Портал по тригенерации, когенерации и мини-ТЭЦ

Распределение топлива при производстве энергии на ТЭЦ

 

Покровский Л.Л. - академик «Академии строительства Украины», президент ассоциации «Укртепло-коммунэнерго»,

 Тарадай А.М. - д. т. н., профессор,

Русланов Г.В. - к. т. н., -«Харьковтеплоэнерго».

 

Действующая методика распределения топлива на ТЭЦ между тепловой и электрической энергиями всю экономию топлива относит на электрическую энергию. Тем самым устанавливаются высокие цены на тепловую энергию, что делает неконкурентоспособными системы централизованного теплоснабжения.

 

Тепловые электрические станции, работающие по теплофикационному циклу (ТЭЦ), предназначены для совместной выработки тепловой и электрической энергий. С термодинамической точки зрения их преимущества очевидны, а максимальное использование тепловой энергии повышает их коэффициент полезного действия (КПД) до 80 -85%. Это обстоятельство обуславливает выбор основного оборудования ТЭЦ и определяет установленную электрическую мощность. Работа ТЭЦ на производство только одного вида энергии мало эффективна.

Экономическая эффективность работы ТЭЦ сравнивается с раздельной выработкой тепловой энергии на отопительных котельных (ОК) и электрической энергии на конденсационных электрических станциях (КЭС).

Совместное производство двух видов энергии ставит вопрос о распределении эксплуатационных затрат между ними, в том числе и по топливу. В настоящее время не существует общего мнения о распределении топливной составляющей между производимыми видами энергии. Это объясняется следующими причинами:

1.  Выбор оборудования ТЭЦ основан на подключенной тепловой мощности. Электрическая энергия является обязательным совместными одновременно сопутствующим продуктом и ее величина должна достаточно жестко зависеть от тепловой нагрузки. В противном случае КПД ТЭЦ резко снижается.

2.  Электрическая энергия является высококачественным продуктом,

может быть преобразована в другие формы энергии. Легко транспортируется.

3.         Качество (полезность) тепловой энергии зависит от температуры наружного воздуха. Транспортировка тепловой энергии затруднена.

4.         Выработка электрической энергии на конденсационных станциях(КЭС) связана с большими потерями тепла: КПД не превышает 35 -38% (Ву кэс > 320 г.у.т./кВтХч).

5.         Производство тепловой энергии на отопительных котельных(ОК) достаточно эффективно -КПД не ниже 90 - 92% (Ву ок = 159кг.у.т./Гкал).

6.         При раздельной выработке энергий суммарные капиталовложения в КЭС и ОК ниже, чем в ТЭЦ аналогичной мощности. Экономическая эффективность ТЭЦ по сравнению с КЭС и ОК обусловлена значительно меньшими эксплуатационными затратами, в основном по топливной составляющей.

Отсутствие единого подхода к определению основной задачи ТЭЦ привело к появлению различных методик распределения эксплуатационных затрат. Действующая на Украине методика распределения топлива на ТЭЦ между тепловой и электрической энергиями ГКД № 34.09.108-98, декларируя равное распределение сэкономленного топлива - «50% на 50%», фактически всю экономию топлива относит на электрическую энергию. Тем самым устанавливаются высокие цены на тепловую энергию, что делает неконкурентоспособными системы централизованного теплоснабжения. Вместе с тем социальная и экономическая база требует принятия компромиссного решения. Предлагаемые ниже методы расчета распределения экономии топлива на ТЭЦ при совместном производстве тепловой и электрической энергий по сравнению с их раздельным производством на ОК и КЭС базируются на общих принципах ценообразования в тепло- и электроэнергетике.

1.  Метод пропорционального распределения по отпущенной энергии.

2.  Метод пропорционального распределения по потреблению топлива при раздельном производстве энергии на КЭС и ОК. Этим методом достигается равнопроцентное распределение экономии топлива.

