2.3. Технико-экономическое сравнение вариантов (однокритериальный подход).

Как уже отмечалось, при подобном подходе в качестве критерия оптимизации чаще всего используется минимум приведённых затрат. По каждому варианту необходимо определить капитальные вложения и ежегодные издержки производства.

Капитальные вложения в ТЭЦ определяются по формуле

, млн.руб (2.4.),

где - капитальные вложения в головной турбоагрегат, млн. руб.;

- капитальные вложения в последующий турбоагрегат, млн.руб.;

, - капвложения соответственно в головной и последующий котлоагрегаты, млн.руб;

, - капвложения соответственно в головной и последующий пиковые водогрейные котлы, млн.руб;

, ,-общее количество соответственно турбин данного типа, энергетических котлов и пиковых водогрейных котлов;

- капвложения, зависящие от общей мощности ТЭЦ, млн.руб;

- коэффициент, учитывающий районные условия сооружения ТЭЦ.

Значения величин, содержащихся в формуле (2.4) берутся из [2, таблицы 16,17,18,19].

= (2440+4*1503+184+(514*2)+5*(370*2)+52+3*40+451,5)*1,03 = 14295,8 млн.руб.

Ежегодные издержки производства по каждому варианту

, млн.руб./год (2.5),

где - затраты на топливо, млн.руб./год;

- затраты на амортизацию основных средств, млн.руб./год;

- затраты на заработную плату эксплуатационного персонала, млн.руб./год;

- затраты на ремонт, млн.руб/год;

- прочие затраты, млн.руб/год.

3864,18+586,1+301,3+857,7+209,4 = 5818,68 млн.руб./год.

Годовые затраты на топливо:

, млн.руб/год (2.6),

где - цена 1 тонны условного топлива, руб/ т у.т.

2 * 1932089767,48 = 3864,18 млн. руб/год.

Поскольку в настоящее время цены на топливо не являются стабильными, данный показатель уточняется в ходе проектирования во время консультаций у руководителя;

- годовой расход условного топлива, т у.т./год.

В связи с тем, что топливо на ТЭЦ расходуется на производство электрической и тепловой энергии, годовой расход топлива можно представить как сумму соответствующих составляющих

, тыс. т у.т/год, (2.7),

где - расход топлива на производство электроэнергии, т у.т./год;

- расход топлива на производство теплоэнергии, т у.т/год.

1 892 257 574,8 + 39832192,68 = 1932089767,48 т у.т/год.

Годовой расход топлива на выработку электроэнергии

т у.т/год, (2.8)

= 12318596812,08 /(7*0,93) = 1 892 257 574,8 т у.т/год.

Величинаопределяется путём расчётов с использованием энергетических характеристик турбоагрегатов [2, таблица 20].

= 2452232152,67+57436048,735 = 12318596812,08 Гкал/год.

В общем виде уравнение энергетической характеристики турбины записывается следующим образом:

, Гкал/ч (2.9),

где - часовой расход тепла на холостой ход, Гкал/ч;

- относительный прирост расхода тепла при работе по теплофикационному циклу, Гкал/МВт·ч;

- электрическая мощность при работе по теплофикационному циклу, МВт;

- относительный прирост расхода тепла при работе по конденсационному циклу, Гкал/ МВт·ч

- электрическая нагрузка на генераторе. МВт.

Для расчёта годового расхода теплоты необходимо предварительно распределить заданную нагрузку между турбинами, после чего выполнять расчёты путём трансформации часовых энергетических характеристик турбин в годовые. В общем виде уравнение годовой характеристики характеризуется соотношением

, Гкал/год, (2.10),

Для Т250 = 60,5*8000+0,754*853402,176+1,635*1499146597,824*484000+643465,24+2451104687,43 =2452232152,67 Гкал/год;

Для Р100 =5,5*8000=0,87*65967872,11=57436048,735 Гкал/год.

где - число часов работы турбины в течение года, (8000-8100 ч/год);

- годовая выработка электроэнергии по теплофикационному циклу, МВт·ч;

- то же, по конденсационному циклу, МВт·ч.

Выработка электроэнергии по теплофикационному циклу

, МВт·ч, (2.11),

где - годовой отпуск тепла из теплофикационного отбора, Гкал/год;

- то же, из производственного отбора (для турбин типа ПТ) Гкал/ год;

- соответственно удельная выработка электроэнергии на тепловом потреблении для теплофикационного и производственного отборов, кВт·ч/Гкал.

= 472,6 КВт/Гкал;

= 270,64 КВт/Гкал.

Для Т250 = (472,6*1805760)*10^-3 = 853402,176 МВт·ч;

Для Р100 = (270,64*2437447680)*10^-3 = 65967872,1152 МВт·ч.

