автореферат диссертации по энергетике, 05.14.04, диссертация на тему:Энергетическая оценка долгосрочных перспектив развития структуры тепло- и электрогенерирующих мощностей энергетической системы региона

ОША ЛЕНИНА АШШЯ НАУК УКРАИНСКОЙ ССР ЙНСПШТ ТЕХНИЧЕСКОЙ ТЕШШШКИ

На правах рукшлсв

БАНДУРА Алаксгкгр йтярзаяч

ЩЕНИ, ДОЛГОСРОЧЕН! ПЕРСПЕКТИВ РАЕБИШЯ СТРУШШ ТШО- И ЭЛШСГРОГШЕИРУПЩ ШЗЕОСШ аВЕРШИЧБСКОЗ СИСТЕШ РШОМ

Сзецгалвносгь: C5.I4.D4 - Лришгизнзаг гошгаэнэргатпЕа

05.14.0I - Знергегическаэ сасгема и иомллексы

Asíopa^apa?

диссертации на оопскаяке ученой стегана Ешзгошга гашнчвсяах науг

Sa® - 1Э9С

J

/

Работа ецдолнзнз £ инс7и1гу1тс тсхнзчвской тбшю^двпке Академии наук Украинской ССР

Научный руководитель - доктор технических наук

профессор ЩЕГОЖЕВ Г.й.

Ойщиалъныа оппоненты: доктор технических наук НОСАЧ В.Г.;

кандидат технических каук.доцант ДШШИН ¿.Б.

Ведушее предприятие: БНИПИ ^ЯЕЕГОПРШ (г.Москва).

Зашита состоится фбЬ^еЛ^ 193ЙГ г. в ■часов

на заседании специализированного соааха К.015.43.02 • в Институте технической теплотаздкп ¿кадеьаи. наук УССР-во адресу: 252057, г.Киев-57, уд.Желябова, 2-е. :

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института технической теплофизика АН УСС?

Автореферат разослан 1991£ г.

УченыЗ секретарь Сгепизлиэлрованного Совета

галд. ?егхя. наук Кривошей <2.А.

к';*;:. \ ;

! ; ОВД&Я ХУАКГдаСТШ. РАБОТЫ

теми. Нарасташий дефвддг доступныз тошшв и обострение экологических проблем стшуотрутт перевод энергети- • га на путь интенсивного развития. обеспечивапазго сшивши удвль-всв энергоемкости фоизводства теплоте к электроэнергии. Кяюче-анв иоьмктоы этой задачи служит переход к использованию програм-¡гао-целевнх методов экономического управления при прогнозировали развития энергетики. Эти катоды основа® ва выявлении я по-алрении исследовательских и производственные программ (целей), эбеспечивошос максимальную экономию энэргетичесхих ресурсов при зграничвнннг фанансовнх возможностях, а не получение макевмаль-гой экономии денежных средств, т.к. несовершенство развития эи>-гсшгаэских отншений и пропорпрЭ способна супесзвенно сместить [рйоритетн развития отрасли.

При этам предполагается, что процесс определения дели (на-фавлення) развдая долнвк осутаествляться без привлечения,по воэ-кжности, денежных показателей (с пемошзю натуральных, энергети-сеских и т.п.). Особо», значение это обстоятельство имеет в зада-их далгосрошого прогнозирования развития энергосистем (ЭС) ,гдэ геобходзмость прогноза дан и аконоиотзеких прадохций на различие виды ресурсов (на 33 лет вперед) стошвт достоверность и об» ктивность прогнозов, а такие заметно усложняет л удорсиает сам роцесо прогнозирования. 2тт объясняется растущий интерес спецв-лвстав в области управления к тврисдаинагапшстаы методам струк-урвого анализа X, в частности, к экоергетачесжоку методу, как аибалев соверпеннсму из них.

' Эксзргетияеский метод анализа нашел строгое применение в твчественной и иироюй практике з оса оетом при штшзации отельных энергетических объектов. Работа по использованию этого зтода для анализа больших систем энергетики находятся в начыв воего развития.

Нель рабоуя состоазга в совершенствовании долгосрочна прогнозе развитая региональной энергетика ш базе экевргетитаскогэ меда. анализа, разработке методики, алгоритма и программ тестяро-•ния вариантов развития то зксергегичэскому зритерша эффвктявко-?а с учетом экологических ограничений на выбросы 2С. Методика злкна дявать возысаснооть оценивать эф^ектажость использования структуре ЭС не талию -тепжоэнэргвттееекого сбарудо-

вания, но и различного оборудования возобновляемых (ВИЗ) а вторичное (ВЭР) источников знзргиа.

Научная новизна. Показана принципиальная зозшшость использования эксергетичаского катода шализа в долгосрочном прогвоза-ровании раззнтш энергетики.

