Учебное пособие Экономика энергетики Н.Д.Рогалёв МЭИ 2005 (Учебное пособие Экономика энергетики Н.Д.Рогалёв МЭИ), страница 4

В основномприменяют остаточный продукт переработки нефти — мазут. Мазутсжигают в топках энергетических котлов газомазутных энергоблоков впериоды недостатка газа (например, при сильных длительных холодахи временной нехватке природного газа, заготовленного в подземныххранилищах). Часто его используют для «подсветки» — добавки к сжигаемому твердому топливу при некоторых режимах работы для обеспечения устойчивого горения. Сжигать мазут постоянно в настоящее вре-16мя нерентабельно из-за большой его стоимости по сравнению с газом итвердыми топливами.Основные запасы нефти сосредоточены в Западно-Сибирском регионе — 72,3 %; на европейскую часть страны приходится 21 % общихзапасов нефти.Дальнейшее наращивание добычи нефти в новых северных районах,удаленных от обжитых мест, становится все дороже.Пока на тепловых электростанциях России 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 землипри добыче нефти; доменный и коксовый газы, получаемые при металлургическом производстве. На ТЭС России преимущественно используется природный газ (свыше 50 % в топливном балансе России и70…80 % в ее европейской части).Главное преимущество природного газа состоит в его относительнойэкологической безопасности. Однако при сжигании газа образуютсявредные вещества в виде оксидов азота.

Газ используют для котельныхи ТЭЦ крупных городов. Дополнительное преимущество — возможность применения трубопроводной системы, по которой газ перекачивается с помощью газовых компрессоров, устанавливаемых на газоперекачивающих станциях. В России создана единая система газоснабжения страны. Это обеспечивает экономичность транспортировки газа ивозможность управления потоками энергоресурсов.Основная доля запасов природного газа (79,9 %) находится в Западной Сибири. Здесь добывается 87 % всего российского газа.Потенциальные запасы углей в несколько раз больше потенциальных запасов нефти и газа, при этом добыча последних обходится значительно дороже.

По некоторым оценкам, в России запасов угля хватит на250 лет, нефти — на 40, природного газа — на 65 лет.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 допотребителя. 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 также17большого количества тепла, негативно воздействующего на окружающую среду.Возобновляемые энергоресурсы (исключая гидроэнергетические) ненуждаются 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 основномиспользуется гидроэнергия и совсем в малых количествах (приблизительно 2 %) энергия ветра, солнца (например, в Дагестане, на ДальнемВостоке с помощью солнечной энергии получают тепло и электроэнергию), геотермальная энергия (на Камчатке строительство станций нагорячих источниках позволяет не завозить топливо в этот регион).В настоящее время поставлена задача оптимизации структуры топливного баланса и повышения энергетической безопасности страны засчет снижения доли газа, потребляемого электростанциями, и увеличения доли угля.Ожидается, что в России к 2020 г. покрытие потребностей в энергиибудет происходить при следующем изменении спроса на энергоресурсы:• доля угля повысится до 28…30 %;• доля природного газа понизится с 18,1 до 17,4 %;• доля атомной энергии удвоится и составит 7…8 %;• доля гидроэнергии увеличится с 5,8 до 7,8 %.Особую актуальность в настоящее время приобретает энергосбережение, позволяющее снизить масштабы потребления энергоресурсов вмире к 2020 г.

на 20…25 %. Энергосбережение должно осуществлятьсяне за счет снижения потребления энергии, а за счет рационального ееиспользования. Внедрение топливосберегающих технологий влечет засобой снижение расхода высококачественных видов топлива во многихэнергоемких 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 коммунальнобытовом секторе.18Характерной особенностью энергетического хозяйства промышленности является наличие в ней разнообразных установок, а также использование не только первичных, но и вторичных энергоресурсов.

Квторичным энергоресурсам относятся отходы, побочные и промежуточные продукты, образующиеся в технологических установках, которые не применяются в самом агрегате, но могут быть частично илиполностью использованы для энергоснабжения других агрегатов.1.3. Прогнозирование спроса на электро- и теплоэнергиюРазвитие 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 энергетическихресурсах — очень важная проблема при решении задач техникоэкономического обоснования вариантов развития энергохозяйства.Учитывая технологические особенности производства электроэнергии и тепла, технико-экономическое обоснование развития электроснабжающих и теплоснабжающих систем следует проводить, используяинформацию о количестве потребляемой электроэнергии и тепла и обизменении их потребления во времени. Такую информацию содержатперспективные 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.

Графикиэлектроэнергии и тепла показывают изменение нагрузок по времени.Они различаются по видам потребителей, длительности и сезонам.По видам потребления выделяют графики электрической и тепловойнагрузки, 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.19Расчетные графики характеризуют изменения нагрузки во времени,обусловленные регулярно действующими факторами (характер технологического процесса, сезонные изменения температуры наружноговоздуха).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 Q′max, ГДж/ч, группы однотипныхпотребителей теплоты определяется их максимальными мощностямиQ′max i и коэффициентами спроса νс i:n′ = ∑ (Qmax i ν с i ) ,Qmaxi =1где n — количество однотипных потребителей.Коэффициент спроса данного i-го потребителя или группы однотипных потребителей рассчитывается как произведение коэффициентазагрузки на коэффициент одновременности:νc i =νз iνo i ,где νз i — коэффициент загрузки, характеризующий величину максимальной нагрузки потребителя, отнесенной к его максимальной мощности (νз i ≤ 1); νo i — коэффициент одновременности, характеризующийдолю 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) νp, учитывающий несовпадение вовремени максимумов тепловых нагрузок, ГДж/ч:m′ νр ,Qmax = ∑ Qmaxj =1где m — количество групп однотипных потребителей.Генерируемая тепловая мощность Qг.м (нетто) должна быть большемаксимальной тепловой нагрузки на значение потерь при транспортировке и в теплообменниках, ГДж/ч:20Qг.м = ν р ∑Q 'max,ηтр ηтгде ηтр — КПД транспорта теплоты от турбины ТЭЦ или котельной допотребителей; ηт — КПД теплообменников.

Значения ηтр и ηт обычносоставляют 0,97…0,98 и 0,98…0,99.Суточный график тепловой нагрузки зависит от технологическихрежимов 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 зимнийграфик 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 Qmin с, средней Qср.с, максимальной Qmax с нагрузками иих соотношениями.Коэффициент заполнения суточного графика нагрузки νсут определяется как отношение среднесуточной и максимальной нагрузок:3 3 3 3 3 3 3 !3  Рис. 1.3. Зимний суточный график тепловой нагрузки целлюлозно-бумажногокомбината Рис. 1.4. Ориентировочный суточный график нагрузки горячеговодоснабжения21ν сут =Qср.сQmax с=Qср.с 24Qmax с 24=QсутQmax с 24,где Qcут — суточное потребление теплоты, ГДж/сут.Коэффициент минимальной нагрузки равен отношению минимальной нагрузки к максимальной:ν min = Qmin с / Qmax с .Суточный график тепловой нагрузки может быть разделен на тричасти: пиковую, полупиковую и базисную.