устанавливаемых на газоперекачивающих станциях. В РК создана единая система газоснабжения страны. Это обеспечивает экономичность транспортировки газа и возможность управления потоками энергоресурсов.

Но какими бы грандиозными ни казались запасы энергоресурсов, они ограничены. Кроме того, сложными являются задачи транспортировки в больших количествах угля, газа от места добычи до электростанции, а также передача электроэнергии от места ее производства до потребителя. Это связано с большими затратами на транспорт и компенсацию потерь в процессе транспортировки энергии.

Преобразование топлива в конечные виды энергии связано с вредными выбросами твердых частиц, газообразных соединений, а также большого количества тепла, негативно воздействующего на окружающую среду.

Возобновляемые энергоресурсы (исключая гидроэнергетические) не нуждаются в транспортировке к месту потребления, но обладают низким энергетическим потенциалом, в связи с чем преобразование энергии большинства возобновляемых источников требует больших капитальных вложений. Возобновляемые источники энергии являются экологически чистыми.

Из возобновляемых энергоресурсов в настоящее время в основном используется гидроэнергия и совсем в малых количествах (приблизительно 2 %) энергия ветра, солнца, геотермальная энергия.

В настоящее время поставлена задача оптимизации структуры топливного баланса и повышения энергетической безопасности страны за счет снижения доли газа, потребляемого электростанциями, и увеличения доли угля.

Особую актуальность в настоящее время приобретает энергосбережение, позволяющее снизить масштабы потребления энергоресурсов в мире к 2020 г. на 20 ... 25 %. Энергосбережение должно осуществляться не за счет снижения потребления энергии, а за счет рационального ее использования. Внедрение топливосберегающих технологий влечет за собой снижение расхода высококачественных видов топлива во многих энергоемких отраслях промышленности.

Наравне с экономией первичной энергии в процессе ее трансформации в электрическую и тепловую немаловажной задачей остается экономия энергии в промышленности, на транспорте и в коммунально-бытовом секторе. Характерной особенностью энергетического хозяйства промышленности является наличие в ней разнообразных установок, а также использование не только первичных, но и вторичных энергоресурсов. К вторичным энергоресурсам относятся отходы, побочные и промежуточные продукты, образующиеся в технологических установках, которые не применяются в самом агрегате, но могут быть частично или полностью использованы для энергоснабжения других агрегатов.

энергетический экономика спрос топливный

3. Прогнозирование спроса на электро и теплоэнергию

Развитие энергетического хозяйства требует значительных капиталовложений и имеет стратегическое значение для обеспечения экономического роста предприятия, города, региона в соответствии с масштабами рассматриваемой проблемы. Необходимыми условиями обоснованности принятия решений являются полнота и достоверность информации. Поэтому прогнозирование потребности в энергетических ресурсах очень важная проблема при решении задач технико-экономического обоснования вариантов развития энергохозяйства.

Учитывая технологические особенности производства электроэнергии и тепла, технико-экономическое обоснование развития электроснабжающих и теплоснабжающих систем следует проводить, используя информацию о количестве потребляемой электроэнергии и тепла и об изменении их потребления во времени. Такую информацию содержат перспективные графики нагрузки отдельных потребителей и суммарные графики нагрузки.

Для характеристики энергопотребления предприятий, экономических районов важное значение имеют величины максимальных нагрузок, режимы потребления, отражаемые графиками нагрузок. Графики электроэнергии и тепла показывают изменение нагрузок по времени. Они различаются по видам потребителей, длительности и сезонам.

По видам потребления выделяют графики электрической и тепловой нагрузки, а также расходов топлива. Графики тепловой нагрузки строятся по параметрам и видам энергоносителей. В зависимости от длительности рассматриваемого периода различают суточные, недельные, месячные, годовые и многолетние графики нагрузок; по сезонам года зимние, весенние, летние и осенние.

Графики различаются также по назначению:

· отчетные (для анализа работы потребителей в энергосистеме);

· расчетные (перспективные) для планирования работы энергообъектов системы.

Расчетные графики характеризуют изменения нагрузки во времени, обусловленные регулярно действующими факторами (характер технологического процесса, сезонные изменения температуры наружного воздуха).

При планировании нагрузок пользуются типовыми графиками. Типовые графики составляют для отдельных потребителей (промышленности, сельского хозяйства, коммунально-бытовых потребителей и др.) и с учетом периодов времени. В типовом графике используются среднеарифметические значения для отдельных периодов.

Для характеристики энергопотребления промышленных предприятий вводится ряд показателей.