Яхядлсгг.ана кетодска долгосрочного прогнозироватм перзтаж-'лш развитая структура ЭС региона на база эксэрготаческого метода анализа. Разработан алгоритм н прегради*: тестирования вариантов развития по зксерготическоку критерию эффективности с ,огранлч8Ш1й на шброси различное вредных Еваостз для эпергоспогеш в атмосферу. Иродложеп метод оптимизация структу-рц £С, оскованннЗ на фэтьираванип и последутонем определении доли в оптимально?. структура ЗС блоков, состояли* из тепло и элек-трогеяерирухмаго оборудования. Считается, что кгшдай блок могваг самостоятельно покрывать тепл^аую к электрическую части нагрузки £С рэтаоиа. Такой подход позволяет пргмшгать при рваояш задачи хорошо оспоонше катоды линейного программирования.

Получены зависимости влияния виэганих факторов (структура' га-грузкк ЗС региона и экологические ограничения) на оптикалытуп структуру и зксергетичесную з.'1$экгяшозть ЭС региона,

Оп род ало ян условия и продлтета методика оптвдальиого го-пользования Б"Э п БЭР (б шдс сброоэвой воды различной теетера-гуры) е региональной

ТЬпютдеокзя нонность.Результаты работ« 'могут' бить ислользо яри ре™он:ш згдач долгосрочшго прогнозирования энергетики, а тзюлз при планировании ее развития в рамках ярогрпикноцеляза: .■гстодов ^кспа-'лсотого управления. ^скокеидации, шрабоганше в результате прог-гоза струхтури 5С, «огут бить аспользопани для о::еака: уг.каплпьгш ¡.щеитзбог онергоеберакешя при форкярова-н.а еттт'г.ту-р" ЕС региона; рацаопалкик схем топливоснабжения 33, тля энергетической г. эко^оптаскоЛ ст-стега эОбокгавкости шлоль; эоз-яния ЬС-Р и В"Э г э рпдаз при формярояатот приоритетней

»ак^ют ¡'.гггжо-тяглшч&к;?. гаслояогжпй п работ I: о^г.гс.'К о'С.я'хп оЗэрудоранкя для М х опюни оггпутЕтяоЯ сое-"•'I. -гкая гл^'гг.гягд слугзт осковоЗ яр<з ллзгарованта ртэвзхяк

алгор:як а дрогр®кш ззшп .»¡споетвд-Г-Г-.Я.НПОО пр: •хетже гоаергог окергозбэ^-енпа тз

.'вдлоэнвргетичбской подсистема юплягно-эявргетического комплекса (ТЭК) СССР, лра разработке перспективных схем топлквоснабге-¡шя Дьбобско-Ьолыноеогс региона и в выборе рациональных технологий сжигания бурых углей кесторокдяний Киргизии.

Апробация работу. Материалы диссертации докладывались а обсувдшшсь на П и Ш Ьса союзной лшола-свшшарз шлодых ученых и специалистов "Актуалышз вопросы теплофизики а фазическоЕ гид-рогазодинашвш" (х.Алукта, Ш7ДУ£Э гг); на Ш Всесоюзно! школа-семинаре "Драившим эксвргвтичвск1Х к а годов анализа и оптимизации с целью повышения sg¿ активное га использования энэрготи-чэашх ресурсов" (г.Алушта, I9S8 г.); на Tí БсасоюзноЯ жолв-семанара "Эксергатича: кий кетод и aro приданение в технических а экономических задачах" (г.Николае в, 1330 г); на ХШ научно-технической конференции ыододых ученых а специалистов Института технической тадлси^азина АН УССР (г.Каев, 1988 х).

Публикации. На материалам длссертащи выполнены дубликящи.

Объем работа, диссертация сагтопт из besaалия, четырех гла^ заклинания, приложений и содержит IÜÜ страниц машинописного тавота, 45 рисункаа, сансс« использованной литературы, содернашиЗ 3S наименований.

СОДШАНИЕ РАБСШ.

Во введении обосновывается актуальность в формулируется {вль ксслдоЕанвйк проводшнх в диссертационной работа. Содержится излсаение того нового, что вносится автором в исследова-019 проблемы, йрпводагся краткоа содарзанле диссертационной ра-юты.

В дзпвоГГ гя^ра дай краткий обзор сос тояния исследований в хЗдастж прогнозирования энергетических са теи (ЬС), с$орыулиро-taiuj цадь а задачи работы.

upa. aseas результатом исследования, согласно постановка за-лча, долейо быть ira готовое резание, а разработка ракошнда-иГ: а правая о по с трое ¡ил перспективной структуры ЭС. Реазние редставляется в виде диапазонов долей различшх типов экэрго-станоЕск, покрывавших заданные таил он/в и электрическую на-рузка ¿C, которые задаются так".о в вида возможных диапазонов х изменения на рассматриваемую перспективу. Такая постановка адэчз позволяет попользовать ср одн а ста тастич ос кда анзчения го-

- довых нагрузок баз учета рехикных факторов а каневренности 3G. Зти ёакгоры доданы учитываться на стадии планирование развития структуры 2С ,пра разработка щ>оектов.

