Determination the appropriate rank of coal for boilers of combined heat and power plants while conversion on pulverized-coal combustion

The most appropriate rank of coal for conversion combined heat and power plant (CHP) while conversion to pulverized-coal combustion is being chosen by means of solution of the problem of multicriterion optimization for system: ‘boiler and coal fuel’. The set of partial optimization criterions for as...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2013
Автори:	Stohniy O.V., Makarov V.M., Kaplin M.I., Bilan T.R.
Формат:	Стаття
Мова:	Українська
Опубліковано:	General Energy Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine 2013
Теми:	steam coal rank CHP multicriterion optimization.
Онлайн доступ:	https://systemre.org/index.php/journal/article/view/476
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	System Research in Energy
Завантажити файл:

Репозитарії

System Research in Energy

_version_	1871103878373572608
author	Stohniy O.V. Makarov V.M. Kaplin M.I. Bilan T.R.
author_facet	Stohniy O.V. Makarov V.M. Kaplin M.I. Bilan T.R.
author_institution_txt_mv	[ { "author": "Stohniy O.V.", "institution": null }, { "author": "Makarov V.M.", "institution": null }, { "author": "Kaplin M.I.", "institution": null }, { "author": "Bilan T.R.", "institution": null } ]
author_sort	Stohniy O.V.
baseUrl_str	https://systemre.org/index.php/journal/oai
collection	OJS
datestamp_date	2026-07-18T12:57:40Z
description	The most appropriate rank of coal for conversion combined heat and power plant (CHP) while conversion to pulverized-coal combustion is being chosen by means of solution of the problem of multicriterion optimization for system: ‘boiler and coal fuel’. The set of partial optimization criterions for assessment of productivity of CHP operation while burning coal in boiler units (installations) is proposed.The set of physical, chemical, technical heat and economic features was formed for mathematical modeling on the basis of analysis of influence of major parameter rates of steam coal on CHP operational indicators. These features include ash and sulphur content, moisture, calorific value, price and availability indicator (the part value of the kind of coal products in total volume of domestic clean coal).To determine the generalized optimization criterion for the system the principle of extreme pessimism (Wald criterion) is used. The kind of coal products is considered to be optimal, if it minimal assessment by one of partial criterions is maximal in the list of this kinds. This way the equality of influences of partial criteria on the result of choice is reaching.The case study of determining the optimal coal rank for boiler unit ‘БКЗ-420-140НГМ’ at the CHP by means of developed model is done. For assessment of fuel supply productivity the set of 8 technological, technical heat, physical, chemical and price indicators was created for domestic production coal products and 6 indicators for imported.
first_indexed	2026-03-24T02:01:53Z
format	Article
fulltext	УДК 004.942:622.68 О.В. СТОГНІЙ, канд. техн. наук, В.М. МАКАРОВ, М.І. КАПЛІН, Т.Р. БІЛАН, Інститут загальної енергетики НАН України, м. Київ ВИЗНАЧЕННЯ ОПТИМАЛЬНОЇ МАРКИ ВУГІЛЛЯ ТЕЦ ПРИ ПЕРЕВЕДЕННІ ЇХ КОТЛОАГРЕГАТІВ НА ПИЛОВУГІЛЬНЕ СПАЛЮВАННЯ Вибір оптимальної марки вугілля для ТЕЦ під час переведення їх котлоагрегатів на пиловугільне спалювання здійснюється за допомогою формулювання задачі бага- токритеріальної оптимізації для системи котел–вугільне паливо. Запропоновано сукупність частинних критеріїв оптимальності для оцінки ефективності функціону- вання ТЕЦ при спалюванні вугілля в котлі. Обґрунтовано застосування принципу крайнього песимізму для визначення узагальненого критерію оптимальності систе- ми. Розглянуто приклад застосування розробленої моделі до вибору оптимальної марки палива при переведенні на спалювання вугілля котла БКЗ-420-140НГМ. Для оцінки ефективності паливозабезпечення ТЕЦ використано вісім технологічних, теплотехнічних та фізико-хімічних, цінових показників вугільної продукції власного виробництва та шість – для імпортованого вугілля. К л ю ч о в і с л о в а: енергетичне вугілля, марка, ТЕЦ, штиб, багатокритеріальна оптимізація. © О.В. СТОГНІЙ, В.М. МАКАРОВ, М.І. КАПЛІН, Т.