Учебное пособие Экономика энергетики Н.Д.Рогалёв МЭИ 2005 (995077), страница 28
Текст из файла (страница 28)
По мере совершенствования технологии производства и внедрения энергосберегающих мероприятий происходит постепенное снижение норм энергоносителей. Так, для электроемких производств (производство алюминия, электростали, никеля, магния, титана и т.п.) характерным является снижение удельных расходов электроэнергии под влияниеммероприятий по экономии электроэнергии (модернизация, совершенствование и автоматизация процессов и оборудования и т.п.).Для топливоемких производств (предприятия черной металлургиии др.) основной тенденцией является снижение удельных расходовтоплива при росте удельных расходов электроэнергии.Снижение удельных расходов топлива обеспечивается совершенствованием технологических процессов, более полным использованием вторичных энергоресурсов, дальнейшей автоматизацией и механизацией.
Повышение удельных расходов электроэнергии определяетсяувеличением доли выпуска более электроемкой продукции (холодныйлистовой прокат, прокат с предварительной термообработкой), а также расходом энергии на механизацию и т.п.Для теплоемких производств (текстильное производство и др.) наблюдается снижение удельных расходов теплоты и повышениеудельных расходов электроэнергии за счет механизации, автоматиза157ции производственных процессов, использования кондиционированного воздуха, улучшения освещенности.Нормы расхода энергоносителей разделяются на индивидуальныеи отраслевые.Индивидуальные нормы разрабатываются на предприятии применительно к конкретным условиям его производства.
Индивидуальныенормы разделяются на технологические, цеховые и общезаводские.Технологические нормы включают затраты на технологическийпроцесс — полезный расход, экономически обоснованные потери,расходы на разогревы и пуски после простоев.Цеховые нормы включают все расходы цеха, относимые на единицу продукции: затраты на технологический процесс, расходы на цеховой транспорт, покрытие потерь энергоносителей во внутрицеховыхсетях, на отопление, кондиционирование воздуха и др.Общезаводские нормы учитывают то же самое в масштабах завода.Отраслевые нормы устанавливаются на соответствующие видыпланируемой продукции и используются при составлении энергобалансов экономического района, страны.Отраслевые нормы на однородную продукцию, производимую наразных предприятиях, определяются по формулеq V + q2V2 + ...
+ qnVnq0 = 1 1,V1 + V2 + ... + Vnгде q1, q2, …, qn — общезаводские нормы на данную продукцию по первому, второму, …, n-му промышленному предприятию; V1, V2, …, Vn —годовые объемы выпуска продукции соответственно.Важное значение в нормировании имеет выбор единицы продукции, на которую должна устанавливаться норма.На предприятиях (цехах), выпускающих один вид продукции,нормы расхода топлива (теплоты) целесообразно устанавливать наединицу продукции, выраженную в натуральных единицах (тонна,изделие, квадратный метр и т.п.)Предприятиям же с разнообразной продукцией общезаводскиенормы удельных расходов топлива, теплоты устанавливаются на единицу основной продукции, остальные виды продукции с учетом ихэнергоемкости приводятся к основной.Энергетические балансы разделяются на плановые и отчетные.Плановые балансы служат для определения потребности в топливе, теплоте, электроэнергии (расходная часть балансов), разработкинаиболее рациональных способов покрытия этой потребности (при158ходная часть балансов) и оценки экономичности принятого технического решения.Отчетные (фактические) балансы служат для анализа энергопотребления, выявления источников потерь, разработки мероприятий поэкономии топлива, теплоты, электроэнергии и др.По периодам времени различаются балансы:а) текущие (на один год);б) перспективные (на ряд лет).9.3.
Оптимизация режимов работы электростанцийДля планирования производственной программы генерирующихисточников необходимо определить рациональные режимы их работы. Генерирующими источниками могут быть электростанции, блоки,котло- и турбоагрегаты. Основным, нормальным режимом работыоборудования является установившийся режим, при котором обеспечиваются мощность и выработка энергии (тепловой или электрической) в соответствии с графиком нагрузки (соответствующим данному режиму) в заданный период времени.Одной из особенностей энергетического производства являетсянеобходимость обеспечения баланса между производством и потреблением электроэнергии и теплоты.
