4.7. Технико-экономическая оценка котельных установок

Для технико-экономической оценки эффективности сооруже­ния и эксплуатации котельных служит система энергетических, экономических и режимных показателей. Энергетическая эффек­тивность котельной установки оценивается следующими основны­ми показателями: 1) коэффициентами полезного действия котель­ной (брутто и нетто); 2) долей расхода теплоты на собственные ну­жды; 3) удельным расходом условного топлива на отпущенную те­пловую энергию.

Коэффициентом полезного действия котельной брутто (η_к._у^бр) называют отношение количества теплоты, полученного теплоноси­телем, к количеству теплоты, внесенному в топку котлоагрегатов:

где Q_ку - теплота, выработанная котельной установкой, Гкал/ч.

Если известно количество вырабатываемой теплоты, то КПД брутто определяется по расходу топлива (В) с учетом теплоты, вно­симой в топку с топливом, воздухом и паром, по формуле

показатель - удельный расход условного топлива. Это количество условного топлива (Q_ут - 7000 Ккал/кг у.т.), отнесенное к 1 Гкал вы­работанной или отпущенной (Q_ку) теплоты (Q_отп = Q_ку - Q_CН):

При известных КПД брутто и нетто удельные расходы могут быть определены из выражений: .-

В эксплуатационных условиях КПД котельной может быть определен по обратному балансу:

где q_i - i-й вид потерь теплоты в котлоагрегате.

Коэффициент полезного действия нетто (η_к._у^н) отражает энер­гетическую эффективность работы котельной с учетом расхода те­плоты на собственные нужды: 1) котлоагрегатов - на распыление мазута в форсунках, паровое дутье под решетку, очистку поверхно­стей нагрева, с непрерывной или периодической продувкой; 2) ко­тельной - на топливное хозяйство, подготовку питательной воды, вспомогательные процессы, отопление помещений и горячее водо­снабжение хозяйственно-бытовых нужд котельной, а также потери теплоты от оборудования и трубопроводов:

где q_CH - доля расхода теплоты на собственные нужды котельной от обшей выработки теплоты.

Важность этого показателя в том, что он определяет коммер­ческую эффективность использования топлива в котельной. Поэто­му для характеристики котельной на практике используют показа­тель затрат теплоты на собственные нужды, или коэффициент соб­ственных нужд, К_сн =Q_CН / Q₁ который характеризует рациональ­ность тепловой схемы и степень совершенства эксплуатации ко­тельной. Доля затрат теплоты на собственные нужды котельных не должна превышать 3-5%.

Тепловой КПД котельной является обобщающим критерием оценки эффективности использования топлива, установления норм его расхода и выявления потерь и разработки мероприятий по их устранению.

Для сопоставления и оценки экономичности котельных, рабо­тающих с различными видами топлива, используют обобщающий

где 142,8 кг у.т./Гкал - удельный расход условного топлива при КПД 100%.

В действительности удельные расходы топлива составляют на выработку b_бр ⁼ 163 / 200 кг у.т/Г кал и на отпуск b_v = 177 / 222 кг у.т/Г кал единицы тепла, что соответствует КПД котельной установки: η_к._у^н = 81 / 64%, η_к._у^бр = 88 / 73%.

К системе экономических показателей, характеризующих ко­тельные установки, относятся суммарные и удельные капитальные вложения, ежегодные издержки производства и себестоимость еди­ницы продукции.

Капитальные вложения - это затраты на создание новых или реконструкцию действующих основных фондов. К ним относят за­траты на приобретение оборудования, строительные, монтажные и другие капитальные работы. Величина капитальных вложений в котельные и их структура, зависят от типа и мощности котельной, типа, числа и единичной мощности устанавливаемых котлоагрега­тов, вида топлива, тепловой схемы, параметров вырабатываемых теплоносителей. В структуре капитальных вложений строительно-монтажные работы составляют 50-60%, оборудование 25-30%, прочие затраты 10-15%.

Стоимость строительства котельной может быть определена по удельным капитальным вложениям в сооружение аналогичной установки:

С увеличением единичной мощности котлоагрегатов удельные капитальные вложения в котельную уменьшаются за счет снижения затрат на приобретение дополнительного вспомогательного обору­дования и уменьшения строительного объема здания. Огромное влияние на величину капитальных вложений оказывает вид топлива. Так, удельные капитальные вложения в газомазутные котельные на 20-30% ниже, чем в угольные аналогичной мощности. Это объясня­ется меньшими затратами в топливное хозяйство, отсутствием сис­темы золошлакоудаления, сокращением стоимости газомазутных коглоагрегатов и с уменьшением строительно-монтажных работ.

Ежегодные издержки производства учитывают затраты на:

топливо

электроэнергию

воду

материалы

Тогда эксплуатационные затраты на производство теплоты со­ставят:

где Q_выр^год - годовая выработка теплоты котельной, Гкал;

Ц_т - цена, стоимость условного топлива франко-склад котель­ной, руб/(т у .т.);

W - потребление электроэнергии, кВт-ч/г.;

N - заявленная мощность, кВт;

т_э' и т_э" - тарифы за электроэнергию и мощность, руб./кВт-ч;

G_B и G_M - расход воды и материала i-го вида;

Ц_в и Ц_м - цена воды и материала i-го вида;

т - штатный коэффициент, чел./(Гкал/ч); . .

Ф_зпл - фонд заработной платы, руб./(чел. год);

γ'_пр - коэффициент прочих отчислений;

а_с и а₀ - нормы амортизационных отчислений от стоимости зданий (сооружений) и оборудования;

К_с и К_о - стоимость зданий и оборудования котельной.

Себестоимость производства теплоты в котельной определя­ется по формуле

заработную плату с отчислениями

амортизацию основных фондов

отчисления на текущий ремонт

где Q_оmn - годовой отпуск теплоты котельной потребителя, Гкал.

Степень использования оборудования и условия работы котель­ной характеризуются следующими режимными показателями:

• коэффициентом рабочего времени, как отношением факти­ческого (h_Ф) к календарному (h_K) времени работы котельной в часах за год:

К_В = h_Ф / h_K (4.49)

общекотельные и прочие нужды

• коэффициентом средней нагрузки - отношением средней (Q_ф) к максимальной (Q _max) нагрузке котельной:

290

• коэффициентом использования максимума нагрузки - от­ношением фактически выработанного к максимально возможному количеству теплоты за определенный период:

или

следовательно,

• числом часов использования максимума тепловой нагрузки: