Учебное пособие Экономика энергетики Н.Д.Рогалёв МЭИ 2005 (Учебное пособие Экономика энергетики Н.Д.Рогалёв МЭИ), страница 3

создание резервов мощности, необходимыхдля замены вышедших из строя агрегатов, для проведения ремонтаэнергосистем 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 настадиях транспорта энергии и использования ее потребителями;11• взаимозаменяемость видов продукции, т.е. возможность применения различных энергоносителей в установках.

Например, использование природного газа или электрической энергии в нагревательныхпечах, парового или электрического привода компрессоров и др.;• высокую динамичность энергопотребления. Это обусловливаетвысокие требования к маневренности генерирующих установок, так какв каждый момент времени необходимо производить такое количествоэнергии, которое требуется потребителю. Маневренность агрегатадолжна обеспечить возможность работы энергосистемы по заданномуграфику.В связи с тем что система работает с переменным режимом и в течение суток, и в течение недели, месяца, года, генерирующие установкидолжны иметь широкий диапазон регулирования нагрузки.Наилучшими маневренными свойствами обладают ГЭС.

Запуск вработу гидроагрегата составляет несколько минут. На тепловых станциях это более длительный процесс, так как котел требуется нагреватьили, 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 мощностьустановок, снижаются годовой и удельный расходы топлива, повышается эффективность ремонтных работ, осуществляется более полное ирациональное 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, котороеотносится к потребителям. Это та часть энергетики, которая преследуетпроизводственно-хозяйственные цели и в промышленности, и в энергетике.

Ее функция — обеспечение выпуска промышленной продукции взапланированном объеме, определенного качества, в результате бесперебойного снабжения потребителей энергией при минимуме материальных, энергетических, трудовых и денежных затрат.12Промышленной энергетике как обеспечивающему хозяйству присуща взаимосвязь с основным производством. Например, затраты наэнергоснабжение 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, невозможностьвыбраковки некондиционной энергии. Отсутствие возможностей аккумулирования энергии в значительных размерах, что вызывает необходимость создания резервов генерирующих мощностей, топлива, а такжетребует более точного прогнозирования объемов энергопотребления;• зависимость режима потребления энергии от режима промышленного производства;• возможность взаимозаменяемости энергоресурсов, создания ииспользования вторичных энергоресурсов;• связь энергетики предприятия с централизованными системамиэнергоснабжения;• 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 различноговида.

Схемы энергоснабжения промышленного предприятия зависят отмногих факторов, поэтому их выбор осуществляется на основе техникоэкономических расчетов.Энергетическое хозяйство промышленного предприятия1. 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 илипониженного.13К 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 отнеститехнологические печи и котлы, реакторы и электролитические ванны,различное механическое оборудование и др. Эти установки определяюттакже стадию конечного использования энергии.3. Агрегаты, производящие одновременно технологическую и энергетическую продукцию, например агрегаты, производящие удобрения ипар, чугун и электрическую энергию.1.2. Топливно-энергетические ресурсыДля 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 аккумулированнаясолнечная 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, энергияветра, 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 преобразованныеэнергоресурсы: бензин и другие виды нефтепродуктов, электричество,искусственный газ, водород, пар, горячую воду, тепло.14Теплота сгорания, ккал/кг120001000080006000400020000112233445566100%90%80%70%60%50%40%30%20%10%0%1122горючая масса3зольность445566влажностьРис.

1.2. Сравнительные характеристики мазута и твердых топлив:1 — мазут; 2 — торф; 3 — сланец; 4 — бурый уголь; 5 — каменный уголь; 6 — антрацитВ 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 — 37 %, уголь — 21 %.15Для соизмерения качества энергоресурсов и определения действительной экономичности их расходования принято использовать понятие«условное топливо».

Его низшую рабочую теплоту сгорания Qрн принимают равной 7000 ккал/кг (29 308 кДж/кг). Тонна условного топлива(т у.т.) — это количество топлива, при сжигании которого образуется7 млн ккал тепла.Для сравнения калорийность хорошего угля составляетQрн = 4400…6500 ккал/кг, газа Qрн = 7000…11 200 ккал/кг, мазутаQрн = 9500…9700 ккал/кг (рис. 1.2).Уголь — один из наиболее распространенных в природе энергоносителей. Доля угля в топливно-энергетическом балансе России составляет около 12 %. Ресурсы угля во много раз превышают прогнозируемые ресурсы нефти и газа. Наиболее крупные приросты добычи углямогут дать Кузнецкий и Канско-Ачинский бассейны (80 %).Угли Кузнецкого бассейна — более высокого качества.

По прогнозируемым запасам это одна из главнейших баз высококачественныхэнергетических углей не только для Сибири и Урала, но и для европейской части России.Угли Канско-Ачинского месторождения — бурые угли — без обогащения не пригодны для хранения и перевозки на большие расстояния.Поэтому их целесообразно сжигать на крупных электростанциях мощностью 4000…6400 МВт на месте добычи.

Но при этом встает вопрос опередаче электрической энергии на большие расстояния.Для увеличения добычи и сокращения дефицита топлива в европейской части развивается Печорский бассейн, имеющий достаточнобольшие ресурсы энергетических углей.Основными потребителями угля являются тепловые электростанции,черная и цветная металлургия. Они потребляют 65 % твердого топлива,поставляемого национальной экономике.Нефть непосредственно как топливо используется мало.