Р. БІЛАН, 2013 МАТЕМАТИЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ЕНЕРГЕТИЧНИХ ОБ’ЄКТІВ І СИСТЕМ 28 ISSN 1562-8965. Проблеми загальної енергетики, 2013, вип. 1 (32) Оскільки напрацювання енергетичних котлів більшості ТЕЦ в Україні перевищує парковий ресурс – 200 тис. годин, необхідною умовою їх подальшої експлуатації є глибока реконструк- ція з подовженням ресурсу або заміна. В умовах прогнозованого підвищення цін на природний газ і мазут, одним з найбільш доцільних варіантів глибокої реконструкції котлів ТЕЦ є їх поетапне переведення на спа- лювання вугілля. Незважаючи на те, що цей варіант реконструкції вже застосовується на багатьох діючих ТЕЦ, необхідним елементом проектів такої реконструкції є вибір оптималь- ного виду вугільного палива, що має здійсню- ватись на основі всебічного аналізу подальшої тривалої роботи ТЕЦ на вибраному паливі. Зокрема, мають бути обов’язково враховані можливості паливних баз держави в забезпе- ченні нових споживачів належними типами вугільної продукції, обґрунтовані як необхід- ність, так і обсяги її імпортування. Тому, метою дослідження є розробка основних методичних засад та побудова математичної моделі визна- чення оптимального виду вугільної продукції для паливозабезпечення котлоагрегатів ТЕЦ при переведенні їх зі спалювання газу-мазуту на спалювання пиловугільного палива. Вибір типу вугільної продукції для спалю- вання у котлі ТЕЦ. В техніко-економічних задачах вибору найкращого рішення, як прави- ло, мають місце декілька критеріїв оптималь- ності. Задачу вибору деякого рішення з множи- ни допустимих рішень із врахуванням декіль- кох критеріїв оптимальності називають бага- токритеріальною задачею оптимізації. Ці кри- терії можуть відображати оцінки різних власти- востей об’єкта або процесу, стосовно яких при- ймається рішення. Вибір марки вугілля для спалювання у котлі ТЕЦ є типовою задачею багатокритеріальної оптимізації. Це випливає як із умови існування множини проектних палив для котлоагрегатів кожного типу, так і наявних конкретних умов постачання вугільної продукції для їх роботи. Сутність задачі векторної оптимізації поля- гає у відшуканні такого її допустимого рішен- ня, яке в тому чи іншому сенсі максимізує (мінімізує) значення всіх цільових функцій. Існування рішення, що буквально максимізує всі цільові функції, є рідкісним винятком. Завдання векторної оптимізації в загальному випадку не має строго математичного рішен- ня. Для отримання того чи іншого її рішення необхідно використовувати додаткову суб’єк- тивну інформацію фахівця в даній галузі, якого прийнято називати особою, що приймає рішення (ОПР). Це означає, що під час вирі- шення задачі різними фахівцями із залучен- ням різних джерел інформації, швидше за все, будуть отримані різні відповіді. Задачі векторної оптимізації прийнято роз- глядати в рамках теорії прийняття рішень, основною особливістю задач якої є наявність невизначеності. Ця невизначеність не може бути виключена за допомогою різних прийо- мів моделювання та об’єктивних розрахунків. У багатокритеріальних задачах невизначе- ність полягає в тому, що невідомо, яким кри- терієм віддати перевагу і в якій мірі. Для усу- нення цієї невизначеності необхідно сформу- лювати спеціальний принцип оптимальності, а також залучити додаткову суб’єктивну інформацію ОПР, засновану на її досвіді та інтуїції. Основні визначення теорії векторної опти- мізації. Принцип Парето [1]. Нехай x', x' – допустимі рішення задачі векторної оптиміза- ції. Кажуть, що віддається більша перевага рішенню x' в порівнянні з x'', якщо воно не гірше x'' по всіх розглянутих критеріях, причо- му серед всіх критеріїв існує хоча б один крите- рій з номером i0, для якого рішення x' краще, ніж x''. Деяке рішення x* задачі називається ефективним рішенням даної задачі, якщо для нього не існує більш бажаних рішень. Інакше можна сказати, що ефективним рішенням називається таке рішення x, яке не можна поліпшити за рахунок якогось з критеріїв, не погіршивши при цьому значення інших крите- ріїв. Множина ефективних рішень називається множиною Парето. Множина Парето є підмно- жиною множини допустимих рішень. Вектор значень критеріїв, обчислених для ефективно- го рішення, називається ефективною оцінкою. Сукупність всіх ефективних оцінок називаєть- ся множиною ефективних оцінок. Множина