Энергетическое предприятие может рассматриваться как система технологических и социально-экономических отношений (взаимосвя­зей),поэтому так необходимо иметь четкое представление об основных структурных элементах этой системы.

Экономика как научная дисциплина изучает ресурсы предприятия. С этой точки зрения одним из основных структурных элементов предприятия является совокупность производственного оборудования. Технологические характеристики оборудования изучались в соответствующих курсах. Что будет являться предметом изучения в нашем курсе?

Рассматривая процесс функционирования предприятия по принципу «черного ящика», мы видим, что происходит потребление ресурсов в целях производства энергии для снабжения потребителей и получения прибыли. Учитывая то, что затраты, связанные с приобретением и функционированием оборудования, составляют значительную часть общей потребности в ресурсах , персоналу предприятия, принимающему решение о его развитии, необходимо знать:

1. Способы оценки производственной мощности отдельных элементов оборудования и энергетического предприятия в целом.

2. Зависимости стоимостных характеристик производственного оборудования и предприятия в целом от производственной мощности.

3. Зависимость величины потребляемых ресурсов от производственной мощности.

4. Зависимость между изменением потребности в энергии и мощности и необходимой величиной производственной мощности.

5. Зависимости между потребностью в ресурсах и увеличением производственной мощности.

6. Факторы, определяющие потребность в ресурсах в связи с изменениями производственной мощности.

В данной главе рассматривается только часть поставленных вопросов. Остальные излагаются в последующих главах.

4.1.Производственная мощность энергетических предприятий

Обычно под производственной мощностью промышленного предприятия понимается годовой выпуск продукции.

Для энергетики в силу ее особенностей (совпадение во времени производства, распределения и потребления энергии) выпуск продукции за год не может служить измерителем производственной мощности (рис.4.1).

а) б)

Рис.4.1. Возможные суточные режимы потребления:

а- потребитель А, б- потребитель Б

При равенстве потребления энергии пот­ре­би­те­лям для удовлетворения их спроса требуется совершенно разная мощность.

В соответствии с этим производственная мощность должна определяться исходя из максимально возможной величины спроса потребителей.

При дальнейшем анализе необходимо иметь в виду следующее:

1. При измерении производственной мощности выделяют три уровня оценки:

- мощность отдельного оборудования (котлоагрегат, турбоагрегат);

- мощность энергетического объекта (электрическая станция, линия электропередачи, трубопроводы);

- мощность энергетического предприятия в целом.

2. Производственная мощность энергетического предприятия, обеспечивающая надежное и бесперебойное энергоснабжение потребителей, может не соответствовать величине спроса.

4.1.1.Измерение производственной мощности оборудования

Здесь мы не будем рассматривать способ определения той или иной величины производственной мощности оборудования, а раскроем содержание того показателя, который применяется для решения этой задачи.

Для отдельной единицы оборудования используются следующие измерители:

1. Номинальная мощность .

Под номинальной мощностью понимается максимальная нагрузка, которую оборудование может нести в течение длительного времени. То же значение имеет термин « паспортная» (официальная) мощность.

Номинальная мощность практически никогда не соответствует реальной мощности. Так, например, для гидростанции величина мощности зависит от напора воды и ее расхода, которые, естественно, могут постоянно меняться. Для электрических сетей величина мощности зависит от напряжения и тока, значения которых также не постоянны.

2. Максимально допустимая мощность .

Как правило, превышает величину номинальной мощности, и ее значение ограничивается условиями сохранности оборудования. Для сетевых объектов используется понятие максималь­ной пропускной способности .

3. Экономическая мощность .

Значение мощности оборудования, при котором потери подведенной энергии имеют наименьшую величину.

4. Минимальная мощность .

Значение мощности, при котором обеспечивается устойчивая работа оборудования. Особенно важен этот параметр для котельных агрегатов.

5. Эксплуатационная мощность .

Действительная максимально длительная мощность, которую способно развивать оборудование (действительная пропускная способность для сетевых объектов). Величина эксплуатационной мощности может превышать номинальное значение при возможности использования резервов, имеющихся в конструкции оборудования. Если возможно постоянное использование этих резервов, то ,как правило, проводят перемаркировку оборудования, означающую повышение номинальной мощности.

Эксплуатационная мощность в большинстве случаев все же ниже номинальной. Для энергетического оборудования это происходит по следующим причинам:

– использование пониженных относительно расчетных параметров теп­ло­носителя;

– несоответствие используемого топлива проектному;

– использование топлива низкого качества;

– несоответствие мощности вспомогательного оборудования (ды­мо­со­сы и т.п.);

– усталость металла;

– недостаток тепловой нагрузки для турбин с противодавлением (тип Р);

– повышение требований безопасности работы (реакторы типа РБМК);

– ограничения по требованиям снижения выбросов в окружающую сре­­ду;

– недостаток охлаждающей воды в летние месяцы;

– повышение температуры охлаждающей воды;

– недостаток воды в водохранилище ГЭС;

– неисправность и загрязненность оборудования.

