Технико-экономические показатели источников теплоснабжения

Технико-экономические показатели (проектные и эксплуатационные) представляют собой совокупность технических и экономических параметров, которые характеризуют эффективность сооружения и эксплуатации источника теплоснабжения (ТЭЦ или котельной). В соответствии с принятой методикой определяют:

полные и удельные капиталовложения в сооружение источника тепла;

выработку и отпуск тепла и электроэнергии; расход электроэнергии на собственные нужды; полные и удельные годовые расходы топлива; себестоимость тепловой и электрической энергии; штатный коэффициент.

Проектные технико-экономические показатели находят расчетом при выполнении проекта источника теплоснабжения. Показатели базируются на нормативных значениях некоторых исходных величин и определяют наиболее прогрессивный и экономичный уровень эксплуатации. Эксплуатационные технико-экономические показатели устанавливают на основании обработки данных приборов учета и контроля. Эти показатели отражают фактический уровень эксплуатации. Эксплуатационные показатели, по крайней мере в первый период эксплуатации источника, хуже проектных. Достижение проектных показателей является одной из основных задач эксплуатационного персонала.

Рассмотрим определение проектных значений перечисленных выше показателей.

Удельная стоимость сооружения источника теплоснабжения является исключительно важным показателем, который позволяет правильно наметить тенденции совершенствования энергостроительства. Это связано с тем, что удельные капиталовложения снижаются с увеличением общей мощности источника и мощности входящих в него агрегатов. Таким образом, необходимость снижения капиталовложений в строительство источника стимулирует укрупнение единичной мощности оборудования.

Известен метод расчленения показателя удельных капиталовложений в ТЭЦ на два: удельные капиталовложения на установленный киловатт и удельные капиталовложения на установленный гигаджоуль.

При пользовании этим методом необходимо иметь в виду:

1. Любое разделение затрат на тепло и электроэнергию, вырабатываемые на ТЭЦ, является условным. Следовательно, и удельные капиталовложения по видам продукции также оказываются условными. Использование таких условных величин в конкретных технико-экономических расчетах может привести к серьезным ошибкам.

2. При централизованном выделении средств на строительство ТЭЦ не имеет никакого смысла внутреннее деление их на две составные части.

Выработка и отпуск тепла и электроэнергии

Отпуск тепловой энергии. Тепловая энергия, отпускаемая от ТЭЦ, расходуется для обеспечения технологических и теплофикационных нагрузок потребителей:

Так как технологическая нагрузка не имеет наперед заданного закона изменения, воспользуемся для определения ее годового значения усредненными часовыми нагрузками в среднезимнем и среднелетнем режимах (III и IVрежимы). Учитывая тепло возврата конденсата, годовую технологическую нагрузку запишем в виде

