2411-3336 2541-9404 Записки Горного института Journal of Mining Institute Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины ΙΙ Empress Catherine II Saint Petersburg Mining University 10.18454/pmi.2016.3.435 pmi-5128 https://pmi.spmi.ru/pmi/article/view/5128 Электромеханика и машиностроение Electromechanics and mechanical engineering Exergy method to evaluate the efficiency of the equipment of power supply systems of enterprises of mineral-raw complex Эксергетический метод оценки энергоэффективности оборудования систем энергообес-печения предприятий минерально-сырьевого комплекса Lebedev V. A. Лебедев В. А. Lebedev V. A. lebedev_va@spmi.ru Санкт-Петербургский горный университет (Россия) Saint-Petersburg Mining University (Russia) 22 06 2016 2016 219 435 443 10 09 2015 02 11 2015 22 06 2016 © 2016 В. А. Лебедев © 2016 V. A. Lebedev 2016 В. А. Лебедев V. A. Lebedev Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0) This article is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License (CC BY 4.0) https://pmi.spmi.ru/pmi/article/view/5128

В статье рассматриваются возможности повышения энергоэффективности систем энергообеспечения предприятий минерально-сырьевого комплекса. В настоящее время в системах энергообеспечения предприятий минерально-сырьевого комплекса применяются различные типы энергетических установок малой и средней мощности. Основными типами установок являются газотурбинные, газопоршневые, дизельные, парогазовые, паротурбинные и др. Их основное назначение – обеспечение электроэнергией и теплом промышленных предприятий, технологических процессов и объектов социальной структуры. При выборе типа установки используются различные критерии – технические, экономические, надежностные и др. Часто приходится принимать во внимание климатические и географические факторы, например, при решении проблем с доставкой топлива [7]. В последнее время все чаще при выборе типа энергоустановки используется критерий энергоэффективности. Основным показателем при этом является эффективный КПД, рассчитываемый классическим методом тепловых балансов. В статье предлагается использовать эксергетический метод определения энергоэффективности, позволяющий выполнить как относительную (эксергетический КПД), так и абсолютную оценку степени термодинамического совершенства системы. В качестве примера рассмотрен эксергетический анализ паротурбинной энергоустановки как альтернативный вариант системы энергообеспечения предприятия.

The article considers the question of increase of efficiency of systems of energy enterprises of the mineral complex. Currently, the systems of energy enterprises of the mineral complex uses various types of power installations of low and medium power. The main types are gas turbine, gas, diesel, combined cycle, steam turbine and others. Their main purpose is to provide electricity and heat to industrial enterprises, technological processes and social structures. When choosing the type of installation uses a variety of criteria – technical, economic, reliability and other. Often it is necessary to take into account the climatic and geographical factors, for example, problems with fuel delivery [7]. In recent times when selecting the type of plants used criterion of energy efficiency. The main indicator is the effective efficiency calculated by the classical method of heat balances. The article proposes the use of exergy method of determining energy efficiency, allowing to perform relative (exergetic efficiency) and absolute evaluation of the degree of thermodynamic perfection of the system. As an example, considered exergy analysis of steam turbine power as an alternative energy supply systems of enterprises.