Отмечается, что ара разработке цвлавых долгосрочна: программ развития ЗС Сна нера^дд 20-30 лет) на основа техника- эво-ношгта с кого штсща анализа (ден еаншс оценок) возникает раидро-блеи, связанных с необьекпшностыэ и авдостовврносхыз saz судо-с!Еушлх цен на ра&яачнш ресурсы, так в, тек болеэ, ж прогнозных значений, которая еша более увеличивается по мере становления ршочшх отноиений. Ьсе эю. снгжаат достоверность и объект иен ость долгосрочных прогнозов, провел® обзор литературных источников, шсвявенных системному анализу в энергетика, проанализирована трудности, возникавшие при катематическоы моделировании развитая ЬС. Он выявил другу» причину ухудшения качества долгосрочных прогнозов в энергетике, связанную со стремлением учета как можно большего количества исходной информации и связей в моделях развития ЗС, в частности, с целью кошвнснции несовврвен-ства денежных оценок сравнительной эффективности.,

Из анализа результатов обзора литературных источников следует, что применение састшного подхода обусловило синтез двух путай совершенствования долгосрочшх прогнозов: I) более полное и объективное . отрахенш в математических моделях основных пра-чииннх связеа разштия энергетики; 2} совершенствование и уточ-вэкаа оценок сравнительной эффективности возшшшх .стратегий раз вития отрасли. Совершенствование методологии долгосрочного прогнозирования развития энергетики долгое время гдег«в основшц.яо дервачг пупа. Однако возможности развития этого практически исчерпаны, з.х. эффективность совершенствования прогнозов за сче увеличения количества рассматриваемых овязей и иоходяой инфорыа-цдз станозгхся соазкердыоЭ с тенденцией ухудшения качества проз нозов за счет объективной и субъективной неопределенности sioí ¿Ефоркацад л накоплены? потреаноста ара ее прогнозировании. Доэ-;огг/ вез ¿ояыцув актуальность приобретает развитие второго пута сл;ар=э.чстьо£анш долгосрочные прогнозов в энергетике. Ь связи с возрастаышЗ интерес специалистов вызывают тзркодкнгшге-ск.'.е метода структурного анализа. Одквы аз наиболее перспекгив-7HSZX »годов является эксэргеглчесыи!'катод, которш! aaaej -¿рокоз пргггьнэнмо а отечественной и маревой практике, в основ-

ном при анализе отдельных энергетических объектов. Работы по его использовании для. исследования больших систем энергетики находятся в начале своего развития. На основании этого ставятся задачи - обосновать возможность использования эксергетичес-ких оценок сравнительной эффективности в задачах долгосрочного прогнозирования ЭО; разработать иегодику и алгоритм долгосрочного прогнозирования развития структуры геверируотих иоанооте£ ЭС на база эксергетачаского метода анализа; исследовать перспективу структуру ЭС (на пркиере <Ю Никола®ской области), йспагъэуя раэработш ную иет одику я модель с целью определения основных закономерностей ее развития. При разработке методики необходимо обеспечить возможность сравнения эффективности ас -пользования различных источников анергии: нзЕозобновляеюв^НЩ во г обновляемых (ВИЗ) и вторичных знарторвсурсов (ВЭР) (в виде горячей воды). Кроиа того, обострение экологической обстановки вынуждает уделить особое вникание экологической чистоте ЭС.

Во второй гла^а обоснована возможность использования эк-сергвгичззких оценок сравнительной эффективности в задачах долгосрочного прогнозирования а разработана методика решения задач выбора оптимальных вариантов развития структуры генерирующих мощностей ¿С.

= Обоснованна такой возмсааноета базируется на аналазе дина-маки изменения величали "дуги шбора" (1-2) на С-кравой, пред-ставлшлеЗ собой зависиксегь удельных зксергетачзских приведенных затрат(Зе) на развитие &С о? денежных ( при одинаковых технологических параметрах ееташ (рас.!), а тают нз результатах сопоставления диапазонов изменения цен и затрат эксергзш на продукцию'основных отраслей промышленности ТУК на Ю-Зй лзт вдерад. Яри этой учитывалась особенность задач долгосрочного прогнозирования, состоящая в том, что ее решение не г.она? бить получено в виде точки, а представляет собой область решена, очерчен ой отрезкам!, проходят^ че^вз точки I и 2 (рис.1). Показано, что с увеличением периода прогнозирования точность эк-сергсгических оценок растет, а двдетшх - надает и при рассшт-рании тридцатилетней перспективы мн га ее те о рациональных резе-ни1, полученных до девеаноиу критерии , будет сключать ь себя решения, полученные по эксаргетическоку г^итерка т.е. применение эксергетической оценки сравнительной эффект изности в

