В данной статье проведён обзор малоизвестных методов распределения удельных расходов топлива на производство тепловой и электрической энергии при их совместной выработке на ТЭЦ.
Ключевые слова: энергетика
Введение
Теплофикация — направление развития современной энергетики. Эффективность данного направления определяется экономией топлива при совместном производстве электроэнергии и тепла по сравнению с производством того же количества и такого же качества электрической и тепловой энергии в раздельном производстве. Показателем, определяющим эту эффективность, является удельный расход топлива на единицу отпущенной потребителю энергии, т. е. на один кВт*ч и один ГДж/ч.
Однако, кроме широко известных и используемых методов, таких как «физический», эксергетический и метод ОРГРЭС, существует ряд других методов как термодинамических, так и экономических. По тем или иным причинам они не были утверждены в качестве официальных и применимых к работе, но они могут послужить базой для создания совершенно новых методов, лишенных недостатков применяемых методов.
«Компромиссный» метод
Сущность метода заключается в распределении расходов топлива пропорционально расходам при полностью раздельной выработке продуктов ТЭЦ. Принимается, что электроэнергия вырабатывается на КЭС, тепловая энергия на котельной.
Расход топлива на выработку электрической энергии определяется по следующей зависимости:
Расход топлива на выработку тепловой энергии:
Удельные расходы считаются аналогично «физическому» методу
Название «компромиссный» возникло в связи со стремлением получить некоторые средние результаты между «заниженной и преувеличенной стоимостью тепла». Также данный метод называют нормативным. [1]
Метод распределения экономии топлива по эксергии
В данном методе, так же, как и в эксергетическом методе, используется понятие эксергии, формулы её определения аналогичны, меняется лишь метод распределения расходов топлива по видам продукции ТЭЦ.
Расходы топлива определяются по следующим зависимостям:
Метод активно предлагался на научных конференциях, но утверждён не был. [1]
Метод электрических эквивалентов
При распределении топливных затрат по этому методу рассчитывается часть каждого вида энергии в общем объеме производства. Для сопоставимости все типы мощности и энергии выражаются в единицах электрической энергии, т. е. в кВт или кВт·ч. Используются различные коэффициенты — коэффициенты распределения для условно-постоянных и условно-переменных затрат. Условно-постоянные затраты определяются составом оборудования энергопредприятия, его суммарной установленной мощностью. Этот метод применяется в упрощенном виде, когда все виды затрат распределяются пропорционально количеству энергии, без учета их зависимости от режимов работы оборудования. Аналогичный расчет производится по теплоте. К переменным затратам относятся топливные затраты, которые распределяются пропорционально количеству производимой за год энергии. [2]
Метод отключения
Суть метода заключается в том, что из суммарных затрат комбинированного производства исключаются затраты на побочные продукты, принимаемые условно по возможной цене их реализации. В энергетике этот метод нашел отражение при построении треугольника Гинтера.
Рис. 1. Треугольник Гинтера
На одной стороне треугольника откладывается расход топлива на 1 кВт·ч электроэнергии, а на другой стороне на 1 ГДж тепла. Максимальный расход топлива на 1 кВт·ч будет при отсутствии отпуска тепла, когда все затраты ТЭЦ относятся на электроэнергию. И, наоборот, при нулевом отпуске электроэнергии достигает максимум расхода на отпущенное тепло. В соответствии с этими точками и строится треугольник. Задаваясь расходом одного вида энергии можно определить расход другого. В соответствии с этим методом один вид энергии считается основным, а другой — побочным продуктом производства.
Недостатки метода:
1) метод неприменим для ТЭЦ, т. к. оба вида продукции являются основными, а не побочными и подлежат прямому расчёту по отдельным статьям затрат;
2) выгода от комбинированного производства находят отражение в себестоимости лишь основного вида продукции. [3]
Метод В. И. Денисова
Данный метод позволяет распределить суммарный расход топлива ТЭЦ между тепловой и электрической энергией. При этом расход топлива на производство электроэнергии равен сумме расходов по теплофикационному и конденсационному циклам. Расход топлива на производство тепловой энергии определяется как разница между суммарным расходом топлива на ТЭЦ и расходом топлива на производство электрической энергии
Для распределения расхода топлива ТЭЦ между электрической и тепловой энергией, вырабатываемой по теплофикационному режиму, предлагается разделение суммарного расхода Втэц на составляющие, часть из которых поддается прямому расчету.
В составляющей
В конечном счете на электроэнергию, вырабатываемую по теплофикационному режиму расход топлива нетто равен
Полный расход топлива на производство тепловой энергии определяется по остаточному принципу по формуле:
В общем случае полный расход топлива на производство тепловой энергии состоит из расхода на производство тепла отборным паром, отпуск тепла через РОУ и производство тепла пиковыми водогрейными котлами. Расход топлива на отпуск тепла через РОУ и производство тепла пиковыми котлами рассчитываются, а расход топлива на выработку тепла отборным паром определяется по остаточному принципу.
К достоинству данного метода можно отнести возможность разделения топлива, расходуемого на производство электрической энергии, между конденсационным и теплофикационным циклами. Это позволяет формировать тарифы с раздельной оценкой тарифных ставок за энергию, вырабатываемую по этим циклам. Кроме того, указанный способ отличается простотой расчёта.
Одним из наиболее существенных недостатков этого метода являются затруднения с отнесением расхода топлива на холостой ход турбин и расходов электроэнергии на собственные нужды к конденсационному и теплофикационному циклам. [4]
Заключение
В данной работе выполнен обзор наименее часто используемых в России и за рубежом методов распределения удельных расходов условного топлива на ТЭЦ. На основании вышеизложенных данных можно сделать вывод о том, что проблема распределения топлива на продукты ТЭЦ является весьма актуальной и в наши дни. Дискуссии по данной проблеме не утихают. Большинство учёных и инженеров поддерживают идею абсолютного несовершенства, с точки зрения термодинамики, «физического» метода, и идею необходимости перехода к более совершенному эксергетическому методу. Однако современные реалии накладывают свои требования. Эксергетический метод довольно сложен в вычислениях, результаты расчётов зависят от состояния окружающей среды, нет возможности провести прогнозы и долгосрочные расчёты, он не столь нагляден как «физический» метод, что делает невозможным его повсеместное применение. Этим и объясняется появление столь большого количества методов распределения. Люди пытаются найти компромисс между термодинамикой и всем тем, что условно можно отнести к экономической стороне вопроса комбинированной выработки.
Литература:
- Пустовалов Ю. В. К дискуссии о методах распределения затрат на ТЭЦ. // Теплоэнергетика. — 1992. — № 9. — С. 48–55.
- Рогалёв Н. Д., Зубакова А. Г., Мастерова И. В. и др. Экономика энергетики: учебное пособие для вузов. — М.: Издательство МЭИ, 2008.
- Аврух А. Я. Проблемы себестоимости и ценообразования в электроэнергетике. — М.: Энергия, 1997.
- Денисов В. И. Формирование обоснованных тарифов на тепловую и электрическую энергию для ТЭЦ. // Экономические проблемы энергетического комплекса: Тезисы докладов и сообщений открытого семинара — 21 июня 2005 г. — Москва: Изд-во Института народнохозяйственного прогнозирования РАН, 2005 — С. 19–27.
