книги из ГПНТБ / Экономика газовой промышленности

усл.т.\ 3£и, З3и — удельные приведенные затраты на топли-

воиспользование при работе замыкающих потребителей на природном газе (вариант с индексом г) и замыкающем топ­ ливе (вариант с индексом з), руб/т уел. т; т]г, г|3 — к. п. д. топливоиспользования у замыкающей категории потреби­ телей при использовании природного газа и замыкающего

руб/т уел. т.

Замыкающие затраты на природный газ и на все осталь­ ные виды топлива формируются на основе затрат на добычу и транспортирование замыкающего топлива ф3 и разности затрат на топливоиспользование АЗТИ у замыкающего по­ требителя. Для УССР замыкающие затраты на природный газ (мазут, каменный, бурый уголь и др.) определяют в за­ висимости от приведенных затрат на добычу и транспортиро­ вание донецкого угля, а также экономического эффекта в области топливоиспользования, получаемого за счет сжи­ гания природного газа вместо твердого топлива в котлах мощных тепловых электростанций республики (или в котель­ ных).

Замыкающие затраты на электроэнергию представляют собой сумму трех составляющих. Первая определяет топлив­ ную составляющую затрат и вычисляется как произведение удельного расхода топлива для производства электроэнергии на величину замыкающих затрат используемого на электро­ станции топлива. Вторая составляющая характеризует за­ траты на сооружение и эксплуатацию замыкающих электро­ станций в энергосистеме. Третья составляющая зависит от режима использования электроэнергии данной /-й катего­ рией потребителей, так как затраты на производство электро­ энергии существенно зависят от режима ее потребления.

* Руководящие указания по использованию замыкающих затрат. Научный совет по комплексным проблемам энергетики ОФТПЭ АН

СССР, М., 1972.

171

Замыкающие затраты на электроэнергию в основном фор­ мируются по технико-экономическим показателям собствен­ ных замыкающих электростанций каждой энергосистемы

где фэ — замыкающие затраты на электроэнергию, руб/ Мет. ч; а с.н, а п, а р —коэффициенты соответственно собствен­ ных нужд, потерь в сетях, величины резерва; К%, С® —

капитальные вложения и эксплуатационные расходы на за­ мыкающей электростанции, руб/Мвт\ Е — нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений; h — годовое использование мощности электростанции, ч; Ь'г —

удельный расход топлива на отпущенную электроэнергию, т уел. т./Мвт-ч\ фт — замыкающие затраты на топливо, сжигаемое на электростанции, руб/т уел. т.\ Кя, Сд — дополнительные капитальные вложения и эксплуатацион­ ные расходы на внутрисистемное распределение электро­ энергии, руб/Мвт.

Замыкающие затраты на электроэнергию в объединен­ ных системах определяются по результатам оптимизации их развития, в итоге которой выясняются замыкающие эле­ ктростанции в базисной, полупиковой и пиковой зонах гра­ фика нагрузки и используемые ими виды топлива.

Замыкающие затраты на топливо и электроэнергию опре­ деляются для районов страны дифференцированно для раз­ ных видов топлива, участвующих в топливно-энергетиче­ ском балансе, в зависимости от режимных показателей рабо­ ты электрических станций в энергосистемах, а также для отдельных периодов года (последнее связано с установлени­ ем различных оценок на природный газ для отопительного и неотопительного сезонов). При проведении перспективных расчетов для определения сравнительной эффективности использования взаимозаменяемых видов топлива (энергии) в процессах промышленности замыкающие затраты рассма­ триваются как исходная информация, которая должна опре­ деляться в результате оптимизации перспективного топлив­ но-энергетического баланса республики (страны).

Эффективность использования энергоносителей в энерго­ технологических процессах производства продукции долж­ на определяться с использованием математических моделей промышленных предприятий и узлов при всестороннем учете

172

режимных показателей работы оборудования, местных усло­ вий энергоснабжения, возможностей использования вто­ ричных энергетических ресурсов и т. д. В то же время при­ менение замыкающих затрат на топливо и электроэнергию дает возможность оценить сравнительную эффективность отдельных вариантов энергоснабжения процессов промыш­ ленного производства при проведении укрупненных пер­ спективных расчетов.

