К вопросу расчета обобщенных показателей на ТЭЦ Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

УДК 697.34:536.8001.8

К ВОПРОСУ РАСЧЕТА ОБОБЩЕННЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НА ТЭЦ*

Канд. техн. наук НАЗАРОВ В. И.

Белорусский национальный технический университет

Существующая методика определения удельных расходов топлива на ТЭЦ, как правило, базируется на «физическом» методе расчета, который относит всю экономию от комбинированной выработки только на электроэнергию, увеличивая тем самым расход топлива на отпускаемую от ТЭЦ теплоту. Завышенная стоимость отпускаемой в сеть тепловой энергии и независимость ее стоимости от параметров теплоносителя не заинтересовывают тепловых потребителей, неправильно ориентируют их в поисках экономически наивыгоднейших режимов работы, что в конечном итоге приводит к пережогу топлива [1] и не способствует развитию теплофикации.

При обосновании преимуществ теплофикации [2] изначально принимается расчетная схема, в соответствии с которой выработка электроэнергии в теплофикационном цикле происходит без потерь отработавшей теплоты и, следовательно, с минимальными удельными затратами топлива на полезную работу и существенной экономией по сравнению с конденсационным циклом. Затраты топлива на отпускаемую с ТЭЦ теплоту определяются по «остаточному» принципу. Аналогично с принятой схемой распределения расходов топлива распределяются между электроэнергией и теплотой текущие затраты и капитальные вложения. Этот принцип официально закреплен в «физическом» методе, который используется при расчете удельных расходов топлива на отпуск электрической энергии и теплоты. Тариф на теплоту при существующей системе разделения общих затрат между электрической энергией и теплотой не обеспечивает технически обоснованный учет действительных затрат по видам энергоносителей. Удорожание энергетического оборудования, связанное с ростом его параметров с целью повышения экономичности производства электрической энергии, в значительной степени относится на себестоимость производства теплоты.

Увеличение прибыли в энергосистеме при возрастании теплоснабжения от ТЭЦ весьма незначительно сказывается на росте фондов стимулирования энергопредприятия. В то же время отпуск теплоты для снабжения потребителей от отборов турбин с повышенным по сравнению с расходом топлива районной котельной ухудшает такие технико-экономические показатели энергосистемы, как удельные и общие расходы топлива на отпуск теплоты. Уменьшение в этом случае удельного расхода топлива на отпуск электроэнергии для энергосистемы безразлично, так как норматив определяется по фактическому режиму загрузки отборов. Кроме того, существующая система тарифов на отпускаемую теплоту не только не стимулирует потребителей увеличивать объем теплопотребления от ТЭЦ при одно-

* Публикуется в порядке обсуждения.

временном его сокращении от собственных котельных, но и, наоборот, заставляет вводить новые теплогенерирующие мощности. Связано это с тем, что себестоимость производства теплоты на собственных котельных ниже тарифа на теплоту от энергосистемы.

Рассмотрим один из базовых технико-экономических показателей работы ТЭЦ — удельный расход топлива на отпуск электроэнергии и теплоты. Роль этого показателя весьма существенна: на его основе планируются расходы топлива и загрузка оборудования. Поэтому он должен удовлетворять следующим требованиям:

• однозначно отражать техническое совершенство и уровень эксплуатации станционного оборудования;

• позволять сопоставлять эффективность работы конденсационных и теплофикационных станций;

• способствовать развитию теплофикации на базе современного энергетического оборудования.

В табл. 1, 2 приведены фактические значения удельных расходов топлива как по группам оборудования тепловых электростанций, так и по отдельным станциям концерна «Белэнерго» за 2004 г. Анализ таблиц позволяет сделать следующий вывод: при существующей методике расчета значения удельного расхода топлива на отпуск электроэнергии мало связаны с эффективностью работы оборудования, что зачастую приводит к ошибочным выводам, например ТЭЦ-35 оказывается более экономичной, чем ТЭЦ-130 и ТЭЦ-240, а ТЭЦ-3,4 существенно экономичнее ТЭЦ-35 с современной ПГУ. Причем при таком подходе о сопоставлении работы КЭС и ТЭЦ речи вообще не может вестись, таков уровень «отставания» КЭС от ТЭЦ, например КЭС-240 с закритическими параметрами имеет удельный расход топлива 316,8 г у. т./(кВтч), а ТЭЦ-3,4 с начальным давлением 3,4 кгс/см2 — 151,3 г у. т./(кВт ч).

Таблица 1

Удельный расход топлива на отпуск электрической энергии и теплоты по группам тепловых станций концерна «Белэнерго» за 2004 г.

