Задачки многообещающих схем теплоснабжения. Расширение зоны деяния ТЭЦ

К.т.н. В.Н. Папушкин, Советник генерального директора ОАО «Объединение ВНИПИэнергопром», г. Москва

(Сотрудник кафедры ПТС МЭИ (ТУ) с 1972 по 1996 гг.)

Общие сведения

В неком смысле эта статья является продолжением статьи «Радиус теплоснабжения. Отлично забытое старое» (см. журнальчик НТ, № 9, 2010 г), но сразу заходит в серию статей, посвященных задачкам, которые нередко появляются при разработке многообещающих схем теплоснабжения. В данной статье будет дискуссироваться решение задачки о расширении зоны деяния доминирующего источника (пусть доминирующим источником в нашем случае является ТЭЦ), и т.к. расширение зоны деяния фактически всегда совпадает с задачей роста «радиуса теплоснабжения», статья является продолжением предшествующей.

В самом начале оговоримся, что решение задач будет выполнено в электрической модели схемы теплоснабжения и это означает, что к моменту потребности в решении данной задачки электрическая модель уже сотворена и выполнена процедура ее тестирования, позволяющая иметь уверенность в том, что все результаты расчетов адекватны реальным процессам.

Потребность в решении задачки о расширении зоны деяния ТЭЦ появляется всегда в этом случае, когда имеются значительные резервы располагаемой термический мощности в регулируемых отборах турбоагрегатов ТЭЦ, а все многообещающие приросты термический нагрузки в имеющейся зоне деяния оставляют этот резерв значимым. В данном определенном случае будем рассматривать ситуацию, когда в зоне предполагаемого расширения действуют локальные системы теплоснабжения, образованные на базе отопительных котельных. При всем этом ситуацию, когда локальная зона деяния на базе котельной включена в существующую зону деяния ТЭЦ (как вложенное огромное количество) будем считать нонсенсом развития теплоснабжения поселения.

Представим также, что подготовительный анализ показал, что себестоимость отпуска тепла потребителям из локальных систем теплоснабжения выше (в процессе решения задачки мы покажем, что это условие не непременное — прим. авт.), чем подобная себестоимость отпуска тепла из систем теплоснабжения, образованных на базе ТЭЦ. При всем этом в составе себестоимости учитывалась себестоимость отпуска тепла с коллекторов ТЭЦ (котельной) и себестоимость передачи тепла по термическим сетям каждой из систем. Себестоимость услуг сбытовой организации рассматриваться не будет и можно даже представить, что одна сбытовая организация обслуживает все рассматриваемые системы.

В итоге решения задачки расширения зоны деяния ТЭЦ мы предполагаем, что:

  • ■ выработка электроэнергии на ТЭЦ остается постоянной, так же как остается постоянной загрузка турбоагрегатов ТЭЦ по электронной нагрузке;
  • ■ за счет дополнительной загрузки отборов турбоагрегатов ТЭЦ количество электроэнергии, выработанной на базе теплофикационного цикла, будет возрастать, и средневзвешенный удельный расход горючего на выработку электроэнергии на ТЭЦ будет сокращаться;
  • ■ все эффекты от дополнительной загрузки регулируемых отборов турбоагрегатов относятся на издержки горючего на выработку электроэнергии;
  • ■ сокращение санитарно-защитных зон в городской черте будет учитываться в общей модели рассеивания выбросов от источников городка и будет оцениваться исключительно в том случае, если осуществляется ликвидация котельной.
  • Оценка нужных денежных потребностей в реализацию проекта
  • Денежные потребности, нужные для реализации проекта расширения зоны деяния будут складываться из последующих составляющих:
  • ■ издержки в строительство термических сетей от конечной камеры магистральных термических сетей ТЭЦ до зоны деяния локальной системы теплоснабжения на базе котельной;
  • ■ издержки в строительство ЦТП;
  • ■ издержки в ликвидацию котельной;
  • ■ издержки в реконструкцию (повышение поперечника) участков термический сети, входящих в «путь» транспорта теплоты от источника до конечной камеры, к которой присоединяется дополнительная нагрузка от ликвидируемых котельных (если будет нужно).

Нужные денежные потребности для реализации проектов рассчитывались в четыре шага.

Шаг 1. В электрической модели системы теплоснабжения разрабатывались технические решения, обеспечивающие присоединение термический нагрузки потребителей от ликвидируемых котельных к магистральным термическим сетям ТЭЦ. На этом шаге определялась трассировка проектируемых и реконструируемых термических сетей и длина проектируемой трассы. Трассировка принимается по имеющимся и проектируемым коридорам.

