Оценка термодинамической эффективности Объединенной энергетической системы Беларуси. Часть1

Энергосистема – одна из основ современного государства, и необходимость ее успешного развития и функционирования не подлежит сомнению. В этой связи актуален ее объективный анализ на базе комплекса показателей: экономических, энергетических и термодинамических. Вместе с тем традиционная оценка работы энергосистемы осуществляется на основе таких характеристик, как удельный расход условного топлива на выработку электроэнергии и отпуск тепловой энергии, что не дает полной картины и не всегда применяется корректно. В настоящей статье впервые на базе эксергетического метода рассматривается расчет эксергетического коэффициента полезного действия. Данный показатель позволяет наиболее простым способом получить объективную оценку термодинамической эффективности такого сложного формирования, как энергосистема современной страны. В качестве примера проанализированы Объединенная энергетическая система Беларуси в целом и конденсационные электростанции в частности за достаточно продолжительный срок (2000–2021) и в различные характерные периоды времени. Описана методика расчета эксергетического коэффициента полезного действия. Полученные результаты представлены в графическом виде. Уделено внимание вопросу приемлемости погрешности при обобщении данных об исходных потоках первичных энергоресурсов и продуктовых потоках централизованных генерирующих источников энергосистемы. Проанализирован вклад конденсационных электростанций в общий объем генерации электроэнергии, определены наиболее совершенные из них с термодинамической точки зрения. Проведен расчет их энергетических и эксергетических показателей, рассмотрены изменения, связанные с вводом Белорусской АЭС. Делается вывод о целесообразности дальнейшей реконструкции энергоисточников энергосистемы с целью снижения относительного веса природного газа в приходной части энергобаланса до 50 %. Достичь этого можно путем повышения термодинамической эффективности.

1. К вопросу оценки термодинамической эффективности Белорусской энергосистемы / Е. О. Воронов [и др.] // Энергия и Менеджмент. 2016. № 3 (90). С. 2–7.

2. Бродянский, В. М. Эксергетический метод термодинамического анализа / В. М. Бродянский. М.: Энергия, 1973. 296 с.

3. Вернадский, В. И. О задачах и организации прикладной научной работы АН СССР / В. М. Бродянский. Л.: Изд-во АН СССР, 1928. 42 с.

4. Шаргут, Я. Эксергия / Я. Шаргут, Р. Петела. М.: Энергия, 1968. 273 с.

5. Сажин, Б. С. Эксергетический метод в химической технологии / Б. С. Сажин, А. П. Булеков. М.: Химия, 1992. 208 с.

6. 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.

7. Kriese, S. Exergie in der Kraftwerkstechnik. Leistungreaktoren-Dampkraftwerke-Gasturbinen-Warme-Kraft-Kopplung / S. Kriese. Essen: Vulkan. 1971. 148 с.

8. Mujanovic, R. Bila s Parnog Bloka po Drugom Zakonu Termodinamike // R. Mujanovic // Termotechnika. 1977. № 3. P. 56–67.

9. Pruschek, R. Exergetische Analyse eines Kernkraftswerke / R. Pruschek // BWK. 1970. № 1. P. 64–70.

10. Siegel, K. Exergieanalyse Heterogenen Leistungsreaktoren / K. Siegel // BWK. 1970. № 9. P. 434–440.

11. 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.

12. Андрющенко, А. И. Показатели эффективности сложных систем энергоснабжения и взаимосвязь между ними / А. И. Андрющенко // Энергосбережение в городском хозяйстве, энергетике, промышленности: материалы 4-й Рос. науч.-техн. конф., Ульяновск, 24–25 апр. 2003 г. Ульяновск, 2003. С. 12–14.

13. Бобич, А. А. Комплекс энергосберегающих мероприятий на ТЭЦ при адаптации к условиям работы энергосистемы с вводом Белорусской АЭС: дис. … канд. техн. наук: 05.14.14 / А. А. Бобич. Минск, 2018. 224 с.

14. Повышение энергетической эффективности и снижение энергетической составляющей себестоимости продукции теплоэнергетических и теплотехнических производств в современных условиях / М. П. Малашенко [и др.] // Энергоэффективность. 2019. № 8. С. 8–15.

15. Михалевич, А. А. Моделирование работы Белорусской энергосистемы с учетом ввода АЭС / А. А. Михалевич, В. А. Рак // Энергетика. Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ. 2021. Т. 64, № 1. С. 5–14. https://doi.org/10.21122/1029-7448-2021-64-1-5-14.

16. Зорина, Т. Г. Типологизация и анализ значимости рисков и угроз энергетической безопасности Республики Беларусь с учетом интеграции Белорусской АЭС в энергосистем / Т. Г. Зорина, В. В. Панасюк, С. Г. Прусов // Энергетика. Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ. 2022. Т. 65, № 5. С. 385–397. https://doi.org/10.21122/1029-7448-2023-65-5-385-397.