Теплоэнергетической системой промышленного предприятия (ТЭС ПП) называют систему, объединяющую на предприятии все источники (внешние и внутренние) различных энергоресурсов (ЭР), включая техноло- гические агрегаты, а также всех потребителей ЭР
К энергоресурсам, охватываемым ТЭС ПП, относятся все их виды, имеющиеся на предприятиях, в том числе: - водяной пар различных параметров от разных источников и горячая вода; - горючие газы – доменный, коксовый, конвертерный, нефтеперераба- тывающих агрегатов, ферросплавных электропечей; - физическая теплота отходящих газов различных технологических аг- регатов, а также остывающей продукции; - теплота охлаждения конструктивных элементов технологических аг- регатов; теплота расплавленных шлаков; - горючие нетранспортабельные отходы производства; избыточное дав- ление различных газов и жидкостей; - сжатый воздух для технологических процессов и производственных нужд; - кислород технический (содержание О2 99,5%) и технологический (О2 95%), газообразный и жидкий.
Существует ряд путей экономии топлива на предприятиях: - применение энергосберегающей технологии и энергетического со- вершенствования технологических агрегатов и процессов. Их внедрение при том же эффекте в 3 – 4 раза дешевле, чем разработка новых нефтяных и газо- вых месторождений: - повышение КПД (снижение удельных расходов топлива) энергетиче- ских установок и агрегатов, как генерирующих, так и потребляющих различ- ные энергоресурсы, например, КПД котлов, турбин, компрессоров, кисло- родных установок, оборудования утилизационных установок; - оптимальное, с технологической точки зрения, построение ТЭС ПП.
Оптимизация построения ТЭС ПП необходима для решения следую- щих задач:
- обеспечение бесперебойного снабжения потребителей всеми видами энергоресурсов нужных параметров в любой отрезок времени;
- максимальное и наиболее эффективное использование всех внутрен- них энергоресурсов, определение оптимального направления их использова- ния;
- обеспечение балансирования приходов и расходов энергоресурсов в любой отрезок времени с учѐтом реальных графиков работы производствен- ных агрегатов с целью снижения, а в пределе и исключения потерь различ- ных энергоресурсов из-за дебалансов. Есть заводы, на которых потери до- менного газа из-за дебалансов достигают более 10%;
- наиболее экономичное резервирование источников энергоресурсов по предприятию;
- оптимальный выбор энергоносителей для тех или иных производств, в частности, оптимальное распределение различных видов топлива по потре- бителям в зависимости от его пирометрических и других характеристик;
- возможность комплексной оптимизации, как энергохозяйства пред- приятий в целом, так и отдельных установок по типам и параметрам;
- выявление наиболее вероятных и длительных режимов работы тех или иных установок и агрегатов, что важно для правильного выбора их типо- размеров, режимных характеристик и др.;
- определение наиболее экономичных и эффективных связей ТЭС ПП с другими предприятиями и установками, а также общими условиями энерго- снабжения района.
2. Анализ ТЭК РБ
«Топливно-энергетический комплекс» (ТЭК) во многом определяет практически все стороны деятельности любого региона, любой страны. Энер- гетика и, в частности, промышленная теплоэнергетика играет решающую роль в развитии материального производства
Республика Беларусь (РБ), имеет дефицит собственных энергоресурсов. Потребление различного рода собственных энергоресурсов составляет не более 13,7%, а импорт – 86,3 %. Удельный вес импортеров в поставках энергоресурсов: Россия – 81,7 %; Литва – 4,1 %; Украина, Казахстан, Польша – 0,5 %. Для Республики Беларусь ТЭК имеет особое значение. Во-первых, по- тому, что создает необходимые условия для обеспечения жизнедеятельности во всех антропологических сферах. Во-вторых, ТЭК составляет значитель- ную часть богатства страны: удельный вес производственных фондов ТЭК РБ оценивается в 25% основных фондов промышленности. Очевидно, что для нормального функционирования народного хозяйства требуется сохра- нение созданного ранее, однако это требует чрезвычайно больших затрат всех ресурсов. Последнее вызвано, в том числе, и тем, что на энергообеспе- чение своей деятельности и сам комплекс, и вся республика в целом расходу- ет недопустимо большую долю зарабатываемых средств вообще и валютных, прежде всего. Эти затраты принято оценивать в долях от стоимости всего произведенного в стране, получившего название валового внутреннего про- дукта (ВВП). Ежегодные затраты на энергообеспечение РБ превышают 30% ВВП. В РБ отмечается диспропорция во вкладе энергопотребления в себе- стоимость ВВП в сравнении с другими странами, а это, во многом, определяет диспропорцию и прочих статей цены ВВП. Если оценить ВВП в долларах США, то, например, в развитых европейских странах энергоемкость ВВП не превысила 0,9 кг условного топлива на доллар США. Необходимость резкого снижения энергоемкости ВВП РБ очевидна и жизненно необходима, что и объясняет происходящее изменение отношения к энергетическому аспекту жизнедеятельности государства. Топливно-энергетический комплекс Республики Беларусь включает: - систему снабжения природным газом; - энергосистему, производящую электроэнергию и тепловую энергию; - нефтедобычу и нефтепереработку с системой нефтепродуктопрово- дов; - добычу торфа и производства торфобрикета; - другие отрасли. Управление отраслями ТЭК РБ осуществляют Минэкономики, концер- ны «Белэнерго», «Белтопгаз», «Белнефтехим», «Белтрансгаз». Энергосистема РБ является основным производителем электрической и тепловой энергии. Тепловая энергия – это часть внутренней энергии материальных носи- телей, передаваемой потребителям при тепловом взаимодействии с носите- лями как теплота процесса изменения их состояния.
