7018

Джерела енергії та вибір енергоносія

Лекция

Энергетика

Джерела енергії та вибір енергоносія Мета цієї лекції допомогти оцінити різні джерела енергії разом з їх перевагами та недоліками. Лекція складається з трьох частин. У першій - розглянуті технічні і економічні аспекти різних типів джер...

Украинкский

2013-01-12

332 KB

8 чел.

Тема 4. Джерела енергії та вибір енергоносія

Мета цієї лекції допомогти оцінити різні джерела енергії разом  з їх перевагами та недоліками. Лекція складається з трьох частин. У першій - розглянуті технічні і економічні аспекти різних типів джерел енергії. У другій та третій частинах подано короткий огляд комерційних і стратегічних аспектів вибору правильного типу носія енергії. Тут буде представлено три основні аспекти вибору економічно доцільного типу джерела енергії:

• техніко - економічний;

• стратегічний;

• комерційний.

Більша частина лекції присвячена технічним і економічним факторам, з якими кожен день стикаються енергоменеджери. Стратегічні і комерційні фактори будуть розглянуті коротко,  вони призначені для енергоменеджерів, які ще не стикалися з такими питаннями.

1. Технічні і економічні фактори вибору енергоносія

Структура даного параграфа така:

• види енергії і палива;

• ланцюг перетворення енергії;

• шкідливі викиди при спалюванні палива;

• приклади прийняття рішень;

• постачання і вартість кінцевого споживання енергоносія.

При виборі джерела енергії основними факторами, що визначають вибір, є технічні і економічні питання. Здоровий глузд та прості підрахунки завжди підкажуть, який вид джерела енергії слід вибрати при проектуванні або реконструкції вашого підприємства чи інфраструктури будівлі. Але слід пам’ятати, що з часом змінюються схеми і вимоги до енергоспоживання і це може призвести до неоптимального  використання джерела енергії .

1.1.  Що таке енергія ?

Найпростіше (шкільне) означення енергії таке: 

 Енергія – це здатність тіла виконувати роботу. У системі CІ енергія вимірюється у Джоулях ( Дж).

Один Джоуль -  це робота, яка виконується силою в один Ньютон, при переміщенні тіла на відстань один метр.

Але слід розуміти, що лише здатністю виконувати роботу поняття енергії не вичерпується, скоріше таке означення підкреслює той факт, що будь – які форми енергії можуть трансформуватися у механічну енергію, тобто викликати переміщення тіл одне щодо одного і виконувати роботу.

Для того щоб у вас виникли уявлення про величину енергії, яка затрачається у різних процесах, запам’ятайте таке:

• один удар серця  = 1 Дж;

• нагрів одного літра води на один градус Цельсія  = 4182 Дж;

• нагрів води для однієї чашки кави  = 72 000 Дж.

1.2  Що таке потужність?

Потужність характеризує інтенсивність роботи, це робота, яка виконується за одиницю часу. У системі СІ потужність вимірюється у Ватах.

Один Ват - це робота,  яка виконується силою в один Ньютон на шляху один метр  за одну секунду.

Дамо декілька  практичних прикладів потужності:

• один удар серця потребує потужності один Ват;

• щоб підвищити температуру одного літра води на один °С за одну хвилину, необхідна потужність 69,7 Ват;

• щоб підігріти воду для однієї чашки кави за одну хвилину необхідна потужність 1200 Ват.  

1.3.  Що таке кВт-год?

Одна  кВт-год – одиниця вимірювання енергії(роботи). Це робота, яка виконується силою, що розвиває  потужність 1000 Вт, за одну годину. Вона рівна  3 600 000 Дж, або 3.6 МДж.

1.4.  Види енергії

Енергія може існувати у різних видах (формах), включаючи такі:

  •  тепло;
  •  електрична енергія;
  •  хімічна;
  •  механічна: кінетична і потенціальна.

Закон збереження енергії стверджує, що енергія не може бути знищена або створена, вона може лише переходити з одного виду у інший. Тому, спалюючи газ, щоб підігріти каструлю води, ми перетворюємо хімічну енергію палива у теплову енергію води та нагріваємо довкілля.

1.5. Паливо

На практиці ми використовуємо термін „види(форми) енергії” для позначення різних та палив. Тут ми будемо розглядати:

  •  вугілля;
  •  нафту;
  •  природний газ.

Деякі з них представляють типові видобувні палива, які є основними у використанні енергії. Існують інші види палива, або джерела енергії, наприклад:

  •  енергія сонця;
  •  біомаса;
  •  енергія вітру;
  •  енергія хвиль;
  •  гідроресурси.

Ці „відновлювальні” джерела енергії є безпосереднім результатом засвоєння  енергії сонця, тоді як видобувні палива отримані в результаті дії енергії сонця мільйони років тому назад. Тому видобувні палива не є відновлюваними.

Відома також ядерна форма енергії, котра на сьогодні практично використовується лише для генерування  великих кількостей енергії на ядерних електростанціях.

Всі перераховані вище палива утворюють першу, основну, ланку ланцюга перетворення енергії.

1.6.  Ланцюг перетворення енергії

Ланцюг перетворення енергії – це шлях енергоносія від його початкового стану до кінцевого, коли він готовий до споживання, див. рис.1.

На діаграмі представлено загальний взаємозв’язок між енергетичною сировиною і кінцевою формою  енергії. Ця діаграма представляє не єдино можливий шлях трансформації енергії, крім нього, існують інші шляхи перетворення.

Нижче описано основні форми енергії з точки зору її готовності для споживання.

Первинна:

  •  корисні видобувні або відновлювані джерела енергії.

Вторинна:

  •  теплова, електрична, механічна;
  •  більш корисна.

Кінцева:

  •  енергія, доведена до споживача;
  •  складається із вторинних і первинних джерел енергії.

Корисна:

  •  енергія, яка в дійсності виконує роботу.

Сира нафта, добута з землі, є первинним джерелом енергії, але має обмежене застосування. Вона може бути перетворена у більш корисні вторинні джерела енергії, такі як бензин, гас, важке дизельне паливо і т.п. Будь - яка обробка супроводжується втратами енергії.

Вторинна енергія повинна постачатись споживачу. Цей процес також зв’язаний з втратами. На цьому етапі вона є кінцевою формою енергії, наприклад, нафта перевозиться танкерами та зберігається у спеціальних резервуарах. На кінцевому етапі енергія (кінцева енергія) перетворюється у корисну енергію у пункті її споживання. Наприклад, спалювання нафти в склоплавильній печі забезпечує корисне тепло у шихті.      

1.6.1. Втрати у ланцюгу трансформації енергії

Завжди будуть втрати енергії:

  •  у всіх точках конверсії;
  •  при будь-якому розподілі.

Наприклад, ефективність ланцюга перетворення кам’яного вугілля для освітлення кімнати,                                             % :

- вугілля у електрику     37;

- розподіл електрики    90;

- електрики у світло    10;

- всього (0,37 0,9 0,1)   3,3.

Рис.1. Ланцюг перетворення енергії.

Якщо йти вниз по ланцюгу, то збільшується вартість енергії за її одиницю. Таким чином, якщо вартість вугілля становить $ 0,01 за кВт-год (приблизно $ 75 за тонну), то ефективна вартість світлової енергії стає $ 0,30 за кВт-год. До цього додаються всі капітальні, поточні і витрати на доставку, які зв’язані з переробкою чорного вугілля у світло.