Группа оборудования

Наименование показателя КЭС-240 КЭС-130 ТЭЦ-240/130 ТЭЦ-130 ТЭЦ-35+ПГУ ТЭЦ-90 ТЭЦ-35 ТЭЦ-3,4

Существующий подход Удельный расход топлива на отпуск электроэнергии, г у. т./(кВтч) 316,8 354,6 223 202,7 242 158,7 160,1 151,3

Удельный расход топлива на отпуск тепловой энергии, кг у. т./Гкал 171,9 175,8 169,4 173,17 193,2 170,4 169,3 159,8

Предлагаемый подход Удельный расход топлива на отпуск электроэнергии, г у. т./(кВтч) 317,1 360,3 254,4 258,4 245,9 288,5 409,8 1214,1

Удельный расход топлива на отпуск тепловой энергии, кг у. т./Гкал 142,8 142,8 142,9 145,1 152,8 146,6 145,7 147,3

Таблица 2

Удельный расход топлива на отпуск электрической энергии и теплоты по некоторым тепловым станциям концерна «Белэнерго» за 2004 г.

Наименование показателя Тепловые электростанции

Лу-комль-ская ГРЭС Березовская ГРЭС Минская ТЭЦ-4 Минская ТЭЦ-3 Жодин-ская ТЭЦ Барано-вич-ская ТЭЦ Бобруйская ТЭЦ

Существующий подход Удельный расход топлива на отпуск электроэнергии, г у. т./(кВт ч) 316,8 359,6 223 186,3 158,7 167,9 166,8

Удельный расход топлива на отпуск тепловой энергии, кг у. т./Гкал 171,9 175,8 169,4 170,9 170,43 170,25 173,20

Предлагаемый подход Удельный расход топлива на отпуск электроэнергии, г у. т./(кВт ч) 317,1 360,3 254,4 260,9 288,5 429,6 1214,1

Удельный расход топлива на отпуск тепловой энергии, кг у. т./Гкал 142,8 142,8 143,1 144,4 146,6 143,1 147,3

Исправить создавшееся положение можно, если отнести затраты при комбинированной выработке только на производство электроэнергии, что позволит, во-первых, сопоставлять эффективность работы КЭС и ТЭЦ (на КЭС эти затраты относятся на производство электроэнергии), во-вторых, стимулировать потребителей увеличивать объем теплопотребле-ния от ТЭЦ, т. е. отказаться от собственных теплоисточников (за счет снижения тарифов на теплоту, отпускаемую от ТЭЦ, на 10-20 %), и, в-третьих, быстрее модернизировать ТЭЦ на базе современного энергетического оборудования.

В этом случае удельные расходы топлива на производство электроэнергии и теплоты будут определяться соответственно:

в-Я

т

отп

¿33= 7 103, г у. т./(кВт ч); (1)

Эотп

6ТЭ кгу. т./Гкал. (2)

Здесь В - расход условного топлива на производство тепловой и электрической энергии, т у. т.; QTтп - теплота, отпущенная потребителю с отборов турбины, Гкал; Эотп - электроэнергия, отпущенная потребителю, тыс. кВт-ч.

В более общем виде для ТЭС с ПВК запишем:

у)_у) _ ботп

1

к=-

-+ Котб

ЧпЛ,

103; (3)

э

отп

6 =-

а

в......+

йотп Оп.

7

К.

1-К.

отб

отб

ЛшЛн

У-1

•103.

(4)

Здесь ботп - теплота, отпущенная потребителю от ТЭС, Гкал; Qпвк - теплота, отпущенная потребителю от ПВК, Гкал; Впвк - расход условного топлива на ПВК, т у. т.; КоТб - доля теплоты, отпускаемой потребителю с отборов турбины; Т)тп, Т)н - КПД соответственно теплового потока и нетто котлов.

Было проведено определение Ьээ и Ьтэ на основе предлагаемого подхода. Результаты расчетов представлены в табл. 1, 2 и на рис. 1.

Ь;н;н г у. т./(кВг-ч) 1250

1200 600 500 450 400 350 300 250 200 150

\ \

\ \

\ V ТЭЦ

\ \ )

1 ч \ КЭС

\ ч ч Ч;чч

Ч: ч ^ н 1— ,

ТЭЦ

3,4

35

90

130

240/130 р, кгс/см2

Рис. 1. Удельный расход топлива по тепловым электростанциями концерна «Белэнерго» различных параметров в 2004 г.:----предлагаемый подход;--традиционный подход

1

При сравнении этих данных с показателями расчетов по существующей методике отчетливо видно следующее:

удельные расходы топлива на электрическую энергию, полученные на основе предлагаемого подхода, достоверно характеризуют термодинамическую эффективность работы генерирующего оборудования - более совершенное оборудование имеет меньшие удельные расходы;

• удельные расходы топлива на отпуск электроэнергии при комбинированном производстве на ТЭЦ близки к значениям, полученным для конденсационных станций, что делает возможным сравнительный анализ всех типов электростанций.

В Ы В О Д

Получены выражения по расчету удельных расходов топлива на электрическую и тепловую энергию, достоверно характеризующие термодинамическую эффективность работы генерирующего оборудования

Л И Т Е Р А Т У Р А

1. А н д р ю щ е н к о, А. И. Термодинамическая эффективность теплофикации / А. И. Анд-рющенко, Ю. Н. Хлебалин // Энергетика... (Изв. высш. учеб. заведений). - 1987. - № 4.

2. С о к о л о в, Е. Я. Теплофикация и тепловые сети / Е. Я. Соколов. - М.: Энергоиздат, 1982.

Представлена кафедрой ТЭС Поступила 14.02.2006