3. Энергосистема РБ. Основные характеристики энергосистемы
Белорусская энергетическая система – это сложный комплекс, вклю- чающий электростанции, котельные, электрические и тепловые сети, которые связаны общностью режима их работы на территории всей республики. Управляет электроэнергетическим комплексом Министерство энергетики Республики Беларусь. Функции управления хозяйственной деятельностью Белорусской энергосистемы осуществляет Государственное производствен- ное объединение электроэнергетики «Белэнерго». В состав ГПО «Белэнерго» входят шесть республиканских унитарных предприятий электроэнергетики (РУП-облэнерго), РУП «Объединенное дис- петчерское управление», а также организации строительномонтажного ком- плекса, ряд заводов, ремонтно-наладочные предприятия, учреждения образо- вания. Научно-исследовательские и проектные организации подчиняются Минэнерго. Областные предприятия электроэнергетики имеют в своем составе 35 тепловых электростанций установленной мощностью 7,82 тыс. МВт, 34 рай- онные котельные, электросетевые и теплосетевые структурные подразделе- ния, 22 малые ГЭС установленной мощностью 9,4 МВт. Сегодня в Белорус- ской энергосистеме работает более 70 тыс. человек. Существующая структу- ра и соотношение конденсационных и теплофикационных мощностей на электростанциях республики позволяют эффективно использовать топливо, в результате чего в Белорусской энергосистеме удельные расходы условного
топлива на отпуск электрической и тепловой энергии – одни из самых низких в странах СНГ. Постоянная работа пo совершенствованию, модернизации и дальней- шему развитию предприятий электроэнергетики позволяет обеспечивать ста- бильное функционирование отрасли, надежное и бесперебойное снабжение потребителей энергией, увеличивать экспортный потенциал республики. Электроэнергетика является важнейшей отраслью экономики любой страны, поскольку ее продукция (электрическая энергия) относится к уни- версальному виду энергии. Ее легко можно передавать на значительные рас- стояния, делить на большое количество потребителей. Без электрической энергии невозможно осуществить многие технологические процессы. Одной из специфических особенностей электроэнергетики является то, что ее про- дукция в отличие от других отраслей промышленности не может накапли- ваться в запас на складе для последующего потребления. В каждый момент времени ее производство должно соответствовать ее потреблению. Основное количество электроэнергии в республике потребляется в промышленности. Особенностью электроэнергетики в Беларуси является то, что практически 100 % всей производимой электроэнергии дают тепловые электростанции, которые работают на привозном топливе (мазут, природный газ). Более 50 % электроэнергии вырабатывается в Минской и Гомельской областях. Но самой мощной тепловой электростанцией в Республике Бела- русь является Лукомльская ГРЭС мощностью 2,4 млн. кВт (2,4 ГВт), распо- ложенная в Витебской области. Около 1 ГВт имеет мощность Березовская ГРЭС, меньшую – Смолевичская и Василевичская ГРЭС. Часть электроэнер- гии вырабатывается на ТЭЦ, которые размещены в крупных городах (Минск, Витебск, Гомель и др.), а также на ТЭЦ при некоторых предприятиях Бела- руси: сахарных заводах, объединении "Беларускалий", Добрушской бумаж- ной фабрике. В энергосистему страны входит и патриарх отечественной энергетики – БелГРЭС, которая была воздвигнута в 1930 г. Установленная суммарная мощность энергосистемы составляет 7,82 ГВт, в том числе: - конденсационные тепловые электростанции (ТЭС) – две, общей мощ- ностью 3,33 ГВт; - теплоэлектроцентрали (ТЭЦ) – тепловые электростанции, производя- щие совместно электрическую и тепловую энергию. Наиболее крупными из них являются: Лукомльская ГРЭС – 2,4 ГВт, Минская ТЭЦ-4 – 1,03 ГВт, Березовская ГРЭС – 0,93 ГВт, Гомельская ТЭЦ-2 – 0,54 ГВт, Новополоцкая ТЭЦ – 0,5 ГВт. Суммарная электрическая мощность ТЭЦ 3,96 ГВт, количество – 20 шт.; - гидроэлектростанции – 11 шт., суммарной мощностью 8,0 МВт;