Оскільки енергія не може бути знищена, то більша частина відсутніх 97% буде в кінцевому підсумку втрачена у вигляді тепла, розсіяного у навколишньому середовищі.

1.7. Джерела енергії, які використовують у промисловості

У промисловості на всіх рівнях ланцюга перетворення енергії, палива використовують у формах:

  •  вугілля;
  •  нафти;
  •  природного газу;
  •  деревини

та

  •  електроенергії;
  •  пари;
  •  гарячої води;
  •  стиснутого повітря.

Причому вибір конкретного палива залежить як від властивостей самого палива, так і від наявних трансформаторів енергії та, звичайно ж, від відносної вартості цих видів енергоносіїв.

1.8. Використання енергії

У промисловості енергія використовується для вирішення п’яти задач:

  •  опалювання;
  •  охолодження;
  •  механічного руху;
  •  освітлення;
  •  електрохімічних процесів.

У всіх випадках існує вибір:

  •  палива або
  •  пристроїв (трансформаторів ) для отримання кінцевої енергії.

У кожному випадку існує ряд способів перетворення первинної та вторинної енергії у кінцеву і корисну. Найбільш прийнятний вибір виду палива та процесу трансформації його енергії буде визначатись енергетичним, або ексергічним (якщо йдеться про перетворення енергії палива у механічну)  ККД  процесів перетворення та вартістю палива.

1.9. Ціни на енергію

Ціна завжди є важливим фактором при будь - якому процесі прийняття рішень. Наведений на рис. 2 графік показує середню ціну різних палив у Великобританії та в Україні, рис.3,  протягом 1997 року.

Рис.2. Ціни на паливо у Великобританії.

Рис.3. Ціни на паливо в Україні.

Найбільш дорогі палива - це ті, що вже пройшли етапи певного перетворення, наприклад, кокс отримується з вугілля, а прикладом кінцевої енергії може служити електрична енергія. Ціна електроенергії у чотири - вісім разів вища від ціни інших палив. Це пояснюється низьким ККД трансформації електроенергії з первинного палива та втратами при  її передачі.

Ціни на первинні палива набагато нижчі, але для більшості випадків їх застосувань потрібний процес перетворення, перед тим як вони будуть використані. Втрати при таких перетвореннях та всі подальші розподілення енергії будуть означати, що ціна корисної енергії зростає.

У більшості випадків ціна корисної енергії буде залежати від використаних технічних засобів її трансформації і, приймаючи рішення щодо джерела енергії, необхідно орієнтуватися саме на ціну кінцевої енергії, а не на ціну палива. При зіставленні необхідно звести ціни до єдиної одиниці.

Такою узагальненою ціною є теплотворна здатність палива, виражена у кВт∙год, як це показано на рис. 2. Приблизна теплотворна здатність різних видів палива, які використовуються у Великобританії, наведена нижче:

1 тонна вугілля                                      = 7 300 кВт∙год;

1 тонна коксу                                         = 7 800 кВт∙год;

1 тонна важкого дизельного палива  = 11 800 кВт∙год;

1 тонна газойлю                                   = 12 700 кВт∙год;

1000 м3 природного газу                     = 10 800 кВт∙год.

Коли ви вимагатимете у постачальників назвати ціни на паливо, необхідно запитати про середню теплотворну здатність палива і вимагати, щоб вони вказали її величину у кВт∙год або у Дж.

2. Шкідливі викиди, що супроводжують використання палива

Вплив на планету в цілому та на довкілля є предметом постійно зростаючої турботи світової громадськості. Достатньо згадати Кіотський протокол країн – членів ООН щодо обмеження викидів парникових газів. У законодавстві більшості країн ( в т.ч. України) передбачена відповідальність за негативний вплив діяльності підприємств та організацій на навколишнє середовище.

Основними негативними впливами, що виникають при використанні палив,  є газові викиди: СО2, SO2,  NOx, CO; важкі метали, сажа (продукти неповного згоряння вуглеводнів), HCl, тверді відходи та можливі техногенні небезпеки, наприклад, витоки з танкерів, ядерні катастрофи, процеси ерозії та суфозії ґрунтів. Іншими несприятливими впливами є викиди у поверхневі та  підземні води,  шумове та теплове забруднення довкілля.

Вплив  на довкілля, що створюється викидами, в основному залежить від використовуваного палива та техніки трансформації енергії палива. Вид палива впливає на склад викидів, оскільки, в залежності від його якості, процес горіння супроводжується  небажаними домішками, такими як сірка та азот.

Природний газ є дуже чистим паливом. Він переважно не містить забруднюючих домішок. Газойль теж  чисте паливо, він майже (за винятком сірки) не дає шкідливих викидів. Топковий мазут (ТМ) марки HFO, торф  та вугілля містять сірку та інші домішки, див. табл.1.

Таблиця 1.

Викиди при перетворенні енергії .

SO2

ППил

NNOx (O3)

CCO

Радіоактивність

ІIнші

Кліматоакт.

гази

Природний газ

СO2,  CH4

Нафта

СO2 ,  CH4

Вугілля

СO2 ,  CH4

Уран

Сонце, вітер, гідроресурси.

Біомаса

N2O

Геотермальний

2S

2.1. Основні типи викидів при трансформації палива

Основні викиди шкідливих речовин, що супроводжують трансформацію палива при перетворенні його у кінцеву енергію, такі:

  •  СО2 -  головний газ, котрий викликає парниковий ефект. Паливо з високим вмістом водню, наприклад природний газ, створює менше СО2 на одиницю корисної енергії, ніж паливо з високим вмістом вуглецю, наприклад вугілля.
  •  SO2 - виникає при згорянні сірки, яка міститься у паливі. Наступні  реакції двоокису сірки з водою у атмосфері викликають появу кислотних з’єднань, котрі є головною причиною кислотних дощів. Тверді палива зв’язують деяку частину сірки у золі, але в загальному підвищений вміст сірки у твердих паливах призводить до її підвищеного викиду при згорянні таких палив.
  •  NOx викликає утворення азотнокислих сполук над поверхнею землі, що дуже шкідливо для дихальної системи людини. Основні джерела NOx -  це високотемпературні реакції N2 + O2, продукти яких залежать від максимальної температури, часу перебування палива у топці та присутні у паливі сполук NOx.  Кількість перших сполук можна зменшити шляхом спеціальних умов горіння, а другі лише спеціальною обробкою палива перед спалюванням.
  •  СО – чадний газ - це  токсичний газ, який виникає при неповному згорянні. Великі викиди СО не тільки шкідливі, а й призводять до втрати енергії. Концентрація СО головним чином залежить від самого процесу горіння.
  •  Тверді викиди утворюються в процесі горіння нафти, вугілля та інших твердих палив. Низькоякісне вугілля та неефективні умови згоряння можуть призвести до утворення аерозолів, які шкідливо впливають на дихальну систему людини. Необхідно видаляти золу, яка утворюється у процесі спалювання вугілля. Очевидно, що зі спалюванням вугілля та нафти зв’язані викиди мілких частинок важких металів та вуглеводнів, які є канцерогенами.
  •   Топковий мазут (ТМ) марки HFO та вугілля містять сірку та інші шкідливі домішки, див. табл.2.

Таблиця 2.