ефективних оцінок є підмножиною образу множини допустимих рішень в просторі крите- ріїв. Тобто можна сказати, що множині Парето, яка належить множині допустимих рішень, співставляється множина ефективних оцінок. Рішення називається слабоефективним рішен- ням, якщо воно не може бути покращене одно- часно за всіма критеріями. Субоптимальне рішення – оптимальне рішення багатокритері- альної задачі, знайдене за яким-небудь одним критерієм без врахування інших. Нормалізація критеріїв. Критеріальні функ- ції мають різну розмірність і їх необхідно звести до безрозмірного вигляду за допомогою якого- небудь перетворення. Це перетворення має задовольняти принаймні такі умови: – мати спільний початок відліку і один порядок зміни значень на всій множині допу- стимих рішень; – бути монотонним перетворенням, тобто зберігати відношення переваги на множині D, тобто не змінювати множину Парето; – враховувати необхідність мінімізації від- хилення від оптимальних значень за кожним з частинних критеріїв. Недолік принципу Парето в тому, що він пропонує в ролі рішення деяку область вектор- ного простору критеріїв, що містить у загально- му випадку нескінченну множину рішень. Для того щоб вибрати з цієї множини єдине рішен- ня, потрібні додаткові відомості, припущення, домовленості про те, що вважати найкращим рішенням. Ці припущення, додаткові відомо- сті, домовленості формалізуються узагальне- ним критерієм оптимальності. Узагальнені критерії прийняття рішень в умовах невизначеності. Узагальнений критерій оптимальності – це функція, що виражає пере- ваги особи, що приймає рішення, і що визна- чає правило, за яким вибирається прийнятний або оптимальний варіант рішення. Частинні критерії обчислюються по черзі, причому після їх визначення серед декількох варіантів доводиться довільним чином виділя- ти деяке остаточне рішення, що дозволяє краще врахувати усі внутрішні зв’язки пробле- ми прийняття рішень, а також ослабити вплив суб’єктивного фактора. 29ISSN 1562-8965. Проблеми загальної енергетики, 2013, вип. 1 (32) Визначення оптимальної марки вугілля ТЕЦ при переведенні їх котлоагрегатів на пиловугільне спалювання 30 ISSN 1562-8965. Проблеми загальної енергетики, 2013, вип. 1 (32) О.В. СТОГНІЙ, В.М. МАКАРОВ, М.І. КАПЛІН, Т.Р. БІЛАН Критерій крайнього песимізму (критерій Вальда). Застосування критерію Вальда є доцільним, якщо ситуація, в якій приймається рішення, така: – про можливість появи станів системи Pj нічого не відомо; – існує декілька або безліч різних станів системи Pj. Відомо тільки, що вони належать множині непокращуваних станів – множині Парето; – рішення приймається тільки один раз, коли необхідно виключити щонайменшу мож- ливість ризику, тобто є актом надзвичайної від- повідальності. Критерій Вальда є критерієм крайнього песимізму, оскільки ОПР вважає найвищим пріоритетом своєї діяльності уникнення нега- тивних наслідків за всіма частинними крите- ріями, які можуть повністю зупинити функціо- нування системи. Це критерій гарантованого результату. Таким чином, розв’язання задачі векторної оптимізації щодо вибору типу (марки та фізи- ко-хімічних характеристик) вугільної продукції для спалювання у заданому котлі ТЕЦ, тобто пари «котел–марка вугілля» передбачає: 1. Розробку переліку частинних критеріїв критеріальних функцій, що описують різні/всі сторони (аспекти) функціонування енергетич- ної установки ТЕЦ на її проектному паливі, тобто пари «котел–марка вугілля». Частинним критерієм оптимальності в загальному випадку для цієї задачі є монотонно зростаюча/спадна функція двох змінних – типу котла та марки вугілля: (1) 2. Приведення критеріїв до співставного – нормалізованого вигляду здійснюється за допомогою співвідношень: (2) – для зростаючих; (3) – для спадних. 3. Впорядкування та ранжування критеріїв згідно з уявленнями ОПР щодо ступеня їх впливу на загальну корисність системи «котел–марка вугілля». Це здійснюється шля- хом обґрунтування принципу оптимальності задачі – вибору способу відображення множи- ни критеріальних функцій у множину дійсних чисел узагальненої корисності системи, тобто: (4) де Rk – значення узагальненого критерію опти- мальності. У даній роботі розглядаються такі параметри вугільної продукції, які можуть давати крите- ріальну оцінку системі за різними властивостя- ми або з різних сторін її функціонування: 1. Коефіцієнт доступності, %. 