3.  Метод пропорционального распределения по стоимости основных фондов (капитальных вложениях или амортизационных отчислениях) на ТЭЦ. Распределения стоимости основных фондов между видами энергии производится при определении их себестоимости. Существующая методика требует делить основные фонды пропорционально распределению топлива по видам энергии. Вместе с тем очевидно, что стоимость, например, основных подогревателей, пиковой котельной, сетевых теплофикационных насосов и т.п. должна переноситься на стоимость тепловой энергии, а стоимость электрогенератора, теплофикационных турбин, градирни и т.п. -на стоимость электроэнергии. Стоимость общего оборудования - паровых котлов, химводоочистки, зданий ТЭЦ и т.п. должна распределяться пропорционально, согласно выбранной методике расчета.

Алгоритм расчета определения экономии топлива по приведенным методам является общим:

1. Определяются по ТЭЦ за расчетный период времени n, час, фактические показатели:

-   отпущенная тепловая энергия Nт ТЭЦ, Гкал (МВтХч),

-   отпущенная электрическая энергия Nэ ТЭЦ, Гкал (МВтХч),

-   количество потребленного топлива в условных единицах Ву ТЭЦ, т.у.т.,

-   стоимость основных фондов, отнесенных на производство электроэнергии, Кэ, грн.,

-   стоимость основных фондов, отнесенных на производство тепловой энергии, Кт, грн.,

-   коэффициент полезного действия ТЭЦ, 1\ тэц, %

 

2.         Принимаются для замещающих КЭС и ОК, аналогичной мощности, основные показатели:

-   коэффициент полезного действия КЭС - кэс, %,

-   коэффициент полезного действия О К по отпущенной тепловой энергии - ок, %

3.         Для замещающих КЭС и ОК рассчитываются потребности топлива, т.у.т.:

 

- суммарная потребность топлива, S Вур, т.у.т.,

 

4. Определяется количество сэкономленного топлива, DВу, т.у.т,

 

 

5. Распределяется сэкономленное топливо по видам отпускаемой энергии:

 - на производство электроэнергии

 

 

-на производство тепловой энергии


где: а - величина, принимаемая в зависимости от метода расчета, соответственно, Nэ тэц или Ву кэс, или Кэ; в - величина, принимаемая в зависимости от метода расчета, соответственно, Nт тэц или Ву ок, или Кт. 6. По ТЭЦ определяется количество топлива, израсходованного на производство: - электроэнергии

7. По ТЭЦ рассчитываются удельные затраты условного топлива Вуэ и Вут, соответственно, на отпуск 1 кВтХч электрической энергии и на 1 Гкал тепловой энергии:

Пример

сравнительного анализа предлагаемых методов распределения топлива, а так же расчеты ГКД 34.09.108-98 и методом «50% на 50%» с учетом корректировки формул в ГКД 34.09.108-98 и «50% на 50%» по сэкономленному топливу, приведен в таблице:

Для примера принят турбоагрегат Т-100 с отчетным временем работы 1 час. Пример примечателен тем, что в определенных условиях согласно ГКД 34.09.108-98 расход топлива на производство тепловой энергии на ТЭЦ выше, чем в котельной. В этом случае говорить о преимуществах централизованного теплоснабжения от ТЭЦ бессмысленно. Считаем, что применение данной методики приводит к серьезному экономическому ущербу. В предлагаемых нами методиках пропорционального распределения топлива все участники равноправны.

Предлагаемые методы расчета позволят распределить расходы топлива по видам энергии, которые учитываются при определении стоимости единицы энергии на источнике. Вместе с тем при проектировании и эксплуатации ТЭЦ следует учитывать стоимости тепловой и электрической энергий у потребителя с учетом транспортных затрат от источника энергии до потребителя. Это требование может вызвать необходимость частичного отступления от принятого метода и принудительной корректировки распределения сэкономленного топлива.

Следует так же изменить требования к распределению основных фондов (постоянные затраты) по видам энергии при определении стоимости единицы производимой энергии.

Вывод:

Действующая методика отнесения практически всей экономии от комбинированной выработки тепла и электроэнергии на себестоимость электроэнергии приводит к искусственному завышению себестоимости тепловой энергии, а иногда и к тому, что себестоимость тепловой энергии, отпускаемой от ТЭЦ, оказывается выше себестоимости тепла, вырабатываемого в котельных, а это противоречит самой сути теплофикации, технологически подразумевающей однозначную выгодность выработки тепла на ТЭЦ.

«Журнал «Новости теплоснабжения» №02, 2000 г., http://www.ntsn.ru»