Общий вид расходной энергетической характеристики

Р

П_час

Рис. 15.

П_час – производительность агрегата.

Энергетические характеристики могут быть выражены не только в виде кривых, но и в виде уравнений. Уравнения прямолинейной характеристики имеет следующий вид:

Р = Р_хх + δП,

где Р - подведенная мощность; Р_хх - потери холостого хода агрегата; δ - частичный удельный расход мощности; П - производительность агрегата.

Выражение удельного расхода мощности будет иметь вид:

d = Р/П = Р_хх/П + δ.

Анализ уравнения энергетической характеристики показывает, что подведенная мощность или подведенная энергия в агрегате состоит из двух частей:

а) из постоянной, независящей от производительности и равной потерям холостого хода в агрегате Р_хх;

б) из переменной части пропорциональной производительности и равной произведению δ * П.

Величине удельного расхода энергии «постоянная доля» расхода создает переменную составляющую, убывающую с увеличением производительности (Р_хх/П), а «переменная доля», наоборот, создает постоянную составляющую, не зависящую от производительности и численно равную частичному удельному расходу (δ).

С определенной степенью погрешности все вышесказанное относится к криволинейным характеристикам.

Уравнение прямолинейной характеристики имеет следующий вид:

Р = Р_хх + δП;

а) Р = Р_хх + δП^m, при m › 1, вогнутая характеристика;

б) Р = Р_хх + δП^m; при m ‹ 1, выпуклая характеристика.

В энергоэкономических расчетах, для простоты, пользуются спрямленной энергетической характеристикой подведенной мощности.

Р

^Р′ххП

Р^′_хх ≈ Р_хх

tg φ^′ ≈ tg φ^′′

δ = σР/σП → tg φ

Расход энергии агрегатом при заданной производительности, определяемой по расходной характеристике, называется характеристическим расходом. Эта величина соответствует нормализованным технологическим параметрам процесса, условиям окружающей среды и определенному эксплуатационному состоянию оборудования и качества его обслуживания.

Так как в реальных условиях (в эксплуатационных условиях) существуют значительные отклонения от характеристических параметров, то эти изменения учитываются с помощью справочных коэффициентов и в таком случае фактически или эксплуатационный расход энергии будет определяться из выражения:

Э_экспл = Э _хар (1± (∆ Э_экспл/ 100)),

где Э_экспл - эксплуатационный расход энергии; Э _хар - характеристический расход энергии; ∆Э_эксп.л - норма поправки к характеристическому расходу, в процентах; ± – фактические условия могут отклоняться в одну или другую сторону.

4.4. ОРГАНИЗАЦИОННО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ОБОСНОВАНИЯ ОСНОВНЫХ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ

К основным технико-экономическим показателям (ТЭП) относятся:

- себестоимость единицы отпущенной электроэнергии и теплоэнергии от ТЭЦ;

- себестоимость единицы отпущенной электроэнергии и теплоэнергии от КЭС;

- себестоимость единицы отпущенной тепловой энергии от районной и промышленной котельной;

- коэффициент расхода электроэнергии на собственные нужды ТЭЦ и КЭС;

- удельный расход топлива на отпущенный кВт·час электроэнергии на ТЭЦ и КЭС;

- удельный расход топлива на отпущенную Гкал теплоты на ТЭЦ и котельную;

- к.п.д. ТЭЦ по отпуску электроэнергии и тепловой энергии на ТЭЦ;

- к.п.д. КЭС по отпуску электроэнергии и котельной по отпуску тепловой энергии;

- капитальные удельные вложения на единицу установленной мощности ТЭЦ и КЭС.

1. Расчет ТЭП при комбинированной схеме энергоснабжения.

Указанные технико-экономические показатели определяются по двум схемам энергоснабжения потребителей с целью всесторонней характеристики указанных схем энергоснабжения. Расчет технико-экономических показателей начинается с комбинированной схемы энергоснабжения. Для определения себестоимости единицы отпущенной энергии на ТЭЦ необходимо знать расход электроэнергии на собственные нужды ТЭЦ, т.е. Э_сн^тэц определяется по формуле:

Э_сн^тэц = Э_ц + Э_с+ Э_т + Э_пн + Э_тд + Э_г +Э_проч; МВт·ч/ год,

где Э_ц - расход электрической энергии на циркуляционные насосы;

Э_ц = Э_ц · Э_г^тэц;

Э_с - расход электрической энергии на сетевые насосы;

Э_с = Э_с · Q_г^тэц;

Э_с - расход электрической энергии на топливоприготовление;

Э_т = Э_т · В_г^тэц;

Э_пн - расход электрической энергии на питательные электронасосы;

Э_пн = Э_пн· Д_г^тэц;

Э_тд - расход электрической энергии на тягодутьевые установки;

