Энергетические балансы обеспечивают:

1) возможность контроля за энергоиспользованием в цехах и предприятиях;

2) в удобной форме позволяют следить за эффективностью использования энергии на предприятии;

3) возможность анализа использования энергии по назначению, для чего выделяются технологические и хозяйственные нужды;

4) позволяют отражать достигнутый уровень энергоиспользования;

5) дают возможность выявления ущерба от низкого качества энергоносителей и энергоресурсов;

6) отражают внутренний оборот энергии и увязывают его с материальным балансом соответствующих энергоносителей;

Есть балансы 3-х видов:

    1) рабочая форма балансов – по вертикали (по столбцам) происходит производственно территориальное и целевое деление, по горизонтали – весь внутренний оборот энергии делимого вида;

    2) распределяемая форма – состоящая на основе заключительных балансов рабочей формы по каждому виду энергии;

    3) аналитическая форма – это построение балансов по экономическому и целевому признаку для предприятия в целом с выделением полезного отпуска энергии, конечной энергии и потерь по местам возникновения и видам. Показывается структура прихода топлива и энергии, потери на стадии преобразования, распределения, выхода энергии и его конечного использования. Этот баланс может составляться по видам энергии или быть сводным.

При построении сводного баланса по статьям, электрическая и тепловая энергии приводится к топливу:

            В_э = в_э∙W/η_э; В_т = в_т∙Q/η_т; в_э = 123/η; в_т = 143/η.

123 г. у.т. необходимо для получения 1 кВт∙ч при η = 1;

143 кг. у.т. необходимо для получения 1 Гкал при η = 1.

Некоторые коэффициенты перевода натурального топлива в условное:

1 тут = 7000 ккал/кг;

1 т нефтяного эквивалента =10000 ккал/кг = 1,43 тут;

Дизельное топливо, бензин, керосин, соответственно = 1,43; 1,47;1,5;

Мазут = 1,38-1,4;

Каменный уголь = 0,75-1,0 (донецкий); 0,9-1,04 (кузнецкий);

Бурый уголь = 0,36- 0,45 (подмосковный);

Дрова = 0,45 (40% влажности);

Газ природный на 1 м3 = 1,15;

Газ сжиженный = 1,57.

Энергобаланс состоит из расходной и приходной частей, числено равных друг другу. Приходная часть – учитывает расход энергии вводимой в установку извне и энергию внутренних источников: Е = Е_внеш + Е_внут.

В расходной части баланса указываются потери и затрачиваемая на процесс конечная энергия: Е = Е_проц + Е_пот.

Е_внеш + Е_внут = Е_проц + Е_пот.

При составлении баланса в агрегате установки потери энергии в зависимости от их физической природы энергетической ценности и места в цепи энергетических преобразований делится на группы:

1) потери в нерабочем состоянии (потери холостого хода, от горячих простоев) [Е₁];

2) потери от недоиспользования энергоносителей [Е₂], вызванная конечной разностью температур, недостаточной развитостью поверхностей нагрева (потери с выходящими газами);

3) потери от неполноты использования энергоносителя [Е₃] – это химическая и механическая неполнота сгорания;

4) утечка энергоносителя через неплотности [Е₄];

5) потери рассеяния в окружающую среду [Е₅] – это потери  теплопроводности через кладку, обмуровку, через неплотности ограждения, потери в стали трансформаторов;

6) баланс тепла будет:

Е_р = Е₁ + Е₂ + Е₃ + Е₄ + Е₅.

1 = q₁ + q₂ + q₃ + q₄ + q₅.

Из этих формул можно получить показатели экономичности оборудования:

1) коэффициент преобразования химической энергии в тепловую, который характеризует экономичность горелочных устройств котлов и печей:

η_пр = 1 – q₃ – q₄;

2) коэффициент сохранения теплоты, характеризует совершенство конструкции ограждения установки, качество его тепловых ограждений:

η_с = 1 – q₁ – q₅;

3) коэффициент использования энергоносителя, характеризует работу тепла теплоутилизионных установок:

η_и = 1 – q₂ – q₃ – q₄;

4) коэффициент конечного использования энергии, представляющий собой отношение конечной энергии процесса к затрачиваемой:

η = Е₁/Е_р = q₁;

Таблица 19. Баланс топлива завода

8.4  Методы планирования энергопотребления

Рост объема потребления ТЭР и значительная доля энергии в составе стоимости продукции предполагает планирование и прогноз энергопотребления предприятия. Для чего очень важно знать объемы потребления тепла, топлива, электроэнергии на 3-5 лет, чтобы оценить долю затрат на энергию, наметить пути ее снижения, вплоть до замены технологии.

    1. Нормативный метод основан на изучении существующих и определении перспективных норм, потребления энергии, для наиболее энергоемких процессов. Этот метод позволяет определить расходы энергии на единицу наиболее массовой или энергоемкой продукции, детализовать элементы планирования по технологическим процессам, дать учет энергосбережению, использованию ВЭР, и знать точную картину энергопотребления завода, в зависимости от структуры выпускаемой продукции.

Таблица 20. Взаимосвязь видов продукции с объемом энергопотребления.

    2. Экономико-математические методы основаны на использовании данных потребления энергии на предприятии за ряд лет. Этот метод формально переносит тенденции энергопотребления на перспективу. Использование этого метода возможно, если предприятие не сменяло выпуск своей продукции.

    3. Метод экстраполяции основан на изучении и анализе прошлых тенденций энергопотребления и выборе математических выражений, описывающих эти тенденции в перспективе.

    4. Метод эмпирических оценок и аналогии находит применение при оценки сдвигов в структуре расходов ТЭР, связанных с изменением технологии, и когда имеется большой ассортимент выполняемой продукции и мелких вспомогательных производств, на которые нормы рассчитывать не целесообразно.

    5. Метод технико-экономических расчетов – это сопоставление схем и вариантов энергоснабжения и энергообеспечения технологических процессов, топливоснабжения областей и регионов с целью выбора наиболее экономически целесообразного пути покрытия энергетических нагрузок потребителей.

    Эти же методы прогнозирования могут быть использованы при разработке тепло-энергетичеких и топливно-энергетических балансов (заканчивается на конкретном месторождении) областей, регионов и Казахстана в целом на перспективу до 30 лет. Их целью является определение потребностей в тепловой и электрической энергии и за счет каких видов топливно-энергетических ресурсов эти потребности будут покрываться. Внимание уделяется способам (централизованный и децентрализованный) и источникам получения тепловой энергии (котельная, ТЭЦ, индивидуальные теплогенерирующие установки), видам используемого в них топлива, структуре покрытия электрических нагрузок (ТЭЦ, КЭС, ГЭС, ГТУ…), виду используемого топлива. Разработка перспективных ТЭБ имеет важное значение для развития всех отраслей экономики национального хозяйства Казахстана, т.к. в топливно-энергетическом комплексе сосредоточено порядка 30% основных фондов и до 25% рабочей силы и для обеспечения опережающей роли энергетики в экономике страны требуются значительные затраты времени и средств.

Лекция № 9