Structural models of power units and thermal power stations in the technical, economic and ecological aspects
The universal structures representing technical, economic and ecological aspects of functioning of coal, fuel oil or natural gas-fired power units and thermal power-stations are developed on the basis of international system approach to consideration of the technical power systems. These structures...
Gespeichert in:
| Datum: | 2006 |
|---|---|
| Автори та афіліації: |
|
| Ключові слова: | keywords |
| Hauptverfasser: | , , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Ukrainisch |
| Veröffentlicht: |
General Energy Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine
2006
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://systemre.org/index.php/journal/article/view/280 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | System Research in Energy |
| Завантажити файл: |
|
Institution
System Research in Energy| _version_ | 1871103463464632320 |
|---|---|
| author | Dubovskoy S.V. Reysig V.A. Sokolovska I.S. Babin M.E. Kobernik V.S. |
| author_facet | Dubovskoy S.V. Reysig V.A. Sokolovska I.S. Babin M.E. Kobernik V.S. |
| author_institution_txt_mv | [
{
"author": "Dubovskoy S.V.",
"institution": null
},
{
"author": "Reysig V.A.",
"institution": null
},
{
"author": "Sokolovska I.S.",
"institution": null
},
{
"author": " Babin M.E.",
"institution": null
},
{
"author": "Kobernik V.S.",
"institution": null
}
] |
| author_sort | Dubovskoy S.V. |
| baseUrl_str | https://systemre.org/index.php/journal/oai |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2026-07-18T12:57:35Z |
| description | The universal structures representing technical, economic and ecological aspects of functioning of coal, fuel oil or natural gas-fired power units and thermal power-stations are developed on the basis of international system approach to consideration of the technical power systems. These structures can be used as base elements for the modeling of Ukrainian thermal power operation. |
| first_indexed | 2026-03-24T02:01:18Z |
| format | Article |
| fulltext |
ПРОБЛЕМИ ЗАГАЛЬНОЇ ЕНЕРГЕТИКИ • №13/2006 63
Створення адекватних моделей функціону-
вання теплових електростанцій є одним із ключо-
вих моментів прогнозування розвитку електрое-
нергетики – галузі, яка належить до провідних в
паливно-енергетичного комплексі країни [1].
Теплова електрична станція як елемент електрое-
нергетичного комплексу становить доволі склад-
ну технічну систему, робота якої підпорядкована
багатьом функціональним і природоохоронним
критеріям [2]. Окрім основного призначення –
ефективного виробництва необхідної кількості
електричної та теплової енергії, робота ТЕС має
задовольняти багатьом критеріям маневреності і
режимної керованості, що визначаються особли-
востями навантажень енергетичної системи та
складом паралельно працюючих електростанцій,
забезпечуючи водночас вимоги щодо якісного за-
безпечення своїх теплових споживачів.
Значним і багатоплановим є вплив ТЕС на
стан довкілля. Відомо, що теплові електричні
станції є одними з основних забруднювачів ат-
мосферного повітря шкідливими сполуками сір-
ки, азоту, пилом із вмістом важких металів тощо.
На ТЕС припадає також значна частка викидів
оксиду вуглецю – газу, що створює парниковий
ефект. Теплова енергетика є одним з основних
споживачів водних ресурсів на потреби охолод-
ження та підживлення робочого циклу, і водно-
час – забруднювачем води хімічними речовина-
ми, що використовуються для підготовки цик-
лової води, паливно-мастильними матеріалами
тощо. ТЕС спричиняють також значні порушен-
ня ландшафту через необхідність відведення чи-
малих земельних ділянок під золошлакові схо-
вища.
З огляду на це теплові електричні станції слід
розглядати не лише як елемент електроенерге-
тичної системи, а й як дуже важливий елемент
природної системи регіону розташування і краї-
ни в цілому.
Сучасні методи оптимального планування
розвитку теплової енергетики характеризуються
зосередженістю на суто технологічних факторах
із явною недооцінкою теплової енергетики з ог-
ляду на екологію та раціональне природокорис-
тування в регіональних і глобальних аспектах. Іс-
нуючий підхід до оцінки ТЕС як об'єкта антропо-
генних впливів на довкілля лише на підставі
норм ПДВ і ПДК є недостатнім, оскільки не вра-
ховує наслідки тривалого функціонування елек-
тростанцій, комплексні регіональні та міжрегіо-
нальні забруднення, глобальні кліматичні впли-
ви на довкілля. З подальшим розвитком ТЕС це
спричинятиме до значних проблем, які необхідно
враховувати вже зараз.