Если ограничения носят неустранимый характер, то это также может служить основанием для перемаркировки мощности оборудования.

Особую сложность представляет собой определение производственной мощности турбоагрегатов с отбором пара на нужды теплофикации.

4.1.2.Измерение производственной мощности электрической станции

В качестве измерителей производственной мощности станций используются следующие показатели:

1. Установленная мощность .

Определяется как сумма номинальных мощностей оборудования, являющегося заключительным звеном в процессе преобразования энергии. Для электрической энергии (для одноцелевых установок) - сумма номинальных активных мощностей генераторов или турбоагрегатов (что более употребимо, так как мощность генераторов обычно принимается с некоторым запасом). Для двухцелевых установок - ТЭЦ - мощность обычно указывается раздельно:

– по электрической энергии- так же, как и для конденсационных станций (одноцелевых установок);

– по тепловой энергии- это или сумма отпуска пара из отборов турбин (причем эта мощность может быть дифференцирована по параметрам отбираемого пара), или мощность сетевых подогревателей и пиковых водогрейных котлов (ПВК) при отпуске тепла на нужды отопления и горячего водоснабжения и использовании в качестве теплоносителя горячей воды.

2. Располагаемая мощность .

Величина располагаемой мощности меньше установленной на величину ограничений мощности () :

 

.

(4.1)

 

Часть этих ограничений носит общестанционный характер () и определяется несоответствием между мощностью отдельных единиц основного оборудования и мощностью (производительностью) вспомогательного оборудования.

Например, несоответствие мощности по следующим взаимосвязям:

котел - турбина;

генератор - турбина;

котел - топливоподача;

линия электропередачи- трансформатор;

насос - трубопровод.

Выделение этих ограничений и потерь мощности позволяет выявлять факторы, определяющие располагаемую мощность станции. Величину располагаемой мощности можно также рассчитывать как сумму эксплуатационных мощностей основного оборудования :

 

.

(4.2)

 

 

На величину располагаемой мощности влияют не только внутренние, но и внешние факторы. Например, при низких температурах увеличивается сверх номинальных значений отбор пара на теплофикационную установку, что может снизить электрическую мощность турбоустановки. Естественно, что величина располагаемой мощности будет изменяться в течение года.

3. Рабочая мощность () .

Этот измеритель производственной мощности определяется с учетом мощности оборудования, выводимого в ремонт:

 

.

(4.3)

 

Очевидно, что величина рабочей мощности еще более подвержена изменениям в течение года.

4.1.3.Производственная мощность энергетического предприятия (энергосистемы)

Для энергосистемы в целом имеет смысл определение только электрической мощности. Тепловая мощность может быть определена по объектам теплоснабжения (ТЭЦ, котельные) и по районам теплопотребления. В основном используются следующие измерители:

1. Установленная мощность.

Определяется как сумма установленных мощностей электрических станций, входящих в энергосистему:

 

.

(4.4)

 

 

2. Эксплуатационная мощность.

Этот измеритель характеризует потери мощности не только на станциях, но и по системе в целом (потери и ограничения общесистемного характера). Например, несоответствие мощности генерирующих установок и линий электропередачи или подстанций.

 

.

(4.5)

 

 

3. Располагаемая диспетчерская мощность.

Этот измеритель характеризует ту величину производственной мощности энергосистемы, которой может распоряжаться диспетчер для покрытия спроса потребителей. Естественно, что она будет меньше эксплуатационной мощности на величину мощности оборудования, выведенного в плановый ремонт. Фактическая же величина располагаемой диспетчерской мощности будет еще меньше на величину мощности оборудования, находящегося в неплановом (послеаварийном ремонте).

 

.

(4.6)

 

 

4. Рабочая мощность.

Энергосистема не может нести нагрузку, равную располагаемой диспетчерской мощности, из-за необходимости иметь в каждый момент времени резерв мощности. Даже небольшая авария и неплановый останов оборудования (снижение располагаемой диспетчерской мощности) приведет к ограничению потребителей или их отключению.

Поэтому величина рабочей мощности (величина нагрузки, которую энергосистема может нести в каждый момент времени) должна быть меньше располагаемой диспетчерской мощности на величину минимально необходимого резерва:

 

(4.7)

 

 

Это соотношение полностью справедливо только для изолированно работающей энергосистемы, поскольку в противном случае резерв мощности может размещаться на оборудовании, принадлежащем другим энергосистемам (другим энергопредприятиям).

Естественно, что величина рабочей мощности является переменным параметром, принимающим разные значения в различные периоды времени.