При  использовании экстремального метода экономических обоснований необходимо предварительно вы­разить в аналитической форме все составляющие приведенных затрат в функции искомого параметра. Тогда величина оптимального параметра может быть найде­на, если продифференцировать выражение приведенных затрат по искомому па­раметру и приравнять первую производную нулю. Необходимо также убедиться, что вторая производная положительна. Основным преимуществом экстремального метода с использованием экономико-математической модели  является возможность моделирования для нахождения зависимости показателя-свойства экономического эффекта совершенствуемой подсистемы теплотехники (в данном примере – Э_г) от факторного показателя (V_k). Нахождение производной  функции Э_г (V_k)  и ее экстремума  позволяет найти оптимальную величину исследуемого параметра V^*_k. Наличие обратной связи в алгоритме расчета позволит проанализировать влияние фактора на экономический эффект от реализации принятого технического решения.

Обоснование экономической эффективности решений в магистерских ВКР проектно-конструкторского типа с использованием экстремальных методов выбора вариантов теплотехнологии и теплотехники можно показать на примере определения оптимальной степени обогащения дутья кислородом в теплоиспользующих агрегатах (энерготехнологических и других с утилизацией ВЭР).

При увеличении степени обогащения уменьшается расход первичного топлива. Однако эта экономия требует дополнительных затрат на кислород, сопровождается уменьшением объема отходящих газов и утилизируемой теплоты. Последнее приводит к снижению количества получаемого пара и требует регулирования поверхности нагрева.

Оптимальная степень обогащения дутья может быть определена по блок-схеме моделирования на рис. 4, где приняты следующие обозначения:

Q = Q' – проверка условия сопоставимости вариантов по энергети­ческому эффекту (общая выработка теплоты при всех степенях обогаще­ния должна оставаться неизменной); ∆З_Q – дополнительные приведенные затраты на производство недо­стающего пара в замещаемой котельной при изолированной работе (∆З'_Q - то же, но при взаимодействии рассматриваемых агрегатов в системе); – удельные текущие и единовременные (капитальные) затраты в замещаемую котельную на единицу ее производительности; ∆Q, h – дополнительная часовая производительность замещаемой котельной и годовое число часов использования ее мощности; ∆З_к – дополнительные приведенные затраты на производство кислорода; – удельные текущие затраты на производство единицы объема кислорода; – удельные единовременные (капитальные) затраты в кислородную установку;  V _к – годовой расход кислорода в дутье; (V *_к – оптимальный расход); ∆З_ПН, ∆К_ПН – экономия приведенных и единовременных затрат на по­верхностях нагрева; ∆И_ам , ∆И_тр – экономия текущих затрат на амортизацию и теку­щий ремонт поверхностей нагрева; Н_а – норма амортизационных отчислений для данного типа котельных установок; α_тр – доля отчислений на текущий ремонт (принимается равной 0,02); ∆L_тр, – общее сокращение длины труб и их цена в расчете на 1 погонный м; К_м – коэффициент учета затрат на демонтаж труб (принимается равным 2,0); К_д – коэффициент учета дополнительных затрат (принимается 1,5); ∆В_г – годовая экономия топлива от утилизации ВЭР (по формулам на рисунке  3); Э_г – годовой экономический эффект от применения кислорода в дутье при данном фиксированном его объеме.

Рис. 4. Блок-схема расчета и моделирования по критерию оптимальности

технического параметра теплотехнологии и теплотехники исследуемого типа

Изменяя величину, V _к можно установить зону оптимальных значе­ний (может быть показана графически), либо оптимальную величину технического параметра  V*_к. Такая доля кислорода в дутье обеспечит максимальный энергетический и экономический эффект.

ГЛАВА 3