Теплофикационная нагрузка, рассчитанная в горячей воде, в каждый момент времени является функцией наружной температуры. Функциональная зависимость нагрузок отопления и вентиляции от наружной температуры подчиняется одному и тому же закону, нагрузка же горячего водоснабжения, подчиняясь другому закону, полностью укладывается во временной интервал нагрузок отопления и вентиляции. Это позволяет объединить все три вида нагрузок на общем графике в увязке с температурами сетевой воды. Наиболее правильным является построение графика Россандера в четырех квадрантах (см. рис. 6 на стр. 134). В квадранте строится график зависимости tn = f (7,от), где Тот—время, ч, в течение которого данная наружная температура наблюдается в отопительном сезоне. Указанная зависимость в табличной форме рассчитана для всех районов страны и принимается по справочным данным. Опорные точки, соответствующие расчетным температурам отопления tp.0 и вентиляции ip.B, также принимаются по справочнику и отмечаются на графике. Максимальная величина ординаты в этом квадранте соответствует значению. В квадранте II (рис. 6) строится зависимость ln.c = f (tB) и ta,c = f (tH) при качественном регулировании тепловой нагрузки в интервале наружных температур 8° С. Расчетное начало отопительного периода принимается при температуре наружного воздуха 8° С. Зависимость Q0B = = f (tH) является непрерывно возрастающей прямолинейной. Значит, можно говорить с определенной степенью упрощения, что и температуры прямой и обратной сетевой воды изменяются по такому же закону. На оси абсцисс находится вспомогательная точка, соответствующая значению t = 18° С. В этой точке восстанавливается ордината, на которой откладывается значение температуры сетевой воды, равное 18° С. Из точки, соответствующей значению tp.0, на оси абсцисс также восстанавливается ордината, на которой откладываются принятые для данной теплосети максимаксимальные значения Сс и Полученные точки соединяются прямыми с точкой температуры сетевой воды 18° С. Затем из точки на оси абсцисс 8° С (начало отопительного сезона) проводится вертикаль, отсекающая часть графика с переменными температурами сетевой воды (отопительный сезон) от части с постоянной температурой (летний сезон). На пересечении графиков температур с ординатной 8° С получают точку перелома графика. В квадранте III строится зависимость Q = / (tH). В базисной части графика откладывается среднечасовая нагрузка горячего водоснабжения за неделю. Эта нагрузка не зависит от наружной температуры и на графике изображается прямой, параллельной оси абсцисс.

Для получения годового графика нагрузок отопления, вентиляции и горячего водоснабжения в квадранте IV достаточно получить точки пересечения соответствующих кривых I и III квадрантов. Площадь графика, полученная в IV квадранте и дополненная заштрихованным участком, соответствующим тепловым нагрузкам вне отопительного сезона, характеризует годовое потребление либо отпуск тепла.

Полученные описанным методом зависимости являются приближенными. Это объясняется тем, что характер теплопотребления, теплотехнические характеристики приемников тепла для разных видов нагрузки различны. Поэтому, строго говоря, при заданной температуре прямой сетевой воды температуры обратной сетевой воды не будут совпадать с кривой, построенной на графике, и будут лежать на штриховой кривой to.c — f (tB). То же самое относится к горячему водоснабжению.

Возможность совместной работы системы отопления, вентиляции и горячего водоснабжения достигается различными методами регулирования системы теплоснабжения. Кроме того, значения расходов сетевой воды для каждого вида нагрузки отличаются как по абсолютному значению, так и по характеру изменения в разных диапазонах наружных температур. В связи с этим и суммарный расчетный расход воды в теплосети является переменной величиной, однако во избежание разрегулировки систем, связанной с переменным расходом воды, последний принимается постоянным во всем диапазоне наружных температур до точки перелома и соответствующим максимуму суммарной нагрузки. Приведение расходов тепла для каждого вида нагрузки в соответствие с суммарным расходом воды производится за счет центрального регулирования и подрегулирования на местных абонентских вводах.

Отпусктепла на теплофикацию определяют и по усредненным часовым нагрузкам в III и IV режимах. По аналогии с формулой (72) запишем

Полный годовой отпуск тепла в виде пара для технологических нужд и горячей воды для теплофикации определяется суммированием этих выражений. Если для нужд технологии необходима горячая вода и пар для нужд отопления, то годовой отпуск тепла в этом случае определяется по выражениям (6) и (7). При расчете по выражению (6) необходимо иметь в виду, что величины Q°lA и должны

приниматься с учетом сменности работы предприятий.

Отпуск электроэнергии от ТЭЦ определяем по формуле

Значения мощностей турбин, обеспечивающих конденсационную довыработку в неотопительный период, могут быть определены на основании данных, приведенных в работах [36, 43].

Расход электроэнергии на собственные нужды равен сумме энергетических затрат всеми вспомогательными механизмами ТЭЦ или котельной.

