Учебное пособие для бакалавров по направлению подготовки 38. 03. 04. 62 " Государственное и муниципальное управление" Москва, 2015 г

1.2. Топливно-энергетические ресурсы Для 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 аккумулированная солнечная 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, энергия ветра, 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 преобразованные энергоресурсы: бензин и другие виды нефтепродуктов, электричество, искусственный газ, водород, пар, горячую воду, тепло. В 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 %. Для 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 образуется 7 млн ккал тепла. Для сравнения калорийность хорошего угля составляет Qрн = 4400...6500 ккал/кг, газа  Qрн = 7000...11 200 ккал/кг, мазута Qрн= 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 угля могут дать Кузнецкий и Канско-Ачинский бассейны (80 %). Угли Кузнецкого бассейна --- более высокого качества. По прогнозируемым запасам это одна из главнейших баз высококачественных энергетических 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 о передаче электрической энергии на большие расстояния. Для увеличения добычи и сокращения дефицита топлива в европейской части развивается Печорский бассейн, имеющий достаточно большие 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. В основном применяют остаточный продукт переработки нефти --- мазут. Мазут сжигают в топках энергетических котлов газомазутных энергоблоков в периоды недостатка газа (например, при сильных длительных холодах и временной нехватке природного газа, заготовленного в подземных хранилищах). Часто его используют для «подсветки» --- добавки к сжигаемому твердому топливу при некоторых режимах работы для обеспечения устойчивого горения. Сжигать мазут постоянно в настоящее время нерентабельно из-за большой его стоимости по сравнению с газом и твердыми топливами. Основные запасы нефти сосредоточены в Западно-Сибирском регионе --- 72,3 %; на европейскую часть страны приходится 21 % общих запасов 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 земли при добыче нефти; доменный и коксовый газы, получаемые при металлургическом производстве. На ТЭС России преимущественно используется природный газ (свыше 50 % в топливном балансе России и 70...80 % в ее европейской части). Главное преимущество природного газа состоит в его относительной экологической безопасности. Однако при сжигании газа образуются вредные вещества в виде оксидов азота. Газ используют для котельных и 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 и возможность 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 на 250 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 до потребителя. 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 также большого количества тепла, негативно воздействующего на окружающую среду. Возобновляемые энергоресурсы (исключая гидроэнергетические) не нуждаются 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 основном используется гидроэнергия и совсем в малых количествах (приблизительно 2 %) энергия ветра, солнца (например, в Дагестане, на Дальнем Востоке с помощью солнечной энергии получают тепло и электроэнергию), геотермальная энергия (на Камчатке строительство станций на горячих источниках позволяет не завозить топливо в этот регион). В настоящее время поставлена задача оптимизации структуры топливного баланса и повышения энергетической безопасности страны за счет снижения доли газа, потребляемого электростанциями, и увеличения доли угля. Ожидается, что в России к 2020 г. покрытие потребностей в энергии будет 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 в мире к 2020 г. на 20...25 %. Энергосбережение должно осуществляться не за счет снижения потребления энергии, а за счет рационального ее использования. Внедрение топливосберегающих технологий влечет за собой снижение расхода высококачественных видов топлива во многих энергоемких 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 коммунально бытовом секторе. Характерной особенностью энергетического хозяйства промышленности является наличие в ней разнообразных установок, а также использование не только первичных, но и вторичных энергоресурсов. К вторичным энергоресурсам относятся отходы, побочные и промежуточные продукты, образующиеся в технологических установках, которые не применяются в самом агрегате, но могут быть частично или полностью использованы для энергоснабжения других агрегатов. 1.3. Прогнозирование спроса на электро- и теплоэнергию Развитие 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 энергетических ресурсах --- 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, используя информацию о количестве потребляемой электроэнергии и тепла и об изменении их потребления во времени. Такую информацию содержат перспективные 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. Графики электроэнергии и тепла показывают изменение нагрузок по времени. Они различаются по видам потребителей, длительности и сезонам. По видам потребления выделяют графики электрической и тепловой нагрузки, 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. Расчетные графики характеризуют изменения нагрузки во времени, обусловленные регулярно действующими факторами (характер технологического процесса, сезонные изменения температуры наружного воздуха). 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 однотипных потребителей теплоты определяется их максимальными мощностями Q′max i и коэффициентами спроса νсi: где n --- количество однотипных потребителей. Коэффициент спроса данного i-го потребителя или группы однотипных потребителей рассчитывается как произведение коэффициента загрузки на коэффициент одновременности: vci =v3iv0i где νз i --- коэффициент загрузки, характеризующий величину максимальной нагрузки потребителя, отнесенной к его максимальной мощности (νз i ≤ 1); νo i --- коэффициент одновременности, характеризующий долю нагрузки потребителей данной группы, одновременно находящихся в работе. Значение коэффициента спроса определяется конкретными особен- ностями данного производства, в том числе технологическим режимом. При установлении максимальной тепловой нагрузки ряда групп разнотипных потребителей дополнительно вводится коэффициент разновременности (неодновременности) νp, учитывающий несовпадение во времени максимумов тепловых нагрузок, ГДж/ч: где m --- количество групп однотипных потребителей. Генерируемая тепловая мощность Qг.м (нетто) должна быть больше максимальной тепловой нагрузки на значение потерь при транспортировке и в теплообменниках, ГДж/ч: где ηтр --- КПД транспорта теплоты от турбины ТЭЦ или котельной до потребителей; ηт --- КПД теплообменников. Значения ηтр и ηт обычно составляют 0,97...0,98 и 0,98...0,99. Суточный график тепловой нагрузки зависит от технологических режимов 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 зимний график 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 и их соотношениями. Коэффициент заполнения суточного графика нагрузки νсут определяется как отношение среднесуточной и максимальной нагрузок:   где Qcут --- суточное потребление теплоты, ГДж/сут. Коэффициент минимальной нагрузки равен отношению минимальной нагрузки к максимальной: Vmin=Qmin c/Qmax c Суточный график тепловой нагрузки может быть разделен на три части: пиковую, полупиковую и базисную. Конфигурация пиковой и полупиковой частей суточного графика нагрузки выражается их коэффициентом заполнения: В течение года технологическое теплопотребление меняется за счет внутригодового прироста тепловой нагрузки, изменения потерь в окружающую среду, расходов теплоты на разогрев агрегатов после холодных простоев, остановов и ремонтов. Графики отопительно-вентиляционной нагрузки и нагрузки кондиционирования воздуха существенно меняются по сезонам и месяцам года (рис. 1.5). Суточные и годовые графики нагрузки определенного района тепло- снабжения могут быть построены суммированием характерных суточных графиков нагрузки отдельных групп потребителей. Годовой максимум тепловой нагрузки может быть определен из вы ражения Qmax=Qгод/hm где hм --- годовое число часов использования максимальной нагрузки, ч/год. Этот показатель представляет собой расчетное число часов, за которые была бы использована вся годовая потребность в теплоте, если бы нагрузка поддерживалась максимальной. Величина hм, ч/год, определяется выражением вида hм=vсутvнедvмесvгод8760, где vсутvнедvмес - среднегодовой коэффициент заполнения суточного, недельного и месячного графиков нагрузки; νгод --- коэффициент заполнения годового графика нагрузки; 8760 --- количество часов в календарном году. Коэффициент заполнения недельного графика нагрузки отражает колебания нагрузки внутри отдельных недель по дням (главным образом, за счет выходных и праздничных дней) и определяется из выражения vнед = Qcp.max h/Qmax h где Qср.max н --- средний за неделю расчетный максимум, ГДж/ч; Qmax н --- наибольший за неделю расчетный максимум, ГДж/ч. Помимо колебаний нагрузки внутри отдельных недель имеют место колебания между неделями, вызываемые изменениями наружной температуры воздуха, температуры нагреваемой воды, приростом нагрузки. Величина νмес определяется следующим образом: vмес=Qср.max н /Qmax m где Qср.max м --- средний за месяц расчетный максимум рабочего дня, ГДж/ч; Qmax м --- наибольший за месяц расчетный максимум, ГДж/ч. Коэффициент неравномерности годового теплопотребления определяется по формуле где Qmax м i --- максимальная нагрузка за каждый месяц, ГДж/ч; Qmax год --- годовая максимальная нагрузка, ГДж/ч; 12 --- число месяцев в году. Аналогично может быть определена потребность в сжатом воздухе и электроэнергии и построены графики нагрузки.