Інформація  про шкідливі викиди різних видів палива.

Паливо

       СО2

        SO2

       NOx

     CO

грам/кВт∙год  теплов. виходу

       грам/кг палива

Вугілля

262

3.31

6.1

5.2

ТМ

213

3.37

7.5

0.5

Газойль

199

0.17

2.6

0.2

Природний газ

144

-

2.6

0.1

2.2. Викиди енергетичних підприємств

Характеристики викидів для різних комбінацій технологій перетворення палива змінюються у широкому діапазоні внаслідок описаних вище факторів. Порівняння різних можливих варіантів процесу трансформації палива представлено у таблиці 3 . Бачимо, що стосовно  виду палива найчистішими є газоспалюючі пристрої, а щодо виду технологічного процесу найчистішими є котли.

Зверніть увагу:

Викиди, показані для ТЕЦ, віднесені до кВт∙год електричної енергії. Для розрахунку питомих загальних викидів, які дає ТЕЦ, необхідно розрахувати теплову продуктивність ТЕЦ, тоді, визначивши величину грам/кВт∙год для повного виходу (теплового + електричного), ми можемо знайти питомі викиди.

2.3.  ККД електропостачання

Електроенергія може бути отримана лише після переробки первинного палива. Існує велика кількість різних типів обладнання для трансформації палива, чи первинної енергії у електроенергію як на національному, так і на місцевому рівнях. Розглянемо найпоширеніші з них:

Електричні станції. Більшість видів палива використовуються для генерування електроенергії  переважно за допомогою парових циклів. Затрати на її генерацію та негативний вплив на довкілля при генерації електроенергії дуже сильно залежать від виду палива та вибраної технології перетворення, наприклад, використання гідроресурсів чи спалювання вугілля.

Таблиця 3.

Викиди енергетичних систем.

Система

Паливо

СО2

SO2

NOx

Т : М

Котел

грам/кВт-год

вихід тепла

грам/кВт-год

вихід тепла

грам/кВт-год

вихід тепла

ККД  80%

Вугілля (2% S)

410

5.12

0.78

ТМ (2.5% S)

333

5.27

0.79

Газойль (0.3% S)

313

0.59

0.26

Газ

226

-

0.22

ТЕЦ

грам/кВт-год

електричний вихід

грам/кВт-год

електричний вихід

грам/кВт-год

електричний вихід

Газова турбіна

Прир. газ

610

-

1.10

1.6

газойль

800

1.40

1.60

ГТОЦ

Прир. газ

510

-

0.90

1.1

Парова турбіна

Прир. газ

1.510

-

1.50

5.5

Вугілля (2% S)

2.700

34.30

5.20

ТМ (2.5%S)

2.220

35.20

5.30

Дизельний двигун

Прир.газ(+масло для запалюв.)

500…600

0.10

5…10

1.4

ТМ (2.5%S)

700…800

10.80

8…15

Крб.двигун (комб.згор-

яння)

Природний газ

500

-

3

1.6

Центральна електро-станція

грам/кВт-год

електричний вихід

грам/кВт-год

електричний вихід

грам/кВт-год

електричний вихід

Парова турбіна

Вугілля

990

15.0

3.60

Вугілля, низьк. NOx,

990

1.10

2.10

0

ГТОЦ

Прир. газ

450

-

0.40

0

Середнє

Вугілля

990

15.00

2.70

0

Разом

684

9.00

1.70

У табл.4. показано типові  ККД  для різних типів електричних станцій.

В Україні існує тенденція до зростання частки електроенергії, що вироблена на атомних станціях, але на сьогодні більша частина електроенергії поки що виробляється з вугілля та нафтопродуктів.

Таблиця 4.

ККД електропостачання.

Пристрої для спалювання палива

ККД, %

Традиційні з прямим згорянням вугілля/нафти

30

Традиційні з прямим згорянням вугілля/нафти – удосконалена  техніка

44

Газова турбіна з об’єднаним циклом (ГТОЦ)

55

ГТОЦ, краща техніка майбутнього

60

ККД

Двигун з іскр. запал.

Газова турбіна

Парова турбіна

ГТОЦ

Електричний

35 - 45

32 - 39

5 – 20

35 – 45

Теплота

Високопотенційна

50 - 55

70

5 – 20

50 – 55

Середньопотенційна

55 -65

80

70

55 – 65

Низькопотенційна

80

85

75

80

Капіт. затрати

₤/кВт

400 - 800

250 - 1500

400 – 2000

400 – 800

Експ. витрати

₤/кВт-год

0.5 - 1

0.15 – 0.7

0.1

0.5 – 1

Викиди

середні

малі

малі

(за вийнят. вугілля)

середні

Місцеве виробництво електроенергії

 Електроенергію можливо виробляти на місцевому рівні. Переважно це досягається за допомогою спільного виробництва тепла та електроенергії (когенерація) на ТЕЦ, де утилізується тепло у процесі генерування електроенергії, підвищуючи загальний  ККД системи.

Економічна доцільність місцевих ТЕЦ залежить від рівня утилізації тепла шляхом його використання у технологічних процесах або для опалення приміщень. Тому, незважаючи на додаткові капітальні та затрати на експлуатацію, використання місцевих ТЕЦ часто є дешевшим, ніж споживання  електроенергії, яка постачається з загальнодержавної енергосистеми. При цьому слід також враховувати негативні впливи на навколишнє середовище, зумовлені спалюванням видобувного палива на ТЕЦ, що також лягає додатковим тягарем на користувача та виробника місцевої електроенергії.

2.4. Вибір джерела енергії

При  виборі джерела електричної енергії можливі два варіанти:

  •  придбання електроенергії з мережі (енергосистеми) – висока ціна, але відсутні інші витрати;
  •  виробіток власними силами – низька ціна електроенергії, але витрати на обладнання та очисні пристрої для зменшення шкідливих викидів.

Для великих енергокористувачів найбільш ефективним рішенням з точки зору фінансів та надійності енергопостачання буде, очевидно, комбінація цих двох можливостей. Для малих користувачів або користувачів, які не мають необхідних технічних спеціалістів на об’єкті, кращим рішенням буде закупка енергії з мережі (енергосистеми).

2.4.1. Тепло

Найбільшу потребу промисловість має у тепловій енергії. Генерування тепла може бути розділено на два самостійні види:

  •  використання первинних(вторинних) видів енергії для отримання тепла, наприклад, у вигляді пари; для цього використовуються різного типу  котли;
  •  пряме використання первинних (вторинних) видів енергії для нагріву, наприклад, плавильні печі.

2.4.2.  Перетворення палива у тепло  

У багатьох випадках тепло, отримане при згорянні первинного та вторинного палив, безпосередньо не використовується. Тепло передається воді або повітрю для розподілу і доставки до місця використання чи збереження. В таких випадках зазвичай використовують КОТЕЛ. Відомо багато типів пальників та котлів для різних видів палива, типові значення їх ККД наведені у табл. 5.

Таблиця 5.

Типові значення ККД в залежності від  виду палива.

Перетворення палива у тепло для непрямого використання

ККД, %

Добовий

Річний

Вугілля

86

75

Нафта

84

80

Газ

80

78

Котли різного призначення та конструкцій мають різні ККД. Їх величини показані у табл. 6.