Э_тд =Э_тд· Д_г^тэц;

Э_г - расход электрической энергии на гидрозолоудаление;

Э_г =Э_г · Э_г^тэц;

Э_проч - расход электрической энергии на прочие собственные нужды;

Э_проч = Э_проч · Э_г^тэц;

Э_ц; Э_с; Э_т; Э_тп; Э_тд; Э_г; Э_{проч ¾} нормативы удельных расходов электроэнергии на собственные нужды;

Э_г^тэц – годовая выработка электроэнергии на ТЭЦ;

Q_г^тэц – годовой отпуск тепла из отборов турбин;

В_г^тэц – годовой расход топлива на ТЭЦ;

Д_г^тэц – годовая выработка пара котельной ТЭЦ.

После подсчета Э_сн^тэц следует определить коэффициент расчета электрической энергии на собственные нужды.

К_сн^тэц = (Э_сн^тэц/ Э_г^тэц )· 100%.

Себестоимость отпущенного КВт·ч электроэнергии на ТЭЦ определяется по формуле:

S_эл.эн.^тэц = Σ S_э.э^тэц_. / (Э_г^тэц – Э_сн^тэц) = ΣS_э.э.^эц_. / (Э_г^тэц * (1 - К_сн^тэц)); руб / КВт·ч,

где S_эл.эн^тэц – эксплуатационные затраты ТЭЦ относящиеся на выработку электроэнергии. Единица измерения Σ S_э.э^тэц , млн руб./год.

Прежде чем разделить общие эксплутационные затраты ТЭЦ между затратами на выработку тепла и электрической энергией, нужно разделить расход электроэнергии на собственные нужды:

а) на электрическую энергию:

Э_сн^э.э = Э_ц + (Э_т + Э_пн + Э_тд + Э_г +Э_проч) · (В_э.э^тэц/ В_г^тэц ); МВт·ч/ год;

б) на тепловую энергию:

Э_сн^т.э = Э_с + (Э_т + Э_пн + Э_тд + Э_проч) · (В_т.э^тэц/ В_г^тэц ); МВт·ч/ год.

Далее необходимо рассчитать:

а) удельный расход топлива на отпущенный КВт·ч электроэнергии:

b_э.э^отп = В_э.э^тэц/ (Э_г^тэц – Э_сн^э.э); г/ КВт·ч;

б) удельный расход топлива на отпущенную Гкал теплоты:

b_т.э^отп = (В_т.э.^тэц + b_т.э.^отп · Э_сн^т.э)/ Q_г^тэц; кг/Гкал;

Далее определяются абсолютные расходы топлива на отпуск каждого вида продукции (т.е. с учетом собственных нужд).

В'_т.э. = b_т.э^отп · Э_сн^т.э; тут/год.;

В_э.э = b_т.э^отп · (Э_г^тэц – Э_сн^тэц) = В_г^тэц – В'_т.э; тут/год.;

Распределение денежных затрат ТЭЦ между теплотой и электрической энергией производится согласно табл. 2.

в) Методические указания к определению себестоимости единицы электроэнергии и теплоэнергии.

В пятую горизонтальную строку (графы 3-8 табл. 2) вписываются элементы затрат на ТЭЦ. Эти затраты принимаются за 100 % и распределяются приближенно между тремя группами цехов в соответствии с процентным распределением указанных в таблице (строки 1–4, графы 3-7 табл. 2).

Таблица 2.

Калькуляция себестоимости электро- и тепло-энергии на ТЭЦ

№ п/п

Наименование статей

Элементы затрат в 106 руб.

Распределение затрат

Топливо

Зар.пл. с начисл.

Аморти-зация

Тек. ремонт

Проч. Расходы

Всего 106 руб.

на эл. энергию

на тепло

106 руб.

%

106 руб.

%

б

Топливно-трансп. и котельный цехи

-

Машинный и элекгроцехи

-

-

-

_

Всего по пп.1+2

-

Общестанционные расходы

-

Всего затрат по пп.3+4

б

Распред. затрат

Эл. энергия

Структура себестоимости эн. ТЭЦ

Элементы

Эл. эн.

Тепло

Тепло-энергия

руб/кВт·ч

%

руб/Гкал

%

Топливо

Себестоим. единицы

Эл. энергия руб/кВт·ч

зарплата

амортиз.

Тепло-энергия руб /Гкал

тех.ремонт

прочие

всего

Затраты на топливно-транспортные и котельные цеха приближенно распределяются между двумя видами продукции, следующим образом:

а) относятся на электроэнергию:

Σ S^к_э.э = Σ S^к · (В'_э.э / В_г^тэц ); 10⁶ руб/год;

б) относятся на теплоэнергию:

Σ S^к_т.э. = Σ S^к · В'_т.э. / В_г^тэц ); 10⁶ руб/год.

