РосТепло.ru - Информационная система по теплоснабжению
РосТепло.ру - всё о теплоснабжении в России
Теплообменные аппараты ТТАИ

Методики расчета энергетического и экономического эффектов от переключения тепловой нагрузки от котельных на ТЭЦ
(на примере теплоснабжения Москвы)

 

К.т.н. А.А. Хараим, к.э.н. В.Н. Ильич

Схемы теплоснабжения поселений, городских округов в соответствии с Постановлением Правительства РФ от 22.02 2012 № 154 должны разрабатываться и утверждаться, а также подвергаться ежегодной актуализации. Разработка и актуализация схем теплоснабжения с соответствующими обоснованиями должны осуществляться и в отношении переключений тепловой нагрузки от котельных на источники с комбинированной выработкой тепловой и электрической энергии (ТЭЦ) в весенне-летний период и отопительный период функционирования систем теплоснабжения, в том числе за счет вывода котельных в холодный резерв, из эксплуатации.

Для обеспечения возможности обоснований необходимости и масштабов передачи отпуска тепловой энергии от котельных на ТЭЦ авторами статьи предлагаются методики расчета эффектов от указанных переключений. Методики апробированы и одобрены рабочей группой представителей Департамента топливно-энергетического комплекса города Москвы, РЭК города Москвы, ОАО «Мосэнерго», ОАО «Московская теплосетевая компания» (ОАО «МТК»), ОАО «Московская объединённая энергетическая компания» (ОАО «МОЭК»), а так же экспертами в области теплоснабжения. Упомянутая рабочая группа осуществляла координацию, контроль и оценку результатов экспериментальных переключений нагрузок от котельных ОАО «МОЭК» на ТЭЦ ОАО «Мосэнерго», выполненных весной 2010 года и в отопительный период 2010-2011 годов.

Авторы выражают глубокую благодарность М.Е. Яковлеву, организовавшему рабочую группу по переключениям при РЭК Москвы и создавшему условия для разработки и апробации методики. Авторы признательны Е.В. Румянцевой, за предоставленную возможность принять участие в рабочей группе РЭК Москвы. Методики не могли появиться без активного участия в организации мониторинга переключений А.А. Чугунова, Е.В. Андреевой, Н.С. Морева, В.П. Луневой и других членов рабочей группы, а так же А.В. Кочуровой, без ее неоценимой работы по сбору информации.

Особенную благодарность за поддержку и бесценные рекомендации по подготовке материалов авторы выражают С.В. Воронину и С.В. Сабуровой.

 

I. Методика определения энергетического эффекта от переключений тепловой нагрузки от котельных на ТЭЦ в единой системе теплоснабжения

Энергетический эффект от переключения складывается из двух составляющих.

Первая составляющая () представляет собой эффект от комбинированного производства тепловой и электрической энергии по сравнению с эквивалентным их раздельным производством, обусловленный объёмом тепловой энергии, потребляемой на переключаемых участках. Он определяется как разница между расходом топлива на производство тепловой и электрической энергии в комбинированном цикле и в схеме котельная «плюс» конденсационная выработка электроэнергии: сумма расходов топлива на обеспечение тепловой энергии переключаемых участков от котельных (Вткот) и расходов топлива на производство того же количества электроэнергии, но в конденсационном режиме (ΔВэконд), уменьшенная на величину расходов топлива на ТЭЦ на производство тепловой и электрической энергии в комбинированном производстве для обеспечения переключаемых потребителей (Вперкомб):

(1)

Вторая составляющая () представляет собой эффект улучшения технико-экономических показателей турбины за счёт большей загрузки теплофикационной мощности, возникающий в отношении всего объёма производства тепловой и электрической энергии на турбине. Он определяется как разница между расходом топлива на ТЭЦ для производства тепловой и электрической энергии в комбинированном режиме по ординарным участкам тепловых сетей от ТЭЦ (т.е. обеспечивающим теплоснабжение потребителей, не входящих в программу переключений), который соответствует условиям после переключений, (Ворд, послекомб) и расходом топлива на ТЭЦ на производство тепловой и электрической энергии в комбинированном режиме по тем же ординарным участкам, но в условиях, если переключения не производились, (Ворд, докомб.). При этом необходимо учесть снижение минимальной электрической нагрузки вынужденного режима, которое сказывается в экономии топлива на замещении части выработки электроэнергии в конденсационном цикле выработкой в теплофикационном цикле ():

(2)

Определение первой составляющей энергетического эффекта

Ниже в пунктах А., Б., и В. представлен порядок расчета, входящих в формулу (1), расходов топлива:

В каждом пункте представлен порядок определения одних и тех же величин применительно как для условий расчета планового так и фактического эффектов от переключений. Большинство параметров, используемых в расчетах имеют признаки либо «до переключения», либо «после переключения». Разница между расчетом планового и фактического эффекта заключается в следующем:

- при расчете планового эффекта в указанных формулах в качестве величины «до переключения» принимаются фактические значения параметра за последний отчетный период, соответствующий периоду расчета (день, месяц, год), в течение которого переключений не было;

- при расчете фактического эффекта в указанных формулах в качестве величины «после переключения» принимаются фактические значения параметра за последний отчетный период (день, месяц, год), в течение которого состоялось переключение нагрузки.