Для выяснения эффективности использования газа при производстве любого вида промышленной продукции необ­ ходимо сопоставить показатели полных удельных приведен­ ных затрат, характерных для данного варианта топливоснаб­ жения с аналогичными показателями для всех остальных видов топлива (электроэнергии), которые наряду с природ­ ным газом могут быть использованы в данном процессе. Если обозначить затраты в варианте использования в м процессе природного газа как 3), а затраты в варианте ис­

пользования любого другого энергоносителя как 3), то

сравнительная экономичность вариантов топливоснабжения определяется из соотношения Зг. ^ Зт для /' = ], 2 , ..., п.

Более эффективный вариант будет характеризоваться мень­ шим показателем полных затрат и эффект от использова­ ния газа у потребителя определится как

Д3/ = 3} — 3)\ / = 1, 2 п. (6-3)

При сравнении затрат для различных вариантов топливо­ снабжения необходимо, чтобы каждый из вариантов был приведен к сопоставимым условиям. Это означает, что: а) каждый из сравниваемых вариантов должен рассматри­ ваться в оптимальных для него условиях; б) при любом ва­ рианте топливоснабжения процессов промышленного про­ изводства народное хозяйство должно получить необходимое количество продукции заданного ассортимента и качества.

1. При сопоставлении технико-экономических показате­ лей под оптимальными условиями понимают такие, когда для каждого варианта учитывают прогрессивную техноло­ гию производства промышленной продукции, новые реше­ ния в области конструкции энерготехнологического обору­ дования, возможность автоматизации процессов и др.

2. Вторым условием является необходимость приведения вариантов к одинаковому выпуску (отпуску) промышленной

173

продукции и к одинаковым ее качественным характеристи­ кам.

3. Третьим условием является необходимость соблюде­ ния принципа надежности схем топливоснабжения (энер­ госнабжения), а также принципа обеспечения нормальных санитарно-гигиенических условий для работы обслуживаю­ щего персонала.

Полные удельные затраты для варианта применения в энерготехнологическом процессе природного газа определя­ ются по формуле

где фг — замыкающие затраты на газ для данного конкрет­ ного района республики, руб/m уел. т.\ Л3^т — поправка

на магистральный транспорт природного газа, рубіт усл.т.\ Згх — затраты на хранение газа в подземных хранилищах, рубіт уел. т.; Згрт — приведенные затраты на распредели­

тельный транспорт природного газа, рубіт уел. т.; Ьг —• удельный расход природного газа на единицу промышленной продукции, т уел. т./ед. прод.-, К — коэффициент, учиты­ вающий потери газа при транспортировании и хранении;

элементы затрат, которые необходимо учитывать в каждом варианте топливоснабжения. Первое слагаемое выражения (энергетические затраты) сформировано на основе замыкаю­ щих затрат на природный газ и удельного расхода газа на единицу промышленной продукции, вырабатываемой в энер­ готехнологическом агрегате.

Поскольку замыкающие затраты при оптимизации топ­ ливно-энергетического баланса рассчитываются до опреде­ ленных центров потребления крупных территориальных районов, при определении энергетической составляющей затрат необходимо вводить поправку на магистральный транспорт топлива до конкретного промышленного пред­ приятия (для энерготехнологийеских процессов которого оп­ ределяется сравнительная эффективность использования различных энергоносителей). Кроме того, в энергетической составляющей учитываются затраты, связанные с распреде­ лительным транспортом топлива: для природного газа за­

174

траты на его транспортирование по системе распределитель­ ных газопроводов до потребителя; для твердого и жидкого топлива — затраты на транспортирование его по железно­ дорожным веткам, затраты на автомобильный транспорт и т. д.

Необходимым элементом формирования энергетических затрат на промышленную продукцию является также удель­ ный расход энергоносителя. На методах определения удель­ ных расходов и . неэнергетических затрат мы остановимся более подробно далее.

При использовании в энерготехнологическом процессе любого другого вида топлива (твердого или жидкого) выра­ жение для определения полных затрат записывается следую­

Структурно выражения (6-4), (6-5), (6-6) не отличаются одно от другого. В каждом из них учитываются замыкаю­ щие затраты на используемый энергоноситель срг, <рт, срэ; затраты на распределительный транспорт природного газа 3£т, твердого или жидкого топлива 3 £ т и электроэнергии

ЗрТ; удельные расходы энергоносителей на производство промышленной продукции Ьг, Ьт, Ь3; затраты на топливоиспользование 3^н,3^и, 3®и; коэффициенты, учитывающие поте­

ри газа и электроэнергии при транспортировании Яг и Яэ. Отличие этих выражений заключается лишь в том, что в каждом варианте топливоснабжения или энергоснабжения

меняются абсолютные значения отдельных элементов затрат и удельных расходов топлива или электроэнергии в зави­ симости от вида используемого энергоносителя. Для оценки сравнительной эффективности использования природного газа в промышленности в перспективном периоде необхо­ димо количественно выразить изменения удельных расходов топлива или электроэнергии, а также затрат на топливоиспользование в зависимости от вида применяемого энергоно­ сителя.