Похожие:

	Учебное пособие для бакалавров по направлению подготовки 38. 03. 01. 62 " Экономика" Бианкина О. А., Казенков О. Ю., Орехов В. И., Орехова Т. Р., Яковлев С. С. Страхование по направлению подготовки 38. 03. 01. 62 Экономика...		Учебное пособие предназначено для бакалавров, обучающихся по направлению...
	Учебное пособие санкт-петербург 2016 ббк 65. 23 О 36 О36 Управление... Управление затратами труда на предприятии. Для бакалавров по направлению «Управление государственными и частными предприятиями» всех...		Согласовано утверждаю Основная профессиональная образовательная программа составлена в соответствии с федеральным государственным образовательным стандартом...
	Учебное пособие предназначено для бакалавров юридических вузов. Предисловие... Его содержание соответствует государственному образовательному стандарту высшего профессионального образования по данной дисциплине...		Управление проектами Учебное пособие Новосибирск Учебное пособие предназначено для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальности 080507 "Менеджмент организации"...
	Учебно-методическое пособие по самостоятельной работе и выполнению... Учебно-методическое пособие предназначено для обучающихся 2-го курса магистерской программы по направлению подготовки 38. 04. 04...		Учебное пособие для студентов, обучающихся по направлению подготовки 040400. 62 Учебное пособие для студентов, обучающихся по направлению подготовки 040400. 62 «Социальная работа» (бакалавр)
	Учебное пособие москва 2011 фгб оу впо «московский государственный университет путей сообщения» Учебное пособие предназначено для студентов специальности «Экономика и управление на предприятии железнодорожного транспорта»		Учебное пособие Рекомендовано учебно-методическим объединением для... Учебное пособие предназначено для студентов 1, 2 курсов всех специальностей среднего профессионального образования по направлению...
	Программа дисциплины «Медицинская этика и деонтология» по направлению... Программа предназначена для преподавателей, ведущих данную дисциплину, учебных ассистентов и студентов магистратуры по направлению...		Учебное пособие для студентов высших учебных заведений, обучающихся... Учебное пособие предназначено для подготовки специалистов в области обеспечения качества и безопасности продукции производимой и...
	Методические указания и контрольные задания для студентов заочной... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования		Программа дисциплины «Экономика города и управление муниципальным... Программа предназначена для преподавателей, ведущих данную дисциплину, учебных ассистентов и студентов направления подготовки 081100....
	Учебное пособие для магистрантов по напралению подготовки «Ресурсосберегающая... Учебное пособие предназначено для самостоятельной подготовки магистрантов по направлению подготовки «Ресурсосберегающая технология...		Учебное пособие с методическими указаниями и тестами для текущего... Учебное пособие предназначено для студентов заочного отделения, обучающихся по направлению подготовки 43. 03. 03 Гостиничное дело....