Таким образом, при определении планового эффекта расчетными параметрами являются параметры «после переключения», а при определении фактического эффекта расчетными параметрами являются значения «до переключения».

Параметры, характеризующие собственно переключаемые нагрузки, при определении плановых объемов принимаются равными фактическим значениям за отчетные периоды, в течение которых переключений не было.

Расчеты можно вести по периоду любой протяженности (чем короче, тем точнее расчеты). Не рекомендуется использовать для определения годового эффекта периоды длиннее месяца.

А. Расчет расхода условного топлива на ТЭЦ, для обеспечения выработки тепловой энергии переключаемым потребителям и производства соответствующего количества электроэнергии на тепловом потреблении (Вперкомб) производится в следующем порядке.

1. Для каждой ТЭЦ определяется полезный отпуск тепловой энергии, который необходим для переключаемых потребителей: - Qперi. :

- при определении планового значения он принимается равным за основной отчетный период[1], в котором не было переключений и по которому принимаются значения для всех параметров расчета;

- при определении фактического значения определяется на основании средств учета тепловой энергии, установленных у потребителя.

К указанному полезному отпуску прибавляется нормативная величина потерь тепловой энергии в магистральных сетях – ΔQмаг и распределительных сетях - ΔQР.

· ΔQмаг определяется как потеря тепловой мощности в сетях на число часов работы сети в расчетный период τпер. Потеря тепловой мощности определяется как произведение разницы между перепадами температур в прямой и обратной магистрали на коллекторах ТЭЦ и в камерах подключения к распределительным сетям (Δtкол и Δtкамера) на средний часовой расход теплоносителя через камеру подключения к этим же сетям Gкам:

(3)

 

(4)

· ΔQР определяется как разница между количеством тепловой энергии, поступающим в распределительные сети по переключаемым участкам Qп, и полезным отпуском тепловой энергии потребителям этих же участков Qперi.

Отпуск тепловой энергии с коллекторов ТЭЦ (как сумма полезного отпуска Qперi, потерь в магистральных сетях - ΔQМаг и потерь в распределительных сетях - ΔQР) соответствует производству тепловой энергии в теплофикационных установках ТЭЦ - QперТЭЦ.

2. Для конкретной ТЭЦ в расчетный период определяется величина удельного производства электроэнергии на тепловом потреблении WТЭЦ как отношение производства электроэнергии в теплофикационном режиме Этф к отпуску тепловой энергии с коллекторов ТЭЦ QТЭЦ.

3. Для ТЭЦ и расчетного периода определяется характерная величина удельного производства тепла в ПВК dПВК (отношение количества тепла, производимого в расчетный период в ПВК QПВК, к отпуску тепловой энергии с коллекторов ТЭЦ)

Отпуск тепловой энергии по переключаемым участкам, производимый из отборов турбины, определяется по формуле:

(4а)

Производство электроэнергии на тепловом потреблении переключаемых участков определяется как произведение WТЭЦ и Qпертф.

4. Для конкретной ТЭЦ в расчётный период определяется коэффициент использования топлива (КИТ) как отношение суммы произведенной тепловой и электрической энергии (выраженной в Гкал) к теплоте сожжённого в этот период топлива, в следующем порядке:

· Определяется расход топлива на тепловую энергию по действующему на ТЭЦ методу деления топлива между электроэнергией и теплом:

(5)

где bтТЭЦ – удельный расход условного топлива на производство тепловой энергии – определяется по отчётности о топливоиспользовании за указанный период, кгу.т./Гкал

· определяется расход топлива на производство электроэнергии по действующему методу деления топлива между электроэнергией и теплом:

(6)

где bэтф – удельный расход условного топлива на электроэнергию, выработанную в теплофикационном режиме – определяется по отчётности о топливоиспользовании за указанный период, гу.т./кВтч

· определяется расход топлива на комбинированное производство тепловой и электрической энергии

(7)

· определяется коэффициент использования топлива (КИТ) – отношение полезного отпуска всех видов энергии, приведённых в единую систему измерения, к теплоте сожжённого топлива, выраженной в той же системе измерения

(8)

5. Расход топлива, произведённый на ТЭЦ для обеспечения теплоснабжения переключаемых участков Вперкомб, определяется по формуле

(9)

где - удельный расход условного топлива в ПВК.

Пример расчета представлен в виде макета в таблице 1.

Таблица 1. Макет расчета расхода топлива, произведённый на ТЭЦ для обеспечения теплоснабжения переключаемых участков

Б. Расчёт расхода условного топлива на котельных, если бы теплоснабжение переключаемых участков обеспечивали котельные - Вткот

Для расчета планового эффекта принимается по отчетам о топливоиспользовании за соответствующий период.

