ВЫБОР ОПТИМАЛЬНОГО КОЭФФИЦИЕНТА ТЕПЛОФИКАЦИИ
Вопрос о выборе оптимальных значений расчетного коэффициента теплофикации уже длительное время является предметом многочисленных исследований [43, 60, 61, 66]. Как отмечалось выше (см. гл. 2), при обосновании выбора его значения могут иметь место две принципиально различные исходные предпосылки:
1) при имеющейся тепловой нагрузке теплоэлектроцентрали определяется ее оптимальная электрическая мощность;
2) при заданной электрической мощности ТЭЦ находится (по минимуму приведенных затрат в систему теплоснабжения) тепловая нагрузка, которую целесообразно покрывать от ТЭЦ,
Ниже приводятся результаты исследований, выполненных по паротурбинным ТЭЦ на органическом топливе для каждой из этих предпосылок. Следует отметить, что в проведенных до настоящего времени исследованиях по обоснованию значения не учитывалась постепенность роста тепловых нагрузок. При учете этого фактора отдельные авторы исходят из предположения экономической эффективности рассредоточенного ввода на ТЭЦ теплофикационных турбин, соответствующего темпам роста тепловых нагрузок. В этом случае коэффициент теплофикации по годам рассматриваемого периода должен быть постоянным или изменяться в небольшом диапазоне (в связи с дискретностью типоразмеров вводимых турбин). Это позволяет получать наибольшую экономию топлива на ТЭЦ в каждом году расчетного периода. Однако при учете постепенности роста тепловых нагрузок необходимо исходить из достижения минимума приведенных затрат по ТЭЦ не по каждому году в отдельности, а за весь принятый период. При этом выбор значения ат.р должен производиться исходя из оптимального развития ТЭЦ.
Как показано выше, при чисто отопительно-бытовой тепловой нагрузке из числа вариантов развития ТЭЦ, попадающих в зону оптимума, наиболее предпочтительными являются варианты, характеризующиеся концентрированным вводом турбин типа Т. Поэтому выбор оптимального развития ТЭЦ исходя из постоянства может приводить к ухудшению экономических показателей. В то же время для технологической тепловой нагрузки в большинстве случаев экономичным является рассредоточенный ввод турбин типа Р. Поэтому для технологической тепловой нагрузки характерны прймернб одинаковые значения коэффициентов теплофикации по годам расчетного периода. В качестве примера на рис. 6-12 приведены построения, показывающие изменения коэффициента теплофикации в течение 10-летнего периода при отопительно-бытовой, технологической и смешанной тепловой нагрузке для разных вариантов развития ТЭЦ: оптимального, близкого к оптимальному и наихудшего из числа рассмотренных вариантов. Как следует из этих построений, оптимальное значение резко изменяется по годам расчетного периода. В целом влияние уровней и структуры тепловой нагрузки на изменения коэффициента теплофикации для отопительнобытовой, технологической и смешанной тепловой нагрузки характеризуют построения рис. 6-13. Из этих построений видно, что для отопительно-бытовой тепловой нагрузки Qro.p(oT)3800 ГДж/ч (900 Гкал/ч) коэффициент теплофикации лежит в диапазоне значений 0,5—0,7, а для технологической тепловой нагрузки при QT0.ps3= 55900 ГДж/ч (1400 Гкал/ч) значение а>г.р(тех) остается примерно постоянным, равным 0,9. Для смешанной тепловой нагрузки получается некоторая область изменения суммарного коэффициента теплофикации, как это показано на рис. 6-13.
Для ТЭЦ с турбинами типа ПТ изменение оптимального значения в Т-м году показано на рис. 6-14. Из построений рис. 6-14 следует, что оптимальное значение коэффициента теплофикации зависит как от уровня и структуры тепловой нагрузки, так и от единичной мощности турбин типа увеличением доли расхода тепла примерно до 0,6 тр(1) повышается, а при снижается. Таким образом, наибольшие значения соответствуют утех примерно равному 0,6. Найденная зависимость особенно четко проявляется для ТЭЦ с турбинами ПТ-60-130.
Следует отметить, что варьирование значений в последнем году расчетного периода в некотором интервале приводит к несущественному увеличению затрат на ТЭЦ (рис. 6-3). Таким образом, при учете, так же как и без учета постепенности роста тепловой нагрузки, не всегда оправдано стремление к достижению точного и строго однозначного значения коэффициента.
Приведенные выше результаты относятся к случаю, когда выбор коэффициента теплофикации производится при заданной тепловой нагрузке, а электрическая мощность ТЭЦ (ЛГТЭЦ) принимается в качестве переменного показателя. Рассмотрим второй случай, при котором считается заданной электрическая мощность ТЭЦ и требуется определить тепловую нагрузку, которую экономически целесообразно покрывать от ТЭЦ. Результаты расчетов, выполненных применительно к такой постановке задачи без учета фактора времени, иллюстрируются рис. 6-15. Здесь по оси абсцисс отложено значение отопительно-бытовой тепловой нагрузки, а по оси ординат— экономия (-)-АЗ) или перерасход (—АЗ) приведенных затрат в комбинированную схему по сравнению с раздельной схемой энергоснабжения. Рассматривалась ТЭЦ с турбинами Т-175-130, работающая на угле, пиковые и районные отопительные котельные — на газе. Все исходные данные принимались для условий Центра европейской части СССР. Изменение приведенных затрат в тепловые сети от присоединяемой к ТЭЦ тепловой нагрузки определялось по рекомендациям и формулам, содержащимся в [60].
На рис. 6-15 показано изменение значения ±ДЗ в зависимости от тепловой нагрузки для трех исходных вариантов электрической мощности ТЭЦ: 175 МВт (1ХТ-175-130), 350 МВт (2ХТ-175-130) и 525 МВт (3XT-175-130). Из этих построений видно, что экономия приведенных затрат в комбинированную схему по мере увеличения расчетной тепловой нагрузки ТЭЦ (при заданном числе турбин) растет до определенного значения, а затем снижается.
Значение тепловой нагрузки (Q°nT), соответствующее максимальной экономии приведенных затрат, является оптимальным для ТЭЦ. Так, при электрической мощности теплоэлектроцентрали Мтэц—175 МВт значение составляет около 2500 ГДж (600 Гкал/ч), для ТЭЦ 350 МВт экономия затрат резко возрастает и оптимальная тепловая нагрузка достигает 4200 ГДж/ч (1000 Гкал/ч), а для ТЭЦ 525 МВт она оказывается равной 5900 ГДж/ч (1400 Гкал/ч), что соответствует оптимальному коэффициенту теплофикации 0,47; 0,56 и 0,60. В то же время расчеты, выполненные при этих значениях тепловой нагрузки, но в случае Q0p=const и Мтэц, показали, что оптимальный коэффициент теплофикации ТЭЦ составляет 0,76. Как отмечено в [60], такая закономерность связана с тем, что при второй постановке задачи, когда фактически установленная электрическая мощность ТЭЦ ограничена (по условиям отсутствия свободной площадки или по другим условиям), значение Q” на одну теплофикационную турбину выше, а оптимальный коэффициент теплофикации ниже, чем при первой постановке задачи, когда число турбин на ТЭЦ не ограничено. В целом при второй постановке задача решается с целью выбора оптимальной степени централизации теплоснабжения от заданной ТЭЦ.
