Что Цена Steam?

Реальные цены пара, необходимые для эффективной работы сайта химической продукции, как передать реалистичные затраты на различных предприятий на сайте и предоставить реальные экономические стимулы для энергосбережения.

Основная проблема с вопросом "Что такое цена пара"? является то, что она в значительной степени бессмысленный вопрос. Если пара приобрела от третьей стороны, по мнению некоторых контрактной цены, пара не имеет стоимости. Приобретение топлива стоимости. Приобретение власти с точки зрения затрат. Державой, экспортируемых из сайта и продал имеет значение. Воды и химикатов приобрели для производства пара определенные затраты. Труда и техническое обслуживание также расходов.

Тем не менее, пара не имеет прямых затрат. Это просто посредник между первичными затратами (например, топливо) и конечных пользователей. И все же каким-то образом мы должны распространить среди предприятий на сайте первичных затрат, возникающих в результате их использования пара.

Моделирование и оптимизация инженерных систем

Для анализа системная утилита, в первую очередь необходимо разработать имитационную модель (1), что может быть сделано с использованием коммерчески доступного программного обеспечения. Имитационная модель должна позволять при частичной нагрузке производительность компонентов паровой системы. Она должна обеспечивать моделирование полный материальный и энергетический баланс во всем паровой системе, и быть в состоянии предсказывать топлива, выработка электроэнергии, потребности в воде и т. д. для любых условиях паровой системы. Модель должна учитывать ограничения по операционной системе, например, в связи с паром из паровых потоков поколения устройств и пар проходит через турбины.

После такого моделирования была разработана модель, он может быть подвергнут оптимизации. Важных степеней свободы в инженерных систем являются:

Несколько устройств парообразования. Каждое устройство пара поколения в рамках системы утилиты можно использовать в различных топлива или сочетание различных видов топлива, и обычно имеет свою эффективность, что зависит от паровой нагрузки. Стрельба в камеры сгорания газотурбинных двигателей и дополнительного сжигания два независимых степеней свободы. Пар может также быть получены из отходов тепла внутри процесса. Тем не менее, такие пара в процессе производства поколение будет предположить здесь должны быть установлены в соответствии с функционированием этого процесса.

Несколько турбин пар. Как правило, паровые турбины имеют различную эффективность в зависимости от их размера, конструкции, возраста и технического обслуживания. Для данной турбины, эффективность зависит от нагрузки. Таким образом, если Есть две или более пар пути через утилиту системы с помощью различных паровых турбин, соединяющая два заголовки пара, это вносит дополнительную степень свободы для внутреннего распространения потока.

Letdown станций. Пар может быть передано между заголовками через разочарование станций вместо паровых турбин. Как правило, большие потоки разочарование указать упустил возможность для выработки электроэнергии. Тем не менее, в некоторых случаях, потоки разочарование станция может быть использована для обхода ограничений в паровой турбины потоков на одном уровне, с тем чтобы использовать ослабление потока на более низком уровне для выработки электроэнергии. Кроме того, если разочарование станции включает де-перегревом путем введения котел питательной воды (BFW), температура др. выхода де-перегрев дополнительную степень свободы.

Лопатки газовых турбин. конденсационные турбины паровой обеспечить инженерных систем с дополнительными степенями свободы, создавая дополнительные силы, но отказ тепла в атмосферу.

Ван. Как и в случае конденсации паровых турбин, вентиляции пар с низким давлением заголовки также обеспечивает дополнительную степень свободы для увеличения выработки электроэнергии. Хотя это может показаться пустой тратой пара, если есть значительные разницы в ценах между ценой электроэнергии и тепла, он может быть экономической. Опять же, тепла отклонил в атмосферу.

Модель оптимизации существующих систем утилита может быть использована для непрерывного и дискретного решения. Дискретные решения касаются оперативного статуса (вкл / выкл) устройств. Например, можно было бы переключаться между паровой турбины или электродвигателя на определенном диске.

Энергетических балансов элементов системы нелинейных включать условия, которые приводят к нелинейной оптимизации, с потенциалом, чтобы объединить все связанные с этим проблемы локальных оптимумов (1). К счастью, эту трудность можно преодолеть, установив температуру и давление пара в сети оптимизации для получения линейной модели оптимизации, которая является простой для решения (1). За ними следуют строгим моделирования после каждого шага оптимизации. Линейной оптимизации повторяется, а затем снова строгого моделирования и так далее, пока сходимости достигается. Эта процедура обычно выполняется не более чем четыре или пять итераций для достижения сходимости (1).