Сучасні моделі розвитку теплової енергетики,
які все більше застосовуються у світі, зокрема у
країнах Європейського Союзу, базуються на роз-
гляді технічних об'єктів як органічних елементів
природного середовища, що поділяється на дві ве-
ликі підсистеми – техносферу і біосферу. Технічні
об'єкти, що належать до техносфери і характери-
зуються терміном "технічна енергетична систе-
ма", розглядаються як органічний елемент при-
родного середовища, що має вдовольняти умовам
гармонійної взаємодії з іншими його об'єктами в
рамках ноосфери за загально визнаним у світі
вченням академіка В.І. Вернадського [3].
Для докладного аналізу ТЕС як виробничої
системи з метою визначення подальших заходів
для підвищення ефективності її роботи доціль-
но застосувати міжнародний системний підхід
до розглядання технічних енергетичних систем
згідно зі стандартами ISO серії 13600. За термі-
нологією ISO 13600 [4] технічна енергетична
система (СЕТ) – це комбінація обладнання та
об'єкта, які взаємодіють один із одним для ви-
роблення, споживання, перетворення, зберіган-
ня, транспортування або оброблення енергоп-
родукту. Своєї черги, кожна СЕТ може склада-
тися з інших СЕТ відповідно до їх функціо-
нального призначення. Енергопродукт – це
ринковий товар, який використовується для ви-
конання механічної роботи, виробництва тепла
СТРУКТУРНІ МОДЕЛІ ЕНЕРГОБЛОКІВ І ТЕПЛОВИХ
ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ У ТЕХНІЧНОМУ, ЕКОНОМІЧНОМУ
ТА ЕКОЛОГІЧНОМУ АСПЕКТАХ
УДК 620.09
С.В. ДУБОВСЬКИЙ, канд. техн. наук, В.А. РЕЙСИГ, докт. техн. наук, І.С. СОКОЛОВСЬКА,
М.Є. БАБІН, В.С. КОБЕРНИК (Інститут загальної енергетики НАН України, Київ)
На основі міжнародного системного підходу до розглядання технічних енергетичних систем розроблено
універсальні структури, які відображають технічні, економічні та екологічні аспекти функціонування енергоблоків і
теплових електростанцій, що працюють на вугіллі, мазуті чи газі. Ці структури можуть бути використані як базові
елементи для моделювання роботи теплової енергетики України.
ДОСЛІДЖЕННЯ ТА ОПТИМІЗАЦІЯ ТЕХНОЛОГІЧНИХ ОБ’ЄКТІВ І СИСТЕМ
64 ПРОБЛЕМИ ЗАГАЛЬНОЇ ЕНЕРГЕТИКИ • №13/2006
або у хімічних чи фізичних процесах. Енергоп-
родуктами є тверде, рідке, газоподібне паливо,
водень, ядерне паливо, електроенергія і тепло.
Цей підхід дає змогу під час аналізу СЕТ ком-
плексно розглядати технічні, економічні та еко-
логічні аспекти її функціонування та порівню-
вати з іншими СЕТ.
В якості СЕТ можна представити галузь па-
ливно-енергетичного комплексу, окрему елек-
тростанцію, енергоблок чи установку [5, 6]. Від-
повідно до існуючих реалій галузі електроенерге-
тики як технічні енергетичні системи розгляда-
лися узагальнені енергоблок і теплова електрос-
танція, що працюють на вугіллі, мазуті чи газі.
Для розроблення їх універсальних структур було
проаналізовано функціонування паливного трак-
ту, системи пилоприготування, газоповітряного
тракту, шлакозоловидалення, пароводяного трак-
ту, електричної частини, системи приготування
додаткової води, системи водопостачання та вра-
ховані допоміжні служби, оперативний та адмі-
ністративний персонал, затрати на купівлю чи
оренду землі, поточні витрати на паливо, воду,
допоміжні матеріали тощо. Також розглянуто
вплив теплових енергооб'єктів на довкілля внас-
лідок викидів шкідливих речовин у повітря, заб-
руднення стічних вод і ґрунту, виділення тепла,
відчуження землі [5].
Для опису будь-якої СЕТ використовується
елементарна формалізована модель "вхід-вихід"
[4] (рис. 1).
Ця модель дає можливість визначити всі енер-
гопродукти, допоміжні матеріали та послуги, не-
обхідні засоби виробництва, трудові ресурси тощо
для забезпечення нормальної роботи СЕТ, а також
одержувані як результат інші енергопродукти або
послуги, побічні продукти та вплив на довкілля.
Для детального описування СЕТ використа-
но елементарну модель "вхід-вихід" (І – О) згід-
но з ISO 13602 [7] (рис. 2), яка дає можливість
уже визначені входи і виходи проаналізувати за
двома осями: А і В.
За віссю А входами в СЕТ є засоби виробниц-
тва та відповідного сервісу, будівельні матеріали
та праця, програмне і технічне забезпечення.