У багатьох випадках вибір палива визначається ціною та доступністю, тоді як вибір типу котла переважно залежати від капітальних видатків, величини  і типу навантаження, а також від виду потрібного тепла, тобто гарячої води або пари і т.п.

2.4.3. Генерація тепла для безпосереднього використання

У багатьох галузях промисловості тепло, що отримане від спалювання первинних або вторинних енергоносіїв, використовується безпосередньо, оскільки для забезпечення технологічного процесу необхідні температури понад 3000С і вище. В таких випадках потреба у котлі відпадає, однак певне обладнання для цього все ж необхідне. Можна навести такі приклади:

  •  скловарна піч, що працює з використанням газу або нафти;
  •  вагранка для чавуна, що працює на коксі;
  •  електричні сталеплавильні печі;
  •  газові опалювальні прилади прямої дії.

Таблиця 6.

Типові ККД для  котлів різного типу.

ККД %

Жаротрубні котли

Газоконденсатні

88-92

Модульні з високим ККД

80-82

Жаротрубний котел для гарячої води

78-80

Жаротрубні котли для пари

75-88

Котли зворотного полум’я

72-75

Секційні котли з литого чавуну

68-71

Водотрубні котли

Парогенератор

75-78

Водотрубні котли з економайзером

75-78

Вибір палива зазвичай визначається вимогами технологічного процесу, зручністю регулювання подачі палива та іншими технічними питаннями, наприклад:

  •  тверде паливо не може застосовуватись у скловарних печах, оскільки згоряння відбувається безпосередньо над розплавленим склом, і тому твердий залишок (попіл)буде викликати забруднення скла;
  •  кокс використовується у вагранках, оскільки він необхідний для відновлювального процесу.

2.4.4. Прийняття рішення щодо вибору палива

Для прикладу розглянемо вимоги до системи опалення заводу, на якому необхідно забезпечити комфортну температуру в різних будівлях та офісах.

Це завдання може бути вирішене, використовуючи такі засоби:

  •  локальні газові опалювальні прилади;
  •  локальні електричні нагрівачі;
  •  повітряне опалення – використання повітря, нагрітого газом;
  •  повітряне опалення – використання повітря, нагрітого парою;
  •  повітряне опалення – радіатори.

В межах кожного варіанта існує багато можливостей конкретної реалізації, наприклад, центральне водяне опалення (з радіаторами). В даному випадку вода може нагріватись централізовано і подаватись насосом у кожну будівлю, пара може вироблятись і перетворюватись у гарячу воду в самій будівлі, або гаряча вода може вироблятись локально у кожній будівлі.

Припустімо, що прийняли рішення виробляти пару централізовано і потім розподіляти її по будівлях. Це означає, що на наступному етапі необхідно прийняти рішення про те, як виробляти пару.

2.4. 5. Система виробництва пари

Основними елементами системи виробництва пари є:

  •  котельня;
  •  система розподілу пари;
  •  система повернення конденсату.

Загальний ККД традиційної системи подачі тепла у найкращому випадку не більший від 70% (якщо зіставляти тепло, що подане споживачу, з енергією, підведеною до трьох зазначених вище елементів). Переважно кінцева величина ККД може бути рівною 40% або менше, в залежності від конструкції системи розподілу і подачі тепла споживачам та якості її експлуатаційного і технічного обслуговування.

Більшість котлів, що використовуються у промисловості, працюють на газі або нафті (мазуті), хоча деякі великі котельні використовують і вугілля. Основними  процесами у котельні є такі:

  •  підготовка палива;
  •  згоряння палива;
  •  тепловий обмін;
  •  парогенерація  і  конденсація.

2.4.5.1.  Підготовка палива

Для газу вона полягає у тому, щоб подати його до пальника з необхідним тиском. Якщо тиск у магістралі низький, то використовують бустерний вентилятор для подачі газу через регулятори на пальники з (обертовими) чашками при тиску близько 100 см водяного стовпчика. Для запуску цього бустера потрібен невеликий електродвигун.

Підготовка нафти може бути більш складною, якщо використовуються важкі або середні фракції топкового мазуту, оскільки вони потребують підігріву. Якщо використовують газойль (він переважно необхідний як резервне паливо для періодів, коли відсутня подача газу), підігрів  не потрібен. Для нагріву важких нафтопродуктів, зокрема топкового мазуту, потрібно від 2% до 5% теплоти пари, що виробляється котлом. Підігрів забезпечує:

- підтримку плинності у баку-накопичувачі (~400С), переважно це досягається за допомогою парового змійовика або випускним нагрівачем, який забезпечує рециркуляцію гарячого нафтопродукту;

- підвищення температури нафтопродукту (~550С) для зменшення в’язкості нафтового палива, що полегшує його перекачку до головки пальника, за допомогою парового або електричного випускного нагрівача, який встановлений знизу  бака;

-  збільшення температури (~1000С) для зниження в’язкості нафтового палива до оптимального рівня, що забезпечує утворення маленьких нафтових крапель, за допомогою ліній з паровим або електричним нагрівом.

До головки форсунки подають дещо більше нафтового палива, ніж це необхідно для підтримки правильного тиску, щоб мінімізувати розміри крапель.

Нагрів мазуту парою або електроенергією використовується для підтримки такої температури у лінії подачі палива, щоб виключити їх закупорку. Нафтове паливо також фільтрується на подвійних фільтрах для підвищення надійності роботи пальника.

Щодо затрат енергії для нагріву нафтового палива, то використання пари є вигіднішим ніж  електроенергії, навіть незважаючи на прийняту практику зливу конденсату з системи нагріву у дренаж (щоб уникнути забруднення). Вартість тепла, що отримується від пари, становить половину або менше вартості електричної енергії. Однак електричну систему підігріву мазуту все одно необхідно встановлювати як резервну на випадки, коли пара не виробляється.

Системи, що працюють на важкому та середньому нафтовому паливі, можуть бути очищені та використані для роботи на газойлі у випадках, коли ці рідкі палива зберігаються як резервні для газових опалювальних систем.

Якщо котел працює на твердому паливі, то для роботи систем збагачення і транспортування вугілля використовують електричну енергію. Витрати залежать від того, чи транспорт вугілля в котел забезпечується  електричними конвеєрами, чи фазовими повітряними. Фазові конвеєрні системи використовують розріджений або щільний повітряний потік. Фазові системи першого типу забезпечують транспорт при низькому тиску повітря, що створюється вентилятором. Фазові системи другого типу використовують стиснене повітря і є більш дорожчими в експлуатації. Вугілля потребує також затрат, пов’язаних з транспортом та видаленням попелу.

2.4.5.2. Процес згоряння палива у котлі

Керування процесом горіння є критичним фактором щодо отримання високого ККД і зменшення шкідливого впливу на довкілля. Процес горіння потребує достатньо кисню і ретельного змішування та контакту між паливом і киснем. Тому газ є найпростішим, а вугілля найскладнішим паливом з точки зору оптимізації процесів їх горіння.

Діапазон регулювання витрати для систем пальників (тобто відношення максимальної до мінімальної витрат палива) є кращим для рідких або газоподібних видів палива порівняно з твердим. Там, де значна кількість пари витрачається на опалення приміщень, необхідно мати ширший діапазон регулювання. Тому, якщо використовується один котел, вугілля як паливо непридатне. Там, де навантаження стабільніші, можливо спалювати вугілля більш ефективно, однак, в загальному, найкраще застосувати вугілля для живлення великих установок.