Шаг 2. В электрической модели системы теплоснабжения разрабатывались гидравлические режимы, обеспечивающие нормативную (в согласовании со СНиП 41-02-2003 «Тепловые сети») циркуляцию теплоносителя с определением допустимых поперечников участков термических сетей и нужных перепадов давления в точках присоединения потребителей (абонентов).

Шаг 3. В электрической модели системы теплоснабжения разрабатывались поверочные расчеты гидравлических режимов, обеспечивающих нормативную (в согласовании со СНиП 41-02-2003 «Тепловые сети») циркуляцию теплоносителя в разные климатические периоды (летний и переходный климатический периоды) и разные условия (аварийный и статический режимы) эксплуатации. В случае необходимости поперечникы и трассы корректировались и принимались в качестве обоснованных для расчета серьезных вложений в строительство.

Шаг 4. Оценка цены серьезных вложений осуществлялась по укрупненным показателям базовых стоимостей по видам строительства (УПР), укрупненным показателям сметной цены (УСС), укрупненным показателям базовой цены материалов, видов оборудования, услуг и видов работ, установленных в согласовании с Методическими советами по формированию укрупненных характеристик базисной цены на виды работ и порядку их внедрения для составления инвесторских смет и предложений подрядчика (УПБС ВР) и другим материалам.

В качестве иллюстрации расчетов подобного рода (шаг 1) приведем пример реализации трассировки термических сетей для расширения зоны ТЭЦ, выполненного при разработке одной из многообещающих схем теплоснабжения. В процессе расширения зоны деяния к термическим сетям ТЭЦ требовалось присоединить четыре котельных с общей термический нагрузкой 9 Гкал/ч.

Задачки многообещающих схем теплоснабжения. Расширение зоны деяния ТЭЦ

Структура трассировки состоит из проектируемых под новое строительство общих и личных участков термических сетей. Общим для всей группы присоединяемых к ТЭЦ котельных (рис. 1а) является участок вновь проектируемых термических сетей от магистральной термический камеры УТС-3* до термический камеры КП-т.В (камера многообещающая, точка В). Личный вновь проектируемый участок — участок от термический камеры КП-т.В до ЦТП «Ленинградская». Общий участок термический сети трассируется по левой стороне повдоль ул. Ленинградская с переходом через нее до И.П.00632.

Общим для котельных № 7 «Энергопоезд», № 34 «Электрокотельная» и № 21 «Геологи» является участок вновь проектируемой термический сети (рис. 1б) от термический камеры КП-т.В до КП-т.Д. Трасса выполнена повдоль левой стороны ул. Ленинградская с переходом на правую сторону в термическую камеру КП-т.Д.

Общим для котельных является участок вновь проектируемой термический сети (рис. 1в) от термический камеры КП-т.Д до КП-4. Конечной точкой этой трассы является ЦТП «Геологи». Общая длина трассы без личных участков-ответвлений от точки термический камеры УТС-3* до ЦТП «Геологи» составляет 3335 м.

На шаге 2 производится определение поперечников общих и личных участков термический сети. Для этого на каждом шаге расширения зоны рассчитываются пьезометрические графики и определяются поперечникы термических сетей, предлагаемых к новенькому строительству и реконструируемых (если требуется) на имеющихся участках (рис. 2).

Задачки многообещающих схем теплоснабжения. Расширение зоны деяния ТЭЦ

Все свойства трассы, поперечникы и длины участков вновь проектируемых термических сетей сохраняются в отдельных «клонах» многообещающего состояния системы теплоснабжения городка в электрической модели и являются ее неотъемлемой составляющей, а результатом расчетов является таблица, содержащая сведения о новеньком строительстве и реконструкции термических сетей (табл. 1).

Таблица 1. Общая черта вновь проектируемых и реконструируемых участков термических сетей.

Исходная камера Конечная камера Поперечник, мм Длина, м УТС-3* КП-т.В 250 500 КП-т.В И.П.00632 125 40 И.П.00632 П-ЦТП-«Ленинградская» 125 220 КП-т.В КП-т.Д 200 765 КП-т.Д П-ЦТП-«ПСРМЗ» 150 50 КП-т.Д КП-4 200 620 КП-4 П-ЦТП-«Электрокотельная» 100 70 КП-4 КП-5 200 360 КП-5 П-ЦТП-«Геологи» 200 1090

Выполненные на шаге 3 расчеты демонстрируют необходимость дополнительного строительства либо реконструкции участков термических сетей (если таковые будут обусловлены расчетами) для обеспечения надежности теплоснабжения.