- промышленные электростанции (блок-станции) – 12 шт., общей мощ- ностью 99,5 МВт. Установленная мощность достаточна для самообеспечения страны электроэнергией. Протяженность высоковольтных линий электропередач: напряжением 750 кВ – 753 км; напряжением 330 кВ – 3686 км; напряжением 220 кВ – 2281 км; напряжением 110 кВ – 16095 км. Основными системообразующими сетя- ми станут линии напряжением 330 кВ. Для транзита и экспорта электроэнер- гии в Польшу предусматривается сооружение двухцепной воздушной линии напряжением 400 кВ. На выработку одного кВт∙ч электроэнергии в среднем по энергосисте- ме затрачивается около 270 грамм условного топлива, что соответствует КПД равному 45 %. Технологический расход на транспорт электроэнергии (поте- ри) равен 11,9%. Столь высокие показатели выработки одного кВт∙ч элек- троэнергии объясняются двумя причинами: - большим удельным весом ТЭЦ в структуре электрогенерирующих мощностей, равным 54%; - возможностью импортировать электроэнергию в количествах, позво- ляющих отключать устаревшие генерирующие установки, характеризующие- ся повышенным расходом топлива на выработку единицы электроэнергии.
4. Энергетический и топливно-энергетический балансы предприятий. Классификация, признаки, характеристики.
Энергетический баланс является основным инструментом энергетиче- ского менеджмента и наиболее полной характеристикой энергетического хо- зяйства предприятия. Важное значение его состоит в том, что он отражает достоверное количественное соответствие между потребностью и приходом ТЭР на данный момент или период времени. Энергетический баланс представляет собой комплексную характери- стику расходов теплоты, энергии, пара, потерь конденсата и их покрытия в определѐнных условиях эксплуатации системы энергоснабжения промыш- ленного предприятия. Энергетические балансы промышленных предприятий делятся на: - топливно-энергетические и пароконденсатные; - полные и частичные. Основными элементами энергетического баланса являются расходные и приходные части. Расходная часть характеризует энергопотребление при определѐнных условиях, приходная часть − покрытие потребностей предпри- ятия в энергии. Топливно-энергетический баланс (ТЭБ) — система показателей, отра- жающих соответствие между приходом и расходом топливно-энергетических ресурсов, источники их поступления и направления использования. Полные составляются для выбора оптимального варианта энергоснаб- жения предприятия в целом, частичные − при решении отдельных вопросов энергоснабжения промышленного предприятия. Топливно-энергетические балансы промышленных предприятий характеризуют потребление и произ- водство различных видов энергии. В зависимости от назначения энергетические балансы могут характери- зоваться следующими признаками
1) по назначению и принципам (форме) составления: отчетные (фак- тические) и плановые;
2) по видам энергоносителей: частные (по отдельным видам топлива и энергии) и сводные (суммарное потребление топливно-энергетических ре- сурсов, включая вторичные и выработку собственных энергетических ресур- сов); 3) по объектам изучения: балансы отдельных видов технологического оборудования, цехов и предприятия в целом; 4) по способам разработки: опытные, расчетные, опытно-расчетные. 5) по принципам оценки использования топлива и энергии: энтропий- ные (энтропия – поворот, превращение: например, процесс превращения топ- лива в энергию), эксергетические (максимально возможная работа, которую может совершить система при переходе из одного состояния в другое). Отчетные балансы отражают фактические показатели производства и потребления энергии и топлива в истекшем периоде и фактический качест- венный уровень их использования. Аналитические балансы отражают глубину и характер использования подводимых энергоносителей. Они служат основой для оценки энергетиче- ской эффективности рассматриваемых процессов. Оптимальным энергетиче- ским балансом является такой вариант его, при котором объем планируемого выпуска продукции осуществляется с минимальными затратами энергии. Синтетический баланс показывает распределение подведенных (покуп- ных) и произведенных энергоносителей внутри предприятия. Плановые балансы являются основной формой планирования энерго- потребления и энергоиспользования на предстоящий период. Перспективный баланс играет важную роль в прогнозируемой оценке энергопотребления и подходах к развитию предприятия, его технической по- литике в целом. Оптимальные определяют такой вариант снабжения потребителей раз- личными видами топлива и энергии, при котором план выпуска продукции выполняется с максимальной эффективностью по заданному критерию. Нормализованные составляются на основе аналитических балансов с учетом технических мероприятий по рационализации и совершенствованию энергетического хозяйства. Для более достоверной оценки эффективности энергоиспользования сложных систем, включающих электрическую энергию, топливо и тепловую энергию различных параметров, используют эксергетический баланс, с по- мощью которого