Для расчета фактического эффекта производится в следующем порядке.

Определяется количество тепловой энергии, которое следовало бы выработать на котельных для обеспечения полезного отпуска тепловой энергии Qкот, с учетом следующих условий.

1. Предполагается, что потери тепловой энергии в распределительных сетях состоят из двух составляющих: потерь в сетях, которые задействованы при переключении ΔQР, и потерь в сетях, которые оказываются при переключении не задействованными ΔQРнд.

2. Потери в сетях, не подлежащих переключению, принимаются равными произведению потерь в сетях, подлежащих переключению, на коэффициент материальной характеристики μ недействующих сетей и понижающего коэффициента k, учитывающего магистральный характер незадействованных участков. Коэффициент материальной характеристики рассчитывается как отношение материальной характеристики (произведения среднего эффективного диаметра трубопровода на его эквивалентную длину в двухтрубном исчислении) не подлежащих переключению участков к материальной характеристике всех подлежащих переключению участков распределительной сети. Понижающий коэффициент k принимается равным 0,2 (на основе экспертной оценки группы специалистов предприятий – участников теплоснабжения г. Москвы)

(10)

Искомая величина расхода топлива Вткот определяется как произведение количества тепловой энергии Qкот и нормативной величины удельного расхода условного топлива в котельной bкот, получаемая при формировании баланса тепловой энергии котельных и распределительных сетей, без учета их переключений, за соответствующий период:

(11)

Пример расчета представлен в таблице 2.

Таблица 2. Макет расчета расхода условного топлива на котельных, если бы теплоснабжение переключаемых участков обеспечивали котельные

В. Расчёт расхода условного топлива на ТЭЦ на выработку электроэнергии в конденсационном режиме для условий отсутствия переключения тепловых потребителей - ΔВэконд

Расчёт производится при следующих условиях работы системы.

Принимается, что если переключения не производятся, то выработка электроэнергии на ТЭЦ соответствует выработке по электрическому графику нагрузки.

Предполагается, что эффективность производства электроэнергии на ТЭЦ в конденсационном режиме слабо зависит от изменения режима, связанного с переключением, и изменения удельного расхода условного топлива на производство электроэнергии в конденсационном режиме bэконд считаются пренебрежимо малыми.

Расход топлива ΔВэконд на выработку в конденсационном режиме электроэнергии, объём которой при переключении равен выработке электроэнергии на тепловом потреблении ΔЭпертф определяется как произведение этого объёма электроэнергии на удельный расход условного топлива в конденсационном режиме bэконд:

(12)

Пример: при удельном расходе условного топлива на конденсационную выработку и использованных ранее в примере значениях Гкал и расход топлива на конденсационную выработку в том случае, если переключений нет, составляет 9238,2×0,63×350/1000 = 2297940,53 кгу.т.

Эффект от комбинированного производства тепловой и электрической энергии по сравнению с эквивалентным их раздельным производством, обусловленный объёмом тепловой энергии, потребляемой на переключаемых участках составит 213 379,18 кгу.т.

 

Определение второй составляющей энергетического эффекта

Ниже в пунктах Г., Д., и Е. представлен порядок расчета, входящих в формулу (2), расходов топлива: Ворд послекомб ; Вордкомб; .

Г. Расчёт расхода топлива на комбинированное производство тепловой и электрической энергии по ординарным участкам - Ворд послекомб

1. Определяется расход топлива на комбинированное производство тепловой и электрической энергии :

· определяется расход топлива на производство тепловой энергии по действующему на предприятии методу его деления

(13)

где bтТЭЦ – удельный расход условного топлива на производство тепловой энергии – определяется по отчётности о топливоиспользовании за указанный период, кгу.т./Гкал

· определяется расход топлива на производство электроэнергии по действующему на предприятии методу деления

(14)

где bэтф – удельный расход условного топлива на электроэнергию, выработанную в теплофикационном режиме – определяется по отчётности о топливоиспользовании за указанный период, кгу.т./Гкал

· определяется расход топлива на комбинированное производство тепловой и электрической энергии

(15)

2. Расход топлива на комбинированное производство тепловой и электрической энергии по ординарным участкам Вордкомб определяется как разность между расходом топлива и расходом топлива на комбинированное производство по переключаемым участкам , определенному по формуле (9):

(16)

 

Таблица 3. Макет для расчета расхода топлива на комбинированное производство тепловой и электрической энергии по ординарным участкам

Д. Расчёт расхода условного топлива на комбинированное производство тепловой и электрической энергии по ординарным участкам для условий, если переключения не осуществляются -

При выполнении расчетов используются интегральные показатели (ИП) и частные показатели (ЧП) экономичности комбинированного производства.

ИП – показатели экономичности, определённые для суточных, месячных или годовых объемов производства тепловой и электрической энергии. К ИП кроме коэффициента использования топлива (КИТ) относится удельная выработка электроэнергии на тепловом потреблении (W).