Максимальная суточная нагрузка. , ГДж/ч, группы однотипных потребителей теплоты определяется их максимальными мощностями и коэффициентами спроса :



где п количество однотипных потребителей.

Коэффициент спроса данного i-го потребителя или группы однотипных потребителей рассчитывается как произведение коэффициента загрузки на коэффициент одновременности:

где коэффициент загрузки, характеризующий величину максимальной нагрузки потребителя, отнесенной к его максимальной мощности (); коэффициент одновременности, характеризующий долю нагрузки потребителей данной группы, одновременно находящихся в работе.

Значение коэффициента спроса определяется конкретными особенностями данного производства, в том числе технологическим режимом.

При установлении максимальной тепловой нагрузки ряда групп разнотипных потребителей дополнительно вводится коэффициент разновременности (неодновременности) учитывающий несовпадение во времени максимумов тепловых нагрузок, ГДж/ч:

где т количество групп однотипных потребителей.

Генерируемая тепловая мощность (нетто) должна быть больше максимальной тепловой нагрузки на значение потерь при транспортировке и в теплообменниках, ГДж/ч



где КПД транспорта теплоты от турбины ТЭЦ или котельной до потребителей; КПД теплообменников. Значения и обычно составляют 0,97 ... 0,98 и 0,98 ... 0,99.

Суточный график тепловой нагрузки зависит от технологических режимов производственных процессов, сменности, сезона года. Наиболее равномерные суточные графики имеют такие теплоемкие производства, как химические, целлюлозно-бумажные, нефтеперерабатывающие. В качестве иллюстрации на рис. 1.3 приведен суточный зимний график тепловой нагрузки целлюлозно-бумажного комбината.

Нагрузка отопления, вентиляции, кондиционирования воздуха либо остается неизменной в течение суток, либо снижается в нерабочие часы.

Нагрузка горячего водоснабжения меняется по часам суток в соответствии с бытовыми нагрузками, нагрузками предприятий общественного питания и др. (рис. 1.4).

Конфигурация суточного графика тепловой нагрузки характеризуется минимальной , средней , максимальной с нагрузками и их соотношениями.

Коэффициент заполнения суточного графика нагрузки определяется как отношение среднесуточной и максимальной нагрузок:

Коэффициент минимальной нагрузки равен отношению минимальной нагрузки к максимальной:

Суточный график тепловой нагрузки может быть разделен на три части: пиковую, полупиковую и базисную. Конфигурация пиковой и полупиковой частей суточного графика нагрузки выражается их коэффициентом заполнения:

Или

В течение года технологическое теплопотребление меняется за счет внутригодового прироста тепловой нагрузки, изменения потерь в окружающую среду, расходов теплоты на разогрев агрегатов после холодных простоев, остановов и ремонтов.

Графики отопительно-вентиляционной нагрузки и нагрузки кондиционирования воздуха существенно меняются по сезонам и месяцам года (рис. 1.5).



Суточные и годовые графики нагрузки определенного района теплоснабжения могут быть построены суммированием характерных суточных графиков нагрузки отдельных групп потребителей.

Годовой максимум тепловой нагрузки может быть определен из выражения

где годовое число часов использования максимальной нагрузки, ч/год. Этот показатель представляет собой расчетное число часов, за которые была бы использована вся годовая потребность в теплоте, если бы нагрузка поддерживалась максимальной.

Величина , ч/год, определяется выражением вида

где - среднегодовой коэффициент заполнения суточного, недельного и месячного графиков нагрузки; коэффициент заполнения годового графика нагрузки; 8760 количество часов в календарном году.

Коэффициент заполнения недельного графика нагрузки отражает колебания нагрузки внутри отдельных недель по дням (главным образом, за счет выходных и праздничных дней) и определяется из выражения

где средний за неделю расчетный максимум, ГДж/ч;

наибольший за неделю расчетный максимум, ГДж/ч.

Помимо колебаний нагрузки внутри отдельных недель имеют место колебания между неделями, вызываемые изменениями наружной температуры воздуха, температуры нагреваемой воды, приростом нагрузки.

Величина определяется следующим образом:

Где средний за месяц расчетный максимум рабочего дня, ГДж/ч; наибольший за месяц расчетный максимум, ГДж/ч.

Коэффициент неравномерности годового теплопотребления определяется по формуле

Где максимальная нагрузка за каждый месяц, ГДж/ч; годовая максимальная нагрузка, ГДж/ч; 12 число месяцев в году. Аналогично может быть определена потребность в сжатом воздухе и электроэнергии и построены графики нагрузки.

Размещено на Allbest.ru

...