2. Питома теплота згорання, ккал/кг. 3. Зольність, %. 4. Вихід летких речовин, %. 5. Вміст сірки, %. 6. Ціна, грн/т. 7. Волога, %. Коефіцієнт доступності визначається як питома частка вугільної продукції даного типу у загальному обсязі переробленого вугілля. Для застосування критерію Вальда необхід- но сформувати множину варіантів прийняття рішень, яка, беручи до уваги векторний харак- тер критеріїв задачі багатокритеріальної опти- мізації, являє собою матрицю {Vij} значень частинного критерію j у варіанті і. Тоді вибір за критерієм Вальда формально записується у вигляді де Mi – оцінка варіанта і типу вугільної продук- ції за мінімальним значенням частинних кри- теріїв у матриці {Vij}; них оцінок Nm типів вугільної продукції за Nk критеріями. Матриця критеріальних оцінок типів вугіль- ної продукції, яка може розглядатися як аль- тернативні варіанти палива для котлів ТЕЦ, формується з таблиці вихідних даних вказаних вище параметрів вугілля [3], поданих у табл. 1. Елементами матриці критеріальних оцінок є нормалізовані частинні критерії за згаданими параметрами. Приведення критеріїв до норма- – матриця критеріаль- 31ISSN 1562-8965. Проблеми загальної енергетики, 2013, вип. 1 (32) Визначення оптимальної марки вугілля ТЕЦ при переведенні їх котлоагрегатів на пиловугільне спалювання Т аб ли ц я 1 – В и хі дн і д ан і д ля р оз ра ху н ку к ри те рі їв в и бо ру о п ти м ал ьн ої м ар ки в уг іл ля д ля к от ло аг ре га ту Т Е Ц лізованого вигляду здійснюється за формулою (2) для зростаючих частинних критеріїв і фор- мулою (3) для спадних. Зокрема, частинний критерій «вихід летких речовин» містить як зростаючі, так і спадні частинні критерії опти- мальності. Це пояснюється тим, що виділення летких речовин при спалюванні вугілля газової групи є позитивним фактором процесу. При спалюванні вугілля антрацитової групи у кот- лах відповідного типу цей показник є негатив- ною характеристикою. Значення критеріальних оцінок варіантів типів вугільної продукції для спалювання на ТЕЦ, розрахованих за критерієм крайнього песимізму (критерієм Вальда), вміщено у стовпчик «Мінімальне значення», див. табл. 2. Як видно з цієї таблиці, оптимальним паливом для ТЕЦ є антрацитовий штиб збагачений (АШ зб) із значенням критеріальної оцінки 0,4815, забезпеченої параметром «питома теплота зго- рання». Далі у спадному порядку розміщуються АС, АМ, концентрат Г, П з критеріальними оцінками 0,4432; 0,3118; 0,2907 та 0,2274 відпо- відно. Вибір типу імпортованої вугільної продукції для спалювання у котлі ТЕЦ. При оцінюванні критеріїв вибору палива для кінцевого спожи- вача необхідно брати до уваги всі ланки проце- су його постачання в необхідній кількості та з наперед заданими якісними характеристиками, що визначаються особливостями технологіч- ного процесу спалювання. Зокрема, пилову- гільні котли ТЕС та ТЕЦ вимагають викори- стання у ролі палива вугілля з чітко обмеженим вмістом сірки. За технологічними нормами значення цього показника має бути близько 0,5%. Натомість, розрахований у попередньому розділі оптимальний варіант вуглезабезпечен- ня антрацитовим штибом з критерієм «Питома теплота згорання» 0,4815, як видно з табл. 1, має вміст сірки 1,4%. Крім того, як показано в табл. 1, всі типи вугільної продукції власного видобутку мають досить високий відсоток вмі- сту сірки, що коливається в межах від 1,0 до 4,4%. Разом з тим, видалення сірки з продуктів згорання вугілля (сіркоочистка) є досить доро- гим технологічним процесом, вартість якого оцінюється близько 300 дол. США за 1 кВт встановленої потужності ТЕЦ. Тому для повно- го аналізу оптимальності паливозабезпечення необхідно дослідити можливість постачання на станцію імпортованого вугілля із значно ниж- чим рівнем вмісту сірки. Вихідні дані щодо наявних (доступних) якісних характеристик імпортованого вугілля, а також його ціну наве- дено у табл. 3. Результати розрахунку частин- них критеріїв оптимальності та застосування узагальненого критерію крайнього песимізму вміщено до табл. 4. Як бачимо, за цим критерієм, серед імпорто- ваних типів вугільної продукції з низькою, або технологічно прийнятною (штатною) сірчисті- стю, перевага надається вугіллю марки П Кузнецького басейну, із значенням мінімальної критеріальної