Общие затраты по машинному залу и электроцеху, обозначим их ΣS^м, относятся целиком на электроэнергию:

Σ S^м = Σ S^м_э.э; 10⁶ руб/год;

Общестанционные затраты (Σ S⁰) распределяются пропорционально тому, как распределились затраты по другим цехам, то есть:

а) Σ S⁰_э.э. = Σ S⁰ * ((Σ S^к_э.э.+ Σ S^м_э.э) / (Σ S^к + Σ S^м)); 10⁶ руб/год;

б) Σ S⁰⁰_пн = Σ S⁰ * (Σ S^к_т.э. / (Σ S^к +Σ S^м)) = Σ S⁰ - Σ S⁰_э.э; 10⁶ руб/год.

Таким образом, затраты составляют:

а) на электрическую энергию: Σ S^тэц_э.э. = Σ S^к_э.э. + Σ S^м_э.э + Σ S⁰ _э.э;

б) на тепловую энергию: Σ S^тэц_т.э. = Σ S^к_.тэ. + Σ S⁰_т.э;

По результатам этих расчетов может быть заполнена верхняя правая часть таблицы 3. Далее распределим отдельные элементы затрат между электрической энергией и теплотой. Распределение начинаем с самой затратной статьи, это затраты на топливо. Затраты на топливо распределяются между двумя видами продукции пропорционально расходам топлива на эти виды продукции. В соответствии с этим затраты на топливо относимое на электроэнергию определяется выражением:

а) S^т_э.э. = S_т · (В'_э.э. / В_г^тэц ); 10⁶ руб/год;

Затраты на топливо относимое на тепло определяется из выражения:

б) S^т_т.э. = S_т · (В'_т.э. / В_г^тэц ); 10⁶ руб/год;

Результаты этих расчетов заносятся в строку 6 и 7, графа 3 табл. 2.

Остальные элементы затрат распределяются пропорционально тому, как распределяется общестанционные затраты между теплом и электроэнергией. Для этого используется коэффициент распределения:

а) для электрической энергии: К^р_э.э. = (Σ^ц_э.э.- ΣS^т_э.э) / (ΣS_тэц - ΣS_т);

б) для тепловой энергии: К^р_т.э. = (ΣS^тэц_т.э.- ΣS^т_т.э) / (ΣS_тэц - ΣS_т); очевидно, что

К^р_э.э. + К^р_т.э. = 1.

Тогда распределение затрат на электроэнергию производится следующим образом:

а) S^зп_э.э = S^зп · К^р_э.э;

б) S^зп_т.э = S^зп · К^р_т.э.

Результаты данного расчета заносятся в строки 6 и 7, графы 4 табл. 3.

Амортизационные отчисления: затраты на текущий ремонт и прочие затраты распределяются аналогично, результаты заносятся в строки 6 и 7, графы 5-7 табл. 2.

Суммируя затраты по отдельным элементам получим общие затраты по электроэнергии и теплу (строки 6 и 7, графа 8 табл.2). Эти затраты должны совпадать с раннее определенными затратами, строка 5, графы 5 и 11 табл.2.

Разделив распределенные на электрическую энергию и тепло затраты соответственно на годовой отпуск электрической энергии (Э_г^тэц – Э_сн^тэц), и тепла (Q_г^тэц), получим себестоимость отпущенной электроэнергии и тепла на ТЭЦ. После этого заполняется остальная часть данной таблицы. Себестоимость тепла на пиковой котельной определяется делением суммарных затрат пиковой котельной на годовой отпуск тепла:

S_пк = S_з^пк/ Q_г^пк

2. Расчет ТЭП показателей при раздельной схеме энергоснабжения.

Расход электрической энергии на собственные нужды КЭС рассчитывается по формуле:

Э_сн^кэс = Э_ц + Э_т + Э_пн + Э_тд + Э_г +Э_проч; МВт·ч/ год;

Э_ц = Э_ц · Э_г^кэс;

Э_т = Э_т · В_г^кэс ; при газе Э_т = 0;

Э_пн = Э_пн· Д_г^кэс = Э_пн· Д_гбл · n_бл· h_г^кэс ; т.пара/год;

Д_г^кэс – годовой отпуск пара котельной КЭС;

Э_тд = Э_тд· Д_г^кэс; т.пара/год;

Э_г = Э_г · Э_г^кэс, при газе Э_г = 0;

Э_проч = Э_проч · Э_г^кэс;

После определения годового расхода электроэнергии на собственные нужды возможно определение себестоимости единицы электрической энергии на КЭС, по следующему выражению:

S^кэс = S ^кэс / (Э_г^кэс – Э_сн^кэс); руб./ КВт·ч, где

S^кэс – суммарная стоимость производства электрической энергии.