ЧП – показатели экономичности, рассчитанные для часовых объёмов производства тепловой и электрической энергии (для определённого устоявшегося режима работы оборудования).

Расчёт осуществляется при следующих допущениях:

Интегральные показатели в расчетный период для рассматриваемой ситуации по сравнению с показателями в случае проведения переключений изменяются пропорционально изменению частных показателей, определённых для среднемесячного режима работы каждой турбины. Другими словами, интегральные показатели КИТ и W для рассматриваемой ситуации считаются равными частным КИТ и W для режима, соответствующего среднемесячной часовой нагрузке каждой турбины.

Всё снижение нагрузки обеспечивается пропорциональным снижением нагрузки всех турбин, без перераспределения нагрузки и путём пропорционального изменения числа часов использования каждой машины.

Расход условного топлива на комбинированное производство тепловой и электрической энергии для обеспечения теплоснабжением ординарных потребителей без учёта переключаемой нагрузки Ворд, вкомб определяется по формуле:

(17)

где Wв и КИТв – показатели топливоиспользования - удельная выработка электроэнергии на тепловом потреблении и коэффициент использования топлива, соответственно, для условий без учёта переключаемой тепловой нагрузки.

Расчёт показателей топливоиспользования:

· для каждой турбины определяется величина прироста удельного расхода теплоты на турбину Δqт и снижение минимальной электрической мощности ΔNmin при переходе от фактического среднемесячного режима к сниженному пропорционально снижению нагрузки от исключения переключаемых потребителей (по диаграммам режимов или по энергетическим характеристикам).

· прирост часового расхода топлива на каждую турбину определяется по формуле:

(18)

где ηтр и ηКУ – к.п.д. транспорта тепла (принимается экспертно равным 0,99) и к.п.д. котельной установки, соответственно. К.п.д. котельной установки для ТЭЦ с перемычками определяется как средневзвешенное значение среднемесячного к.п.д. по всем котлам, участвующим в снабжении коллектора, к которому подключена турбина, а для блоков – к.п.д. соответствующего турбине блочного котлоагрегата.

· снижение удельной выработки электроэнергии на тепловом потреблении определяется для каждой турбины по формуле:

(19)

где Q0 – среднемесячная тепловая нагрузка турбины при фактическом отпуске тепловой энергии, Гкал/ч; DQ – среднемесячная тепловая нагрузка, соответствующая отпуску тепловой энергии по переключаемым участкам, Гкал/ч; N0 – минимальная электрическая мощность турбины при тепловой нагрузке Q0, МВт; DN – снижение минимальной электрической мощности турбины при уменьшении тепловой нагрузки на величину DQ, МВт.

В целом по ТЭЦ величина снижения удельной выработки электроэнергии на тепловом потреблении определяется как средневзвешенная величина, где весом является фактический отпуск тепловой энергии от турбины за месяц:

(20)

от j – порядковый номер, n – общее количество турбин, работающих в теплофикационном режиме; Qj – отпуск тепловой энергии от турбины j, тыс. Гкал.

· удельная выработка электроэнергии на тепловом потреблении в режиме без учёта переключений будет равна

(21)

· КИТ для условий без переключений определяется по формуле:

(22)

 

Таблица 4. Макет расчета показателей топливоиспользования

Е. Расчёт снижения расхода топлива за счёт замещения части теплофикационной выработки конденсационной выработкой - .

Определяется как произведение снижения выработки электроэнергии в теплофикационном цикле на удельный расход условного топлива в конденсационном режиме для данного периода bэконд.

(23)

В рассматриваемом примере величина составит 4032 кгу.т.

В результате энергетический эффект переключений нагрузки тепловых потребителей с котельных на ТЭЦ равен:

(24)

При этом значения выполнения расчетов, согласно п.п. А., Б., В. и Г., Д., Е., и суммирования их по формулам (1) и (2).

В рассматриваемом примере общий эффект составит 213379+4062 = 217 441 кгу.т.

Дополнительные возможные корректировки экономии топлива

Для получения более точного результата экономии топлива можно было бы учитывать два дополнительных фактора:

1) реальные колебания показателей, принятых в первом приближении неизменными при увеличении нагрузки оборудования за счет переключаемых нагрузок – удельный расход условного топлива на конденсационную выработку электроэнергии и удельная выработка электроэнергии на тепловом потреблении;

2) факт неоптимального распределения нагрузок между турбинами на ТЭЦ.

Предварительная оценка диапазона изменения реальных показателей вследствие увеличении нагрузки турбин показывает, что эти изменения при приростах нагрузок до 10% столь незначительны, что ими можно пренебречь в пределах точности оценки общего эффекта.