Остановимся на методах количественного анализа изме­ нения удельных расходов энергоносителей и затрат на топ­

175

ливоиспользование для некоторых энергоемких процессов промышленного производства.

В перспективных укрупненных расчетах определение изменений удельных расходов топлива (электроэнергии) для энергоемких промышленных процессов в зависимости от вида применяемого энергоносителя должно основываться на использовании аналитических моделей энергетических и технологических агрегатов *. Построение аналитических моделей и их расчет должны выполняться с учетом прогрес­ сивных изменений, которые могут произойти в процессе про­ изводства промышленной продукции, с учетом изменений в технологии производства, конструкции энергетического оборудования, в основных параметрах процесса, режимных показателях и т. д. Другими словами, при построении ана­ литических моделей для определения изменений удельных расходов энергоносителей в зависимости от вида приме­ няемого топлива или электроэнергии необходимо учитывать технический прогресс в отраслях промышленного производ­ ства.

Построение аналитических моделей базируется на суще­ ствующих методах расчета энергетических балансов энергети­ ческих и технологических агрегатов. Для энергетических установок (котельных агрегатов) тепловых электростанций и котельных энергетические балансы рассчитывают для оп­ ределения коэффициента полезного действия котлоагрегата,

изменяющегося в зависимости от вида сжигаемого топлива

п т

К = ЮО — (qa+ % + <74 + % + <7е шл + <7™п + q3mn), (6-7)

где т|» — коэффициент полезного действия котельного агре­

* Построение и использование для этих целей стохастических ре­ грессионных моделей, по мнению авторов, имеет весьма ограниченный характер, так как базой для построения этих моделей является пассив­ ный эксперимент, т. е. массив опытно-статистической информации. В то же время возможности проведения пассивного эксперимента для одного и того же агрегата в условиях использования им различных видов энергоносителей весьма ограничены. Строить же модель наоснове исполь­ зования информации о работе различных (хотя и однотипных) агрега­ тов или для одного и того же агрегата, работающего в прошлом на од­ ном виде топлива, затем переведенного на другой, нерационально из-за несопоставимых показателей исходной информации.

176

тепла от механического недожога; qh — потеря тепла в ок­ ружающую среду; (/бшл — потеря тепла со шлаком; —

расход тепла на собственные нужды котлоагрегата, выра­ женный в процентах от расхода тепла топлива; q3on — расход

тепла на выработку электроэнергии, затрачиваемой на соб­ ственные нужды котлоагрегата, выраженный в процентах от расхода тепла топлива.

Анализ обратных балансов котельных установок пока­ зал, что при переводе котлоагрегата с твердого топлива на газообразное потери qs, g4, ^вшл практически равны нулю. За счет чистоты поверхностей нагрева котельной установки и, как следствие, улучшения условий теплообмена, а также за счет уменьшения коэффициента избытка воздуха а сни­ жается потеря тепла с уходящими газами qv Значительно снижается потеря q3 за счет остановки оборудования цехов

топливоподачи и пылеприготовлеиия, а также потеря <7™,

так как отпадает необходимость в обдувке паром поверх­ ностей нагрева котельной установки. Все это способствует снижению удельного расхода топлива, сжигаемого в котель­ ном агрегате (при его переводе с твердого топлива на при­ родный газ) и увеличению коэффициента полезного действия установки.

Удельный расход условного топлива на получение теп­ ла, отпущенного котельными агрегатами, определяется по формуле

т. е. величина удельного расхода топлива Ь* обратно про­ порциональна к. п. д. котлоагрегата т]Ц.

Так как при перспективных расчетах определяют удель­ ные расходы энергоносителей на конечную товарную про­ дукцию промышленного производства (такой продукцией для электростанций является отпускаемая электроэнергия и теплоэнергия), то удельный расход топлива на отпускае­ мую электроэнергию и теплоэнергию зависит не только от теплового совершенства котельных установок, но и от тех­ нических характеристик всего тепло- и электрогенери­ рующего оборудования электростанции.