о

задачах долгосрочного прогнозирования в состоянии дать верную оценку наяравлзшш развитая ЭС. Драчам такая оценка не • Оурег противоречить реиадаяы, принятым на основе гахнико-эконо&ичас- : кого анализа, однако область неопределенности таких решений будет значительно суяею. '

В основе иетодики долгосрочного прогнозирования развитая структуры тепло- и электрогенерирушвго оборудования структура ¿C лакит сравнение и сатишзадая пшозез развитая по кри- -тершо удельные зксергатичзских приведенных затрат ( ), который учитывает затраты эксэргш на строительство (Soap) в функционирование Ua) ¿G, катекатаческое внрахениа для которого жеет вид: _ ci

Зе- £* U)

где ¿Jj - нормативный коэффициент приведения разновреквншк за- , трат эксвргпа к одному кокенту времени; Е^ - суммарная полезная эксергия, отводакая от ас.

Предложен метод штдаазациа структур« ЭС, основанный на формировании и последушш определении доли (¿,-)в октальной структуре^ ¡-X бдоюв, состоящих1 из телло- и электрогенора-В .aero оборудования. Считается, Что каадаый блок юает cauo-стоятельно Еокрнвать тенловую а электретескув части'/нагрузки ЬС региона , та« что Z<JL¿ = I. Эксплуатационные затраты экоер-гак для' i-ro блока учитевавтся подсчетов энергетического ЗДД блоков (, a таквд затрат эксергии на транспортировку топлива для этого блока Ч Víc) • Приникая это во внимание, вырааб-ние (I) kosho запасать в аде;

Зе — "Цг1, + (®«me + 6пч>) 0v е U

где стр- затраты эксвргии на транспорт строительных штерш-

лоь для 1-го блока. ' ,

Использование понятия блока позволяет птшенять при ро-пеыц; задача простые и хоропо освоенные «етоды линейного сро-гра;.:,:л^сьйл;1я. '¿колог^чоскно характеристик: 'рассиатриваскиг . 28pia>KioB разы так i»G учтзаогся в подели в шде ограничена;: к 'Л), которие представляют собой прадеды» до- -и/зк<ачоа:л ьтйросоь reHej^v'iaaero оборудовался в нглу-pi-íKii:; ot:-:ec5H3uo к awiopiuz' сухарной нагрузки

(2)

иа ЭС (Ejj) . Вредные Budpocu ¿-го блока разбиваются на две со-ставлявиае: сопутствушие эксплуатационным затратам эксзргна ( Vj) и строительны« (V^. Дет приведения этих разновраиашшх затрат к одноиу моменту времена вводится нормативный коэффициент приведения СЕ*). В первом нриЗлиаенви он считается одинаковый для всех выбросов а теш их снижения равен темпу развития енергетгки, т.е. Е^ >= 2* * 0,15 I/год. Ьырагеше для удалышх приведенных j-x выбросов для i-ro блока имеет шд:

о)

Таким образом, постановка задачи линейного арограькироза-ния для. оптинизапдд структура генерирующих шшюсгей обоцгдова-ния на оргашчвокоы топливе^ zusei вид:

где - кориагав ограничений на j-R выброс для ЭС; et;- паса-таб использования i -го блока в оптимальной структуре ¿С (искомая переменная).

Рассматриваемая методика предполагает также определение условий рационального использования Шд и BSP в ракках оптама-зированной структуры ЗС. состоящей из оборудования, потребляв-, него органическое тошшво.

На первой этапе производится выбор оптимального набора оборудования ВИЗ среда рассматриваемого ышиества с долей участия lt-го оборудования (Д). Постановка оптимизационной задачи аналогична (4).

Эффективное» использования полученного набора ЖЭ оценивается по соотношении эконоша органического топлива в оптдад-зировшной ЭС с ростом затрат эксергии за строительство «С за счет оборудования ВИЭ. Зри сравнении укатывается таане соотис-иение ыедду снижением эксплуатационных выбросов ЭС и ростом строительных.

После введения в SC оптимизированного комплекса оборудования ВИЗ экономия топлива в ЭС составит:

где - эксергетическая шхшость комплекса оборудования ВИЗ;

I *

I/l°ZCT ^Zi'J'fc- удельный расход топлива в ЭС без ЬИЗ;

«= Ej^S^p- срадяив строительное затраты эксергаи на создание комплекса оборудования ВИЗ.

Знергетичес кая целесообразность включения ВИЗ в сптншзи-рованну» «С определяется далохис еяьност ыо знака выражения . .в скобках в Ф).

Масштаб использования Ьй2 в ЗС определяется из выражения:

Дра этой необходимо учитывать также изменение суькарных шбро— сов 50, обусловленное введенааи ЫЭ.