З точки зору впливу на природу, використання вугілля набагато шкідливіше  внаслідок викидів SOx, пилу та твердих частинок, хоча теоретично викиди дрібних твердих часточок легко контролювати. Нафта теж шкідлива, тому що містить сірку, кількість якої змінюється від приблизно 0,8% для газойлю, до максимальної величини 3,5% для важкого нафтового палива. Нафтові палива з малим вмістом сірки ( до 0,3%) цінуються вище, але найчистішим паливом є газ. Необхідність знижувати викиди СО2, NOx, SOx, а також пилу і дрібних твердих частинок, змушує багато компаній  використовувати газові опалювальні котли з низьким вмістом NOx. Також розглядаються системи для видалення SOx в димарях під час роботи на нафті в комплексі з рекуператорами тепла, щоб зробити котли більш конкурентними. Застосування систем рекуперації обмежене, оскільки температура тепла, що отримується, є відносно низькою і потрібні спеціальні засоби для її ефективного використання.

2.4.5.3.  Пальники

Існують два основні типи газових пальників:

  •  низького тиску;
  •  високого тиску.

У пальниках першого типу стиснене повітря виштовхує газ у повітряний потік, де відбувається грубе перемішування. В пальниках високого тиску і повітря і газ подаються до сопла під тиском, що сприяє більш ефективному змішуванню, і забезпечує контроль над формою і довжиною полум’я. Системи пальників високого тиску є найбільш гнучкими і можуть мати дуже великі діапазони регулювання  витрати (для котельні типовим є діапазон 5:1).

 Нафтові форсунки для котлів бувають трьох видів:

  •  струменеві з надлишковим тиском;
  •  з розпилювачем повітря або пари;
  •  з чашкою, що обертається.  

Струменеві форсунки з надлишковим тиском засмічуються і мають діапазон регулювання витрати всього 2:1. Форсунки з розпилювачем повітря або пари особливо придатні для важкої нафти, вони мають діапазон регулювання 4:1, однак споживають більше енергії, щоб створити розпилене середовище. Форсунка з чашкою, що обертається, працює за рахунок створення тонкого шару нафти на чашці під час її обертання. При цьому нафта розпилюється при проходженні через край чашки, де вона стикається з повітрям, яке примусово подається. Така форсунка має діапазон регулювання більший від 4:1 і потребує більш низьких температур в порівнянні з іншими видами форсунок.

Топкові камери для вугілля можуть бути розділені на такі види:

  •  з колосниковою решіткою;
  •  з псевдозрідженим шаром.

Тут не розглядаються системи згоряння флюїдного типу, в яких використовують тонко подрібнене або пилоподібне вугілля, що характерне для установок, які застосовуються на електростанціях.

Котли для твердого палива з колосниковою решіткою бувають фіксованого, рухливого або спринклерного типу. Рухливі колосникові решітки можуть бути безперервного, стрічкового або нахиленого типу. Взагалі, будь-яке вугілля повинно перебувати достатньо довго у топці, щоб забезпечити максимально можливе вигорання вуглецю. Незначна кількість вуглецю все ж залишається у золі. Обидві топкові камери потребують, щоб вугілля мало розміри певного діапазону. Вони погано працюють з тонко подрібненим паливом, що виноситься з печі топковими (димовими) газами. Спринклерні котли мають діапазон регулювання 3:1.

Спалювання з використанням псевдозрідженого шару зазвичай застосовується на великих котлах, оскільки  такі пристрої потребують великих капітальних затрат. Однак ці пристрої мають перевагу в тому, що у них знизу можлива подача вапна і таким чином є  можливість абсорбції сірки з палива і об’єднання горіння з процесом очищення. Недолік - необхідно подавати на вентилятори більшу потужність, щоб забезпечити зрідження шару вогнетривкого піску. Часто швидкість  потоку повітря є більшою  від оптимальної, яка необхідна для повного згоряння, тому ККД отримується на декілька відсотків менше, ніж для інших типів котлів.

2.4.5.4. Тепловий обмін

Котли, на відміну від пальників або форсунок, є теплообмінниками. Більшість котлів призначається для передачі тепла, що отримане при згорянні палива. Вони забезпечують отримання тепла з певним ККД, величини яких наведені у табл. 7. У процесі згоряння на виході отримується тепло у формі випромінювання та конвекції. Для передачі променистого тепла використовується широка жарова труба і комплект вужчих труб для конвективної теплопередачі.

Таблиця 7.

ККД котла і вміст вуглецю у паливі.

Паливо

Значення ККД

Вміст вуглецю (ваговий)

Газ

78-80 %

75%

Нафтопродукти

80-84 %

86%

Вугілля

82-86 %

89% (Антрацит)

Для забезпечення ефективного переносу  тепла обидві поверхні труб, як жарова (вогнева), так і водяна, повинні бути чистими.

На жарових поверхнях накопичується сажа, окисли та інші забруднення, що утворюються під час згоряння палива.

Концентрація розчинених неорганічних хімічних речовин у воді, яка циркулює у котлі, внаслідок випарювання збільшується, що викликає сильне нашарування накипу на водяних поверхнях труб, і в кінцевому підсумку це може бути небезпечним через можливе їх пошкодження. Щоб це попередити, певна контрольована кількість води видаляється з котла. Ця операція називається продувкою котла і виконується за графіком або безперервно. Гаряча вода продувки виносить з собою тепло, що подеколи повертається у бак для гарячого конденсату.

Втрати тепла з поверхні котла майже постійні. При повному навантаженні вони для сучасних котлів приблизно рівні 1% - 1,5%, але оскільки навантаження котла часто буває неповним і можлива його робота у резервному режимі, то втрати у таких випадках бувають більш високими, біля 3% -5% від повної витрати палива на рік. Загальний ККД котла в результаті перелічених втрат знижується до 75%. Це реальна цифра для котлів, що працюють на газі, нафті та вугіллі і саме її слід брати до уваги при проектних розробках нових джерел енергопостачання чи реконструкції існуючих систем генерації пари.

 2.4.5.5. Подача пари споживачам

Переважно подача пари споживачам здійснюється при тиску дещо більшому, ніж це необхідно. Це гарантує забезпечення кінцевого тиску, необхідного споживачу.

 Втрати зумовлені теплопередачею з трубопроводів та витоками пари. Для добре спроектованих та правильно експлуатованих систем  втрата тепла не більша від 2% - 5% початкової потужності пари у котлі. При втраті тепла у трубопроводі утворюється конденсат, який зазвичай видаляють за допомогою конденсаційного глечика. Використання перегрітої пари призводить до підвищення температури пари і, як наслідок, збільшення втрат з трубопроводів. На величину втрат впливає також розмір труб. Більшість систем мають труби більшого ніж це потрібно розміру, що зв’язане з додатковими капітальними та експлуатаційними затратами. Останнє зумовлене частково тим, що труби більших розмірів мають додаткові втрати тепла. Проте часто розміри труб завищують, щоб передбачити можливість збільшення продуктивності системи у майбутньому.