На четвертом шаге формируется смета проекта расширения зоны деяния ТЭЦ. Обычно, она состоит из набора данных, приведенных в табл. 2.

Наименование статьи издержек 2010 г. 2011 г. 2012 г. 2013 г. 2014 г. 2015 г. Итого ИРД, ПИР и ПСД 4 0 6,8 3 0 0 13,8 Оборудование 0 52,8 0 102,7 48,9 0 204,4 СМР и ПНР 0 0 34,6 0 55,5 24,9 115 Всего серьезные издержки 4 52,8 41,4 105,7 104,4 24,9 333,2 Неожиданные расходы 0 0 3,4 0 11,1 5 19,5 НДС 0,7 9,5 8,1 19 20,8 5,4 63,5 Всего смета проекта 4,7 62,4 52,9 124,7 136,3 35,3 416,3

Оценка эффективности инвестиций в реализацию проектов расширения зоны деяния ТЭЦ

Оценка эффективности инвестиций (ОЭИ) осуществляется, обычно, в специализированных моделях. Базу этих моделей составляет анализ «приростных» издержек и эффектов для каждого участника и стороны проекта. Возможно, для подробного описания этих моделей будет нужно особая статья, но и без этого описания ясно, что в процессе оценки рассчитываются:

■ прогноз прироста термический нагрузки на ТЭЦ за счет ее переключения от котельных на ТЭЦ;

■ прогноз прироста полезного отпуска тепла от ТЭЦ;

■ прогноз приростов выручки от реализации дополнительного количества тепла;

■ прогноз приростов в неизменной и переменной составляющих издержек, возникающих при выработке дополнительного количества тепла и обслуживании дополнительного количества вновь построенных термических сетей;

■ прогноз приростов балансовой и незапятанной прибыли.

При всем этом прирост расхода горючего складывается из сокращения расхода горючего на отпуск электроэнергии за счет дополнительной выработки электроэнергии на увеличивающемся термическом потреблении (для расчета сокращения удельных расходов горючего необходимо рассматривать модель всей термический схемы станции, включая диаграммы режимов имеющихся турбоагрегатов; исключительно в этом случае результаты оценки эффектов могут быть признаны удовлетворительными — прим. авт.) и прироста расхода горючего на отпуск тепла. Все расчеты приводятся как в ценах базисного года, так и в ценах соответственных лет.

В итоге расчетов формируются таблицы сальдо валютных потоков (рис. 3), как это и требуется нормативными документами при выполнении стадии обоснования инвестиций.

Задачки многообещающих схем теплоснабжения. Расширение зоны деяния ТЭЦ

Эффективность инвестиций для проекта расширения зоны деяния ТЭЦ для критерий приведенного примера характеризуется последующими главными индикаторами:

■ дисконтированный срок окупаемости проекта — 7 лет;

■ внутренняя норма рентабельности проекта (IRR) — 15% в 2017 г.;

■ незапятнанный дисконтированный доход (NPV) — 329 млн руб. к 2025 г.

Такие и подобные приемы прямых расчетов эффективности инвестиций хоть и полезны, но, к огорчению, еще не достаточны для принятия решения о расширении зоны ТЭЦ.

Задачки многообещающих схем теплоснабжения. Расширение зоны деяния ТЭЦ

Во-1-х, для критерий примера существует «некоторая» экспоненциальная зависимость вещественной свойства вновь построенных и реконструированных термических сетей и, к примеру, дисконтированного срока окупаемости инвестиций зависимо от термический нагрузки, которая присоединяется к ТЭЦ (рис. 4). А самое главное, дисконтированного срока окупаемости проекта от роста зоны деяния ТЭЦ (рис. 5). Результаты этих расчетов демонстрируют, что для ТЭЦ расширение зоны деяния на величину больше 2 км значительно понижает эффективность инвестиций, т.к. приобретаемые эффекты от этого деяния понижаются.

Задачки многообещающих схем теплоснабжения. Расширение зоны деяния ТЭЦ

Во-2-х, в рассмотрении не участвует 2-ой субъект теплоснабжения, от которого фактически эта термическая нагрузка и перебегает к ТЭЦ, и который может нести вреды от понижения дохода.

Потому еще одним нужным шагом в принятии решения является полнота учета всех эффектов, ущербов и издержек от реализации проекта.

Вы можете оставить комментарий, или ссылку на Ваш сайт.

Оставить комментарий

recuperatio.ru