оцінки 0,750, за показником «Волога». Коефіцієнт здатності до розмелювання характеризує здатність палив до подрібнення та питомі витрати електричної енергії на розме- лювання та пилоприготування. На його основі здійснюється вибір типу, конструкції та про- дуктивності необхідних млинів, сепараторів, живильників палива та іншого устаткування системи пилоприготування та подачі. Незважаючи на значно нижчий коефіцієнт здатності до розмелювання, АШ надходить на ТЕЦ з розміром частинок до 6 мм на відміну від марки П, що надходить у рядовому вигляді з розміром частинок до 300 мм, що потребує додаткових витрат на подрібнення. Тому необхідні додаткові дослідження стосовно визначення питомих витрат на тракт пилопід- готовки та подачі палива. Оскільки температурні характеристики золи за способом визначення є одним з самих об’єк- тивних показників «шлакуючих» і «рідкоплав- ких» станів золи і визначають вибір способу і пристроїв шлаковидалення, а також конструк- цію топок котлів, даний якісний показник має особливо велике значення для котлоагрегатів з рідким шлаковидаленням. Взаємозамінність українського антрацитового штибу та росій- ського пісного вугілля дозволяє уникнути замі- ни системи шлаковидалення та конструкцій топок котла. У випадку спалювання вугілля з низьким вмістом сірки (0,5%) марок Д та Г Кузнецького басейну, що є третім та четвертим за рейтингом у другій оптимізаційній моделі імпортованої вугільної продукції, необхідна відмінна від попередньої (для марок АШ та П) конструкція топки котла та системи шлакови- далення. Вміст сірки визначає температуру вихідних газів за повітряпідігрівачами котлів і тим самим конструкцію котла, оскільки із збільшенням вмісту сірки зростає температура початку сір- 32 ISSN 1562-8965. Проблеми загальної енергетики, 2013, вип. 1 (32) О.В. СТОГНІЙ, В.М. МАКАРОВ, М.І. КАПЛІН, Т.Р. БІЛАН 33ISSN 1562-8965. Проблеми загальної енергетики, 2013, вип. 1 (32) Визначення оптимальної марки вугілля ТЕЦ при переведенні їх котлоагрегатів на пиловугільне спалювання Т аб ли ц я 2 – Р ез ул ьт ат и р оз ра ху н кі в кр и те рі їв в и бо ру м ар ки в уг іл ля т а за ст ос ув ан н я п ри н ц и п у «м ак си м ін » – в и ді ле н і к ур си во м п ар ам ет ри в уг іл ьн ої п ро ду кц ії н е ви ко ри ст ов ув ал и сь я к кр и те рі ї о п ти м ал ьн ос ті ; ** – п ід кр ес ле н н ям в и ді ле н о сп ад н і к ри те рі ї. М ак си м ін 0, 48 15 34 ISSN 1562-8965. Проблеми загальної енергетики, 2013, вип. 1 (32) О.В. СТОГНІЙ, В.М. МАКАРОВ, М.І. КАПЛІН, Т.Р. БІЛАН Т аб ли ц я 3 – В и хі дн і д ан і д ля р оз ра ху н ку к ри те рі їв в и бо ру о п ти м ал ьн ої м ар ки ім п ор то ва н ої в уг іл ьн ої п ро ду кц ії дл я ко тл оа гр ег ат у Т Е Ц * – ц ін а н а ім п ор то ва н е ву гі лл я н а ум ов ах D A P ( за лі зн и чн а ст ан ц ія Р от ок ), щ о п ер ев оз и ть ся з ал із н и чн и м т ра н сп ор то м з Р ос ії т а К аз ах ст ан у, р оз ра хо ва н а як су м а 1) ц ін и в и ро бн и ка , 2) т ар и ф ів н а за лі зн и чн і п ер ев ез ен н я кр аї н , че ре з як і п ро хо ди ть ш ля х п ер ев ез ен н я, а т ак ож 3 ) П Д В і 4) м и тн ог о зб ор у; ** – ц ін а н а ім п ор то ва н е ву гі лл я н а ум ов ах D A P ( за лі зн и чн а ст ан ц ія Р от ок ), щ о п ер ев оз и ть ся м ор сь ки м т ра н сп ор то м , ро зр ах ов ан а як с ум а 1) C IF -ц ін и н а ву гі лл я в У кр аї н і, 2 ) п ла ти з а п ер ев ал ку в уг іл ля в п ор та х, 3 ) та ри ф ів н а за лі зн и чн і п ер ев ез ен н я в У кр аї н і, 4 ) П Д В і 5) м и тн ог о зб ор у. 35ISSN 1562-8965. Проблеми загальної енергетики, 2013, вип. 1 (32) Визначення оптимальної марки вугілля ТЕЦ при переведенні їх котлоагрегатів на пиловугільне спалювання Т аб ли ц я 4 – Р ез ул ьт ат и р оз ра ху н кі в кр и те рі їв в и бо ру м ар ки ім п ор то ва н ог о ву гі лл я та з ас то су ва н н я п ри н ц и п у кр ай н ьо го п ес и м із м у М ак си м ін 0, 75 00 кокислотної корозії металевих елементів повіт- ряпідігрівачів. З метою уникнення сіркокис- лотної корозії необхідно підвищувати темпера- туру вихідних газів, що істотно знижує ККД котла. На відміну від імпортованого вугілля марки П з вмістом сірки на рівні 0,4%, спалю- вання вітчизняного вугілля марки АШ (St d =1,4%) потребує додаткових капітальних витрат, пов’язаних з сіркоочисним обладнан- ням (близько 300 дол. США/кВт встановленої потужності). Тому конкурентна перевага за показником «ціна» українського антрацитового штибу ком- пенсується більшим вмістом сірки та нижчим коефіцієнтом здатності до розмелювання порівняно з цими показниками для пісного вугілля Кузбасу. Результат конкуренції вказа- них показників потребує додаткового вивчення для конкретних родовищ та постачальників антрацитового штибу та пісного вугілля. Аналізуючи фізико-хімічні та теплотехнічні властивості індонезійського вугілля, бачимо, що його зольність (8%) є досить низькою величиною, і наближається до відповідного показника антрацитів власного видобутку. Вміст сірки (0,75%) перевищує цей показник у вугілля з Казахстану та Російської Федерації та значно нижчий порівняно з вітчизняними мар- ками вугілля. Лише вітчизняне пісне вугілля має таку саму сірчистість. Вологість індонезій- ського вугілля (16%) значно вища, ніж у всіх марок вугілля власного видобутку та такого, що може бути імпортоване з близького зарубіжжя. Теплота згорання дорівнює 6300 ккал/кг і дещо поступається антрацитам власного видобутку (6800–7200 ккал/кг), але перевищує теплоту згорання антрацитового штибу (5800 ккал/кг). У порівнянні з вугіллями Кузнецького басейну лише пісне вугілля (ПОМСШ) має вищу тепло- ту згорання (6400 ккал/кг). Вихід летких речо- вин (42%) перевищує середнє значення цього показника у всіх марок вугілля, що розглядали- ся в роботі. Таким чином, за більшістю проаналізованих показників, індонезійське вугілля можна відне- сти до бітумінозного вугілля, що наближається за своїми параметрами до вугіль газової групи. За цими показниками індонезійське вугілля переважає всі марки вугілля власного видобут- ку, вугілля Кузнецького басейну та казахстансь- ке вугілля. Незначним недоліком можна вказа- ти дещо нижчу здатність до розмелювання порівняно з вугіллям газової групи. ВИСНОВКИ 1. Коефіцієнт корисної дії котлоагрегату ТЕЦ визначається як його типом, так і ефек- тивністю спалювання окремого виду вугіль- ної продукції. Вид вугільної продукції харак- теризується маркою вугілля, ступенем збага- чення (концентрат, промпродукт, відсів), фракцією та фізико-хімічними і теплотех- нічними властивостями. Частинні критерії оптимальності, побудовані на основі цих параметрів, використані в роботі для визна- чення оптимальної марки вугільної продук- ції як палива ТЕЦ. 2. Узагальненим критерієм оптимальності видів вугільної продукції вибрано принцип максимального песимізму. Оптимальним вважається вид вугільної продукції, для якого мінімальна оцінка за одним із частин- них критеріїв, є максимальною у переліку цих видів. Таким чином досягається рівно- правність впливу окремих критеріїв на результат вибору. 3. На основі аналізу та оцінки ступеня впли- ву основних параметрів енергетичного вугілля на показники роботи ТЕЦ для мате- матичного моделювання вибрано фізико- хімічні, теплотехнічні та економічні харак- теристики – зольність, вміст сірки, волога, теплота згорання, ціна продукції та коефіці- єнт доступності, який визначено в цій робо- ті як частка виду вугільної продукції в сукуп- ному обсязі вітчизняного товарного вугілля. 4. У результаті оцінки за вибраними крите- ріями 23-х видів вугільної продукції вітчиз- няного виробництва оптимальним виявився антрацитовий збагачений штиб Донбасу (АШ зб. у табл. 2), а серед імпортованої – кузнецьке вугілля марки П (Російська Федерація). Конкурентною перевагою ант- рацитових штибів є їх висока доступність та низький вміст сірки серед української вугільної продукції. Показником з мінімаль- ним значенням, за яким і здійснено вибір АШ, є теплота згорання. Конкурентною перевагою кузнецького пісного вугілля, порівняно з іншими видами імпортованої вугільної продукції, є низький вміст сірки. 5. Для більш точного порівняння конку- рентних можливостей вітчизняного вугілля марки АШ та імпортного марки П необхідно додатково розглядати ще дві принципово 36 ISSN 1562-8965. Проблеми загальної енергетики, 2013, вип. 1 (32) О.В. СТОГНІЙ, В.М. МАКАРОВ, М.І. КАПЛІН, Т.Р. БІЛАН важливі технологічні ланки: систему пило- підготовки та подачі палива, а також очи- щення димових газів та утилізації відходів, зокрема оксидів сірки. У зв’язку з цим при остаточному розгляді пріоритетних марок вугілля АШ Донецького вугільного басейну та марки П Кузбасу слід, крім кінцевої ціни вугілля на ТЕЦ, орієнтуватись на коефіцієнт здатності до розмелювання, температуру плавкості золи та вміст сірки. 