3.2. Показники теплової економічності тец

Теплова економічність ТЕЦ характеризується окремо показниками по виробництву електроенергії та показниками по виробництву теплоти.

Для визначення цих показників необхідно загальну витрату теплоти в цілому розділити на долі, які витрачаються на виробництво окремих видів енергії. По прийнятому методу на долю теплового споживача відносять відпускаєме до нього тепло з урахуванням втрат при виробництві та транспорті пара, а на долю електричного - всю решту тепла.

Електричний ККД по виробництву електроенергії на ТЕЦ:

h_е,тец =N_е /(Q₀-Q_тc/h_тc )

Q_тc—кількість теплоти, відведене до теплоспоживача;

h_тc—коефіцієнт, враховуючий втрати теплоти в теплообмінниках, комунікаціях на лініях від турбіни до теплоспоживача.

ККД електростанції по виробництву електроенергії:

h_ст,тец = N_e/[Q_ст-Q_тс/(h_тch_втрат)]

h_втрат — враховує втрати від парогенератора до турбіни та у самому ПГ.

По значенню ККД по виробництву електроенергії легко визначити питому витрату теплоти, що відноситься на виробництво електроенергії:

q_{e,тец =} Q_0,тец 3600 /Ne кДж/(кВт г)

q_{ст,тец =} Q_ст,тец 3600 /Ne кДж/(кВт г),

де Q_{e,тец =} Q₀-Q_тc/h_тc

Q_{ст,тец =} Q_ст-Q_тс/(h_тch_втрат)

При однаковій потужності та однакових параметрах пари h_е,тец >h_e конденсаційних станцій. Але ККД по виробництву електроенергії на ТЕЦ в ряді випадків не дає достатньо повної характеристики термічної досконалості процесу виробництва електроенергії. Так, наприклад, для ТЕЦ з протитиском, кількість теплоти, витрачена на виробництво електроенергії, дорівнює внутрішній потужності і ККД по виробництву електроенергії

h_е,тец =Nі / (Q₀ – Q_тc/h_тc) h_мh_г = h_мh_г

Можна сказати, що h_е,тец не залежить від параметрів, при яких працює турбіна. Тому наряду з h_е,тец використовується ще один показник – питоме вироблення електроенергії на тепловому споживанні:

w_е = N_e,_тс h_тс /(3600 Q_тс) (кВт∙г/кДж)

N_e,тс- кількість електроенергії, яка виробляється за годину паром, який поступає з протитиску або відборів тепловому споживачеві і на регенеративний підігрів води.

Питоме вироблення електроенергії на тепловому споживанні залежить від начальних та кінцевих параметрів пара та технічної досконалості турбогенератора. Чим вище w_е, тим доцільніше комбіноване вироблення тепла та електроенергії. Теплова економічність процесу виробництва теплоти характеризується значенням ККД по виробництву теплоти _Q,тец та питомої витрати умовного палива в_Q,у:

h_Q,тец = h_тch_втрат

Годинна витрата палива на виробництво теплоти на електростанції на органічному паливі:

В = 3600 Q_тс/(Q_р^н h_Q,тец) (кг/г)

Питома витрата натурального палива:

в_Q=1/(Q_рс h_Q,тец), кг/кДж

а умовного палива:

в_Q,у= 1/(29300 h_Q,тец)

3.3. Показники загальної економічності електростанцій.

Основні показники економічності:

- питомі капітальні витрати на створення;

- собівартість електричної та теплової енергії;

- питомі приведені витрати.

Питомі капітальні витрати:

к_ст = Кст / Nе

де Кст вартість створення електростанції;

Ne електрична потужність брутто.

к_ст суттєво залежить від типу станції, її потужності та обладнання, яке використовується. Збільшення одиничної потужності при однакових параметрах веде до зменшення вартості 1 кВт установленої потужності. Зараз к_ст для АЕС з блоками великої потужності у 1,35 разів вище, чим для пиловугільної станції рівної потужності. Але, так як вартість ядерного палива, як правило, значно нижча за вартість органічного палива, то АЕС являються конкурентноздатними.