Факт неоптимального распределения нагрузок между турбинами может очень сильно повлиять на конечный результат. Однако анализ оптимального распределения является индивидуальной задачей в каждом конкретном случае для каждой конкретной ТЭЦ. При выявлении такого факта необходимо провести моделирование основных показателей тепловой экономичности ТЭЦ (включая удельную выработку электроэнергии на тепловом потреблении и удельный расход условного топлива в конденсационном режиме) в условиях оптимального распределения. Это делается с помощью утвержденных НТД и макетов по топливоиспользованию для известных фактических значений отпуска тепловой и электрической энергии.

Все этапы расчета экономии топлива в случае выявления неоптимального распределения нагрузок следует пересчитывать при значении основных показателей, полученных в результате пересчета макета по топливоиспользованию.

II. Методика определения экономического эффекта от переключений тепловой нагрузки от котельных на ТЭЦ по единой системе теплоснабжения и дифференцировано по хозяйствующим субъектам

В методике предусмотрено, что переключения тепловой энергии осуществляются в единой системе теплоснабжения поселения, в которой действуют субъекты хозяйствования, обладающие:

а) котельными;

б) распределительными сетями;

в) магистральными сетями;

г) ТЭЦ.

Определение общего экономического эффекта в единой системе теплоснабжения поселения от переключений тепловой нагрузки от котельных на ТЭЦ осуществляется путем интеграции изменений отдельных расходов и доходов у указанных субъектов хозяйствования, рассчитываемых в соответствии с нижеизложенными пунктами.

А. Расходы на топливо в единой системе в связи с переключением уменьшаются на величину экономического эффекта ΔSт от экономии топлива, который определяется как произведение энергетического эффекта в системе на фактическую цену топлива в период замещения котельных в пересчёте на условное топливо Цт.

(25)

Распределение общего экономического эффекта от экономии топлива между субъектами хозяйствования, действующими в единой системе теплоснабжения определяется следующим образом:

1. Владелец котельных сокращает расходы на топливо в сумме:

(26)

где - экономия топлива на котельных, рассчитываемая по формуле (11).

2. У владельца ТЭЦ расходы на топливо увеличиваются в размере

(27)

где – увеличение расхода топлива на ТЭЦ для обеспечения переключаемых нагрузок, рассчитываемое по формуле (9)

Б. Расходы на приобретение тепловой энергии изменяются: у теплоснабжающей организации (ТСО), приобретающей тепловую энергию для перепродажи, и у предприятия тепловых сетей, приобретающего тепловую энергию для компенсации потерь.

У ТСО, приобретающей тепловую энергию для потребителей, увеличиваются расходы на приобретение тепловой энергии у владельца ТЭЦ в сумме:

(27)

где ТТЭЦ – тариф на тепловую энергию, установленный для владельца ТЭЦ на коллекторах.

Одновременно сокращаются расходы на приобретение тепла у владельца котельных

(28)

В частном случае, когда производство тепла на котельных осуществляется самой ТСО

На предприятии тепловых сетей расходы на приобретение тепловой энергии для компенсации ее потерь меняются в зависимости от соотношения тарифов на тепло у владельца котельных и владельца ТЭЦ.

(29)

где значение показателей и (потери тепла в сетях) определяются согласно Методике определения энергетического эффекта, параграфу А, пп. 1-3.

Разница расходов на приобретение тепловой энергии ТСО и предприятия тепловых сетей относится на экономический эффект от переключений в единой системе теплоснабжения.

В. Условно-постоянные расходы котельных изменяются возникают у конкретного хозяйствующего субъекта в зависимости от дальнейшего использования котельных, нагрузка которых переключена на ТЭЦ. Переключение тепловой нагрузки снижает условно-постоянные расходы эксплуатации каждой котельной. Значение сокращения условно-постоянных расходов котельных, относимое на экономический эффект от переключения, необходимо рассчитывать с учетом вида дальнейшего использования каждой котельной:

- закрытие и последующая ликвидация;

- сохранение в холодном резерве для возможного использования при аварийных ситуациях;

- сохранение в качестве пиковой мощности.

1. При закрытии и последующей ликвидации котельной дополнительный экономический эффект в годовом разрезе определяется как сокращение условно-постоянных прямых расходов, связанных с эксплуатацией ликвидируемой котельной .

2. При сохранении в холодном резерве котельной дополнительный экономический эффект в годовом разрезе определяется как разница между условно-постоянными прямыми расходами на эксплуатацию этой котельной и планируемыми расходами на ее поддержание в холодном резерве :

. (30)

3. При сохранении в качестве пиковой мощности котельной дополнительный экономический эффект в годовом разрезе определяется как разница между условно-постоянными прямыми расходами этой котельной и планируемыми расходами на поддержание котельной в качестве пиковой мощности :

. (31)

Плановые расходы на поддержание котельной основного и вспомогательного оборудования котельной, остающегося после изменения его конфигурации, для использования котельной в качестве:

а) холодного резерва;

б) пиковой мощности;

определяются в следующем составе:

- амортизация;

- ремонтные и эксплуатационные материальные расходы;

- фонд оплаты труда, с учетом социальных начислений;

- прочие расходы.

Сумма прямых условно-постоянных расходов на поддержание котельной в качестве пиковой мощности может превысить сумму условно-постоянных расходов в штатном состоянии. В этом случае экономический эффект для таких котельных будет отрицательным.

Г. Доходы изменяются у владельца котельных и у владельца ТЭЦ.

Владелец котельной теряет доход в сумме, равной произведению объема переключаемого объема на тариф, установленный для владельца котельной:

(32)

где – тариф на тепловую энергию, установленный для владельца котельной на период регулирования, в течение которого производится переключение.

Владелец ТЭЦ получает дополнительный доход, равной произведению объема переключаемого объема на тариф, установленный для владельца ТЭЦ:

(33)

где – тариф на тепловую энергию, установленный для владельца ТЭЦ на период регулирования, в течение которого производится переключение.

Разница изменений доходов у владельца ТЭЦ и у владельца котельных относится к экономическому эффекту от переключений в единой системе теплоснабжения.

Д. Инвестиционные расходы возникают в разовом порядке для обеспечения технической возможности переключения и для дальнейшего использования котельных.

Инвестиционные расходы И могут быть учтены при оценке годового экономического эффекта от переключений путем преобразования в аннуитетный платеж ΔИ с заданным периодом возврата К и ставкой доходности R. В общем случае аннуитетный платеж определяется по формуле:

(34)

Ставку дисконтирования следует принимать равной величине, используемой при расчетах инвестиционных проектов в соответствии с внутренним корпоративным стандартом. Период для расчета платежа целесообразно принимать равным дисконтированному сроку окупаемости проекта по переключениям.

При переключениях могут возникнуть следующие виды инвестиционных расходов.

У владельца тепловых сетей возникают инвестиционные расходы для обеспечения технической возможности переключения Исети – перекладка трубопроводов, оборудование камер, установка перемычек, задвижек и прочее.

У владельца котельных могут возникнуть расходы, связанные с дальнейшим использованием котельных:

- расходы на ликвидацию Иликв;

- расходы на перепрофилирование котельной для использования в холодном резерве или в качестве пиковой мощности Ирек.

У владельца ТЭЦ могут возникнуть расходы, связанные с обеспечением технической возможности большего использования теплофикационной мощности турбины Итф.

Е. Общий экономический эффект от переключения тепловой нагрузки от котельных на ТЭЦ в единой системе теплоснабжения определяется как сумма эффектов от изменения отдельных расходов и доходов у всех субъектов хозяйствования.

При расчете общего экономического эффекта целесообразно использовать матрицу, представленную в таблице 4.

Таблица 5. Матрица для расчета общего экономического эффекта *)

  Владелец котельных Владелец распределительных сетей Владелец ТЭЦ ТСО ИТОГО
Доходы

 

формула (32)

 

формула (33)

Сумма доходов
Расходы на топливо

 

формула (26)

 

формула (27)

Сумма расходов на топливо
Расходы на покупное тепло

 

формула (29)

 

формула (27)-(28)

Сумма расходов на покупное тепло
Условно-постоянные ++ Сумма условно-постоянных
Инвестиционные расходы (в виде аннуитета)

 

формула (34)

для инвестиций на ликвидацию и перепрофилирование котельной

 

формула (34) для инвестиций на реконструкцию сетей

 

формула (34) для инвестиций на реконструкцию теплофикационной установки ТЭЦ

Сумма инвестиционных
Итого Эффект для собственника котельных Эффект для собственника сетей Эффект для собственника ТЭЦ Эффект для ТСО Общий эффект в системе

*) в каждую клетку таблицы включаются значения изменений отдельных расходов и доходов у субъектов хозяйствования. Указанные значения в свою очередь представляют изменение экономических показателей суммарно по объектам, участвующих в переключениях. Изменения показателей по каждому объекту определяются с использованием формул указанных в клетках.

При заполнении таблицы 4 необходимо руководствоваться следующим правилом расстановки знаков:

- если доход увеличивается, то значение ставится со знаком «плюс»;

- если доход уменьшается, то значение ставится со знаком «минус»;

- если расход увеличивается, то значение ставится со знаком «минус»;

- если расход уменьшается, то значение ставится со знаком «плюс».

Сумма данных последней строки и сумма последней графы таблицы 4 равны общему экономическому эффекту от переключения тепловой нагрузки от котельных на ТЭЦ в единой системе теплоснабжения поселения.

В том случае, если некоторые или все виды оборудования системы теплоснабжения, функции совмещаются у одного из владельцев, то формулы соответствующих столбцов объединяются в соответствии с совмещением функций (например, если ТСО является сетевой организацией, то столбцы «владелец сетей» и «ТСО» объединяются).