Использование оптимизационной модели для установки паровой цен для фиксированной нагрузки

Рассмотрим первый случай, когда пара тепловых нагрузок для процессов на сайте, являются фиксированными и задача заключается в вычислении стоимости пара для распределения затрат на процессы и бизнеса на этом сайте. Создание реальной стоимости пара для существующей системы пара требует модель, которая отражает, насколько это возможно, выполнение существующего оборудования и ограничений в существующее оборудование и паровые сети. Модель должна также включать в себя существующие парового отопления, спрос на различные процессы.

Эта модель должна быть оптимизирована первых, как уже говорилось ранее. Стоимость для получения пара в котлах утилита может быть вычислена по оптимизированной модели. Это будет в основном от стоимости топлива, но может включать другие расходы. После расчета стоимости самого высокого давления пара, модель будет представлена также количество электроэнергии, вырабатываемой за счет расширения высоким давлением пара в следующий по величине давления. Значение этой силы могут быть вычтены из стоимости получения высокого давления пара в котлах утилита дать стоимость нового высоким давлением пара. Расчет повторяется на следующий более низкий уровень давления, и так далее. Таким образом, стоимость каждой паровой уровень расходов на следующий высоком уровне минус стоимость электроэнергии, вырабатываемой из разложения со следующего самом высоком уровне. Эта модель включает в себя данные о производительности и ограничения, связанные с реальной системе, а не идеализированные модели.

В крайнем случае, такой подход к калькуляции пар может привести к пара под низким давлением негативно стоимости. Это может произойти, если топливо сравнительно дешевые и энергия сравнительно дорого. Это не основная проблема, так как она отражает истинной экономикой. Система сайте утилита пользу из наличия радиатором для пара низкого давления. Тем не менее, следует подчеркнуть, что если пара низкого давления имеет отрицательную стоимость, это не обязательно означает, что экономический рост в пар низкого давления потребления значительно. Как будет видно ниже, расходы пара, вероятно, изменится и его изменение потребления.

Следует также отметить, что изменение расходов на электричество будет меняться по оптимизации и, следовательно, пара расходов. В этой ситуации, в среднем может быть принято в соответствии с относительной длительностью расходов.

Пример 1: Паровые цен для фиксированной нагрузки пара

Рассмотрим теперь пара цен на существующие системы утилиты на рисунке 1, когда нагрузки на различные заголовки пара фиксированы. Используемых топлив приведены в таблице 1, и данные настройки сайта приведены в таблице 2. Существует спрос на очень-высокого давления (VHP) пар из различных процессов на сайте, чтобы диск паровых турбин на несъемных жестких дисках со сгущенным выхлопных газов. Есть также требует высокого давления (HP), среднего давления (МП) и низкого давления (LP) пара для процесса нагрева. Кроме того, пара расширить с помощью различных паровых турбин.

Рис 2 показана та же системная утилита, после оптимизации. Пара стоимость можно рассчитать в случае базы и оптимизирован дела. В таблице 3 представлены расходы на различных уровнях на основе пара топлива значения энтальпии разница между паровой сети, изэнтропической эффективность паровой турбины модели (предполагается, что типичный 85% изэнтропической эффективности и 95% эффективность машины) и полный имитационной модели.

Таблица 3 показывает, что стоимость модели, основанной на топливо значения энтальпии разница между паровой сети значительно превышает прогнозирует цены на уровне ниже давления пара. С другой стороны, изэнтропической модель предсказывает, эффективность затрат, которые являются слишком низкими для уровней ниже давления пара. (Конечно, результаты изэнтропической модели зависит от эффективности предположение изэнтропической эффективности.) Кроме того, ясно, что Существуют значительные различия между затратами, вычисленные для случая базы и оптимизирован дела. Наконец, расходы на низком давлении пара отрицательных, когда либо на основе модели изэнтропической эффективности или имитационной модели. Наиболее подходящим расходами являются те из правой колонке таблицы 3.

Паровая цены для изменения нагрузки

Рассмотрим теперь случай, когда пара цена должна определяться на изменение в процессе тепловой нагрузки, например, для модернизации сети теплообменник для рекуперации тепла увеличилось. Кроме того, проект может включать увеличение тепловых нагрузок в результате ввода в эксплуатацию нового завода или расширения уже существующего.