 Ключевые слова энергоэффективность теплосиловая установка паротурбинная установка методы термодинамического анализа эксергия эксергетический анализ тепловой баланс эксергетический баланс коэффициент полезного действия Keywords энергоэффективность теплосиловая установка паротурбинная установка методы термодинамического анализа эксергия эксергетический анализ тепловой баланс эксергетический баланс коэффициент полезного действия Александров А.А. Таблицы теплофизических свойств воды и водяного пара: Справочник / А.А.Александров, Б.А.Григорьев / МЭИ. М., 2006. 165 с. Aleksandrov A.A., Grigor'ev B.A. Tablicy teplofizicheskih svojstv vody i vodjanogo para: spravochnik (Tables of thermophysical properties of water and steam: the manual). MJeI. Moscow, 2006, р.165. Александров А.А. Термодинамические основы циклов теплоэнергетических установок / МЭИ. М., 2004. 158 c. Aleksandrov A.A. Termodinamicheskie osnovy ciklov teplojenergeticheskih ustanovok (Fundamentals of Thermodynamic cycles of thermal power plants). MJeI. Moscow, 2004, р.158. Бехрендт Ц. Термодинамический анализ использования тепла в комбинированных энергетических установках / Ц.Бехрендт, А.В.Моторный // Повышение эффективности работы энергетических установок: Междунар. сб. науч. тр. / КГТУ. Калининград, 2002. С.38-47. Behrendt C., Motornyj A.V. Termodinamicheskij analiz ispol'zovanija tepla v kombinirovannyh jenergeticheskih ustanovkah (Thermodynamic analysis of the use of heat in combined power plants). Povyshenie jeffektivnosti raboty jenergeticheskih ustanovok: Mezhdunar. sb. nauch. tr. KGTU. Kaliningrad, 2002, p.38-47. Данилов Н.И. Основы энергосбережения / Н.И.Данилов, Я.М.Щелоков. Екатеринбург: Издательский дом «Авто-граф», 2010. 528 с. Danilov N.I., Shhelokov Ja.M. Osnovy jenergosberezhenija (Basis of energy conservation). Ekaterinburg: Izdatel'skij dom «Avtograf», 2010, p.528. Казаков В.Г. Эксергетические методы оценки эффективности теплотехнологических установок / В.Г.Казаков, П.В.Луканин, О.С.Смирнова / СПб ГТУРП. СПб, 2013. 93 с. Kazakov V.G., Lukanin P.V., Smirnova O.S. Jeksergeticheskie metody ocenki jeffektivnosti teplotehnologicheskih ustanovok (Exergy methods for assessing the effectiveness of thermal technology installations). SPb GTURP. St. Petersburg, 2013, p.93. Кириллин В.А. Техническая термодинамика / В.А.Кириллин, В.В.Сычев, А.Е.Шейндлин / МЭИ. М., 2008. 495 с. Kirillin V.A., Sychev V.V., Shejndlin A.E. Tehnicheskaja termodinamika (Engineering thermodynamics). MJeI. Moscow, 2008, p.495. Лебедев В.А. Комплексное энергоснабжение при бурении скважин в осложненных климатических условиях / В.А.Лебедев, Е.Л.Леушева, В.А.Моренов // Записки Горного института. 2015. Т. 213. С.47-54. Lebedev V.A., Leusheva E.L., Morenov V.A. Kompleksnoe jenergosnabzhenie pri burenii skvazhin v oslozhnennyh klimaticheskih uslovijah (Integrated energy supply for drilling wells in complicated climatic conditions). Zapiski Gornogo instituta. 2015. Vol.213, p.47-54. Лебедев В.А. Оценка эффективности основных элементов оборудования паросилового цикла тепловой электростанции эксергетическим методом / В.А.Лебедев, В.С.Дресвянкин, В.С.Карабута // Молодой ученый. 2016. № 1 (105). Ч.II. С.179-183. Lebedev V.A., Dresvjankin V.S., Karabuta V.S. Ocenka jeffektivnosti osnovnyh jelementov oborudovanija parosilovogo cikla teplovoj jelektrostancii jeksergeticheskim metodom (Evaluation of the effectiveness of key elements of equipment of the steam cycle of a thermal power plant exergy method). Molodoj uchenyj. 2016. N 1 (105). Part II, p.179-183. Меркер Э.Э. Энергосбережение в промышленности и эксергетический анализ технологических процессов / Э.Э.Меркер, Г.А.Карпенко, И.М.Тынников / ООО «ТНТ», Старый Оскол, 2007. 316 с. Merker Je.Je., Karpenko G.A., Tynnikov I.M. Jenergosberezhenie v promyshlennosti i jeksergeticheskij analiz tehnologicheskih processov (Energy efficiency in industry and exergy analysis of technological processes). OOO «TNT», Staryj Oskol, 2007, p.316. Морозюк Т.В. Углубленный эксергетический анализ – современная потребность оптимизации энергопреобразующих систем / Т.В.Морозюк, Д.Тсатсаронис // Промышленная теплотехника. 2005. Т.27. N 2. С.88-92. Morozjuk T.V., Tsatsaronis D. Uglublennyj jeksergeticheskij analiz – sovremennaja potrebnost' optimizacii jenergopreobrazujushhih sistem (Advanced exergy analysis is the modern need of optimization of energy conversion systems). Promyshlennaja teplotehnika. 2005. Vol.27. N 2, p.88-92. Сажин Б.С. Метод термодинамического анализа промышленных систем, рассматриваемых во взаимодействии с окружающей средой / Б.С.Сажин, А.П.Булеков [Электронный ресурс]. URL: http://www.chemport.ru/data/chemipedia/article_6513.html (дата обращения 08.11.2015). Sazhin B.S., Bulekov A.P. Metod termodinamicheskogo analiza promyshlennyh sistem, rassmatrivaemyh vo vzaimodejstvii s okruzhajushhej sredoj (Method of thermodynamic analysis of industrial systems under consideration in interaction with the environment) [Jelektronnyj resurs]. Available at: URL: http://www.chemport.ru/data/chemipedia/article_6513.html (data obrashhenija 08.11.2015). Черноусов П.И. Рециклинг. Технологии переработки и утилизации техногенных образований и отходов в черной металлургии. М.: Изд. дом «МИСиС», 2011. 428 с. Chernousov P.I. Recikling. Tehnologii pererabotki i utilizacii tehnogennyh obrazovanij i othodov v chernoj metallurgii (Recycling. Technologies of processing and recycling of technogenic formations and wastes in ferrous metallurgy). Moscow: Izd. dom «MISiS», 2011, p.428. Энтальпийный и эксергетический анализ. Экспертный портал по вопросам энергосбережения [Электронный ресурс]. URL: http://gisee.ru/articles/sub-methods/779/ (дата обращения 18.12.2015). Jental'pijnyj i jeksergeticheskij analiz. Jekspertnyj portal po voprosam jenergosberezhenija (Enthalpy and exergy analysis. The expert portal on energy conservation) [Jelektronnyj resurs]. Available at: URL: http://gisee.ru/articles/sub-methods/779/ (data obrashhenija 18.12.2015). Reference Document on Best Available Techniques for Energy Efficiency [Электронный ресурс]. URL: http://eippcb.jrc.ec.europa.eu/reference/ (дата обращения 22.12.2015). Reference Document on Best Available Techniques for Energy Efficiency (Reference Document on Best Available Techniques for Energy Efficiency) [Jelektronnyj resurs]. Available at: URL: http://eippcb.jrc.ec.europa.eu/reference/ (data obrashhenija 22.12.2015).