Внизу за віссю А виходами є залишки, придатні
для повторного використання, відходи та можли-
ві наслідки, включаючи викиди і впливи на дов-
кілля з боку знищеної та виведеної з експлуатації
системи.
Входами за віссю В є робочі входи, такі як
енергоресурси та(або) енергопродукти, робоча
сила, робоча інформація та допоміжні матеріали,
та входи, що стосуються технічного обслугову-
вання СЕТ. Виходами по осі В є енергопродукти,
енергопослуги, викиди та побічні продукти,
включаючи емісію або відходи.
Детальний аналіз структури наявних енер-
гоблоків ТЕС, встановленого технологічного і
допоміжного обладнання та його функціону-
вання на основі описаного вище системного
підходу дозволив розробити відповідні струк-
тури для узагальнених енергоблоку і ТЕС, у
цілому які показують потоки енергопродуктів
(рис. 3 і 6), взаємозв'язок з природою (рис. 4 і 7)
та техніко-економічний аспект їх функціону-
вання (рис. 5 і 8).
Висновок
На основі системного підходу до розглядання
технічних енергетичних систем розроблено уза-
гальнені структурні моделі енергоблоків і тепло-
вих електростанцій, що працюють на вугіллі, ма-
ДОСЛІДЖЕННЯ ТА ОПТИМІЗАЦІЯ ТЕХНОЛОГІЧНИХ ОБ’ЄКТІВ І СИСТЕМ
Рис. 1. Елементарна формалізована модель
"вхід-вихід"
Рис. 2. Елементарна модель "вхід-вихід" (І – О)
Рис. 3. Потоки енергопродуктів в енергоблоці
ПРОБЛЕМИ ЗАГАЛЬНОЇ ЕНЕРГЕТИКИ • №13/2006 65
ДОСЛІДЖЕННЯ ТА ОПТИМІЗАЦІЯ ТЕХНОЛОГІЧНИХ ОБ’ЄКТІВ І СИСТЕМ
Рис. 4. Вплив енергоблоку на довкілля
(екологічний аспект)
Рис. 5. Техніко-економічний аспект
функціонування енергоблоку
Рис. 6. Потоки енергопродуктів у тепловій
електростанції
Рис. 7. Вплив теплової електростанції на
довкілля (екологічний аспект)
зуті чи газі, які відображають потоки використо-
вуваних палив, вироблених електроенергії та
теплової енергії, впливи ТЕС на довкілля. Також
встановлено основне технологічне та допоміжне
обладнання, необхідні матеріали та комплектую-
чі, економічні та фінансові питання, пов'язані з
їх роботою. Ці моделі призначені для подальшо-
го опису кожного реального енергоблоку чи ре-
альної теплової електростанції. Для енергобло-
ків ТЕС ЕС України існує перелік фактичних
показників, які надають конкретного змісту кож-
ній з позицій, показаних на рисунках 3-8 стрілка-
ми. Дані щодо цих показників доцільно наводити
у табличній формі для подальшого їх викорис-
тання під час технічного, економічного та еколо-
гічного аналізу і розрахунків. Виконані розра-
хунки дадуть можливість взаємного порівняння
ефективності різних енергоблоків та електро
станцій.
Наведений методичний підхід дозволяє опи-
сувати також уявні перспективні енергоблоки
ТЕС довільних типів, що дає змогу моделювати
роботу та визначати сценарії розвитку всієї елек-
троенергетики України чи її окремих складових.
66 ПРОБЛЕМИ ЗАГАЛЬНОЇ ЕНЕРГЕТИКИ • №13/2006
ДОСЛІДЖЕННЯ ТА ОПТИМІЗАЦІЯ ТЕХНОЛОГІЧНИХ ОБ’ЄКТІВ І СИСТЕМ
Рис. 8. Техніко-економічний аспект функціонування теплової електростанції
1. Мелентьев Л.А. Оптимизация развития и управления больших систем энергетики: Учебник для втузов.– М.: Высш. шк.,
1976. – 334 с.
2. Попырин Л.С. Математическое моделирование и оптимизация теплоэнергетических установок. – М.: Энергия, 1978. –
416 с.
3. Владимир Вернадский: Жизнеописание. Избранные труды. Воспоминания современников. Суждения потомков. – М.,
1993 – С. 533-538.
4. ISO 13600:1997(E), Technical energy systems – Basic concepts.
5. ISO 13601:1998(E) Technical energy systems – Structure for analysis – Energyware supply and demand sectors.
6. Дубовський С.В., Стоянова І.І., Соколовська І.С. Нормативно-технічне забезпечення паливно-енергетичного комплексу
на міждержавному рівні // Проблеми загальної енергетики. – 2002.– № 6. – С. 17-23.
