|
идеализированных аналогов. Введены понятия теоретического потенциала и резервов энергосбережения процесса. В третьей главе описаны принципы исследования термодинамической эффективности потребителей тепла в коммунально-бытовой сфере (на примере отопления и горячего водоснабжения). Показаны способы формирования их идеального и идеализированного аналогов, определения теоретического потенциала и резервов энергосбережения в процессах отопления и горячего водоснабжения. Проведены расчёты по определению минимально необходимых затрат энергии/эксергии на отопление и горячее водоснабжение для административных центров субъектов Российской Федерации. Выполнена комплексная оценка теоретического потенциала и резервов энергосбережения в коммунально-бытовой сфере на примере г. Иркутска. Четвёртая глава посвящена приложению разработанных методов для исследования термодинамической эффективности источников тепловой энергии (парогенератора и теплоэлектроцентрали) и системы теплоснабжения в целом как комплекса связанных между собой элементов: источники тепла (И) транспорт тепла, тепловые сети (ТС) потребление тепла (П). Па примере источников тепловой энергии парогенератора и ТЭЦ показаны принципы составления и анализа полных энергетических балансов с использованием химической энергии и эксергии топлив. Особое внимание уделено самому понятию химическая энергия и эксергия топлив и разработке метода их определения. На основе усовершенствованной методики определения этих показателей рассчитаны значения химической энергии и эксергии твёрдых, жидких и газообразных топлив, добываемых и производимых в России. Выводы по главе 1 1.Выбранная тема диссертации является актуальной. 2. Обоснована необходимость увязки энергосбережения напрямую с эффективностью использования энергии в техническом объекте (технологической 27 |
в. сформулировать понятия теоретического потенциала и резервов энергосбережения применительно к случаям совершенствования процесса и замены его новым, более эффективным; классифицировать энергопотребляющие процессы по их функциям и целевому назначению; сформулировать принципы формирования и разработать идеализированные аналоги для процессов отопления, горячего водоснабжения и освещения; предложить на базе исследований своих предшественников новый, более совершенный метод расчета химической энергии и эксергии топлив и разработать программу определения численных значений этих характеристик на ЭВМ; обосновать и реализовать возможность исследования технических систем больших размеров и сложности (предприятий, отраслей, народного хозяйства в целом) на основе использования инструмента и показателей, разработанных для анализа отдельных процессов; разработать принципы моделирования энергопотребления в отдельной отрасли с использованием результатов термодинамического анализа отдельных процессов. 2. В области прикладных исследований: выполнить сопоставительный анализ значений низшей и высшей теплоты сгорания с величинами химической энергии и эксергии для технических топлив; показать, что существующие методы оценки КПД котлов по низшей теплоте сгорания завышают их эффективность, иногда существенно; рассчитать значения химической энергии и эксергии твердых, жидких и газообразных топлив, добывающихся и производящихся на территории бывшего СССР; выполнить расчеты и получить оценку повышения уровня энергоиспользования крупного металлургического комбината за счет его модернизации; КПД, удельные затраты энергии/работы на производство полезного продукта (эффекта) системы, теоретический потенциал и технически реализуемые резервы экономии энергии. 2. Приложение методов исследования отдельного процесса (технического объекта) к решению подобных задач для более сложных системы предприятий, отраслей, народного хозяйства в целом. 3. Понятия теоретического потенциала и резервов энергосбережения, принципы их определения. 4. Методика оценки энергетического потенциала технических топлив по их химической энергии и эксергии и численные значения этих характеристик, рассчитанные для твердых, жидких и газообразных топлив, добываемых и производимых на территории бывшего СССР. 5. Принципы формирования и разработка идеализированных аналогов, методика расчета минимально необходимых (теоретических) затрат энергии и работы для процессов коммунально-бытовой сферы отопления, горячего водоснабжения и освещения. 6. Модель энергопотребления отрасли на основе материальных и полных энергетических балансов отдельных процессов. 7. Методика долгосрочного прогнозирования энергопотребления на основе прогнозов КПД технологий. 8. Обоснование целесообразности и реализация возможности прогнозирования затрат эксергии для согласования получаемых прогнозов по количеству и качеству необходимой в перспективе энергии. Научная новизна предлагаемых решений: предложены принципиально новая постановка задачи, методология и инструмент, позволяющие выполнять энергетический анализ технических систем: с целью определения их термодинамической эффективности, выявления резервов экономии энергии и подг отовки качественной информации для прогнозирования энергопотребления; /о. //. впервые реализованы возможности использования методов исследования отдельного процесса для решения подобных задач применительно к более сложным техническим системам крупным предприятиям, отраслям, народному хозяйству в целом; разработана новая система показателей для оценки термодинамической эффективности неэнергетических процессов, введены понятия теоретического потенциала и резервов энергосбережения технологического процесса; выполнено уточнение энергетического потенциала технических топлив путем усовершенствования методики определения их химической энергии и эксергии; сделан существенный вклад в формирование банка данных по характеристикам идеализированных аналогов и значениям минимально необходимых затрат энергии/работы различных процессов за счет определения этих показателей для процессов коммунально-бытовой сферы отопления, горячего водоснабжения и освещения; разработаны оригинальные принципы моделирования энергопотребления отрасли с целью получения информации для оценки резервов энергосбережения и прогнозирования энергопотребления на перспективу; предложен авторский алгоритм использования прогнозов КПД для долгосрочного прогнозирования энергопотребления, позволяющий прогнозировать одновременно потребность в энергии и эксергии для того, чтобы учесть необходимое качество энергии; впервые выполнена оценка энергетического и эксергетического КПД отдельной отрасли (черной металлургии) и народного хозяйства страны на единой научной основе. Практическая значимость работы. Разработанные в диссертации методы и инструментарий могут быть использованы соответствующими руководящими органами при разработке региональных, отраслевых и государственных энергосберегающих программ, |