 

III. Результаты применения расчетов по методикам определения энергетического и экономического эффектов от переключений тепловой нагрузки от котельных на ТЭЦ, фактически произведенных в 2010 – 2011 г.г. в системе теплоснабжения г. Москвы

В 2010 году в Москве состоялся опыт по переключению тепловых нагрузок с котельных ОАО «МОЭК» на ТЭЦ ОАО «Мосэнерго» с целью увеличения в регионе комбинированной выработки тепловой и электрической энергии и, соответственно, экономии топлива за счёт использования ТЭЦ. Реализация переключений началась в неотопительный сезон 2010 года (с мая). Были переключены нагрузки горячего водоснабжения от РТС и КТС ОАО «МОЭК», представленных в табл. 5.

Таблица 5. Нагрузка переключенных на летний период участков, Гкал/ч

ТЭЦ ОАО "Мосэнерго" Тепловые станции ОАО "МОЭК" Значение
ТЭЦ-25 РТС "Матвеевская" 13,67
КТС-26 9,1
РТС "Кунцево" 29,1
РТС "Рублево" 35,7
РТС "Крылатское" 30,12
КТС-24 10,4
ТЭЦ-23 РТС "Ростокино" 15,47
РТС "Переяславская" 24,54
КТС-44 2,5
ТЭЦ-27 (Московская область) РТС "Бабушкино-1" 40,32
РТС "Бабушкино-2"  
ТЭЦ-22 (Московская область) РТС "Жулебино" (Москва) 33
РТС "Жулебино" (Московская область)  
РТС "Перово" (Москва) 38,8
РТС "Перово" (Московская область)  
ТЭЦ-21 РТС "Химки-Ховрино" 10,9
КТС-8  
РТС "Новомосковская" 23,8
РТС "Отрадное" 28,5
КТС "Добролюбово" 0,64
ТЭЦ-16 РТС "Бирюлево" 38,5
ТЭЦ-26 РТС "Красный Строитель" 46,97
РТС "Чертаново" 59,72
РТС "Волхонка-ЗИЛ" 30,27
КТС-18 6,95
КТС-54 10,1
РТС "Южное Бутово" 26,18
ТЭЦ-8 КТС-16 2,3
  Всего 567,55

К началу отопительного сезона в состоянии переключения остались работать РТС и КТС, представленные в табл. 6.

Таблица 6. Нагрузка переключенных в отопительный сезон участков, Гкал/ч

ТЭЦ ОАО "Мосэнерго" Тепловые станции ОАО "МОЭК" Значение
ТЭЦ-25 РТС "Матвеевская" 13,67
ТЭЦ-23 КТС-44 2,5
ТЭЦ-21 РТС "Химки-Ховрино" 10,9
КТС-401 3,5
КТС "Добролюбово" 0,64
ТЭЦ-26 РТС "Красный Строитель" 46,97
  Всего 78,18

Ход переключения координировала рабочая группа с участием Департамента топливно-энергетического комплекса города Москвы, РЭК города Москвы, ОАО «Мосэнерго», ОАО «Московская теплосетевая компания» (ОАО «МТК»), ОАО «Московская объединённая энергетическая компания» (ОАО «МОЭК»), а так же экспертов в области теплоснабжения.

В табл. 7 представлен результат расчётов экономии топлива в Москве за летний период (май-сентябрь) 2010 года.

 

 

Таблица 7. Результаты расчёта экономии топлива от летних переключений 2010 года

Показатель факт  
МОЭК МТК Мосэнерго В системе
Полезный отпуск, тыс. Гкал 1232,87   1287,27  
Потери тепла, тыс. Гкал   54,40    
Дополнительный доход, тыс. руб.   375613,95 556253,74  
Расходы        
Экономия (перерасход) топлива, ту.т. 197,72   -107,27 90,45
Топливо, тыс. руб. 597498,17   -326557,53 270940,64
Покупное тепло, тыс. руб. -902368,89 -29498,80    
Итого 270 940,64
Дифференцировано -304870,72 346115,15 229696,21  

 

Условно-постоянные расходы и расходы на инвестиции в расчете не использовались, так как переключения носили экспериментальный характер, поэтому планов о дальнейшем перепрофилировании котельных не было. Инвестиций в тепловых сетях переключения не потребовали.

Оценка экономического эффекта от переключений по предложенной методике составляет 270 940,64 тыс. рублей

В табл. 8 представлены результаты расчёта за часть отопительного периода (сентябрь-февраль) 2011 года. С февраля месяца 2011 года программа переключений была прекращена по инициативе ОАО «МОЭК».

Таблица 8. Результаты расчёта экономии топлива от зимних переключений 2010-2011 лет.

Показатель Факт

 

В системе

МОЭК МТК Мосэнерго
Полезный отпуск, тыс. Гкал 750,09   902,53  
Потери тепла, тыс. Гкал 112,90 39,54    
Дополнительный доход, тыс. руб.   333702,14 489416,08  
Расходы        
Экономия (перерасход) топлива, тыс. ту.т. 143,24   -70,35 72,89
Топливо, тыс. руб. 448008,76   -220025,80  
Покупное тепло, тыс. руб. -801677,36 -21440,85    
Итого, тыс. руб. 227 982,95  
Дифференцировано, тыс. руб. -353668,61 312261,29 269390,27  

 

Оценка экономического эффекта от переключений составляет 227 982,95 тыс. рублей за период с 21 сентября 2010 года по январь 2011 года. При этом, как видно из баланса, эффект распределен между хозяйствующими субъектами неравномерно. В данном случае ОАО «МОЭК» получило убыток в размере 659 млн. рублей, ОАО «МТК» - прибыль в размере 658 млн. рублей, ОАО «Мосэнерго» прибыль в размере 499 млн. рублей.

