Ответы. Практическая работа 5. Анализ потребления топливноэнергетических

• Название: Анализ потребления топливноэнергетических
• Анкор: Ответы
• Дата: 13.04.2023
• Размер: 103.29 Kb.
• Имя файла: Практическая работа 5.docx
• Тип: Документы; #1060337

Практическая работа 5

ТЕМА: АНАЛИЗ ПОТРЕБЛЕНИЯ ТОПЛИВНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ РЕСУРСОВ
Цель работы: научиться определять потребности предприятия в то- пливно-энергетических ресурсах, переведенные в единицы условного топ- лива и нефтяного эквивалента.

Теоретические сведения

Топливно-энергетические ресурсы разных видов имеют различные качественные характеристики: теплоту сгорания, сернистость, зольность, влажность и др. [1]. Важнейшей характеристикой является теплота сгора- ния. Этот показатель характеризует энергетическую ценность топлива, и он существенно колеблется по видам топлива. Иногда этот показатель на- зывают энергосодержанием топлива или теплотворной способностью. Раз- личные виды органического топлива, используемые для энергообеспече- ния потребителей, при сжигании единицы объема или массы выделяют различное количество теплоты [2].

Количество теплоты, выделяющееся при полном сгорании 1 кг твер- дого или жидкого топлива или 1 м³ газообразного топлива, называют теп-лотойсгораниятоплива или теплотворнойспособностьютоплива.

Удельная теплота сгорания для различных видов топлива представ- лена ниже [2]:

• 
  сырая нефть – 43 000 кДж/кг (10260 ккал/кг);
  

- природный газ – 35 000–37 000 кДж/м³ (8 350–8 830 ккал/м³);

- каменный уголь – 25 000–28 000 кДж/кг (5 970–6680 ккал/кг);

- бурый уголь – 12 000–15 000 кДж/кг (2860–3560 ккал/кг);

- сланцы – 10 000–12 000 кДж/кг (2390–2860 ккал/кг);

- торф – 6000–10 000 кДж/кг (1430–2400 ккал/кг);

- мазут – 38 000–40 000 кДж/кг;

• 
  бензин – 45 000 кДж/кг;
  
• 
  газовый конденсат – 35 000 кДж/кг.
  

Для сопоставления энергетической ценности различных видов топ- лива и их суммарного учета введено понятие условного топлива. Введение понятия условного топлива позволяет, например, сопоставить энергетиче- ские затраты двух различных регионов страны, не уточняя какое количест- во тех или иных конкретных видов топлива сжигается в этих регионах. Этот способ применим и для перевода тепловой и электрической энергии в условное топливо. Экономию энергии также удобно представлять в тоннах условного топлива (т у.т.) [3, 4].

В качестве единицы условного топлива принимается топливо, кото- рое имеет низшую теплоту сгорания, равную 7 000 ккал/кг (29,33 МДж/кг). Зная теплотворную способность любого вида топлива, можно определить его эквивалент в условном топливе [2, 4]:

_Qp

,

= B
^By.т.i

нi


Q
нi p

y.т.

(6.1)

где

B_нi – расход i-го вида топлива в натуральных единицах;

^p – тепло-

Q

нi
творная способность (ккал/кг) i-го вида топлива в натуральных единицах;

Q
p у.т.

• 
  теплотворная способность (ккал/кг) i-го вида топлива в эквиваленте
  

условного топлива.

Зная теплотворную способность любого вида топлива, можно опре- делить его эквивалент в условном топливе (1 т у.т. эквивалентна) [4]:

• 
  1,2–1,8 т каменного угля;
  
• 
  1,8–3,2 т бурого угля;
  

- 0,7–0,75 т мазута;

• 
  0,8–0,9 м³ природного газа.
  

При перерасчете топлива и энергии в тонны условного топлива сле- дует руководствоваться коэффициентами перерасчета по угольному экви- валенту (табл. 6.1), взятыми согласно постановлению Госкомстата от 23 июня 1999 г. № 46 [5].

Таблица6.1

Коэффициенты перерасчета в условное топливо по угольному эквиваленту [5]

Вид ТЭР	Единица измерения	Коэффициент перерасчета
Уголь каменный	т	0,768*
Уголь бурый	т	0,467*
Сланцы горючие	т	0,300
Торф топливный	т	0,340
Дрова для отопления	м³ (плотн.)	0,266
Нефть, включая газовый конденсат	т	1,430
Газ горючий природный (естествен- ный)	тыс. м³	1,154
Кокс металлургический	т	0,990
Брикеты угольные	т	0,605
Брикеты и п/брикеты торфяные	т	0,600
Мазут топочный	т	1,370
Мазут флотский	т	1,430
Топливо печное бытовое	т	1,450
Керосин для технических целей	т	1,470
Керосин осветительный	т	1,470
Газ горючий искусственный коксовый	тыс. м³	0,570
Газ нефтеперерабатывающих предпри- ятий, сухой	тыс. м³	1,500

