Напомним читателю некоторые положения, которые упростят усвоение предложенных примеров и решение задач.

Различные виды органического топлива, используемые для энергообеспечения потребителей, при сжигании единицы объема или массы выделяют различное количество теплоты. Количество теп­лоты, выделяющееся при полном сгорании 1 кг твердого или жидкого топлива или 1 м3 газообразного топлива, называют теплотой сгорания топлива или теплотворной способностью топлива.

(1.1)

Для сопоставления энергетической ценности различных видов топлива и их суммарного уче­та введено понятие условного топлива. В качестве единицы условного топлива принимается топливо, которое имеет низшую теплоту сгорания, равную 7000 ккал/кг (29,33 МДж/кг). Зная теплотворную спо­собность любого вида топлива, можно определить его эквивалент в условном топливе.

В. = В

УІ ні 7000

Где Byj — расход /-того вида топлива в условном топливе, В„, Qрасход и теплотворная способ-

Н

Ность (ккал/кг) /-того вида топлива в натуральных единицах.

Для прямого и обратного пересчета единиц количества энергии можно использовать диаграмму (см. приложение 1). При составлении диаграммы для пересчета единиц потребления электрической энергии использованы теоретический эквивалент 0,123 кг у. т./кВтхч (коэффициент над линией) и средний по стране удельный расход условного топлива на выработку электроэнергии 0,320 кг у. т./ кВтхч. На диаграмме приняты величина теплотворной способности природного газа

Q =7950 ккал/ м3, а мазута Q = 9500 ккал/кг.

При использовании понятия условного топлива не учитывают затраты энергии на добычу топлива, его транспортировку потребителю, его подготовку или переработку.

Учесть эти затраты при анализе энергопотребления позволяет введение другой единицы — одной тонны первичного условного топлива.

Коэффициенты пересчета потребленного котельно-печного топлива в первичное составляют для 1 т органического топлива: мазута — 1,107; газа — 1,167; энергетического угля — 1,065 т у. т.

Примеры решения задач

Пример 1.1

Условие

3

Нм Т Т

М= У=

Calculate

Промышленное предприятие в течение года потребляет: природного газа (Qr = 7950 ккал/нм3) Gr

20,000,000

1,200,000

Мазута (QM = 10000 ккал/кг) угля (Qy = 4500 ккал/кг)

80,000,000

Определите потребности предприятия в первичном топливе.

Решение

Для определения расхода энергии в первичном условном топливе следует перевести расходы то­плива из натуральных единиц в условное топливо.

QP QP QP

Бъ= G

+ у х-

Г

75,857,143 т. у.т.

QНГ + М х QhM, У х УнУ

Х ■

7000 7000 7000

22,714,286 + +

Используя коэффициенты пересчета условного топлива в первичное условное топливо, получим:

ПТ

Б£ =22,714,286 х 1,167 + х 1,107 + 51,428,571 х 1,065 = 83,176,714 т. п.у. т.

Пересчет в первичное условное топливо производят с учетом затрат энергии на добычу, облагоражи­вание и транспорт топлива.

Пример 1.2

Условие

Предприятие на технологию и выработку тепловой и электрической энергии на собственной ТЭЦ использует мазут с QH = 12100 ккал/кг.

Дополнительное потребление электроэнергии предприятием составляет ЭАО= 80 млн. кВтхч/год. Потребление мазута на технологию составляет М= 400 т/год. ТЭЦ вырабатывает Q=50×103 Гкал/год тепловой энергии с удельным расходом условного топлива emm=160 кг у. т./Гкал и Э=20х106 кВтхч/год с удельным расходом условного топлива еэ=320 г у. т./ кВтхч.

Определите годовое потребление предприятием энергии в условном топливе.

Решение

Годовое потребление энергии:

В1=Вт+Втэ+Вээ+Вао, т у. т./год где ВТ — расход условного топлива на технологию, т у. т./год;

ВТЭ — расход условного топлива на производство тепловой энергии, т у. т./год; ВЭЭ — расход условного топлива на производство электрической энергии, т у. т./год; ВАО — потребление электроэнергии из энергосистемы, т у. т./год. Годовое потребление мазута в условном топливе на технологию:

QH 400 х 12100 ^ „

Вт=Мх — =———————— = 691,4 , т у. т./год

7000 7000

Годовое потребление энергии в условном топливе на выработку тепловой энергии:

ВТЭ= Ох втт=50х 103х 160=8х 106 кг у. т./год Годовое потребление энергии в условном топливе на выработку электроэнергии на собственной ТЭЦ:

ВЭ=Эх вЭ=20х106х0,32=6,4х106 кг у. т./год Годовое потребление энергии в условном топливе из энергосистемы:

ВАО=ЭАОх вЭТ=80х106х0,123=9,84х106 кг у. т./год где вЭТ — теоретический эквивалент в условном топливе 1 кВтхч. Тогда

Вт=691,4+8х 103+6,4х 103+9,84х 103=24931,4 т у. т./год

Примечание:

1. При пересчете расходов тепловой и электрической энергии в условное топливо можно было воспользоваться диаграммой (приложение 1). Для пересчета потребленного на тех­нологию мазута следует использовать новый коэффициент, поскольку на диаграмме мазут

Имеет QH = 9500 ккал/кг.