1. На хранение, транспорт и предварительное приготовление топлива

Расход электроэнергии на привод насосов гидрозолоудаления, конденсатных, перекачивающих и других определяем аналогично. Для нахождения общестанционных показателей необходимо определить коэффициент теплового потока, характеризующий совершенство тепловой схемы ТЭЦ с точки зрения потерн тепла, утечек теплоносителя, режима эксплуатации. На основании анализа работы некоторых ТЭЦ величина указанных потерь т.п = 1,2%. Тогда коэффициент теплового потока, %,

Используя определенные выше величины, определяем удельный расход условного топлива, мг/Дж, на отпущенную электроэнергию

Себестоимость энергии. Себестоимость продукции источника теплоснабжения является наиболее важным экономическим критерием работы предприятия. Себестоимость единицы продукции в общем виде представляет собой отношение издержек производства за определенный период времени к количеству произведенной за этот период продукции. В энергетике принято определять проектную себестоимость продукции за год, а эксплуатационную — ежемесячно. Методика расчета себестоимости для ТЭЦ и котельных различна. Исходя из этого, рассмотрим сначала, как определяется себестоимость тепла в котельных. Для определения себестоимости тепла, руб/ГДж, может быть использована следующая формула:

Нормы амортизационных отчислений для некоторых элементов котельных при работе на малосернистом угле или природном газе приведены в табл. 44.

Исходя из структуры затрат и норм амортизации по каждому элементу, нетрудно убедиться, что средняя норма амортизации по котельной в целом может быть принята равной примерно 5,5%. Следует иметь в виду, что при работе на высокосернистом топливе норма амортизации котельных установок, приведенная в таблице, увеличиваетсея на 30%. Данные, приведенные в таблице, усреднены для открытой и закрытой схем водоснабжения и по отпуску пара на производственные нужды.

Таким образом, формула (99) может быть записана в следующем виде:

Методически расчет амортизационных отчислений выполняют следующим образом: разбивают все элементы котельной по группам в соответствии с табл. 44, определяют амортизацию по каждой группе и затем суммируют соответствующие затраты.

Полная заработная плата персонала, руб./год, состоит из основной, дополнительной и доплат за соцстрах и может определяться по формуле

Для оценочных расчетов можно пользоваться формулой

Затраты на текущий ремонт Ит рекомендуется принимать равными 20% от амортизационных отчислений.

Стоимость вспомогательных материалов и покупной воды Ипок включает в себя затраты на приобретение смазочных, обтирочных материалов, замену изношенных деталей и частей механизмов; стоимость покупной воды для нужд установки химической очистки, хозяйственно-питьевых и др.:! Все эти затраты определяют умножением стоимости единицы? приобретаемых материалов и воды по договорам с постав; щиками на соответствующие годовые расходы этих компонентов. В открытых системах теплоснабжения стоимость воды для подпитки теплосети не должна учитываться в затратах по котельной

Подробный расчет годового расхода электроэнергии на собственные нужды состоит в определении потребной мощности и расхода электроэнергии на каждую единицу вспомогательного оборудования. Такой расчет весьма громоздок, поэтому на практике можно пользоваться следующей приближенной формулой:

В отдельных случаях, если котельная входит в состав предприятия и самостоятельно не расплачивается за купные материалы, воду и электроэнергию, то соответствующие составляющие числителя формулы (102) исключаются» Удобно вести расчет калькуляции по форме табл. 46.

Иногда оказывается необходимым определить себестоимость отпускаемой 1 т пара одного или нескольких параметр ров. Если котельная выдает пар одного параметра, то себестоимость 1 т пара определяем по формуле

ТЭЦ и котельных определяют на основании единых межотраслевых норм обслуживания оборудования тепловых электростанций и директивных документов соответствующих министерств. Значения штатных коэффициентов по некоторым котельным и ТЭЦ приведены в табл. 48.

Виноградов Ю. И., Векштейн Л. М., Соболь И. Д. ПРОМЫШЛЕННОЕ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЕ. «Техника», 1975