Технико-экономическая оценка энергоблоков электростанций. Учебное пособие

УДК 621.311(075.8) Щ 833

Рецензенты:

д-р техн. наук, доцент О. В. Боруш

канд. техн. наук, главный специалист

ООО «Новосибирскэнергопроект» И. В. Бородихин

Работа подготовлена кафедрой тепловых электрических станций по дисциплине «Тепловые и атомные станции»

для студентов IV курса ФЭН всех форм обучения направления 13.03.01

Щинников П.А.

Щ 833 Технико-экономическая оценка энергоблоков электростанций: учебное пособие / П. А. Щинников, О. К. Григорьева, И. С. Садкин. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2023. – 68 с.

ISBN 978-5-7782-4906-6

Изложены основные положения методического подхода к оценке технико-экономических показателей энергоблоков электростанций. Отличительной особенностью предложенного подхода к оценке капиталовложенийвосновноеивспомогательноеоборудование энергоблоков электростанций является использование степенной параметрической функции. Подход учитывает системные факторы в виде оценки ущербов от выбросов, резервирования оборудования, дополнительных эксплуатационных расходов и других составляющих. Такой подход дает возможностьопределятькапиталовложения до стадиипроектирования оборудования энергоблоков и позволяет вести сравнительные оценки стоимости оборудования электростанций для разных странпроизводителей: России, Китая, ЕС, США. Предлагается большое количество фактического материала.

Учебноепособиепредназначенодлястудентов, магистрантов иаспирантов теплоэнергетических направлений подготовки. Может использоваться в практике современного проектирования энергоблоков и электростанций.

2

представленывдолларахСША; оценкуврубляхдляучебныхзадачследует вести по текущему курсу.

Учебное пособие предназначено для студентов, магистрантов и аспирантов теплоэнергетических направлений подготовки; оно незаменимо при выполнении ВКР, а также может использоваться на стадии обоснования инвестиций в проектных организациях. Подготовлено на кафедре ТЭС Новосибирского государственного технического университета.

4

Приведенные затраты должны учитывать их приращение N Ззам,

вызванное компенсацией недоотпуска потребителям электроэнергии. Особенностью вариантов является необходимость определять показатели замещаемого энергоблока, который должен использоваться в режимах, аналогичных рассматриваемому. Если исследуемый проектируемый энергоблок участвует в выработке основной энергии и покрытии пиков (путем форсировки, отключения ПВД и т. п.), то он вытесняет еще и пиковый энергоблок. Тогда приведенные затраты должны учитывать их приращение Ззам, вызванное компенсацией пиковым энерго-

блоком недоотпуска потребителям электроэнергии в часы пиковых нагрузок. При переменном режиме проектируемого энергоблока в часы провала электрической нагрузки для одного и того же отпуска электроэнергии нагрузка на клеммах генератора может быть выше (за счет увеличения электроэнергии собственных нужд при наработке, например химической энергии и т. п.), чем при его частичной нагрузке, соответствующей графику отпуска электроэнергии. Это приводит к экономии (перерасходу) в энергосистеме. При работе в таком режиме энергоблок вытесняет аккумулирующие электростанции, предназначенные для сглаживания неравномерности графика электрических нагрузок, что приводит к экономии капиталовложений. В приведенных затратах учитывается их приращение Ззам, вызванное компенсацией при вырав-

нивании неравномерности графика электрических нагрузок аккумулирующими электростанциями.

Если варианты различаются отпуском не только электрической, но итепловойэнергии, топриведенныезатратыдолжныучитыватьихприращение QЗзам, вызванное компенсацией замещаемой котельной

недоотпуска потребителям теплоты.

При отпуске потребителям продукции (синтез-газа, полукокса, товарной серы и т. п.) приведение вариантов к равному энергетическому эффекту достигается учетом соответствующего замещаемого химического производства. В этом случае приведенные затраты должны учи-

тывать их приращение xЗзам, вызванное компенсацией замещаемым

химическим производством недоотпуска потребителям химической продукции.

6

2. Одним из условий приведения вариантов к равному энергетическому эффекту является обеспечение и неизменность заданной надежности энергоснабжения. Постоянство этого показателя должно выдерживатьсязасчетизменениямощностиаварийногоиремонтногорезерва и величины выработки энергии на резервных энергоблоках. Эта надежность обеспечивается и определенным техническим уровнем каждого вариантаэнергоблока. Приэтомвкаждомвариантевобщем случаетребуются разные капиталовложения в создание аварийного и ремонтного резерва и соответствующие расходы топлива на их работу в период остановов и разгрузок энергоблока. Выработка энергии резервными установками определяется конфигурацией графика нагрузки, коэффициентом готовности энергоблока [2] к несению нагрузки, режимными особенностями его использования. Все это учитывается в приведенных

затратах величиной Зр, обусловленной работой резервного оборудова-

ния (резервных энергоблоков, энергохимических производств).

3. Варианты, различающиеся количеством вредных выбросов, т. е. различной степенью загрязненности окружающей среды, следует сопоставлять с учетом необходимых затрат на обеспечение предельно допу-

в окружающую среду будет достигаться соответствующим учетом приведенных затрат Зв в системы сокращения вредных выбросов, затрат

Зт, связанныхспереходомнатопливосменьшимвыходомвредныхвеществ, затрат Зтр, обусловленных изменением высоты дымовой трубы,

затрат Уэ вэкологическую инфраструктуру, обусловленных компенса-

цией ущерба от загрязнения окружающей среды в виде затрат на воспроизводство качества экосистемы (восстановление биомассы) в зоне функционирования энергоблока. Если фоновые приземные концентрации в ареале энергоблока выше ПДК, то во всех сравниваемых вариантах предусматривается одинаковое значение ПДВ. Если энергоблок не может быть вписан в данный ареал при установленных ПДВ по экологическим соображениям, приведение вариантов к одинаковым пре-

дельно допустимым выбросам достигается учетом затрат Зуд на вынос

энергоблока из данного ареала и удаление от потребителей.