Рассматриваемый интервал прогнозирования разбивается на три расчетных периода по 10 лет кавднй. Яра атом разработанная статистическая шшитационно-одтшшацяокная модель используется для анализа оС на каадоаг расчетном периоде, т.е. рассматривается условно-данаквчвсмя постановка задачи, характерная для долгосрочного прогнозирования.

Отличительная особенность рассматриваемой ыетодики - воз-ггскность комплексного анализа вариантов тепло-,электро- в топливоснабжения в рамках одной сштемы, что позволяет приникать более рациональные репения, чек при оптимизации каждой из этих содсист«« б отдельности, поскольку отпадает необходимость в согласовании лекальных опкшумов, полученных для кеддой из них-

Ъ третьей главе разрабатывается гипотезы разштпя структуры геяехпруюних кетностей ЭС Николаевской области, а такге формируется блок информационного обеспечения модели для всего период а прогнозирования.

Иод гипотезой развития понимается совокупность представительного ьискества блогав тепло- и электроганерирушего оборудования :: zx щ-Ло'р.'.ац^ошюго обеспечения. Относительно слабое ux:saOKze с годами энергетических г кассовых (расурсоеыкость) л.'jрйКГ8сытик различных технологий, а такт.а их на зависш.-.ость различных субъективных {¿акторов, обусловленных несоварсзнст-i:. экономикой страны, позволяет с достаточной с-?е-

--¿ха zzuvjc-vz ^ссользс^ать кетодн технологического проглозиро--са^а. г. частности. зг.гдертн^в, лгл оцеыш ьозыогаой ддизгшЕ

Из различная: таив таило-и элвктрогенерирушего оборудования формирована 46 блоков (вариантов развития), сшоок и нумерация пторнх приводятся в табл.1, Под эти,я номерами они фигурируют в одели и в графическом представзшэш результатов исследования.

Оеношая часть третьей глава посвяшага получении вцргиешй ля определения эхсертетического КПД блояэв и зависимости от тер-одинашетеских характеристик составлявшего блок оборудования и ©отношения элекгрячэскоЯ нагрузка на ЗС рогнона к тепловой ( М/

\СИСТ

н

Например, для блока ГТУ+КУ (ГТЭЦ) (см. табл. п. 10) внешня для ярадедшяя эксергетячзского КПД имеют вид:

гг=г м+гг»

МфГ&Г * (8)

к» Х*3 - КДД ГГУ иХГю I началу термодинамики; 1Г„- эксер-¡тичаская температурная'функщя, коэффициент расхода тшлига; - массовый расход топлива.

Анализ подобных виратпй показал, что для оборудования о ком-кированнш производством теплоту, и электроэнергия. еуаествует со-■ношерив нагрузок (М/90), при котором его зксаргетичес'киЯ КПД и 21 £С е делом будв*' максамалънш. Поскольку, как.прашло, 1/<Зн)сист, то для обеспечения рабски этого оборудона!гш1 в ЭС • с ксцгальтзл КПД могло подобрать энергоустановки так, что будет озедена кзбнточнвя элех-рическея мощность 03105, но

и Э1М (}0= "

Эта тазноет ь иожат бить использована, нанршвр, для ззмэтешта • бнзаксего оборудовала и т.п. ялк для привода ТНУ, работаюяеЯ в ибиязцля с расскатригаемим оборудовании (блока типа ТЭЦ+ТНУ) ч пощятая части тепловой нагрузки 2С, тан что °нЛет=0о+0тчу-кем образок, за счет рапиовального перераспределения нагрузки ^ду оэъектаг.:л ЗС ист.но поенсэтъ г^сергетктэский КПД это! с<3. Из >гг,:г.роганлш: 46 блоков 33'блока сзстаилоли без такого пзрстас-эдэлкня нагрузки (блока 1-33), а остальные 13 блоков - с парэ-зпргю'вкаем (блоки 1-46).

Программ тетзйяого "»сче® рсядизоззиа на язшю РСЗТЗАМ. зчета пр0Е0Ял.ттсь па 33 2X1-1045, кягинпого ятюк^гк 'й

;с*тет одного гагетята рягаптия сС (одна гамтяняя) созтззлягот 3-

а

^ Б четвертей глава изложены аз следования перспектив развития структуры гезерирушнх котшостей ЗС региона, обеспечташеа покрытие необходимого прироста электрической и тепловой нагрузки и удовлетворяющей задает« экологическим требованиям с использованием моделя, шисанноа з главах П и Ш. Результата расчетов удобно представить в вида графической зависимости оптииальннх значений: приведенных эхсергетических затрат (I), как функции от удельных шбросов Ы0Г сиетемей при неизменнцх нормативных выбросах 502 я Ешш Я** 1р®-2-6). Ломаные линии на рисунках характеризуют варианта сзЕрстури X, которые южно осуществить.По мере снижения шброоов НО^ еттгктурная ломаная становится круч» и при определенном значении обривается. Это означает« чга дальнейшее уменьшаете мжх шбросов для систегаг невозможна < решение несовместна)...