2.4.5.6. Втрати конденсату

Сконденсована під тиском пара починає закипати, коли рідина повертається до умов атмосферного тиску у баках-накопичувачах. Закипаючий конденсат переважно втрачається в атмосфері і для конденсату при тиску 7 бар це становить біля 50% тепла, яке до того було у конденсаті. Оскільки сам конденсат при тиску 7 бар має 26% від тепла, що була у підведеній парі, та загальна  втрата на закипання становить 13% від початкової величини. Якщо пізніше конденсат при атмосферному тиску випускається у дренаж (каналізацію), втрати тепла складають ще 13% від кількості тепла у підведеній парі. Таким чином, на типовій виробничій площадці, де вся пара закипання втрачається і повертається лише 50% конденсату, загальні втрати тепла становлять не менше від 20%. Крім того, тепло втрачається при транспортуванні конденсату по трубопроводах.

2.4.5.7. Котельня – загальна система

Зменшення енергії у процесі її підготовки до споживання показане у табл. 8. Бачимо, що існують дві ділянки з найбільшими втратами – це котел та розподілювальна мережа подачі пари споживачам.

Таблиця 8.

ККД системи подачі тепла

Зменшення енергії в різних точках системи подачі тепла

ККД, %

Вартість тепла, £/ГДж

Подача палива в котли

100

2,00

Пара від котла

80

2,50

Пара від котельні

75

2,67

Пара в точці споживання

70

2,86

Пара, включно з втратами

50

4,00

    

Загальний ККД системи подачі тепла близький до 45% - 50%. Об’єкти з довгими паропроводами, поганим станом ізоляції та проблемами з витіканням пари можуть мати значно менші значення ККД . Це робить тепло, яке подається до місця споживання пари, дуже дорогим. Але в загальному, центральна котельня має можливість зміни виду палива, що дозволяє знизити експлуатаційні затрати.

При визначенні вартості тепла необхідно враховувати всю систему, котра забезпечує подачу тепла, а не тільки котли або котельню. Якщо аналізувати зростаючу вартість пари, буде очевидно, що найбільша втрата енергії (з точки зору вартості), появляється в результаті втрати тепла у паровому конденсаті та на етапі транспортування пари. Мінімалізація втрат тепла є одним із важливих завдань енергозбереження.

3.1. Видатки на енергоносії

Існуючі та майбутні затрати на енергію складаються з таких компонент:

  •  затрати на енергію, що обговорювалися у п.1.9 ;
  •  залежні від поточного тарифу;
  •  максимальні потреби (обсяги поставок) і вартість cosφ.

Затрати на енергію вже обговорювалися у п.1.9, який присвячувався  технічним та економічним аспектам. Найімовірніше, що заради досягнення необхідного економічного рівня в Україні вартість більшості видів енергії будуть зростати і надалі. Рівень цього зростання, очевидно, залежатиме від урядових ініціатив у соціально-політичному та економічному аспектах розвитку України.

Затрати на енергію рідко залежать від одного фактора. Поставники енергії запроваджують систему тарифів, яка відображає їх вартість і стимулює замовників використовувати енергію на умовах, що вигідні їм. Типові складові вартості енергоносіїв такі:

- поточна складова вартості енергії (погодинна, дена, нічна, сезонна);

- вартість за підключення та встановлення  лічильника;

- максимальний обсяг споживання або оплата за встановлену потужність;

- оплата за cos φ;

- фактор росту цін (пов’язаний з інфляцією або іноземною валютою);

- транспортні видатки (вугілля, нафта);

- скидки на оптові поставки;

- мінімальні поставки (плати і бери ).

Вибір вірного тарифу для профілювання попиту дасть економію вартості. Для реалізації таких заходів потрібне добре знання динаміки попиту об’єкта, гнучкості профілю, а також структури тарифів постачальників.

Для контрактів на купівлю енергоносія на довготривалій основі або для  прийняття рішення щодо заміни палива дуже важливо врахувати, що може статися з реальними цінами на енергоносій у майбутньому і як це може  відобразитися на вартості контракту за даним видом палива.

Наприклад, вартість за одиницю енергії за контрактом на постачання паливної нафти може бути залежною від цін на нафтових ринках (наприклад, біржа Роттердаму); контракт на постачання електрики може запропонувати ставки, які встановлюються кожен рік на одному рівні з інфляцією; контракти на теплопостачання можуть встановлювати ціни, які щорічно переглядаються відповідно до постанов уряду; ціна одиниці енергії за контрактами на постачання газу може бути зафіксованою в USD на 12 місяців і т.п., крім цього, необхідно також врахувати капітальні та поточні витрати. Рис. 4. демонструє важливість укладення гнучких контрактів на постачання енергії, а також наявності технологічних можливостей для проведення торгів. Цей рисунок відображає вплив подій у світі на  коливання цін на енергію у Великобританії. У цей час домінувала конкуренція між країнами членами ОПЕК щодо виконання квот, загострена стабільним положенням USD. Графік показує, що на початку другого періоду контракти на паливну нафту у 1982 році, які передбачають фіксовану ціну, що встановлена відповідно до інфляції, коштують менше, ніж контракти на нафту-сирець, що пов’язані з цінами на неї у USD.

З рис. 4 бачимо, що економії затрат можна досягнути при можливості спалювання на об’єкті газу, а не нафти. Інша тенденція спостерігається у 1986 році, коли короткотермінові гнучкі контракти на паливо коштували дешевше.

Цікаво простежити, як ціни на вугілля та газ пов’язані з цінами на нафту. Загалом ці ціни ростуть доти, поки ціни на нафту високі, але потім швидко реагують на конкуренцію з боку низьких цін на нафту. Накопичення палива може уберегти від дрібних ринкових аберацій, але запаси використовують цінний робітничий капітал компаній, піднімають позики і малоймовірно, що вони витримають значний ринковий тиск. У 1986 році, принаймні протягом 6 місяців, було дешевше спалювати газ,  враховуючи всі його переваги, ніж вугілля!

Багато компаній у Великобританії адаптували свою політику закупок палива і можливості вибору його виду, враховуючи досвід, отриманий впродовж  періоду високих цін на нафту.

3.2. Розрахунки за енергію

Вибір джерела або поставника енергії залежить не лише від цін, тарифів, капітальних затрат, що формують вартість корисної енергії, але й від умов оплати, на які погоджується постачальник, і фінансового стану та можливих умов розрахунків, що прийнятні для споживача.

Проблеми, які виникли протягом останніх років на Україні при розрахунках за енергоносії, теплову та електричну енергію зумовлені наступним.

3.2.1. Невідрегульованість механізмів розрахунків

Ці явища переважно викликані  нереальними цінами і кризою неплатежів. Так, після створення ринку енергоносіїв імпорт газу з Росії забезпечувався за контрактами з газовими трейдерами. З 1999 року уряд України  цілеспрямовано перейшов на тендерний продаж газу. Влітку 1998 року зроблені перші спроби продажу газу Укргазпромом через тендер і залучення до тендера інших представників, в т.ч. російського Газпрому. Проблеми розрахунків за газ між Україною та Росією пов’язані не лише з боргами України за газ, але і з транзитом російського газу українськими газопроводами з використанням українських підземних газосховищ.

Існують “правила гри” також на ринку електроенергії. Як і раніше, на ньому важко працювати новим незалежним дрібним постачальникам. Наприклад, Мінвуглепром хоче брати участь у продажу електроенергії, виходячи зі своєї частки (10%) у її собівартості.    