Отправной точкой является модель паровой системы, опять оптимизации для существующих парового отопления нагрузок. Это может быть подозрения, что пара стоимость рассчитывается по модели существующих нагрузках пар может быть использован для обеспечения паром расходы на увеличение или уменьшение для данного паровой магистрали. К сожалению, это не тот случай. Оптимальные настройки для изменения системы пар после нагрузок для изменения пара сети. Ограничения на существующем оборудовании также можно встретить, и все это должно быть учтено.

Рассмотрим опять рис 2 с указанием существующей системы утилита сайте (2). Предположим, что это возможно, чтобы уменьшить спрос HP пара. Это может быть сделано, например, путем повышения утилизации тепла в рамках процессов, которые используют HP пара.

Но что такое пара экономить на самом деле стоит? Экономия пара от сети HP означает, что теперь не нужно быть расширены за счет паровых турбин от уровня VHP. Это, в свою очередь, означает, что существует избыток пара на уровне VHP.

Первое очевидное действие принять это к сокращению производства пара в котлах полезность и принять экономии расходов на топливо в качестве результата. К сожалению, экономия расходов на топливо также будут сопровождаться увеличением энергозатрат. Это связано с сокращением в поток пара через паровые турбины, а также дополнительные мощности должны быть импортированы (или экспортировать электроэнергию снизилась), чтобы компенсировать это. Поэтому не так прямо вперед, чтобы точно определить, какие затраты и выгоды, связанные с паровой экономия будет.

Другой способ борьбы с лишними пара на уровне VHP создан пара экономия могла бы быть передача тепла через альтернативный путь, скажем, к конденсационной турбины. Это позволило бы дополнительные мощности, которые будут созданы, что приводит к рентабельности. В комплексе системная утилита, тепло может протекать через утилиту системы через многие пути. Поток, проходящий через различные пути будут иметь разные последствия в плане затрат.

При оценке истинные выгоды расходов, связанных с паром экономии, пара и энергетического баланса для системы утилита сайт должен быть рассмотрен вместе с расходами на топливо и электрической энергии (мощности или кредита, если власть идет на экспорт).

Если пара генерируется, а не используется, то те же основные аргументы применимы. Например, предположим, HP пар, вырабатываемого в процессе HP основных на рисунке 2. Проект по улучшению рекуперации тепла в этот процесс может привести к увеличению поколения HP. Это приводит к избыток HP пар, который, в свою очередь приводит к избыточному пара VHP. Тогда же аргументы применимы как к тому, что самый эффективный способ использовать излишки пара VHP.

Единственный способ урегулировать последствия истинной стоимости сокращения спроса в паре создан проект по сокращению энергии заключается в использовании методов оптимизации описано выше. Модель оптимизации существующей системы утилиты необходимо сначала создать. Начиная с паровой нагрузки на основные с самым дорогим пара, это постепенно снижается и полезность системы переподготовки и оптимизированы настройки на каждом из паровой нагрузки. Пара нагрузка может быть снижена лишь до точки, где расход ограничения не нарушаются.

Концепция пара предельные издержки использоваться в качестве индикатора при анализе. Она определяется как изменение в утилите операционной системы расходов на единицу изменения пара спроса на данный пар основных (изменения в баланс основных пар) (3):

Депутат ^ югу STEAM =

Депутат где ^ к югу STEAM = предельной цены пара,

Важно подчеркнуть, что изменение эксплуатационных затрат берется между оптимальной работы до изменения пара спроса и оптимальной работы после смены пара спроса на текущем шаге.

Паровая спрос на данный основные может возрасти в результате увеличения темпов производства или сокращение в целях повышения энергетической эффективности сайта. Такой же подход может быть использован для решения любых условиях.

Первый шаг заключается в оптимизации работы системная утилита для первоначального требования пара, как на рисунках 1 и 2 (3). Затем пара основном с высшим пар предельных издержек за текущий спрос пара выявлено. Потенциал для снижения спроса этого главного затем определяется посредством постепенного сокращения спроса на том, что пара. На каждом шаге в деле сокращения, вся системная утилита повторно оптимизировать. Если ограничение на использование сократилось (или увеличить поколения) будет достигнуто, или предельные издержки для паровых основные изменения значительно ступенчатого снижения потребление пара (или увеличение производства пара) прекращается. Процедура повторяется для основных пар с высоким пар предельных издержек для новых условиях, пока не дальнейшее сокращение использования пара (или увеличить поколения) возможно.