7. ІSO 13602-1:2002, Technical energy systems – Part 1: Methods for analysis.
|
| id | systemreorg-article-280 |
| institution | System Research in Energy |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2026-07-19T01:08:36Z |
| publishDate | 2006 |
| publisher | General Energy Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| resource_txt_mv | systemreorg/d2/1b920edae0f184cf50add1a175c26dd2.pdf |
| spelling | systemreorg-article-2802026-07-18T12:57:35Z Structural models of power units and thermal power stations in the technical, economic and ecological aspects Структурні моделі енергоблоків і теплових електростанцій в технічному, економічному та екологічному аспектах Dubovskoy S.V. Reysig V.A. Sokolovska I.S. Babin M.E. Kobernik V.S. thermal power, thermal power station, power unit, technical energy systems, energy ware, universal structures, modeling. теплова енергетика, теплова електростанція, енергоблок, технічні енергетичні системи, енергопродукт, універсальні структури, моделювання. The universal structures representing technical, economic and ecological aspects of functioning of coal, fuel oil or natural gas-fired power units and thermal power-stations are developed on the basis of international system approach to consideration of the technical power systems. These structures can be used as base elements for the modeling of Ukrainian thermal power operation. На основі міжнародного системного підходу до розглядання технічних енергетичних систем розроблено універсальні структури, які відображають технічні, економічні та екологічні аспекти функціонування енергоблоків і теплових електростанцій, що працюють на вугіллі, мазуті чи газі. Ці структури можуть бути використані як базові елементи для моделювання роботи теплової енергетики України. General Energy Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine 2006-01-26 Article Article application/pdf https://systemre.org/index.php/journal/article/view/280 System Research in Energy; No. 1 (13) (2006): The Problems of General Energy; 63-66 Системні дослідження в енергетиці; № 1 (13) (2006): Проблеми загальної енергетики; 63-66 2786-7102 2786-7633 uk https://systemre.org/index.php/journal/article/view/280/227 Copyright (c) 2006 Dubovskoy S.V., Reysig V.A., Sokolovska I.S., Babin M.E., Kobernik V.S. https://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0 |
| spellingShingle | thermal power thermal power station power unit technical energy systems energy ware universal structures modeling. Dubovskoy S.V. Reysig V.A. Sokolovska I.S. Babin M.E. Kobernik V.S. Structural models of power units and thermal power stations in the technical, economic and ecological aspects |
| title | Structural models of power units and thermal power stations in the technical, economic and ecological aspects |
| title_alt | Структурні моделі енергоблоків і теплових електростанцій в технічному, економічному та екологічному аспектах |
| title_full | Structural models of power units and thermal power stations in the technical, economic and ecological aspects |
| title_fullStr | Structural models of power units and thermal power stations in the technical, economic and ecological aspects |
| title_full_unstemmed | Structural models of power units and thermal power stations in the technical, economic and ecological aspects |
| title_short | Structural models of power units and thermal power stations in the technical, economic and ecological aspects |
| title_sort | structural models of power units and thermal power stations in the technical, economic and ecological aspects |
| topic | thermal power thermal power station power unit technical energy systems energy ware universal structures modeling. |
| topic_facet | thermal power thermal power station power unit technical energy systems energy ware universal structures modeling. теплова енергетика теплова електростанція енергоблок технічні енергетичні системи енергопродукт універсальні структури моделювання. |
| url | https://systemre.org/index.php/journal/article/view/280 |
| work_keys_str_mv | AT dubovskoysv structuralmodelsofpowerunitsandthermalpowerstationsinthetechnicaleconomicandecologicalaspects AT reysigva structuralmodelsofpowerunitsandthermalpowerstationsinthetechnicaleconomicandecologicalaspects AT sokolovskais structuralmodelsofpowerunitsandthermalpowerstationsinthetechnicaleconomicandecologicalaspects AT babinme structuralmodelsofpowerunitsandthermalpowerstationsinthetechnicaleconomicandecologicalaspects AT kobernikvs structuralmodelsofpowerunitsandthermalpowerstationsinthetechnicaleconomicandecologicalaspects AT dubovskoysv strukturnímodelíenergoblokívíteplovihelektrostancíjvtehníčnomuekonomíčnomutaekologíčnomuaspektah AT reysigva strukturnímodelíenergoblokívíteplovihelektrostancíjvtehníčnomuekonomíčnomutaekologíčnomuaspektah AT sokolovskais strukturnímodelíenergoblokívíteplovihelektrostancíjvtehníčnomuekonomíčnomutaekologíčnomuaspektah AT babinme strukturnímodelíenergoblokívíteplovihelektrostancíjvtehníčnomuekonomíčnomutaekologíčnomuaspektah AT kobernikvs strukturnímodelíenergoblokívíteplovihelektrostancíjvtehníčnomuekonomíčnomutaekologíčnomuaspektah |