определяется работоспособность (эксергия) технологиче- ских и энергетических установок. Отчетный синтетический энергетический баланс должен составляться ежегодно для получения надежной и представительной информации о дина-мике структуры производства и потребления энергии и тенденциях совер- шенствования энергетического хозяйства. Он является документом, на осно- вании которого ведется анализ фактического состояния энергетического хо- зяйства предприятия (организации). В процессе такого анализа устанавлива- ются и исследуются связи энергетики и основного производства, влияние энергетики на главные показатели хозяйственной деятельности предприятия. Нормализованные энергетические балансы промышленных предпри- ятий строятся на основе фактических аналитических балансов, что дает воз- можность определить резервы экономии энергии и топлива и наметить орга- низационно-технические мероприятия но их реализации. В ряде случаев ис- пользуются проектные данные или показатели испытаний и работы анало- гичного оборудования на другом предприятии. В этих балансах учитываются перспективные изменения в технологии, организации и объеме производства и оценивается влияние этих изменений на структуру энергетического балан- са. За основу такого расчета принимаются прогрессивные нормативы полез- ного потребления и потерь энергии, соответствующие оптимальным техни- ческим условиям производства. В отличие от нормализованных энергетических балансов оптимальные балансы строятся с учетом технико-экономических характеристик энерго- снабжения района, в котором расположено рассматриваемое промышленное предприятие, и экономических показателей использования различных видов топлива и энергии в основных технологических и энергетических процессах производства. В качестве исходной информации для оптимальных балансов используются данные нормализованных энергетических балансов.
5. показатели энергетического совершенства тэспп оптимальные нормализованные
Оптимальные определяют такой вариант снабжения потребителей раз- личными видами топлива и энергии, при котором план выпуска продукции выполняется с максимальной эффективностью по заданному критерию. Нормализованные составляются на основе аналитических балансов с учетом технических мероприятий по рационализации и совершенствованию энергетического хозяйства. Для более достоверной оценки эффективности энергоиспользования сложных систем, включающих электрическую энергию, топливо и тепловую энергию различных параметров, используют эксергетический баланс, с по- мощью которого определяется работоспособность (эксергия) технологиче- ских и энергетических установок. Отчетный синтетический энергетический баланс должен составляться ежегодно для получения надежной и представительной информации о дина-мике структуры производства и потребления энергии и тенденциях совер- шенствования энергетического хозяйства. Он является документом, на осно- вании которого ведется анализ фактического состояния энергетического хо- зяйства предприятия (организации). В процессе такого анализа устанавлива- ются и исследуются связи энергетики и основного производства, влияние энергетики на главные показатели хозяйственной деятельности предприятия. Нормализованные энергетические балансы промышленных предпри- ятий строятся на основе фактических аналитических балансов, что дает воз- можность определить резервы экономии энергии и топлива и наметить орга- низационно-технические мероприятия но их реализации. В ряде случаев ис- пользуются проектные данные или показатели испытаний и работы анало- гичного оборудования на другом предприятии. В этих балансах учитываются перспективные изменения в технологии, организации и объеме производства и оценивается влияние этих изменений на структуру энергетического балан- са. За основу такого расчета принимаются прогрессивные нормативы полез- ного потребления и потерь энергии, соответствующие оптимальным техни- ческим условиям производства. В отличие от нормализованных энергетических балансов оптимальные балансы строятся с учетом технико-экономических характеристик энерго- снабжения района, в котором расположено рассматриваемое промышленное предприятие, и экономических показателей использования различных видов топлива и энергии в основных технологических и энергетических процессах производства. В качестве исходной информации для оптимальных балансов используются данные нормализованных энергетических балансов.
6.Данные, необходимые для составления энергобалансов. Задачи, решмаемые и т.д.