Пример 2: Паровые цены на chanqinq нагрузки пара

Рассмотрим опять полезность системы на рисунках 1 и 2, но теперь пара нагрузки на различные заголовки пара разнообразны. Современным требованиям пара процесс будет рассмотрен на потенциальные выгоды от экономии пара. Даже в относительно простой утилиты системы, такие как этот, Есть много сложных взаимодействий изучить для того, чтобы определить истинную экономическую ценность пара сохранены на любом из уровней давления.

Рисунок 3 представляет собой участок пара предельной цены по сравнению с потенциальной экономии пара. Он оснащен шестью сегментами: три для HP пара сбережений и три депутата сегментов. Сохранение Л. пара не имеет значения. В рамках каждого этапа Есть небольшие маргинальные колебания цен, как правило, образуя устойчивый тренд, в результате нелинейности производительности паровой турбины. Шаги в кривой возникает, когда, после оптимизации, дальнейшего сохранения в паре вдоль некоторого пути в утилите системы ограничивается ограничения, как правило, нижняя граница расхода.

Важно подчеркнуть, что, когда процесс изменения паровой нагрузки, стоимость данного уровня пара может меняться в зависимости от величины изменения в паровой нагрузки. Стоимость пара в этой ситуации зависит не только от стоимости топлива и энергетики, а также на утилиту конфигурации, производительности оборудования и ограничений, в рамках системная утилита.

Еще один важный момент, чтобы подчеркнуть, что рис 3 не представляет возможности пара экономии в рамках процессов. Пара сбережения, как показано на рис 3, не может быть возможным по мере касаются процессов. Таким образом, процедура должна быть истолковано как своего рода "что если?" анализа, т. е. то, что будут экономические последствия возможной экономии пара в процессах?

Рисунок 3 показывает, что это, в общем, неправильно приписывать единое экономическое значение для пара на данном уровне. Его значение на определенном уровне зависит от того, насколько в настоящее время потребляется, а также расходов на топливо, стоимости энергии, и так далее. Эти маргинальные цен, в сочетании с ограничениями на пару сохранения, обеспечить стратегии в области энергосбережения на сайте, без изменений в утилите системы. Шаг изменения в предельной цены также снабжены указаниями в отношении возможных поправок к системная утилита.

ЛИТЕРАТУРА

1. Varbanov, PS, и др.., "Моделирование и оптимизация коммунальных систем", Trans. IChemEt 82A, с. 561-578 (2004).

2. Varbanov, PS, и др.. ", Высшего уровня Анализ сайта коммунальные системы", "Trans. ICheinE, 82A, с. 784-795 (2004).

3. Р. Смит, "Химическая процесса проектирования и интеграции", М., Хобокен, штат Нью-Джерси (2005).

ROBIN СМИТ

ЦЕНТР ПО процесса интеграции, Univ. Манчестер

PETAR VARBANOV

Берлинский технический университет

ROBIN Смит является директором Центра по интеграционному процессу в школе химической технологии и аналитической науки в Univ. Манчестер (PO Box 88, Манчестер, M60 1QD, Великобритания; Телефон: 44-161-200-4382, факс: 44-161-236-7439, E-почта: <A HREF = "mailto: robin.smith @ UMIST . ac.uk "> robin.smith umist.ac.uk @ </>). Он имеет обширный опыт работы с промышленными Rohm

PETAR VARBANOV является научный сотрудник кафедры динамики процесса и эксплуатации, Технический университет Берлина (Улица 17, 135 Juni, KWT9, 0-10623 Берлин, Германия; Электронная почта: <A HREF = "mailto: varbanov @ Dynamik . fbio.TU-Berlin.de "> varbanov@dynamik.fbio.TU-Berlin.de </ A>). Он работал в области энергоэффективности, специализирующаяся на интеграции тепла, в IChE - Болгарской академии наук, а его профессиональные интересы включают моделирование и оптимизации процессов. Он окончил университет химической технологии и металлургии в Софии, Болгария, MSc в области химического машиностроения, а также изучена степень доктора в области оптимизации и синтеза систем процесса утилита, при Univ. Манчестера.