На одеш такой расуяке легко видеть изиенение сшяйнннх отбросов за счет варьщюаеная структуры ЭС. Горизонтальный участок ломаной в этом еддгчза соответствует постоянной сютшальноЗ структуре ЭС. Но етобзиошео несколько таких графиков (а,б,в), чтобы показать вэавЕенив шбросов 2С за счет борьбы с ниш ва отдельных объектах ЭС о одновременная ростом эксергетических затрат на эту борьбу.

Для всех вариантов расчетов рассматривается эффективность применения двух технологий борьбы с выбросами на отдельных объектах ЗС. Одна из ввх обеспечивает борьбу с выбросами 502 и Н01 на угольных &ЗС ¿сЕрубервая очистка), другая - с выбросами *0Т на газовых ТЗЦ.

В результате проз данных исследований устагевлева существенная зависимость сисяшнсш расхода топлива в апикальной структуре ЭС от соотношения величие нагрузок' (Я/^)01101. С увеличением диапазона изкенвшВ {Я/9н)ся<я'(с ростом глубины фогнозвро-вання) растет количество топлива, потребляемое ЭС для покрытия: нагрузок этого диапазона. При этем структура ЗС становится неустойчивой;: мшмальное значение (И/?л)сист покрывается одним оп-тжальшщ на б срок оборудования ЭС, а махеилальное - другим^ что не позволяет однозначноапрелвлить приоритеты развития энергетического обзрудованзя (рис-2). Причем с "ужесточением" нормативов на тброса «С эта вауетоСчЕвость хввлнчпЕается.

Показано, что нстльзсЕанне блоков тана' ТЭЦ+ТН7 в оптимальной структуре ¿С пзгеоял дозволяет супествекно снизят ь расход

оплива для 30 (до 20£): дает гозмоеноскь устранять кеуст ойчхвость труктуры ЭС по отношению к изменению для всех йерио-

ов прогнозирования; подучить снижение шйросов ЭС при испольоо-йниа ЗЗЭР (рио.3,4).

С ужесточением нордативов на выброс® ЭС использование блока ЗЦ+ТН7 с ВЭ? дзет воамокность снизить эя шйросн тал сильнее,чем мыта температура сбросовой пори. Пшэпок акечено, что сутаэст-у-ет такая температура этой воды (40оС1,. зря которой структура ЗС аиболеа устойчива по отношении к езшмнш» (*у9н)ст0т.

Исолэ дуется эй5экташость рпзжгсгых етюсобов сгошенак вибро-)в £С. Показано, что при шсоких норгаиншак ограничений (~4-3 х 1СГ3 кг/ЭДа) наиболее элективным- сшемйк л* снижения является тособ, основанный на варьирования структурой оборудования ЭС.т.е. етхение однтк сжтемннх отбросов пз етег гоипенвя других в пре-элах принятых штативов. При болзэ "гззнжах" нормативах эйфок-звнее снизать сйсгагаие нгбросзг яри подали борьбн с ншя на от-альнж объектах ЭС. Еае боль"тзп углеоточетав воцкативов на выбро-идля ЭС НЭ.б'Ю"4 - 0,1'Ю"3 ктДШ пртЕояет к повшадип эф-гктивности способа борьбц, сЕязаннаг®« »пользованием блоков 1Па ТЭД+ТН7 с В2Р (рпо.4). .

" Показано, что для широкого внедрения (Жбпгедгдавшяя ШЭ в ЭС ре-гона необходимо почти в три раза снизить .внйросн вредют ветеста зязшине с. производством: строатаяышх ютирЕетов тин этого ' обо-гдованяя в соответствуших отраслям лраннпивзетостп. Это низкая сологкчесувя чистота производства здншщн кзссн с.того оборудова-1я приводит к тому, что доля этих пчбросав (строит ельшх) почти 1 порядок прэвшает снижение шбросав ЗС, готорш сопууст вуют •опаяй топлива в ЗС, полученной за счет ждррения в нее БИЭ. . юле такого снизеиия эдсетлб еопользоеяшя ШЭ в оптимальной • 'рукзу-ре ВС составил бп 4-8$ (длн.тэплгоеяериуотего оборудога-и).