4. При сравнении различных вариантов энергоблоков надо учитывать затраты Зинф на создание и эксплуатацию как производственной,

так и социально-бытовой инфраструктуры.

7

Приведенные к одному году эксплуатации затраты определяются формулой

З ВЦт σmКm Зр δЗдоп Зинф зп Зв Зт Зтр

Уэ П Зуд δЗгк δN Ззам+δ Ззам+ δ Ззам+δQЗдоп+δxЗзам, (1.1)

где В – годовой расход топлива энергоблоком, т/год (тыс.м3 /год); П – экономия (руб/год) приведенных затрат при энерготехнологическом производстве вторичных продуктов; Цт – стоимость топлива франкобункер энергоблока, определяемая с учетом переработки, хранения

и транспорта топлива, руб/т (руб/тыс. м3 ); Кm – капиталовложения,

определяемыепоагрегатамэнергоблокаивключающиерасходынасоздание, монтаж, доставку оборудования на место строительства, техническое освоение, а также пропорционально отнесенные затраты на строительство главного корпуса, подготовку территории, возведение временных зданий и сооружений, проектно-изыскательские работы,

объекты подсобного назначения, руб; σm – характеризует ежегодный возврат капиталовложений; Зр – затраты в резервные энергоблоки, руб/год; δЗдоп – дополнительные эксплуатационныерасходы на хими-

ческое сырье, материалы, реагенты, затраты на обслуживание систем сокращения вредных выбросов, руб/год; зп – расходы по содержанию штатного эксплуатационного и ремонтного персонала, руб/год; δЗгк – затраты на перекачку (транспортировку) жидких, газообразных

и твердых продуктов переработки угля (синтез-газа, полукокса, товарной серы, строительного шлака и т. п.) потребителю.

Капиталовложения в формуле (1.1) определяются как

где К – дисконтированные капиталовложения (приведенные к году окончания строительства); m – доля в капиталовложениях агрегата m.

Дисконтированные капиталовложения в энергоблок определяются по следующему выражению:

t 1

8

гдеТ– срокстроительства, определяемыйтакимифакторами, какчисло, мощностьитипэнергоблока, видиспользуемоготоплива, условиястроительства и т. п. В современных условиях сооружение энергоблока

и ТЭС в целом может осуществляться в срок до 4...6 лет; Кt – капита-

ловложения t-го года строительства, руб.

При выполнении ВКР любого уровня распределение капиталовложений по годам строительства можно принять равномерным (т. е.

Кt К / Т , где К – полные капиталовложения, определяемые как

сумма капиталовложений по агрегатам (см. разделы 2.1–2.9). Очевидно, что вариант с затратами З1 эффективнее варианта с за-

тратами З0 , если

При таком подходе для учебных задач упрощается процедура выбора наивыгоднейшего варианта на основе рядового перебора вариантов.

Можноограничитьсявыборомдвухвариантов: базовогос З0 ипроектируемого с З1. В этом случае рассматривается только переменная частьприведенных затрат З по (1.4), котораяучитывает только составляющие, вызвавшие изменение З1 по сравнению с базовым вариантом.

Изложенная методика расчета приведенных затрат по всем рассматриваемым вариантам энергоблока исключает фактop несопоставимости вариантов. Если проанализировать выражение (1.1), то можно убедиться, что в наиболее общем случае приведенные затраты по энергоблоку полностью определяются значениями термодинамических, расходных и конструктивных параметров, параметров технологического профиля энергоблока, а также значениями внешних влияющих факторов. Такойметодическийподходпозволяетдовольнопростоопределить оптимальные параметры из условия:

где С – характеризует положительный эффект; X – совокупность постоянных параметров.

9

В то же время следует отметить, что многие задачи сегодня не требуют системного подхода. К таким задачам, например, можно отнести выбор наилучшего по стоимостным показателям состава оборудования примодернизацииэлектростанции. Тогдакритериемвыгодностиможет быть минимум капиталовложений в вариант

здесь Кm определяется по (1.2), при этом состав оборудования (m)

в каждом рассматриваемом варианте (i) может быть различен, так же как и страна-производитель оборудования. Как правило, в этом случае варианты приводятсяк одинаковому энергетическому эффекту лишьпо номинальным значениям основных агрегатов без учета любого рода системного замещения. Вариант выбирают с помощью перебора с последующейоценкойэффективности. ПривыполненииВКРтакогоподхода, как правило, оказывается достаточно.

Во другом случае необходимо использовать при сравнении вариантов динамические методы оценки эффективности инвестиций. Такие подходы актуальны при сравнении вариантов, в основе которых лежит оборудование разных производителей. Наиболее широко сегодня при-

меняют показатели чистого дисконтированного дохода (ЧДД, или Эд ), внутренней нормы доходности (Евн) и дисконтированного срока оку-

τ = 0

Прирассмотрениичастногослучая, когдакапитальныезатратыпроизводятся в один год, технико-экономические показатели (объемы производства, цены, эксплуатационные издержки) неизменны в течение всего жизненного цикла, а ликвидная стоимость равна нулю,

10