РОЗРАХУНОК ОПТИМАЛЬНОЇ СИСТЕМИ ГІДРОЕНЕРГЕТИЧНОЇ УТИЛІЗАЦІЇ: ПРИКЛАД МЕТАЛУРГІЙНОГО ПІДПРИЄМСТВА
DOI:
https://doi.org/10.34185/1991-7848.2025.01.18Ключові слова:
гідроенергетична утилізація, вторинні водні ресурси, металургійне підприємство, енергоефективність, мікро-ГЕС, гідравлічний розрахунок, техніко-економічне обґрунтування, оптимізація, сигнатурна функція, центр збору.Анотація
Метою даного дослідження є розрахунок оптимальної системи утилізації вторинних гідроенергетичних ресурсів на прикладі цеху графітації металургійного підприємства ВАТ «Український графіт». Основним завданням є визначення такої конфігурації системи збору та перетворення гідроресурсів, яка дозволяє мінімізувати собівартість виробленої електроенергії та забезпечити енергоефективність підприємства з урахуванням наявних технічних і просторових обмежень. Методика. У дослідженні використано методи гідравлічного розрахунку, комбінаторну оптимізацію, сигнатурні функції для моделювання обмежень, а також техніко-економічний аналіз для оцінки ефективності різних конфігурацій систем збору гідроресурсів. Результати. Визначено параметри оптимальної системи гідроенергетичної утилізації для конкретного об’єкта. Встановлено, що найбільш економічно доцільним є варіант із використанням лише одного центру збору (ЦЗ № 2), при загальній довжині трубопроводів близько 200 м. Річне вироблення електроенергії перевищує 135 тис. кВт•год, а собівартість становить 0,30 US$ /кВт•год, що значно нижче чинного тарифу. Орієнтовні капітальні витрати на обладнання (мікро-ГЕС типу 10Пр) та інфраструктуру становлять US$ 168,8 тис. Наукова новизна. Запропоновано нову методику оцінки ефективності системи утилізації гідроенергетичних ресурсів (СГЕУ) на рівні окремого промислового цеху з урахуванням технічних обмежень і просторових характеристик. Уперше застосовано сигнатурну функцію для опису «заборонених зон» у розміщенні обладнання. Практичне значення. Розроблена методика дозволяє точно та ефективно планувати системи утилізації енергетичного потенціалу вторинних вод на промислових підприємствах. Це сприяє підвищенню енергонезалежності, зниженню витрат на електроенергію, покращенню екологічних показників і раціональному використанню ресурсів. Отримані результати можуть бути адаптовані до інших підприємств із подібною інфраструктурою.
Посилання
Kovalenko, V.L., Kachan, Y.G., 2009. On the assessment of secondary hydropower resource potential of an enterprise. Renewable Energy, (2), pp.54–58.
Vikhoryev, Y.O., Ilyashenko, A.P., 2002. Prospects for the use of water flow energy in technical water supply and drainage systems. Problems of General Energy, (7), pp.29–33.
Kovalenko, V.L., Kachan, Y.G., 2009. On setting constraints in the optimization problem of a secondary hydropower resource recovery system. Integrated Technologies and Energy Saving, (2), pp.44–46.
Anderson, J. A., 2003. Discrete Mathematics with Combinatorics, 2nd ed. Upper Saddle River, NJ: Prentice Hall PTR, 928 pp.
Stanley, R. P. (1997). Enumerative Combinatorics, Volume 1 (2nd printing). Cambridge University Press.
Kreher, D.L., Stinson, D.S., 1998. Combinatorial Algorithms: Generation, Enumeration and Search. CRC Press, 329 p.
Mezentsev, A.V., Petrova, V.N., 2007. Hydraulics with Basics of Hydraulic Engineering. Kyiv: Tekhnika, 234 p.
Shterenlikht, D.V., 2004. Hydraulics: A Textbook for Universities, 3rd ed., revised and expanded. 656 p.
Kovalenko, V.L., Kachan, Y.G., 2010. Algorithm for synthesizing the optimal system for secondary hydropower resource utilization. Land Reclamation and Hydraulic Engineering Construction: Interdepartmental Scientific and Technical Collection, Rivne: National University of Water and Environmental Engineering, (34), pp.72–77.
Obrezkov, V.I. (Ed.), 1981. Hydropower Engineering: A Textbook. 608 p.
National Commission for State Regulation of Energy and Utilities of Ukraine, 2011. On the approval of retail electricity tariffs for November. Resolution No. 1267 dated October 22, 2011. [Online]. Available at: http://www.nerc.gov.ua/control/uk/publish/article [Accessed June 11, 2025].
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2025 Сучасні Проблеми Металургії
Ця робота ліцензується відповідно до ліцензії Creative Commons Attribution 4.0 International License.