3.2.2. Відсутність впливу ринкових факторів на формування цін і

          тарифів 

Гуртова ціна газу РАО Газпром для України – 80 USD за 1000 м3, а Укргазпрому – 66 USD за 1000 м3. При цьому собівартість українського газу значно нижча і бюджет забирає різницю у ціні імпортного і вітчизняного газу. На першому (правда він не відбувся) тендері Укргазпрому в липні 1998 року з продажу 500 млн. м3 газу стартова ціна була 49 USD за 1000 м3. Реальні ціни на газ в результаті товарно-газових контрактів можуть доходити до 30 USD за 1000 м3.  

3.2.3. Проблеми розрахунків за енергію

Проблеми, які з’явилися протягом останніх років на Україні при розрахунках за енергоносії, теплову та електричну енергію, пов’язані з нижче перерахованими факторами.

3.2.3.1. Криза неплатежів 

У першій половині 1998 року Укргазпром надав лише промисловим підприємствам газу на суму 457.6 млн. грн., а від споживачів повернулося 229 млн. грн. Сумарний борг за газ перед РАО Газпром українських державних та комерційних структур становив на липень 1998 року близько 1.1 млрд. USD. У другому кварталі 1998 року через неплатежі за газ були відключені 6648 підприємств (промислових – 1664, бюджетної сфери – 2229, комунально-побутових – 2750).

Виробнича діяльність енергетичної галузі також паралізується масовими неплатежами споживачів за використану електричну та теплову енергію. На кінець 1997 року поточна оплата за спожиту електроенергію налагодилася, безоплатно її відпускалося не більше 10%. В той же час борги галузі за паливо, кредити та інше досягли 4,5 млрд. грн. Повністю відключені від електромережі або обмежені до аварійної броні 14.7 тис. споживачів-боржників (34% загальної кількості) а частково обмежена подача електроенергії 12,4 тис. боржникам (29%).

 3.2.3.2. Висока собівартість, великі податки, накладні витрати,

             недовантаження потужностей та ін.

Ці явища стосуються в основному енергогенеруючих та енергорозподільних компаній. Наприклад, вимоги АТ Укрнафта, які стосуються змін законодавства, такі:

- 80% засобів на геологорозвідувальні роботи використовувати для розвідки і буріння власними силами;

- переглянути податки, оскільки у собівартість товарної продукції не включені затрати на буріння;

- звільнити від податків нерентабельні, але вибухонебезпечні свердловини, які неможливо закрити;

- залишати 100% рентної плати за нафту у розпорядженні нафтодобувних підприємств.

3.3. Економічне резюме

Вибір виду палива повинен бути зроблений на базі комбінації комерційних, економічних і технічних міркувань.

В цьому розділі ми коротко обговорюємо ті комерційні рішення, котрі необхідно приймати при виборі виду палива. Метою даного розділу є показати деякі комерційні рішення, необхідні для купівлі енергії, які необхідно додавати до раніше обговорених технічних та економічних аспектів. Вирішенню комерційних проблем при укладанні контрактів може допомогти гнучкий технічний підхід (наприклад, котли з використанням двох видів палива).

Дуже важливо, щоб вибір виду палива був зроблений на основі комбінації комерційних, економічних та технічних рішень.

4. Стратегічні проблеми

Стратегічні проблеми виникають при плануванні на майбутнє, аналізі можливих подій, що відбуваються чи можуть відбутися та запланованих вигод з метою вибору найефективніших. Приклад такої події показаний на рис. 4, на якому відображено рух цін на паливо у Великобританії з 1982 до 1987 років. У 1981 році було важко передбачити, що ціни на нафту піднімуться так високо в середині 80-х років, але деякі упереджувальні заходи щодо цих подій, наприклад, використання котлів для двох видів палива, могли б знизити їх наслідки.

Однією з основних проблем для більшості компаній в Україні є проблема надійності поставок енергії. Це можуть бути центральне теплопостачання, електрика, імпортований газ, стиснене повітря з ближнього об’єкта, вугілля та ін. Компаніям необхідно оцінювати впливи на їхню діяльність у випадках, коли поставки будуть зупинені або через місцеві труднощі чи національні або міжнародні причини. Якщо є економічні передвісники такого розвитку подій, то варто вивчити можливості енергозбереження чи розширення запасів. Ризик також знижується при застосуванні процесів двопаливної конверсії.

При виборі правильного виду енергоносіїв компаніям необхідно передбачати і реально подивитися на те, як компанія виглядатиме через 1, 2 ..., або 10 років (а саме: продукція, стан, ріст/застій діяльності, продаж енергії з підприємства, технологічні енергетичні вимоги та ін.). Для деяких підприємств України виконати це за короткий час досить важко, проте це завдання досить важливе.

До того ж у майбутньому на підприємстві також зміниться ставлення до стану довкілля.  Наприклад, екологічне законодавство стане досить строгим і сильним. Виникне потреба інвестувати у технологічні рішення для виконання законодавчих норм, проте заміна палива у цьому випадку може бути значно дешевшими рішенням для більшості підприємств. Аналогічно український уряд може встановити високі податки на імпортовану енергію, таким чином піднявши дуже необхідні доходи від податків для розвитку власної енергетичної бази. Тому залежність лише від привізного палива спричинить фінансові збитки.

На кінець варто сказати, що стратегічні рішення спрямовані на зниження ризиків для підприємства до прийнятного рівня  є підтвердженням того, що енергетична політика підприємства узгоджена з його майбутнім .

5. Висновки

Отже, система заходів, що дозволить вашому підприємству оптимістично сприймати виклики майбутнього, ґрунтується на таких діях:

  •  визначити можливі майбутні потреби підприємства;
  •  оцінити проблеми надійності поставок енергоносіїв;
  •  раціонально використовувати енергію на об’єкті;
  •  передбачити можливі у майбутньому нові види енергії та їх обсяги;
  •  оцінити технологічні та економічні можливості щодо їх впровадження;
  •  визначити необхідні капітальні витрати;
  •  проаналізувати комерційну прийнятність цих варіантів (існуючу та майбутню);
  •  повторити процес, якщо необхідно;

Підсумовуючи, обговоримо такі аспекти вибору правильного виду енергії:

  •  стратегічні;
  •  комерційні;
  •  економічні;
  •  технічні.

Кожен з цих аспектів відіграє свою роль при виборі оптимального енергопостачання. Процес вибору починається з розв’язку стратегічних проблем, потім переходить до комбінації технологічних/економічних і закінчується вирішенням комерційних. Варто пам’ятати, що цей процес ітераційний і в процесі розв’язку кроки можуть повторятися.

Є ще один аспект проблеми вибору оптимального варіанту енергозабезпечення – це необхідність враховувати можливі зміни вашого виробництва, наприклад його реконструкцію, чи появу нових зовнішніх чинників, наприклад нових палив і т.п. Навіть для прийняття менш значущих рішень, які не включають переговори з зовнішніми постачальниками енергії, все одно варто перевірити комерційний вплив змін. Наприклад, заміна електричної турбіни на парову допоможе зекономити засоби, але знижений попит на електрику може перевести підприємство на рівень високих тарифів оплати за електроенергію, що частково знизить економію.

6. Закінчення

На закінчення зауважимо, що потрібно обережно сприймати легко доступні варіанти і варто пам’ятати, що остаточне рішення буде компромісним з врахуванням суперечливих вимог.

Слідкуйте за тим, щоб вибране рішення забезпечувало реалізацію всіх необхідних функцій.