Окончаниетабл.6.1

Вид ТЭР	Единица измерения	Коэффициент перерасчета
Газ сжиженный	тыс. м³	1,570
Топливо дизельное	т	1,450
Топливо моторное	т	1,430
Бензин автомобильный	т	1,490
Бензин авиационный	т	1,490
Нефтебитум	т	1,350
Газ горючий искусственный доменный	тыс. м³	0,430
Электрическая энергия	тыс. кВт·ч	0,3445
Тепловая энергия	Гкал	0,1486
Гидроэнергия	тыс. кВт·ч	0,3445
Атомная энергия	тыс. кВт·ч	0,3445

Примечание – *коэффициенты перерасчета угля имеют тенденцию ежегодно изменять- ся в связи со структурными изменениями добычи угля по маркам
При использовании понятия условного топлива не учитывают затра- ты энергии на добычу топлива, его транспортировку потребителю, его подготовку или переработку [2].

Учесть эти затраты при анализе энергопотребления позволяет введе- ние другой единицы – одной тонны первичного условного топлива. Путем перевода всех составляющих энергопотребления предприятия в первичное условное топливо, можно определить фактические затраты топлива для обеспечения работы предприятия [2, 4].

Коэффициенты пересчета потребленного котельно-печного топлива в первичное составляют для 1 т органического топлива: мазута – 1,107; га- за – 1,167; энергетического угля – 1,065 т у.т. [6].

Другой универсальной мерой потребления топлива и энергии, явля- ется нефтяной эквивалент. Это понятие чаще встречается в зарубежной литературе. Различные марки нефти имеют различный химический состав, а, следовательно, и различную теплотворную способность, что во многом определяет их цену на мировых рынках энергоносителей. Под нефтяным эквивалентом понимается топливо, которое имеет теплоту сгорания, рав- ную Q_нэ = 41 900 кДж/кг (10 000 ккал/кг). Перевод из натурального топли- ва в нефтяной эквивалент осуществляется по формуле [2, 4]

_Qp

^Bн.э. <sup>= В

нi</sup> , (6.2)

Q

нi р

Q
н.э.

где

B_нi – расход i-го вида топлива в натуральных единицах;

^p – тепло-

нi
творная способность (ккал/кг) i-го вида топлива в натуральных единицах;

Q
p н.э.

• 
  теплотворная способность (ккал/кг) i-го вида топлива в нефтяном
  

эквиваленте.

Таким образом, 1 кг условного топлива = 7000/10000 = 0,7 кг н.э.

Приведение всех видов топлива к условному или к нефтяному экви- валенту дает возможность сопоставлять технико-экономические показате- ли работы топливопотребляющих установок, использующих различные виды топлива. Кроме того, это дает возможность сопоставлять запасы и добычу различных видов топлива с учетом их энергетической ценно- сти [2].

В мировой практике для измерения объема добычи нефти за какой-то период времени (сутки, месяц, год) широко используется такое понятие как баррель. Баррель равен 195,7 кг у.т. или 137 кг н.э.

В практике США и Великобритании иногда применяется британская тепловая единица БТЕ (BTU), равная 0,036 г у.т., или 0,025 г н.э., или 1055 Дж, или 252 кал.

Практическая часть

1. 
   Произвести перерасчет заданного топлива в единицы условного топлива и нефтяного эквивалента с помощью формул (6.1)–(6.2). Исход- ные данные задачи показаны в табл. 6.2.
   

Таблица6.2

Исходные данные для задания 1

Вариант	Топливо	Потребление	Теплота сгорания
2	Природный газ	20 тыс. м3	35 000 кДж/кг
3	Торф	6 тыс. т	1 430 ккал/кг
4	Каменный уголь	4 тыс. т	27 МДж/кг

2. 
   Промышленное предприятие в течение года потребляет:
   

• 
  
  нг
  природного газа ( Q^p , ккал/кг) G_Г (м³);
  
• 
  
  нм
  мазута ( Q^p , ккал/кг) М (т);
  
• 
  
  ну
  угля ( Q^p , ккал/кг) У (т).
  

Определите потребности предприятия в первичном топливе. Исход- ные данные задания показаны в табл. 6.3.
Таблица6.3

Исходные данные для задания 2

Вариант	Qp нг	GГ	Qp нм	М	Qp ну	У
2	8830	10 000 000	9700	1 260 000	6680	70 000 000
3	8400	30 000 000	9100	1 240 000	2860	60 000 000
4	10250	21 000 000	10000	1 230 000	3560	85 000 000

3. 
   Предприятие на технологию и выработку тепловой и электриче-
   

Q

нi
ской энергии на собственной ТЭЦ использует мазут с ^p (ккал/кг).

Дополнительное потребление электроэнергии предприятием состав- ляет Э_АО (млн кВт·ч/год).

Потребление мазута на технологию составляет М (т/год). ТЭЦ выра- батывает Q (Гкал/год) тепловой энергии с удельным расходом условного топлива В_тэ = 160 кг у.т./Гкал и Э (кВт·ч/год) электрической энергии с удельным расходом условного топлива В_ээ = 320 г у.т./ кВт·ч.