ВЫВО'йа- -----------

I. Использование эксергетичесхсго метода анализа в -задачах отосрочяого прогнозиронанйя развития гвертетига позволяет по-юить объективность и достоверность щшеешов 2С благодаря от-1зу от денекнкх оценок сравнительной э^феахкввоста а переходу • прогноза цен и экономических пропорций я прогнозированию тех-«огическах параметров СС простыми к хорош зарекомендовавшими ><ЗЯ на практике методами технологического прогнозирования. Кро-! того, использование эксергетическвх еэдеяен сравнительное эф-лсгивяссти упрекает а удешевляет процесс прогнозирования вслед-гвие сокращения количества исходной зшшядачесной информации о шах и пропорциях. Сокрящается тазае чиста рассматриваемых свя-

2. Методика долгосрочного прогнозирования на базе эксерге-•гяческого метода, вишащая алгоритм и программу. вариантов развития, позволяет определить структуру X региона с учетом системах ограничений на выбросы вредных веществ в атмосферу. Метод оптимизации структура 3С, основанный на формировании и после думцем определении доли в оптимальной структуре ЭС блоков, состо ящих из тепло- и алектрогенерирувдего оборудования, позволяет ери менять при решении задачи хорошо ос военные метода линейного программирования. Б методическом плане такой подход дает возможность объективно сопоставить эффективность производства теплоты и электроэнергии и выработать решение, в максимальной степени рь авизующее резервы энергосДережеаиа , связанные со струнтуной неэффективность® ЭС, обусловленной необъективность!] сопоставления-

3. Ба основе использования предложенной методика показано, что рациональное перераспределение электрической в тепловой нагрузка между объектами оптимизированной энергосистемы (.основанные яа перераспределении системной нагрузки на элементы ЭС так, чтобы основная ее часть приходилась на элементы с большим ШШ, позволяет заметно улучшить экономические и экологические показатели ЭС: снизить системный расход топлива до 15% и уменьшить суммарные выброси вредных веществ ЗС на 10-20?. Кроме того, становится возможно устранить неустойчивость оптимальной структуры X по отношению к изменена» соотношения электрической (>0 в тепловой ((¡а) нагрузок на регион (Н/(}я;с2ст.

4. Экологические показателе выбросов вредных веществ ЭС ока знвают существенное влияние на ее оптимальную структуру. Суиест-вует возможность снижения суммарных выбросов ЭС путем использования в оптимальней структуре ЭС блоков типа ТЭЦ+ТЕУ, где на вход ТНУ подается горячая сбросовая вода. Температурой этой вода определяется величина снижения выбросов энергосистемы.

Определена эффективность таких способов снижения выбросов ЕС как: а) варьирование структуры ЭС с пелы> снижения одних выбросов за счет повышения других; б) снижение выбросов на отдельных объектах ЭС; в) использование в оптимальной структуре ЗС блоков типа ТЭЦ+Ш. При этом оценены величины нормативных ограничений на выбросы ЭС, для которых наиболее элективно использовать гот или иной способ снижения суммарных выбросов энергосистемы.^ существенным, с экологической точки зрения, препятствием к масштабному использованию ВИЗ является низкая энологическа*

чистота производства строительных материалов для оборудования ВИЗ. Вследствие высотой материалоемксстЕ этого оборудования удежьяве выбросы вредных веществ в атмосферу при щюизводства строительные материалов почта на порядок болше, я ем при сжигании органического зотшют на современных ТЭС.

Осаояое содсржяние. работы хзложево в следующих публикациях:

I« Бандура A.B. «Лубовской C.B. Прогнозирование структура генерирующих мошвостеА. знерхегаческой системы регисяа. //Йроы. теплотехника, т.12, XX, 1990, с.101-106.

2. Эвергетияеская эффективность геотермальной энергии. Бандура A.B., Щеголев Г.Ч. //Йрои.тегиотехняка. СРед.х.Киев, 1989. -II е.: м.-Г, Бибдасгр.5 ваэв. Рус./Деп.в ВИНИТИ 20.11,89 * 6960-Б89.

ЙюЛ- Сопоставление определения направлений развития на Десятилетняя перслвитиву по денежному и эксергвтя-чвекому критериям на С-кривоЯ.

Таблица -

Сяксок и нумерация блоков по выработке электроэнергии иитеплсты

^ к Состав блока : №. : : п/п : Состав блока

I. КЭС* К 24. КЭС с МП + ККС

2. КЗС + Ш 25. КЭС с ЙП ♦ ТНУ

3. ТЭЦ + к 26. ДГЭЦ СДВС + ку)

4. дас + к 27. ДГЭЦ + тну 1р * 0)

5. дес + тну 23. ПЩ + тну (.р » 0)

6. пгу кэс с ку + к 29. ДГЭЦ ЦЬ ' 0)

7. пгу КЗС с НПГ +■ к 30. ГТЭЦ СЭ - о)