Пам’ятайте, що ви вибираєте джерело енергії, яке повинно виконувати певну роботу, а не просто бути автономним джерелом. Не забувайте про його призначення.

Вартість є найважливішим фактором, але ви повинні зважати і  на капітальні та експлуатаційні витрати, наприклад, шляхом оцінки кожного варіанту за п’ятирічний термін експлуатації.     

7. Питання для самоконтролю

1. Що таке енергія і потужність? У яких одиницях вимірюють їх величину в СІ? Які види енергії та енергоносіїв вам відомі?   

2. Опишіть ланцюг перетворення енергії від первинного палива до кінцевого. Що таке первинне і кінцеве паливо? Чому в процесі трансформації енергії завжди присутні втрати? Що таке втрати, поясніть?

3. З чого формується ціна на енергію, назвіть її основні компоненти. Що є загальною мірою якості палив?

4. Перерахуйте основні типи шкідливих викидів, що виникають при спалюванні палив. Яке з палив найбрудніше, а яке найчистіше?

5. Які ви знаєте основні типи (за призначенням)  генерації тепла? Якими критеріями повинен керуватися енергоменеджери, приймаючи рішення стосовно вибору типу палива для свого підприємства?

6. З яких компонентів складається система виробництва пари? Опишіть процес підготовки палива та вимоги до регулювання потужності котла.

7. На яких етапах виробництва пари є найбільші втрати тепла? З яких компонент формується ціна тепла для споживача?

8. В чому суть економічної та енергетичної кризи на Україні?  Чому виникають неплатежі в енергетичному секторі, які для цього історичні та економічні причини?

9. Якими технічними засобами можна послабити тиск продавців палива на ваше підприємство? Яким чином забезпечити максимальну стабільність енергетичного забезпечення ?  

10. Стратегічні проблеми  щодо забезпечення паливом вашого підприємства, в чому їх суть? Яка основна мета вашого стратегічного планування? На підставі яких даних ви повинні приймати стратегічні рішення стосовно енергозабезпечення підприємства?

Невідновні джерела енергії

ПЕРВИННІ ДЖЕРЕЛА ЕНЕРГІЇ

Відновні джерела енергії

икопні:

Вугілля

Нафта

Газ

Поділ / Синтез:

Урану

Торію

Енергія сонця:

Енергія сонця

Енергія біо-                    маси

Енергія вітру

Інші:

Геотермальні

Припливи

Гідроресурси

КІНЦЕВА ЕНЕРГІЯ

У вигляді первинної або вторинної енергії

ВТОРИННА ЕНЕРГІЯ

ПАЛИВА

Тверді:

Дерево

Вугілля

Біомаса

Газоподібні:

Природний газ

Біогаз

Водень

Рідкі:

Бензин

Газойль

Мазут

Електроенергія

Тепло; Районне опалення; Втрати тепла

Втрати

Перетворення

Втрати

Транспортування

і розподіл

КОРИСНА ЕНЕРГІЯ

Тепло

Енергія

Освітлення

Перетворення

Втрати

Неенергетичне споживання

Потреба

0.07

0.06

0.05

0.04

0.03

0.02

0.01

0

Вугілля

Кокс

ВТММ

ЛТМ

Газойль

Зр. газ

Газ

Електро-

енергія

Великобританія 1997р.

$(0.01)/кВт∙год

0.07

0.06

0.05

0.04

0.03

0.02

0.01

0

Вугілля

ВТМ

Газойль

Газ

Ел.енергія  дост.споживачам

Ел.енергія оптова

Тепло дост.

Тепло опт.

Україна 1997р.

$(0.01)/кВт∙год

Нафта

Газ

Вугілля

ц/кВт∙год

82-1

83-1

84-1

85-1

86-1

87-1

Квартали

Рис.4. Середня вартість промислового палива у Великобританії (1982 – 1987 рр.).


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

81149. Способы управления организацией в условиях агрессивной среды 35.04 KB
  Способами управления в агрессивной социальной среде могут быть: социальное прогнозирование; социальное планирование; социальное регулирование. Деловые организации пытаясь отстоять свое место в социальном пространстве вынуждены применять такие способы управления как: нарушение закона с целью адаптации к негативным реалиям организационной среды; использование взятки как способ обеспечения коммуникаций и т. Главное правило управления в агрессивной среде заключается в том чтобы по возможности ее избегать.
81150. Социология управления как отрасль социологического знания 34.51 KB
  В Российской социологической энциклопедии социология управления определяется как отрасль социологического знания изучающая систему и процессы управления в условиях складывающихся в обществе социальных отношений. Удальцовой наука изучающая социальные отношения и устанавливающая основные критерии эффективности их функционирования с точки зрения всех субъектов социальных отношений называется социологией и психологией управления в организации. Как научная дисциплина социология управления пересекается с такими разделами социологической науки...
81151. Объект, предмет, функции и задачи социологии управления 37.25 KB
  Выступает изучение деятельности субъектов управления по разработки решений направленных на реализацию основных направлений социальной политики. изучает закономерности функционирования социальных отношений в процессе управления проблемы социального взаимодействия внутри организации между руководителем и подчиненными. управленческие отношения: в процессе управления обе стороны находятся в постоянных связях друг с другом и вступают в управленческие отношения Определив особенности социологии управления как специальной социологической теории...
81152. Социология управления и смежные дисциплины 46.67 KB
  Важно понять взаимодействие менеджмента с другими науками используемыми для осуществления процессов управления такими как менеджмент информатика социология психология см. Таким образом на стыке менеджмента и социологии возникает новая отрасль человеческих знаний – социология управления которая была вызвана естественным развитием общества и философии управленческих концепций. Интеграция науки управления школа научного менеджмента и социологии школа человеческих отношений происходит в середине XXв.
81153. Административная система управления 38.24 KB
  Субъект менеджмента это человек или группа людей создающих управленческие воздействия в рамках организации и в целях реализации ее целей и задач. Объект менеджмента это все то на что ориентированы управленческие воздействия субъекта менеджмента. Объектами менеджмента могут выступать персонал организации ее конкуренты финансы организации производство сбыт поставщики ресурсов информация т. Субъекты и объекты менеджмента представляют собой в совокупности систему управления организации.
81154. Отечественная социология управления: становление и развитие 37.23 KB
  Особенности и основные причины развития социологии в России Общественная жизнь России во многом определила своеобразие ее мировоззренческих теорий по сравнению с социальными теориями Запада и США. Во-первых в течение длительного времени проблемы обществоведения освещались в России преимущественно с помощью художественных средств поэзии прозы публицистики и т. Возникновение социологической мысли в России связано с трудами Ю. Вовторых возникновению социологии в России как вполне самостоятельной области научных знаний предшествовал...
81156. Первый этап развития социологии в России 40.73 KB
  Первая российская кафедра социологии была открыта в Петербурге при Психоневрологическом институте в 1908 г. В связи с этим история социологии в России предстает в основном как серия индивидуальных вкладов ученых. Как и на Западе в российской социологии этого периода преобладали редукционизм сведение к простому упрощение инатурализм различных оттенков.
81157. Николай Константинович Михайловский 31.1 KB
  Михайловский одним из первых в Европе обратился к созданию теории личности и еще до Дюркгейма стал изучать роль разделения труда в общественной жизни.