Определите годовое потребление предприятием энергии в условном топливе. Исходные данные задачи показаны в табл. 6.4.

Таблица6.4

Исходные данные для задания 3

Вариант	Qp нi	ЭАО	М	Q	Э
2	9700	40	250	40 103	20·106
3	9100	100	420	50·103	20·106
4	10000	90	440	50·103	20·106

4. 
   На предприятии для нужд ТЭЦ и технологии потребляется М
   

нг
м³/год природного газа ( Q^p

= 7950 ккал/кг). Известно, что на ТЭЦ выраба-

тывается Е_ТЭ Гкал/год тепловой энергии при В_тэ = 40,6 кг у.т./ГДж и Е_ЭЭ кВт·ч/год электроэнергии (удельный расход условного топлива В_ээ = 330 г у.т./кВт·ч).

Из энергосистемы предприятие потребляет Е_ЭА млн. кВт·ч/год. Определите количество вырабатываемой на ТЭЦ энергии на предпри-

ятии в т у.т. Исходные данные задания показаны в табл. 6.5.
Таблица6.5

Исходные данные для задания 4

Вариант	М	ЕТЭ	ЕЭЭ	ЕЭА
2	600·106	300·103	90·106	70
3	300·106	50·103	50·106	20
4	550·106	250·103	70·106	65

5. 
   Предприятие запланировало получить за год со стороны М т у.т. энергоресурсов. Причем из них Х₁ % мазута, У₁ % тепловой энергии, Z₁ % природного газа. По итогам года отклонение от планового расхода соста- вило по мазуту: X₂ т, по теплу: Y₂ Гкал, по газу: Z₂ нм³.
   

Определите фактический расход всех энергоресурсов, а также годовое энергопотребление предприятием условного топлива. Исходные данные задания показаны в табл. 6.6.

Таблица6.6

Исходные данные для задания 5

Вариант	M	X1	Y1	Z1	X2	Y2	Z2
2	300,50	10	40	50	+15	+40	+ 0,2·103
3	200,70	30	62	8	+20	+30	+ 0,3·103
4	165,80	41	50	9	+30	+30	+ 0,4·103

6. 
   Предприятие потребляет М тонн мазута в год. ТЭЦ предприятия, работающая на мазуте, вырабатывает Е_ТЭ Гкал/год тепловой энергии и Е_ЭЭ кВт·ч электрической энергии в год. Удельный расход условного топлива В_ээ = 330 г у.т./кВт·ч и В_тэ = 160 кг у.т./Гкал
   

Определите расход топлива, используемого на технологию. Исходные данные задания показаны в табл. 6.7.
Таблица6.7

Исходные данные для задания 6

Вариант	М	ЕТЭ	ЕЭЭ	Вариант	М	ЕТЭ	ЕЭЭ
2	45·103	52·103	13·106	12	20·103	20·103	5·106
3	40·103	50·103	10·106	13	10·103	10·103	2·106
4	30·103	30·103	5·106	14	15·103	8·103	7·106

7. 
   Предприятие потребляет из энергосистемы Е_ЭЭ млн. кВт·ч в год электроэнергии. Удельный расход условного топлива на выработку 1 кВт·ч в энергосистеме составляет 340 г у.т./кВт·ч.
   

нi
Определите расход природного газа ( Q^p

= 7950 ккал/нм³) в энерго-

системе на выработку потребляемой предприятием электроэнергии и ко- личество располагаемой (в условном топливе) предприятием энергии. Ис- ходные данные задания показаны в табл. 6.8.
Таблица6.8

Исходные данные для задания 7

Вариант	ЕЭЭ	Вариант	ЕЭЭ
2	12	12	3
3	20	13	7
4	15	14	8

1. 
   Белосельский Б. С., Соляков В. К. Энергетическое топливо. – М. : Энергия. 1980. – 168 с.
   
2. 
   Гулбрандсен Т. Х., Падалко Л. П., Червинский В. Л. Энергоэффек- тивность и энергетический менеджмент : учеб.-метод. пособие. – Минск : БГАТУ, 2010. – 240 с.
   
3. 
   Об утверждении официальной статистической методологии со- ставления топливно-энергетического баланса Российской Федерации : приказ Росстата от 04.04.2014 № 229. – Доступ из справ.-правовой системы
   

«КонсультантПлюс».

4. 
   Энергосбережение в теплоэнергетике и теплотехнологиях : элек- тронный курс / коллектив кафедры «Теплообменные процессы и установ- ки» под рук. проф. О. Л. Данилова. – М. : МЭИ., 2010. – 188 с.
   
5. 
   Об утверждении «Методологических положений по расчету топ- ливно-энергетического баланса Российской Федерации в соответствии с международной практикой» : постановление Госкомстата от 23.06.1999 г.
   

№ 46. – Доступ из справ.-правовой системы «КонсультантПлюс».

6. 
   Исакович Г. А., Слуцкий Ю. Б. Экономия топливно- энергетических ресурсов в строительстве. – М. : Стройиздат, 1988. –214 с.