7. У випадку прийняття рішення щодо постачання імпортного вугілля заслуговує додаткового аналізу вирішення проблеми, пов’язаної з обмеженнями пропускної здат- ності морських терміналів та залізничних магістралей, що контролюються економічно та політично потужними фінансово-проми- словими групами України. 1. Подиновский В.В. Парето-оптималь- ные решения многокритериальных задач / В.В. Подиновский, В.Д. Ногин. – М.: Наука, 1982. – 254 с. 2. Повний С.М. Довідник показників яко- сті, обсягу видобутку вугілля та випуску про- дуктів збагачення у 2003 р. / С.М. Повний, І.П. Курченко, В.Я. Довгий та ін. – Луганськ: Укрндівуглезбагачення, Держ- споживстандарт України, 2003. – 46 с. 3. Вугілля кам’яне та антрацит для пило- видного спалювання на теплових електро- станціях. Технічні умови ДСТУ 4083-2002. Чинний від 2002-09-01. – К.: Держстандарт України, 2002. – 8 с. – (Національні стан- дарти України). 4. Commodity Price Forecast Update Released: September 10, 2012 [Електронний ресурс]. – Режим доступу: http://sitere- sources.worldbank.org/INTPROSPECTS/Reso u r c e s / 3 3 4 9 3 4 - 1304428586133/Price_Forecast.pdf. Надійшла до редколегії 15.03.2013 Рецензент Зав.відділу прогнозування розвитку та управління функціонуванням електроенергетики ІЗЕ НАН України, д-р техн. наук С.В. Дубовський 37ISSN 1562-8965. Проблеми загальної енергетики, 2013, вип. 1 (32) Визначення оптимальної марки вугілля ТЕЦ при переведенні їх котлоагрегатів на пиловугільне спалювання
id	systemreorg-article-476
institution	System Research in Energy
keywords_txt_mv	keywords
language	Ukrainian
last_indexed	2026-07-19T01:15:12Z
publishDate	2013
publisher	General Energy Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine
record_format	ojs
resource_txt_mv	systemreorg/be/a324e463e00f703a44ce11cf332685be.pdf
spelling	systemreorg-article-4762026-07-18T12:57:40Z Determination the appropriate rank of coal for boilers of combined heat and power plants while conversion on pulverized-coal combustion Визначення оптимальної марки вугілля ТЕЦ при переведенні їх котлоагрегатів на пиловугільне спалювання Stohniy O.V. Makarov V.M. Kaplin M.I. Bilan T.R. steam coal, rank, CHP, multicriterion optimization. енергетичне вугілля, марка, ТЕЦ, штиб, багатокритеріальна оптимізація. The most appropriate rank of coal for conversion combined heat and power plant (CHP) while conversion to pulverized-coal combustion is being chosen by means of solution of the problem of multicriterion optimization for system: ‘boiler and coal fuel’. The set of partial optimization criterions for assessment of productivity of CHP operation while burning coal in boiler units (installations) is proposed.The set of physical, chemical, technical heat and economic features was formed for mathematical modeling on the basis of analysis of influence of major parameter rates of steam coal on CHP operational indicators. These features include ash and sulphur content, moisture, calorific value, price and availability indicator (the part value of the kind of coal products in total volume of domestic clean coal).To determine the generalized optimization criterion for the system the principle of extreme pessimism (Wald criterion) is used. The kind of coal products is considered to be optimal, if it minimal assessment by one of partial criterions is maximal in the list of this kinds. This way the equality of influences of partial criteria on the result of choice is reaching.The case study of determining the optimal coal rank for boiler unit ‘БКЗ-420-140НГМ’ at the CHP by means of developed model is done. For assessment of fuel supply productivity the set of 8 technological, technical heat, physical, chemical and price indicators was created for domestic production coal products and 6 indicators for imported. Вибір оптимальної марки вугілля для ТЕЦ при переведенні їх котлоагрегатів на пиловугільне спалювання здійснюється за допомогою формулювання задачі багатокритеріальної оптимізації для системи котел–вугільне паливо. Запропоновано сукупність частинних критеріїв оптимальності для оцінки ефективності функціонування ТЕЦ під час спалювання вугілля в котлі.