Режимы работы электростанцийопределяются в результате распределения нагрузки между параллельно работающими в одной зоне графика нагрузки энергосистемы электростанциями, исходя из экономичности их работы. При планировании в качестве исходной информации используются графики для характерных суток рассматриваемого периода.Для решения задачи планирования производственной программынеобходимо основываться на оптимальных режимах работы оборудования. Под оптимальным понимается такое распределение нагрузкимежду параллельно работающими генерирующими источниками, прикотором обеспечивается минимальный расход энергоресурсов на выработку требуемого количества энергии. В зависимости от постановки задачи оптимизации энергоресурсами могут быть расходы топлива, тепла, водных ресурсов.
Оптимизация может проводиться и в целях минимизации затрат на энергоресурсы.Для определения оптимальных нагрузок используются методы математического моделирования.159Одной из важнейших задач эксплуатации является оптимальноераспределение электрической нагрузки между электростанциямиэнергосистемы и отдельными их блоками и агрегатами.Экономико-математическая модель задачи оптимизации параллельно работающих генерирующих источников включает в себя следующие элементы:целевую функциюnE = E1 + E2 + ... + Ei + ... + En = ∑ Ei ⇒ min ,(9.1)i =1где n — количество генерирующих источников; Е1, …, Еn — расходэнергоресурсов генерирующим источником, E1 = f (W1 ); E2 = f (W2 );…; En = f (Wn ); Wi — отпуск энергии (нагрузка) i-го источника;уравнения ограниченийа) балансовоеW = W1+W2+…+Wn,(9.2)nгде W= ∑ Wi — заданное количество отпуска энергии (суммарнаяi =1нагрузка всех агрегатов);б) в виде неравенствWi min ≤ Wi ≤ Wi max .В общем случае уравнений ограничения может быть m при условии m < n.Если расходные характеристики генерирующих источников Ei являются непрерывными с непрерывно возрастающими производнымипри увеличении нагрузки Wi, то для решения задачи оптимальногораспределения нагрузок можно использовать метод множителей Лагранжа.
Суть этого метода состоит в следующем. В описанную экономико-математическую модель включают вспомогательную функциюФ = Е (W1, W2, …, Wn) + λ(W1 + W2 + … + Wn),(9.3)где λ — неопределенный множитель Лагранжа.Если уравнений ограничений больше одного, то(9.4)Ф = Е (W1, W2, …, Wn) + ∑λj (W1 + W2 + … + Wn).Необходимое условие минимума функции Ф при условии, что Wiявляются независимыми переменными, определяется по формуле∂Ф∂Ф∂Ф∂Ф== ... == ... ==λ.(9.5)∂W1 ∂W2∂Wi∂Wn160Отсюда∂En∂E1∂E2+λ=0.+λ =0,+ λ = 0 , …,∂Wn∂W1∂W2Таким образом, минимальный расход энергоресурсов (тепла, топлива, водных ресурсов) на электростанции и в энергосистеме находится как экстремум функции (9.3) или (9.4), который определяетсясистемой уравнений (9.5), получаемых дифференцированием подынтегрального выражения по переменным W1, W2, …, Wn.Используя условие (9.5), можно определить значение оптимальнойнагрузки для каждого из генерирующих источников.Для обеспечения минимального расхода энергоресурсов нагрузкагенерирующих источников должна быть такой, чтобы величинаудельного прироста расхода энергоресурсов этих агрегатов была одинаковой:∂En∂E1∂E2⎫= r1;= r2 ; ...;= rn ;⎪∂W1∂W2∂Wn(9.6)⎬⎪r1 = r2 = ...
= rn = r ,⎭где n — количество генерирующих источников; r1, r2, …, rn — величины удельных приростов расхода энергоресурсов на генерирующихисточниках 1, 2,…, n.Этот метод оптимального распределения нагрузок получил название метода относительных приростов. Он дает достаточную дляпрактических целей точность при планировании производственнойпрограммы предприятий.На практике условие равенства относительных приростов обеспечивается только при распределении нагрузки между однотипнымигенерирующими источниками. Поэтому оптимальное распределениедостигается при загрузке генерирующих источников в порядке возрастания относительных приростов.Для уточнения распределения нагрузок следует использовать нелинейные зависимости Ei от Wi.
В этом случае требуется применениеболее сложного математического аппарата из числа методов математического программирования.Чтобы применять этот метод, необходимо располагать энергетическими характеристиками агрегатов, устанавливающими зависимостьрасхода тепла от нагрузки агрегата.Энергетическая характеристика отражает зависимость междувходными, выходными параметрами и потерями. Существует три вида энергетических характеристик:161• абсолютные (расходные);• относительные;• дифференциальные.Абсолютные (расходные) характеристики показывают взаимосвязьмежду первичной и вторичной энергией.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
