ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНИЧЕСКИХ МЕРОПРИЯТИЙ В ЭНЕРГЕТИКЕ

При проектировании энергетических объектов возникает много разнообразных частных задач, требующих технико-экономического обоснования. Это может быть выбор параметров пара, систем водоснабжения, единичной мощности агрегатов на электростанциях, сечения и других конструктивных параметров линий электропередачи и др. Многообразны задачи выбора решений в промышленной энергетике: выбор энергоносителей и их параметров, обоснование схем энергоснабжения и т.д.

В основе выбора решений лежат рассмотренные выше показатели и критерии эффективности.

При решении задачи выбора оптимальной конструкции проводов фазы линии электропередачи необходимо определить оптимальные значения плотности тока, сечения проводов и конструкции фазы. В качестве критерия оптимальности следует принять минимум приведенных затрат с учетом возможных ограничений по расходу цветного металла.

Экономическая плотность и оптимальное сечение проводов (g_opt ) взаимосвязаны

где I_cp.кв — среднеквадратичный ток в линии.

Уменьшение экономической плотности тока влечет повышение затрат на линию из-за роста капиталовложений, обусловленных повышенным расходом цветного металла. Одновременно снижаются потери Энергии в линии, а следовательно, и затраты на их компенсацию. Сравнение экономии на потерях энергии с перерасходом затрат на цветной металл дает возможность найти оптимальные значения j_эк или сечения линии.

Решение можно получить как вариантным счетом, рассматривая стандартный ряд сечений проводников, так и аналитически, используя аппроксимацию капиталовложений в линию, уравнением вида

где U_н - напряжение линии, кВ; I — длина линии, км; q_лэп — сечение проводника фазы, мм .

Дифференцируя функцию приведенных затрат на линию, составленную с учетом данного уравнения, по j или по q, и приравнивая производную нулю, определяют искомые величины.

Выбор конструкции проводов фазы линии высокого напряжения ведут на основе вычисления максимальной Е_max и допустимой Е_доп напряженностей электрического поля при обеспечении допустимой токовой нагрузки, которая не должна превышать 2 А/мм.

Расчетные формулы для определения названных показателей имеют вид

где С_cp - рабочая емкость средней фазы при горизонтальном расположении проводов; n_c — число составляющих провода; r_o — радиус провода; r — радиус расщепления проводов;

где D - расстояние между фазами; r_э - эквивалентный радиус провода;

где m = 0,82 - коэффициент негладкости витого провода; δ - относительная плотность воздуха.

Условия выбора конструкции фазы записываются следующим образом:

;

В теплоэнергетических установках (нагревательные печи, трубопроводы горячей воды и пара, корпуса теплообменников и турбин и др.) важной задачей является выбор толщины тепловой изоляции.

Если принять линейную зависимость капитальных вложений от толщины изоляции, то можно записать

К_из = (k₁δиз +k₂F_п.н) ,

где k₁, k₂ — соответственно переменные и постоянные удельные капиталовложения; δ_из - толщина изоляции, см; F_п.н изолируемая поверхность установки.

Ежегодные расходы примерно равны

где - суммарные отчисления на амортизацию и ремонт изоляции.

Приведенные затраты, обусловленные толщиной изоляции, можно рассчитать по зависимости

где з_т — замыкающие затраты на топливо; ∆Виз — величина потерь топлива из-за потерь теплоты в окружающую среду.

где q — величина часовых потерь теплоты с 1 м² поверхности, ккал/м²; b₃ — удельный расход топлива на замыкающем объекте, г у.т./ккал; — время максимальных потерь, ч/год;

где — коэффициент теплопроводности материала изоляции, ккал/(м² • см °С); - коэффициент теплоотдачи с поверхности, ккал/(м² • ч °С).

В связи с тем, что энергетические установки имеют длительные сроки службы, может возникнуть потребность в их модернизации. Задача определения экономической целесообразности модернизации объекта является частным случаем задачи определения сроков службы объекта.

Ее особенностями являются, во-первых, лишь частичное, а не полное изменение объекта, во-вторых, возможность как увеличения производственной мощности, так и только изменения технико-экономических показателей.

В общем случае целесообразность модернизации может быть определена сопоставлением затрат, включающих следующие элементы:

;

где — ежегодные издержки по модернизируемому объекту до модернизации, исключая реновацию той части, которая заменяется в процессе модернизации; — дополнительные приведенные затраты на новый объект для приведения вариантов к тождеству; 3_м — приведенные затраты по модернизированному объекту.

Расчеты составляющих условия выбора решения выполняют по следующим формулам:

где — относительная величина годовых расходов, зависящая от стоимости основных фондов; Ф_ос — стоимость основных фондов объекта до модернизации; b_c — удельный расход топлива до модернизации; W_гc — годовая выработка электроэнергии;

где N_н — номинальная мощность агрегата; — число часов использования максимума нагрузки; — расход энергии на собственные нужды; ц_т — цена топлива;

где з_W — замыкающие затраты в производство 1 кВт • ч электроэнергии;

где — относительная стоимость первоначальных фондов, выбывающих при модернизации; К_м — дополнительные капиталовложения на модернизацию; а_р — норма амортизационных отчислений ; — остаточный срок службы модернизируемых основных фондов на момент модернизации; b_м — удельный расход топлива после модернизации объекта; W_гм — выработка электроэнергии после модернизации объекта.

К_м = k_мN_н,

где k_м — удельные капиталовложения на модернизацию объекта.