На основі аналізу та оцінки ступеня впливу основних параметрів енергетичного вугілля на показники роботи ТЕЦ для математичного моделювання вибрано фізико-хімічні, теплотехнічні та економічні характеристики – зольність, вміст сірки, волога, теплота згорання, ціна продукції та коефіцієнт доступності – частка виду вугільної продукції в сукупному обсязі вітчизняного товарного вугілля.Для визначення узагальненого критерію оптимальності системи використано принцип крайнього песимізму (критерій Вальда). Оптимальним вважається вид вугільної продукції, для якого мінімальна оцінка за одним із частинних критеріїв є максимальною у переліку цих видів. Таким чином досягається рівноправність впливу окремих критеріїв на результат вибору.Розглянуто приклад застосування розробленої моделі до вибору оптимальної марки палива при переведенні на спалювання вугілля котла БКЗ-420-140НГМ. Для оцінки ефективності паливозабезпечення ТЕЦ використано вісім технологічних, теплотехнічних та фізико-хімічних, цінових показників вугільної продукції власного виробництва та шести – для імпортованого вугілля. General Energy Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine 2013-04-25 Article Article application/pdf https://systemre.org/index.php/journal/article/view/476 System Research in Energy; No. 1 (32) (2013): The Problems of General Energy; 28-37 Системні дослідження в енергетиці; № 1 (32) (2013): Проблеми загальної енергетики; 28-37 2786-7102 2786-7633 uk https://systemre.org/index.php/journal/article/view/476/411 Copyright (c) 2013 Stohniy O.V., Makarov V.M., Kaplin M.I., Bilan T.R. https://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0
spellingShingle	steam coal rank CHP multicriterion optimization. Stohniy O.V. Makarov V.M. Kaplin M.I. Bilan T.R. Determination the appropriate rank of coal for boilers of combined heat and power plants while conversion on pulverized-coal combustion
title	Determination the appropriate rank of coal for boilers of combined heat and power plants while conversion on pulverized-coal combustion
title_alt	Визначення оптимальної марки вугілля ТЕЦ при переведенні їх котлоагрегатів на пиловугільне спалювання
title_full	Determination the appropriate rank of coal for boilers of combined heat and power plants while conversion on pulverized-coal combustion
title_fullStr	Determination the appropriate rank of coal for boilers of combined heat and power plants while conversion on pulverized-coal combustion
title_full_unstemmed	Determination the appropriate rank of coal for boilers of combined heat and power plants while conversion on pulverized-coal combustion
title_short	Determination the appropriate rank of coal for boilers of combined heat and power plants while conversion on pulverized-coal combustion
title_sort	determination the appropriate rank of coal for boilers of combined heat and power plants while conversion on pulverized-coal combustion
topic	steam coal rank CHP multicriterion optimization.
topic_facet	steam coal rank CHP multicriterion optimization. енергетичне вугілля марка ТЕЦ штиб багатокритеріальна оптимізація.
url	https://systemre.org/index.php/journal/article/view/476
work_keys_str_mv	AT stohniyov determinationtheappropriaterankofcoalforboilersofcombinedheatandpowerplantswhileconversiononpulverizedcoalcombustion AT makarovvm determinationtheappropriaterankofcoalforboilersofcombinedheatandpowerplantswhileconversiononpulverizedcoalcombustion AT kaplinmi determinationtheappropriaterankofcoalforboilersofcombinedheatandpowerplantswhileconversiononpulverizedcoalcombustion AT bilantr determinationtheappropriaterankofcoalforboilersofcombinedheatandpowerplantswhileconversiononpulverizedcoalcombustion AT stohniyov viznačennâoptimalʹnoímarkivugíllâtecpriperevedennííhkotloagregatívnapilovugílʹnespalûvannâ AT makarovvm viznačennâoptimalʹnoímarkivugíllâtecpriperevedennííhkotloagregatívnapilovugílʹnespalûvannâ AT kaplinmi viznačennâoptimalʹnoímarkivugíllâtecpriperevedennííhkotloagregatívnapilovugílʹnespalûvannâ AT bilantr viznačennâoptimalʹnoímarkivugíllâtecpriperevedennííhkotloagregatívnapilovugílʹnespalûvannâ

Determination the appropriate rank of coal for boilers of combined heat and power plants while conversion on pulverized-coal combustion

Репозитарії

Схожі ресурси