2. Перевод в условное топливо используемую электроэнергию следует осуществлять раз­дельно, поскольку удельный расход условного топлива на выработку 1 кВтхч, на ТЭЦ вэ=320 г у. т./ кВтхч, а теоретический эквивалент вЭТ =123 г у. т./ кВтхч.

Пример 1.3

Условие

Подлежит ли потребитель ТЭР согласно Федеральному закону «Об энергосбережении» обяза­тельным энергетическим обследованиям, если в течение года потребляет:

Природного газа 6г=15х105 нм3 (QH = 8100 ккал/нм3),

Электроэнергии Э=25х109 кВтхч,

6вт=15х103 т (QH^-j. = 3500 ккал/кг)

Тепловой энергии 0=7,5х103 Гкал,

Вторичных энергоресурсов (горючих) самого предприятия. ч^нвт

Решение

Суммарное годовое потребление в условном топливе энергии составляет:

N QH ^ „ QHbt 15 х 105 х 8100 BE = Gr х+ ЭхвЭТ + QхвТТ + GBT х^В^ =———— +

+ 25 х 109 х 0,123 + 7,5 х 103 х 143 +15 х10 х 3500 > 6 х 106,Кг у. т./год

7000

Однако

Q р

В-Gbt < 6х 106 , кг у. т./год

ВТ 7000

Примечание:

Ответ на поставленный вопрос отрицательный, поскольку согласно Федеральному закону «Об энерго­сбережении» обязательным энергетическим обследованиям подлежат потребители ТЭР, потребляю­щие больше 6000 т у. т./год, однако, без учета потребления собственных вторичных энергоресурсов.

Задачи

Задача 1.1

На предприятии для нужд ТЭЦ и технологии потребляется 500х106 м3/год природного газа, 400х106 м3/год из которых используется на ТЭЦ для выработки электроэнергии и тепла. Известно, что на ТЭЦ вырабатывается 200х103 Гкал/год при втт=40,6 кг у. т./ГДж. Удельный расход условного топли­ва вЭ=330 г у. т./ кВтхч.

Из энергосистемы предприятие потребляет 60 млн. кВтхч/год.

Определите количество вырабатываемой на ТЭЦ электроэнергии и общие затраты энергии на предприятии в т у. т.

Задача 1.2

Предприятие запланировало получить за год со стороны 302,75 т у. т. энергоресурсов. Причем из них 54% мазута, 42% тепловой энергии, 4% природного газа. По итогам года отклонение от планового

33

Расхода составило по мазуту: +40 т, по теплу: +50 ГДж, по газу: + 0,1 х10 нм.

Определите фактический расход всех энергоресурсов, а также годовое энергопотребление пред­приятием условного топлива.

Задача 1.3

Сопоставьте расходы в натуральных единицах двух видов топлива (газа и мазута) для ТЭЦ, элек­трическая мощность которой 10 МВт, а тепловая, передаваемая в теплосеть в виде горячей воды 67 ГДж/ч.

Задача 1.4

Предприятие потребляет за год 12х106 м3/год природного газа, 70 млн. кВтхч/год электрической энергии, 40 тыс. Гкал/год тепловой энергии.

Определите приходую часть энергобаланса предприятия и процентную долю каждого энергоно­сителя в нем.

Задача 1.5

Предприятие потребляет 40х103 тонн мазута в год. ТЭЦ предприятия, работающая на мазуте, вы­рабатывает 50х103 Гкал/год тепловой энергии и 10х106 кВтхч электрической энергии в год при указан­ных на диаграмме (приложение 1) удельных расходах условного топлива.

Определите расход топлива, используемого на технологию.

Задача 1.6

Предприятие потребляет в год 900 тыс. нм3 природного газа, теплотворная способность которого 8200 ккал/нм3 7 тыс. Гкал тепловой энергии и 1,5 млн. кВтхч электрической энергии.

Определите, подлежит ли предприятие обязательным энергетическим обследованиям согласно закону «Об энергосбережении».

Задача 1.7

‘нВТ 7000 7000 7000

Предприятие потребляет из энергосистемы 10 млн. кВтхч в год электроэнергии. Удельный расход условного топлива на выработку 1 кВтхч в энергосистеме составляет 340 г у. т./кВтхч.

Определите расход природного газа (QH=7950 ккал/нм3) в энергосистеме на выработку потреб­ляемой предприятием электроэнергии и количество располагаемой (в условном топливе) предприяти­ем энергии.

Задача 1.8

Определите коэффициенты пересчета и постройте диаграмму для пересчета единиц энергии, аналогичную приложению 1, если вместо мазута взят уголь с QH =4400 ккал/кг; если вместо ГДж взя­ты дрова с QH =2500 ккал/кг.

Задача 1.9

Определите долю каждого из потребляемых энергоресурсов в топливно-энергетическом балансе предприятия, если известно годовое потребление электроэнергии Э=97,5х106 кВтхч, природного газа G=1,85×106 м3, дизельного топлива Д=2,6х106 л, мазута 85,8х106 л, сжиженного газа 0,3х106 кг, кокса 3х106 кг.

Задача 1.10

В условиях задачи 1.9 покажите финансовую целесообразность использования одного энергоно­сителя, если известны тарифы Э=1,05 руб./ кВтхч, g=750 руб./1000 м3, d=10 руб./л, m= 3500 руб./т, gf=2500 руб./кг, k=500 руб./кг.

Повторите расчеты при существующих в настоящее время тарифах.