Величина (для каждого параметра отборного пара) рассчитывается по формуле

, кВт·ч/ Гкал (2.12),

где - теплосодержание пара на входе в турбину, ккал/кг;

- теплосодержание пара в отборе, ккал/кг;

- КПД, учитывающий электрические потери в генераторе (0,95-0,97);

- КПЖ, учитывающий механические потери (0,98);

- теплосодержание возвращаемого на ТЭЦ конденсата, ккал/кг.

Используемые в формуле значения теплосодержаний приведены в [2, таблица 21].

Годовой отпуск тепла из отборов определяется по результатам распределения тепловой нагрузки (часовой) между отборами турбин

, Гкал/год (2.13),

где - годовое число часов использования отбора.

Для Т250 330*5472 = 1805760 Гкал/год

Для Р100 0.

, Гкал/год (2.14).

Для Т250 0

Для Р100 696*640*5472 = 243747680 Гкал/год.

Таким образом, после определения для каждой турбины теплофикационной выработки электроэнергии можно рассчитать и конденсационную

, МВт·ч (2.15) ,

Для Т250 1500 000 000 - 853402,176 = 1499146597,824 МВт/ч;

Для Р100 600 000 000 - 65967872,1152 = 534032127,88 МВт/ч.

где - общая годовая выработка электроэнергии турбоагрегатом данного типа, МВт·ч,

величина определяется по формуле

, МВт·ч, (2.16),

где - установленная мощность турбоагрегата, МВт;

- годовое число часов использования установленной мощности ТЭЦ (принимается равным 6000-6500 ч/год).

Для Т250 250*6000*1000 = 1500 000 000 МВт·ч;

Для Р100 100*6000*1000 = 600 000 000 МВт·ч.

В итоге, определив по энергетическим характеристикам расходы тепла по отдельным турбинам, можно рассчитать общее потребление тепла на ТЭЦ, а затем и расход топлива на выработку электроэнергии (формула 2.8).

Расход топлива на производство теплоэнергии

т у.т./год (2.17),

где - годовой отпуск тепла из отборов турбин (252 776 480 Гкал/год);

- годовой отпуск тепла от пиковых водогрейных котлов;

- КПД энергетических котлов (0,93);

- КПД теплофикационного отделения (0,98);

- КПД пиковых водогрейных котлов (0,9).

252 776 480 / (7*0,93*0,98) + 1328120 /(7*0,9) = 39832192,68 т у.т./год.

Величина может быть найдена по формуле:

, Гкал/ год, (2.18),

где - часовая нагрузка пикового источника теплоснабжения (формула 1.25);

- годовое число часов использования максимальной нагрузки пиковых котлов (1000 ч/год).

332,03*1000*4= 1328120 Гкал/ год.

Далее рассчитываем по каждому варианту остальные составляющие ежегодных издержек, входящие в формулу 2.5.

Годовые затраты на амортизацию основных средств

, млн.руб/год (2.19),

= (4,1/100)*14235,8 = 586,1 млн.руб/год.

где - средняя норма амортизации на реновацию[2, таблица 23];

- суммарные капвложения в сооружение ТЭЦ.

Годовые затраты на заработную плату

, млн.руб/год, (2.20),

0,62 *360*1350*10^-3 = 301,3 млн.руб/год.

где - штатный коэффициент ТЭЦ по эксплуатационному персоналу, чел/МВт [2, таблица 23];

- среднегодовой фонд заработной платы одного работающего, тыс.руб/год.

Учитывая, что данная величина в нынешних условиях весьма нестабильна, в расчётах значение выбирается по согласованию с руководителем проектирования;

- установленная мощность ТЭЦ, МВт.

Затраты на ремонт можно принять в размере 6% от капитальных вложений в ТЭЦ.

И _рем = 0,06*14295,8 = 857,7 млн. руб/год.

Составляющую издержек по прочим расходам определяют по формуле

, млн.руб/год (2.21),

= (12/100)*(586,1+301,3+857,7) = 209,4 млн. руб/год.

где - коэффициент, характеризующий прочие расходы с учётом установленной мощности ТЭЦ [2, таблица 22].

Условием сопоставимости сравниваемых вариантов в энергетике является равенство отпускаемой электрической энергии. Поэтому если варианты различаются по величине отпуска энергии, их необходимо привести к одинаковому энергетическому эффекту.

Если в итоге по приведённым затратам варианты будут отличаться не более чем на 5%, то их можно считать равноэкономичными. В этом случае предпочтение следует отдавать более прогрессивному и перспективному варианту.

Для выбранного варианта необходимо рассчитать себестоимость электрической и тепловой энергии и основные технико-экономические показатели.