Удельный расход топлива на отпущенный КВт·ч электрической энергии определяется по выражению:

b_ээ.^отп = В_г^кэс/ (Э_г^кэс – Э_сн^кэс); Г/ КВт·ч.

Себестоимость единицы тепла на районной и промышленной котельной определяется по выражению:

S_рк = S_рк / Q_г^рк; руб./Гкал;

Коэффициент полезного действия ТЭС по отпуску электрической энергии определяется по выражению:

η_ээ = (123 / b_ээ.^отп) · 100%;

Коэффициент полезного действия ТЭС по отпуску тепловой энергии определяется по следующему выражению:

η_тэ = (143 / b_тэ.^отп) · 100%.

Удельные капитальные вложения показывают эффективность строительства объекта и определяются отдельно для ТЭЦ и КЭС по следующим выражениям:

k_тэц = К_тэц / N_тэц; руб./ КВт·ч,

k_кэс = К _кэс / N_кэс; руб./ КВт·ч, где К_тэц и К _кэс – полные капитальные вложения в ТЭЦ и КЭС;

N_тэц и N_кэс – установленная мощность ТЭЦ и КЭС в МВт.

4.5. АНАЛИЗ ЭНЕРГОИСПОЛЬЗОВАНИЯ

НА ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЯХ

Если общий расход энергии агрегатом Q, то его можно представить как сумму постоянных расходов, включающих, потери холостого хода, пусковых расходов и основной части расхода на полезные нужды, и нагрузочные потери агрегата.

В общем случае можно записать следующим образом:

Q= Q_пост +Q_перем;

Q_пост =Q_хх +Q_пуск + Q_всп;

Q_перем = Q_пол + Q_{пер.пот}.

К независящим, то есть к постоянным расходам энергии, относятся расходы на холостой ход, пусковые расходы и часть вспомогательных расходов цеха, независящих от нагрузки (отопление, вентиляция, водоснабжение). Переменные состоят из полезных и переменных потерь.

Анализ энергоиспользования состоит в определении всех составляющих общего расхода энергии на предприятии, в установлении отклонений данных составляющих от нормативных значений и в выявлении причин этих отклонений.

В первую очередь определяется постоянная часть расхода. Составляющая удельного расхода энергии по постоянной части суммарного расхода убывает с возрастанием загрузки агрегата. Поэтому, в данном случае, большую роль играет анализ фактической загрузки оборудования и выявление возможности её повышения. Затем, зная данные об общем расходе энергии агрегатом, определяется его переменная часть.

Q_перем = Q - Q_пост.

Переменная часть расхода энергии агрегатом включает полезный расход энергии и нагрузочные потери агрегата. Переменна часть расхода энергии зависит, главным образом, от технологических факторов. Поэтому, анализ переменной части расхода энергии должен быть направлен на изучение влияния на неё этих факторов, с точки зрения её снижения.

Полезный расход энергии может быть определен расчетом по соответствующим формулам для данных технологических параметров и условий. Рассчитанная фактическая величина полезного расхода энергии сопоставляется с его нормативной величиной, определяемой для того же объема производства, но для оптимальных, в данных условиях, технологических параметров и режима работы. Тогда фактическая величина переменных, то есть нагрузочных потерь, определяется вычитанием полезного расхода энергии из всей величины переменной части:

Q_{пер.пот} = Q_перем - Q_пол.

Фактические переменные потери сопоставляется с нормативной величиной, которая предварительно рассчитывается для нормативных параметров подводимой и потребляемой энергии. Это сопоставление позволяет выявить резервы сокращения нагрузочных потерь и снижение расхода энергии на данный технологический процесс.

При анализе энергоиспользования необходимо выявить возможность использования максимальной части потерь технологического процесса в качестве вторичных энергоресурсов. В результате необходимо сопоставить фактический и нормальный энергобаланс данного агрегата и сделать вывод о возможных путях снижения энергопотребления в данном технологическом процессе.

Анализ величины перерасхода, зависящий от персонала, дает возможность выявить основные факторы, которые оказывают влияние на эту величину и оценить качество работы персонала с точки зрения экономии топлива и энергии.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Перечислить виды методической оценки экономической эффективности организации производства по основным источникам и факторам образования.

2. Энергетический баланс и его составные части.

3. Принципиальная схема энергобаланса технологической операции.

4. Уравнение энергобаланса.

5. Уравнение баланса мощности для агрегатов с выходом вторичных энергоресурсов.

6. Энергетические потери и их виды (4 группы).

7. Энергетические характеристики подведенной мощности и их деление на группы.

8. Общий вид расходной энергетической характеристики.

9. Уравнение прямолинейной характеристики.

10. Выражение удельного расхода мощности.

11. Дать определение фактического (эксплуатационного) расхода энергии.

12. Определение общего расхода энергии агрегатом.

13. Анализ энергоиспользования.