9.1.7Формализация цели

Для количественного обоснования выбора оптимального решения используется методика исследования операций. Операцией называют любое целенаправленное действие. Решение проблемы обычно представляет собой набор операций (путей достижения цели), обеспечивающий максимальное приближение к цели. Для оценки альтернатив составляют математическую модель системы, которую называют целевой функцией: У_i=F(X_i) . Критерий оптимизации (У) является показателем эффективности принятого решения.

Формализация цели заключается в определении состава аргументов и вида функциональной зависимости (линейной, квадратичной или более сложной). В качестве аргументов обычно используют единичные и (или) обобщенные критерии, оценивающие степень достижения подцелей. В качестве единичных для энергетической экспертизы используют показатель удельных энергозатрат (расходный коэффициент по энергии), коэффициент энергоемкости процесса, тепловой, эксергетический. термодинамический КПД и др. Чаще всего в этом качестве выступают обобщенные критерии:

• экономический эффект:

Э_к=С(М,П)/К,

где Э_к – экономическая эффективность; С – себестоимость продукции, служащая оценкой ресурсоемкости; М – мощность производства; К – капиталовложения; П -математическая модель процесса, аргументами которой являются технологические и конструктивные параметры;

• показатель приведенного дохода Ф_ц, учитывающий одновременно объем выпускаемой продукции М, экономию текущих 3_э и единовременных К затрат:

Ф_ц=Ц_вМ-З_э-Е_нК

где Ц_в – цена продукта; Е_н – коэффициент эффективности капиталовложений (обычно принимается 0,15);

• показатель приведенных затрат:

где Т – срок окупаемости капиталовложений, а К_у – удельные капиталовложения;

• прибыль, которая может быть вычислена по выражению П=(Ц-С)М, Оптимальным в рамках принятой модели считают такое решение, когда У принимает экстремальное значение, т.е. ПЗ, Сmin, Э_к, Пmax.

Дальнейшая работа заключается в уточнении состава аргументов целевой функции и решения задач оптимизации, т.е. нахождении оптимальных значений варьируемых переменных, обеспечивающих максимальное достижение цели при заданных ограничениях. Полученное решение затем реализуется в окончательном техническом проекте системы или в ходе ее эксплуатации.

9.1.8Заключительный отчет

• Введение.

• Существующая система.

• Анализ недостатков.

• Предлагаемые системы:

  • эскизный проект,

  • отличия от существующей системы,

  • ограничения,

  • затраты и прибыль,

  • анализ альтернатив.

• Заключение и рекомендации.

• Приложения.

4. Теплоэнергетические системы промышленных предприятий (тэспп)

10Общая характеристика теплоэнергетических систем промышленных предприятий

При энергоэкономической оптимизации комплексов, включающих несколько технологических установок, нельзя ограничиваться мероприятиями, ориентированными на отдельную установку или процесс. Для принятия обоснованных решений по энергосбережению необходимо тесно увязывать между собой функционирование химико-технологических и теплоэнергетических систем, каждая из которых обладает собственной структурной иерархией.

Теплоэнергетические системы крупнотоннажных нефтехимических производств представляются сложным комплексом тесно взаимосвязанных энергетических и технологических потоков, объединяющих в себе как системы производства и распределения топливно-энергетических ресурсов, так и потребителей энергии. При этом сами потребители могут выступать в роли источников вторичной энергии для технологических установок в рамках данного производства, внешнего потребителя или утилизационных энергетических установок, генерирующих другие виды энергетических ресурсов. Объединение большого количества источников и потребителей энергоресурсов с различными режимными характеристиками и графиками потребления и выхода вторичных энергоресурсов создают принципиально новое производственное образование – энерготехнологический комплекс (рис. 4.1, 4.2).

		Рис. 4.1. Исходная структура связи теплоэнергетических и теплотехнологической систем нефтехимического предприятия ОС – окружающая среда; ИХ – источник холода; Г – градирня; КУ – котел утилизатор; ХВО – станция химводоочистки; СКИ – синтетический изопреновый каучук.
	Рис. 4.2. Структура связи синтезируемого энерготехнологического комплекса нефтехимического предприятия: ЦСУ – централизованная утилизационная система; ПТТ – повышающий термотрансформатор; (остальные обозначения те же, что и на рис. 4.1.)

Энерготехнологические комплексы химических и нефтехимических производств характеризуются чрезвычайным разнообразием используемого оборудования, а также режимов и параметров, проводимых в них процессов, что обусловливает сложный состав, структуру промышленных теплоэнергетических систем и условий их функционирования на всех рассматриваемых иерархических уровнях (рис. 4.3).

Рис. 4.3. Иерархическая структура теплоэнергетических систем промышленного предприятия

Теплоэнергетические системы производства и распределения энергоносителей предназначены для обеспечения потребителей тепловой энергией в необходимом объеме и требуемого качества в любой отрезок времени функционирования промышленного объекта. Структура энергопотребления рассматриваемых предприятий непосредственно влияет на организацию и режимы всех элементов энергетического комплекса.

Энергоресурсами теплоэнергетических систем производств химии и нефтехимии являются:

• водяной пар давлением р=0,4÷1,4 МПа (до 9 МПа) и горячая вода при температуре t=110÷180С;

• горючие отходы производства (горючие остаточные газы, абгазы в производстве синтетических каучуков и пр.);

• физическая теплота уходящих газов технологических и энергетических агрегатов; охлаждаемые технологические потоки; остывающая продукция и отходы производства;

• избыточное давление газов и жидкостей;

• холод с температурой от +7 до –40С (до –110С) на технологию и кондиционирование воздуха в помещениях;

• сжатый воздух на технологию, силовые процессы и системы автоматизации;

• прочие технологические потоки, необходимые для изменения термодинамических условий ведения производственных и энерготехнологических процессов (кислород технический и технологический, азот и др.).

Каждый из рассматриваемых видов теплоносителей вырабатывается источником соответствующего типа, а затем специально организуемой системой распределяется между потребителями. Источниками энергоснабжения могут являться как установки энергетического назначения (ТЭЦ, котельные, компрессорные и холодильные станции), так и технологические установки, в которых образуются ВЭР тепловые и избыточного давления. В ходе построения эффективных энерготехнологических комплексов промышленных предприятий между источниками и группами потребителей организуются не только вертикальные, но и горизонтальные связи (рис. 4.3).