Оценка удельной экономии топлива на переключаемую нагрузку и удельной экономии топлива на отпущенную в результате переключения Гкал. проведена раздельно для летнего и зимнего периодов. Результаты оценки представлены в табл. 9.

Таблица 9. Удельные показатели экономии топлива

Показатель Ед. изм. Лето Зима Всего
Экономия топлива тыс. тут 90,45 72,89 163,34
Переключённая нагрузка Гкал/ч 567,55 78,18 х
Общие объём отпуска тепловой энергии за этот период тыс. Гкал 1287,27 902,53 2189,80
Удельная экономия на переключённую нагрузку кгу.т./Гкал/ч в мес 39,84 186,47 х
Удельная экономия топлива в системе кгу.т./Гкал 70,26 80,76 74,59

 

В результате фактических переключений 2010-2011 года наибольший эффект был достигнут от зимних переключений – на каждую переключённую Гкал/ч была получена экономия 186,47 кгу.т. в месяц.

Средняя удельная экономия топлива в системе составила за весь период наблюдения 74,59 кгу.т./Гкал.

При увеличении масштабов переключения следует ожидать роста удельной величины, так как в этом случае больший вес приобретает экономия топлива, которая образуется в результате повышения экономичности режимов работы турбин и теплофикационных установок ТЭЦ.

Учитывая, что теплоснабжение является регулируемым видом деятельности, необходимо внести изменения в основополагающие акты, регулирующие экономические взаимоотношения в сфере теплоснабжения, включая:

- Постановление Правительства РФ от 22.10.2012 № 1075 «О ценообразовании в сфере теплоснабжения»;

- Постановление правительства РФ от 08.08.2012 № 808 «Об организации теплоснабжения в Российской федерации»;

- Постановление правительства РФ от 22.02.2012 № 154 «О требованиях к схемам теплоснабжения, порядку их разработки и утверждения».

Изменения должны регламентировать порядок справедливого распределения экономического эффекта от переключений между разными хозяйствующими субъектами, задействованными в процессе.

Выводы

1. Представленные Методики имеют следующие достоинства:

1.1 являются необходимыми инструментами для расчета энергетического и экономического эффектов при выборе вариантов, формирования и корректировки схемы централизованного теплоснабжения в случаях возможного переключения тепловых нагрузок с котельных на ТЭЦ;

1.2 обладают новизной постановки и решения обоснования выбора важного аспекта в формировании схемы теплоснабжения;

1.3 понятны и доступны, так как в них используются известные термины, показатели, формулы;

1.4 апробированы и согласованы в основном со специалистами и экспертами;

1.5 определяют порядок определения эффекта у разных субъектов хозяйствования в системе теплоснабжения;

1.6 применимы на практике. С учетом положений, заложенных в методиках, выполнены реальные расчеты применительно к крупнейшей системе теплоснабжения страны;

1.7 обеспечивают высокую точность расчета эффектов. Прогнозируемый и полученный фактический экономические эффекты, рассчитанные для условий до и после проведенного эксперимента в г. Москва, отличаются на 1,5%;

1.8 не требуют каких либо дополнительных затрат при применении.

 

2. В нормативно-правовые акты, регулирующие отношения в теплоснабжении, целесообразно внести положения о назначении в единой системе конкретных источников тепла для участия в теплоснабжении, используя для этого в качестве объективных критериев значения энергетического и экономического эффектов от передачи тепловой нагрузки от котельных на ТЭЦ, рассчитанные по Методикам.



[1] Расчетным периодом может быть день, месяц или год. При использовании периода «год» необходимо различать календарный год (январь-декабрь) или полный отопительный цикл (начало отопительного сезона – конец межотопительного сезона).

А.А. Хараим, В.Н. Ильич, Методики расчета энергетического и экономического эффектов от переключения тепловой нагрузки от котельных на ТЭЦ (на примере теплоснабжения Москвы)

Источник: Журнал "Новости теплоснабжения" № 1, 2014 г., www.ntsn.ru

Оставить комментарий

Тематические закладки (теги)

Тематические закладки - служат для сортировки и поиска материалов сайта по темам, которые задают пользователи сайта.

Похожие статьи:

Подбор теплообменника!

Теплообменник ТТАИ для ГВС, отопления, промпроизводств. Эффективней пластинчатого!

+7(495)741-20-28, info@ntsn.ru

Программы Auditor

Технический семинар «Организация ремонта и повышения ресурса тепловых сетей»

Подробнее