При конденсационном режиме работы электрической станции удельный расход условного топлива на отпущенную электроэнергию определяется по формуле

ккал/кет- ч\ Ь" — удельный расход условного топлива на

получение тепла, отпущенного котельными агрегатами, кг/Гкал; — к. п. теплового потока станции.

Удельный расход тепла на турбоагрегат зависит от ти­ па и среднегодовой загрузки турбины, соответствующей числу часов использования установленной мощности. На­ пример, для блока мощностью 200 Мет часовой расход теп­ ла на турбоагрегат Q3 определяется по следующей формуле:

Qa = 29,58 + 1,825У“ + 0,157 (У« — 172,25) Гкал/ч, (6-10 )

где N*— мощность турбоагрегата (нетто), Мет.

Вид используемого топлива не влияет на величину расхо­ да тепла на турбоагрегат, т. е. при расчете аналитической модели конденсационной станции с определенным составом оборудования для различных видов топлива Qs « const.

При теплофикационном режиме работы энергетического оборудования электростанции наряду с удельным расходом топлива на отпуск электроэнергии с шин определяется так­ же расход топлива на отпуск теплоэнергии из отборов тур­ бин, зависящий от их тепловой нагрузки, удельного расхо­ да топлива на котельный агрегат и к. п. д. теплового пото­ ка станции.

Для определения затрат на топливоиспользование для КЭС, ТЭЦ и котельных при проведении перспективных рас­ четов необходимо выяснить, как влияет вид сжигаемого топлива на капитальные вложения в энергетическое обору­ дование и эксплуатационные расходы, связанные с процес­ сом производства электроэнергии и тепла.

Удельные капиталовложения в топливоиспользование, рассчитанные на отпущенную электроэнергию для КЭС и ТЭЦ при снабжении этих объектов одним видом топлива можно определить по следующей формуле:

где К\ — капиталовложения, связанные с установкой на станции первого агрегата типоразмера А, тыс. руб.; пг —

178

количество устанавливаемых на станции агрегатов типораз­ мера А, шт.; К{ — капиталовложения, связанные с установ­

кой на станции последующих агрегатов типоразмера А,

учитывающий влияние вида топлива на капиталовложения в электрическую станцию; срр — коэффициент, учитывающий изменение затрат на станцию в зависимости от территориаль­ ного района размещения; Nуст — установленная мощность станции, Мет; h3— число часов использования установлен­

на собственные нужды станции при работе на твердом (жид­ ком) и газообразном топливе.

Себестоимость электроэнергии (без топливной составля­ ющей) для КЭС и ТЭЦ при использовании одного вида топ­ лива определяется по формуле

где /Сет — капиталовложения в электрическую станцию (для ТЭЦ — капитальные вложения, относимые на производство

чел.; а ' — коэффициент, учитывающий общие расходы по станции.

При использовании природного газа в качестве буферно­ го топлива формула (6-13) видоизменяется аналогично фор­ муле (6-1 2 ).

Для котельных (в том числе и замещающих тепловые мощности ТЭЦ) технико-экономические показатели опреде­ ляются по приведенным ниже формулам.

Удельные капиталовложения

т

\К[ + ( щ - Щ і + 2 « Л + ^общі Фр

1=2

руб!Гкал, (6-14)

Ѵ ч Ѵ 1 - *>

где К\ — капиталовложения, связанные с установкой в ко­ тельной головного котлоагрегата типоразмера А, тыс. руб.; л х — количество устанавливаемых в котельной котлоагре­ гатов типоразмера А, шт.; Кі — капиталовложения, свя­ занные с установкой в котельной последующих котлоагрега­ тов типоразмера А, тыс. руб.; — количество устанавлива­ емых в котельной котлоагрегатов і-го типоразмера, шт.; Кі — капиталовложения, связанные с установкой в котель­ ной котлоагрегатов і-го типоразмера, тыс. руб.; фр — коэф­ фициент, учитывающий изменение затрат на котельную в за­ висимости от территориального района ее размещения; Кобщ — общие капиталовложения в котельную, тыс. руб.; Орасч — расчетная производительность котельной, Гкал/ч; hQ— годовое число часов использования расчетной произво­ дительности котельной; К— расход теплоэнергии на соб­ ственные нужды котельной.

Себестоимость отпущенной теплоэнергии (без топливной составляющей)

(6-15)

где Ро.м — доля амортизационных отчислений от стоимости оборудования с монтажом; К0.м — стоимость оборудования

180