energyЭнергетика. Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГENERGETIKA. Proceedings of CIS higher education institutions and power engineering associations1029-74482414-0341BNTU10.21122/1029-7448-2023-66-2-141-157energy-2254Research ArticleТЕПЛОЭНЕРГЕТИКАНEAT POWER ENGINEERINGОценка термодинамической эффективности Объединенной энергетической системы Беларуси. Часть 2Assessment of Thermodynamic Efficiency of the Belarusian Energy System. Part 2РоманюкВ. Н.RomaniukV. N.

Адрес для переписки:Романюк Владимир Никанорович –Белорусский национальный технический университетпросп. Независимости, 65/2,220013, г. Минск, Республика БеларусьТел.: +375 17 293-92-16pte@bntu.by

Address for correspondence:Romaniuk Vladimir N. –Belаrusian National Technical University65/2, Nezavisimosty Ave.,220013, Minsk, Republic of BelarusTel.: +375 17 293-92-16pte@bntu.by

pte@bntu.byБобичА. А.BobichA. A.

Минск

Minsk

РыжоваТ. В.RyzhovaT. V.

Минск

Minsk

БубырьТ. В.BubyrT. V.

Минск

Minsk

ЯнчукВ. В.YanchukV. V.

Минск

Minsk

ЯцухноЯ. С.YatsukhnaY. S.

Минск

Minsk

Белорусский национальный технический университетБеларусьBelаrusian National Technical UniversityBelarus202304042023662141157Copyright © Романюк В.Н., Бобич А.А., Рыжова Т.В., Бубырь Т.В., Янчук В.В., Яцухно Я.С., 20232023Романюк В.Н., Бобич А.А., Рыжова Т.В., Бубырь Т.В., Янчук В.В., Яцухно Я.С.Romaniuk V.N., Bobich A.A., Ryzhova T.V., Bubyr T.V., Yanchuk V.V., Yatsukhna Y.S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://energy.bntu.by/jour/article/view/2254

Энергосистема – структура, входящая в число сложнейших искусственных объектов, успешное функционирование и развитие которых абсолютно необходимо для обеспечения жизнедеятельности современного государства. В этой связи, безусловно, востребован ее непрерывный мониторинг с получением достоверных и объективных показателей работы. Традиционные ключевые энергетические показатели (удельный расход условного топлива на выработку электроэнергии и отпуск тепловой энергии) для таких сложных структур не дают полного представления о работе энергосистемы и в ряде случаев рассчитываются некорректно. В настоящей статье предлагается к числу традиционных характеристик добавить известный, но практически не используемый эксергетический коэффициент полезного действия. Его применение расширяет возможности мониторинга и повышает объективность оценки. Впервые проведен анализ различных периодов (годового, отопительного и межотопительного) на примере теплоэлектроцентралей Объединенной энергетической системы Беларуси. Относительная выработка электроэнергии ТЭЦ до ввода Белорусской АЭС оценивалась в ≈45 %, а после ввода снизилась до ≈39 %. Более половины годового потребления тепловой энергии в Беларуси приходится на теплогенерирующие источники, при этом ТЭЦ обеспечивают до 88 % отпуска теплоты. Определены коэффициент использования установленной электрической мощности, коэффициент теплофикации и усредненная за год удельная выработка электроэнергии на тепловом потреблении для каждой ТЭЦ в отдельности. Найден эксергетический коэффициент полезного действия для каждой крупной и малой ТЭЦ в отдельности и проведено ранжирование их эффективности. Полученные результаты представлены в графическом виде, что повышает информативность и облегчает восприятие. Предложены решения для повышения эффективности работы ТЭЦ. 

The energy system is a structure that is among the most complex artificial objects, the successful functioning and development of which is absolutely necessary to ensure the livelihoods of a modern state. In this regard, its continuous monitoring with obtaining reliable and objective performance indicators is undoubtedly in demand. Traditional key energy indicators (specific consumption of conventional fuel for electricity generation and heat release) do not give a complete picture of the operation of the power system for such complex structures and in some cases are calculated incorrectly. The present paper proposes to add a well-known, but practically unused exergetic efficiency coefficient to the range of traditional characteristics. Its application expands the monitoring capabilities and increases the objectivity of the evaluation. For the first time, the analysis of various periods (annual, heating and inter-heating) was carried out on the example of thermal power plants (CHP) of the Unified Energy System of Belarus. The relative power generation of the CHP before the commissioning of the Belarusian NPP was estimated at ≈45 %, and after commissioning it decreased to ≈39 %. More than half of the annual consumption of thermal energy in Belarus is accounted for by heat-generating sources, while thermal power plants provide up to 88 % of heat output. The installed electric capacity utilization factor, the extraction factor and the average annual specific generation of electricity on thermal consumption for each CHP separately have been determined. The results are presented graphically, which makes the content more informative and facilitates the perception. Solutions have been proposed to improve the efficiency of the CHP.

энергосистемаэксергияэксергетический коэффициент полезного действиятермодинамическая эффективностьанализтеплоэлектроцентральБелорусская АЭСpower systemexergyexergetic efficiencythermodynamic efficiencyanalysiscondensing power plantsBelarusian NPPReferencesБобич, А. А. Комплекс энергосберегающих мероприятий на ТЭЦ при адаптации к усло-виям работы энергосистемы с вводом Белорусской АЭС: дис. … канд. техн. наук: 05.14.14 / А. А. Бобич. Минск, 2018. 224 с.Bobich A. A. (2018) Complex of Energy-Saving Measures at the CHP Plant when Adapting to the Operating Conditions of the Power System with the Commissioning of the Belarusian NPP. Minsk, 2018. 224 (in Russian).Оценка термодинамической эффективности Объединенной энергетической системы Беларуси. Часть 1 / В. Н. Романюк [и др.] // Энергетика. Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ. 2023. Т. 66, № 1. С. 44–56. https://doi.org/10.21122/1029-7448-2023-66-1-44-56.Romaniuk V. N., Bobich А. А., Ryzhova Т. N., Bubyr T. V., Yanchuk V. V., Yatsukhna Y. S. (2023) Assessment of Thermodynamic Efficiency of the Belarusian Energy System. Part 1. Enеrgеtika. Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii i Energeticheskikh Ob’edinenii SNG = Energetika. Proceedings of CIS Higher Education Institutions and Power Engineering Associations, 66 (1), 44–56. https://doi.org/10.21122/1029-7448-2023-66-1-44-56 (in Russian).Романюк, В. Н. Интенсивное энергосбережение в теплотехнологических системах промышленного производства строительных материалов: дис. … докт. техн. наук: 05.14.04 / В. Н. Романюк. Минск, 2010. 365 с.Romaniuk V. N. (2010) Intensive Energy Saving in Thermal Technology Systems of Industrial Production of Building Materials. Minsk. 365 (in Russian).Об утверждении концепции энергетической безопасности Республики Беларусь: пост. Совета Министров Респ. Беларусь, 23 дек. 2015 г., № 1084 // Нац. реестр правовых актов Респ. Беларусь. 2015. 5/41477.On the Approval of the Concept of Energy Security of the Republic of Belarus: Resolution of the Council of Ministers of the Republic of Belarus, Dec. 23, 2015, No 1084. Nats. Reestr Pravovykh Aktov Resp. Belarus' [National Register of Legal Acts of Rep. Belarus], 2015, No 5/41477 (in Russian).Малашенко, М. П. Повышение энергетической эффективности и снижение энергетической составляющей себестоимости продукции теплоэнергетических и теплотехнических производств в современных условиях / М. П. Малашенко, В. Н. Романюк, А. А. Бобич // Энергоэффективность. 2019. № 8. С. 8–15.Malashenko M. P., Romaniuk V. N., Bobich A. A. (2019) Increasing Energy Efficiency and Reducing the Energy Component of the Cost of Production of Heat and Power Industry and Heat Engineering Industry in Modern Conditions. Energoeffektivnost' [Energy Efficiency], (8), 8–15 (in Russian).Попырин, Л. С. Эффективность технического перевооружения ТЭЦ на базе парогазовых установок / Л. С. Попырин, М. Д. Дильман // Теплоэнергетика. 2006. № 2. С. 34–39.Popyrin L. S., Dil'man M. D., Belyaeva G. M. (2006) The Efficiency of Technical Retrofitting of Cogeneration Stations Using Combined-Cycle Plants. Thermal Engineering, 53 (2), 113–119. https://doi.org/10.1134/s0040601506020078.Романюк, В. Н. Развитие тепловых схем ТЭЦ в условиях Объединенной энергетической системы Беларуси / В. Н. Романюк, А. А. Бобич // Энергетика. Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ. 2015. № 4. С. 31–43.Romaniuk V. N., Bobich A. A. (2015) Development of the CHP-Thermal Schemes in Contexts of the Consolidated Energy System of Belarus. Enеrgеtika. Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii i Energeticheskikh Ob’edinenii SNG = Energetika. Proceedings of CIS Higher Education Institutions and Power Engineering Associations, (4), 31–43 (in Russian).Воронов, Е. О. К вопросу оценки термодинамической эффективности Белорусской энергосистемы / Е. О. Воронов, В. Н. Романюк, В. А. Седнин // Энергия и Менеджмент. 2016. № 3 (90). С. 2–7.Voronov E. O., Romaniuk V. N., Sednin V. A. (2016) On the Issue of Assessing the Thermodynamic Efficiency of the Belarusian Energy System. Energiya i Menedzhment [Energy and Management], (3), 2–7 (in Russian).Бродянский, В. М. Эксергетический метод термодинамического анализа / В. М. Бродянский. М.: Энергия, 1973. 296 с.Brodyanskii V. M. (1973) Exergetic Method of Thermodynamic Analysis. Moscow, Energiya Publ. 296 (in Russian).Бродянский, В. М. Эксергетический метод и его приложения / В. М. Бродянский, В. Фратшер, К. Михалек. М.: Энергоатомиздат, 1988. 288 с.Brodyanskii V. M., Fratsher V., Mikhalek K. (1988) The Exergetic Method and its Applications. Мoscow, Energoatomizdat Publ. 288 (in Russian).Шаргут, Я. Эксергия / Я. Шаргут, Р. Петела. М.: Энергия, 1968. 273 с.Szargut J., Petela R. (1968) Exergia. Moscow, Energiya Publ. 273 (in Russian).Сорин, М. В. Методика однозначного определения эксергетического КПД технических систем преобразования энергии и вещества / М. В. Сорин, В. М. Бродянский // Известия высших учебных заведений Министерства высшего и среднего специального образования СССР. Энергетика. 1985. № 3. С. 78–88.Sorin M. V., Brodyanskii V. M. (1985) The Method of Unambiguous Determination of the Exergetic Efficiency of Technical Systems of Energy and Matter Conversion. Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii Ministerstva Vysshego i Srednego Spetsial'nogo Obrazovaniya SSSR. Energetika [Proceedings of Higher Educational Institutions of the Ministry of Higher and Secondary Specialized Education of the USSR. Energy], (3), 78–88 (in Russian).Kriese, S. Exergie in der Kraftwerkstechnik. Leistungreaktoren-Dampkraftwerke-Gasturbinen-Warme-Kraft-Kopplung / S. Kriese. Essen: Vulkan, 1971. 148 с.Kriese S. (1971) Exergie in der Kraftwerkstechnik. Leistungreaktoren-Dampkraftwerke-Gasturbinen-Warme-Kraft-Kopplung. Essen, Vulkan. 148 (in German).Mujanovic, R. Bila s Parnog Bloka po Drugom Zakonu Termodinamike / R. Mujanovic // Termotechnika. 1977. № 3. P. 56-67.Mujanovic R. (1977) Bila s Parnog Bloka po Drugom Zakonu Termodinamike. Termotechnika, (3), 5667 (in Serbian).Pruschek, R. Exergetische Analyse eines Kernkraftswerke / R. Pruschek // BWK. 1970. № 1. P. 64–70.Pruschek R. (1970) Exergetische Analyse eines Kernkraftswerke. BWK, (1), 6470 (in German).Siegel, K. Exergieanalyse Heterogenen Leistungsreaktoren / K. Siegel // BWK. 1970. № 9. P. 434–440.Siegel K. (1970) Exergieanalyse Heterogenen Leistungsreaktoren. BWK, (9), 434440 (in German).Романюк, В. Н. Оценка термодинамической эффективности функционирования энергосистемы Беларуси в условиях работы Белорусской АЭС / В. Н. Романюк, А. А. Бобич // Энергия и Менеджмент. 2016. № 4 (91). С. 2–9.Romaniuk V. N., Bobich А. А. (2016) Assessment of the Thermodynamic Efficiency of the Functioning of the Belarusian Energy System in the Conditions of Operation of the Belarusian NPP. Energiya i Menedzhment [Energy and Management], (4), 2–9 (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.