Собівартість відпущеної з шин електроенергії:

s_e = S_рік /E_рік

де S_рік річні витрати на виробництво відпущеної електроенергії Е_рік грн/рік:

Sрік = S_п + S_к + S_перс

Де S_п - паливна складова річних витрат:

S_п = В с_п

В витрата палива за рік, т;

с_п вартість палива, грн/т;

S_к складова, яка залежить від начальних капіталовкладень:

Sк = (р_б + р_а + р_рем + р_інші) К_ст = р_кК_ст

р_б враховує повернення за банківський кредит, р_б = 0,4

р_а - враховує амортизаційні відчислення на повне відновлення об'єкту після закінчення терміна служби та витрати на капітальний ремонт, р_а=0,15.

р_рем - враховує поточний ремонт, р_рем= 0,05.

р_інші - інші витрати, р_інші= 0,35 р_а

Таким чином р_к=р_б + р_а + р_рем + р_інші =0,65 коефіцієнт, який враховує усі витрати від початкових капіталовкладень.

S_перс - складова, яка залежить від витрат на експлуатуючий персонал:

S_перс = (1+р_перс) S_осн

Де S_осн =Ф П _{ек -} - основна зарплата експлуатуючого персоналу з начисленнями на соціальне страхування;

Ф - середньорічна заробітна плата на одну людину,

П _{ек -} - кількість експлуатуючого персоналу;

р_перс- враховує інші витрати на персонал, Для електростанцій р_перс= 0,3.

Собівартість являється суттєвим економічним показником роботи електростанції і характеризує рівень продуктивності праці, міру використання установленої потужності на підприємстві, економічність витрати палива, допоміжних матеріалів, електроенергії на власні споживи, грошових коштів на персонал, послуги інших організацій та інше. Однак, якщо по одному варіанту річні витрати на виробку однієї і тієї ж кількості електроенергії нижче, ніж за іншим варіантом (авжеж нижча собівартість), але це досягається за рахунок додаткових капіталовкладень, то ще не можна заключити, що перший варіант більш економічний за другий.

В традиційній енергетиці існує методика вибору технічних рішень на основі порівняльної економічної ефективності капітальних вкладень. Прийнято, що більш привабливим є варіант з мінімальними приведеними витратами при однаковій продуктивності варіантів. Для проектів реконструкції, що упроваджуються за 1..2 роки, приведені витрати визначаються за виразом:

де З — приведені витрати, грн.;

В – експлуатаційні витрати, включаючи амортизаційні відрахування, грн.;

Е – норматив дисконтування, який, як правило, дорівнює процентній ставці Національного банку України для довгострокових кредитів, долі одиниці;

К – сума капітальних вкладень, що включають вартість обладнання, будівель, споруд, будівельних і монтажних робіт, грн.

Можливе зіставлення при однаковій потужності реактора. Це торкається оптимізації параметрів ЯЕУ при розгляді одного типу реактора. В цьому випадку вартість самого реактора, як постійну величину з розгляду можна виключити. Це зручно для нових типів реакторів, вартість яких точно не визначена. У разі різної продуктивності установки, що може мати місце і при реконструкції обладнання, слід визначати економічний ефект:

де Z — прибуток, грн.;

П – дисконтована сума надходжень за реалізовану продукцію за весь розрахунковий період: , грн.;

- річний приріст виробництва електроенергії, кВт·г;

- тарифна вартість електроенергії, грн./кВт·г;

З – сума всіх витрат за розрахунковий період, грн. Для проектів, що реалізуються за 1..2 роки (реконструкція) розрахунковий період – 1 рік експлуатації, а капіталовкладення приводяться через коефіцієнт дисконтування до одного року.

Необхідно враховувати також підходи, які використовуються на Заході. Зупинимося на одному з них: визначення чистого дисконтованого прибутку [ЧДП чи Net Present Value of Discounted Cash Flow (NPV)]:

,

где NPV — дисконтована різниця між сумарними доходами та витратами за весь життєвий цикл технології, грн.;

Р_t – ціна електроенергії у t-ому році, грн./ кВтг;

q_t – кількість електроенергії, відпущеної у t-ому році, кВтг;

K_t – капіталовкладення у t-ому році, грн.;

i_t – питомі виробничі витрати у t-ому році, включаючи паливну та експлуатаційну складові, грн./кВтг;

r – показник дисконтування (приведення) витрат та доходів до року t=0, долі одиниці;

T_p – ресурс роботи, років.

Додавання виконується за роками від початку будівництва (t=-Т_буд.) до зняття з експлуатації (t=T_p). Переважним буде проект, що має максимальне значення NPV.