8. ЛГУ ТЭЦ с НУ + к 31. ТЭЦ с ККС + к

9. ПТУ ТЭЦ с НПГ + к 32. КЭС с ККС + к

10. ПЗЦ (ГХУ + КУ) 33. КЭС с ККС * ККС

11. ЛГУ КЗС с впг + ккс 34. ТЭЦ с ККС + ТНУ

12. ПГУ ТЭЦ с ВПГ 4 к 35. ТЭЦ с ККС + ККС

13. пгу кэс с т + ккс 36. • ПГУ ТЭЦ с КУ + ТНУ

14. ПГУ КЗС с ш + к 37. шу тэц с ваг + таг

25. ПГУ *КЭС с КУ + 1ИУ 33/ ту тэц с нпг * тну

16. пгу кэс с нпг ♦ тау • 39. - ПГУ ТЭЦ с КУ -/ккс"

17. ПГУ КЭС с ВПГ + ТНУ 40. ПГ'У ТЭЦ с ВПГ ♦ ККС

18. ПГУ КЭС с Л2П + ТНУ 4Д. ТЭЦ + ККС

19. ПГУ кзс с впг + к 42. ТЭЦ + ТКУ

20. ПГ'У кэс с ку + ккс 43. " ПГУ ТЭЦ с КУ С с /.Ц.? )

21. кзс * ккс 44. ПГУ тэц с впг ( >

22. дес + ккс 45. ПГУ ТЭЦ с ШГ 1 - * - )

23. ПГУ КЭС с НПГ 4- ккс 46. тац < - * - }

Условные со: ТНУ-тепяонасосная установка; ККС-котел с кипящим слоем; ГТУ-газотурбинная установка; АЗШ-аэрофонтанный вредтопок; КУ-котел утилкзвтор; ПГУ-ларогазовая установка;

ВПГ-«ысоконапорный парогенератор

НПГ" низконапорный-----*----

КЭС-кокденсационная эл.станция ТЭЦ-теплоэяектроцектрвяь

К -котельная «

ДЗС- дизельная эл.станция

£ Д0

4t **

19 ИЛ

гл

Рно.2. Структура ЭС из блоков 1-33 { f

о HZ <W и 48 1,0 и Г 42 Ц9 ч« ив to и

6) в)

- 120°с, t-гну - 85°с. to » »0 2000 г. а) борьбы о выбросами на КЭС и ТЭЦ нет, Ö) (КЭС) S02i70i, Н0Х*30%, f h%, м в) то ке, что и б) + (ТЭЦ) UQf, I Н%.

Ограничения по выбросам: [Cso2]= 0,834-10"^ кг/ЗДж, [Спцль]= 0,25'Ю"3 кгДЩ*. NM: I - 0,133, П - 0,237, Ш - 0,382.

Выбросы ЗС о ВИЗ; %02 « 0.44Ч0"3; Н0Х= 0,78'КГ3; пыль « 0,53-Ю"3 кгЛДДж;

Масштаб использования ВИЗ: 0,04 - 0,06.

0>

tño¿3. Структура ЭС иэ блоков WS * IStfty tjgy « в5*Чз, ^ - 40°С) до 2000 г.

а) борьбы о выброоама на КЭС и ТЭЦ н«, .

б) (КЭС) SO™ t40$t »0xt30i,

a) to «е. что Я б) + (ТЭЦ) мох♦ 40%, V ht* I

Огрздиченмя по выброовя: [CfoJ" 0,834'ICH да/МЯж, [С-щЛ- 0.25'IO"3 jcr/Wöt. N/Q: I - 0,133, П-0,237, Q -

ВыбрОон ЭС о ВИЗ: S02 ». 0,44'Ю"3, No^ - 0,7640-3» rawb « Q.WIÛ"4* »ЛИ».

Масштаб «опольаомкия ВИЭ| 0,03 - 0,05, /

Si ef

\

за

элщ

tí а

та «г

•о

er

стГ от erf frf с?' йг Й

е»,

ta»

>ч

Sf О

3

S

о

« cp

ем

er

S m' й nj- S Sí «3* S?

es ea

a

У

«»loa^wQ -n ^o ar«4

«T err ttv WW Of «f tif (Í

О

S-

Oí о rt

о ó

S

СП

I

ю см

«Ñ.

Й

<?

' о

¿3

m

о* !| M

CJ V» Чг*, к—*

3 <» * сч со

о°

s

U

Я Ш ЗО

» о" .

sr« S

о et

оМ «

« >_} 'S

S5 es • й

И g S О

H "f 1

М и*"* р -

оэ

IN

О U

о*

« о

о (

M

о

ю с^ «SI

о меч ООН1

я ^ -

"■о »— а £

а х> я

о ti ta

к .. со ю • t-t о а_

и о

•"3 1

0 м

£¿T

1 S

о ss.

о

О,

хз

о ta

7

о

•ч*

■4«

О it

о01

m

!S «

ra

§

о ra

ю §

s

•о

ej

3 о

СО

в?

a

з S

'S а.

О

о

я о о о.

■о

о я

CL, .

■ 1

Гил HîîH. Зои. <¡fO-