Реперные точки теплофикации

Рубрика:

Инфраструктура

 

Автор

Богданов Александр, Главный технолог ЗАО "Е4-СибКОТЭС"

 

    С целью выявления первопричины перекрестного технологического субсидирования потребителей электрической энергии за счет потребителей тепловой необходимо сделать адекватный расчет расхода топлива и потенциала его экономии на предприятии, в городе, регионе, включив эти данные в форму статистической отчетности. Для оценки потенциала экономии топлива, разработки перспективных технических и технологических мероприятий по значительному сокращению потребности в топливе следует обозначить реперные точки теплофикации, относительно которых определяются основные технико-экономические показатели перспективного потребления и производства энергии (рис. 1).

    Первая реперная точка
    Данная точка обусловлена нагрузкой горячего водоснабжения (ГВС). В нашем примере для Омска доля ГВС составляет 0,18. Такой относительно низкий порог характерен для сибирских регионов с резко континентальным климатом. В южных регионах доля ГВС возрастает до 0,26. В средней полосе России ее величина достигает 0,22. Для стандартизации расчетов ТКП и возможности сравнения экономичности регионов с различным климатом значение первой реперной точки принимается равным 0,22 (aреп1 = 0,22).
    Этот показатель означает, что нагрузка горячего водоснабжения, составляющая всего 22% от установленной мощности, обеспечивает производство 49% общего объема годовой энергии с максимально высокой выработкой электроэнергии на базе теплового потребления.

    Вторая реперная точка
    Определяется значением оптимального коэффициента теплофикации. С повышением стоимости топлива данный коэффициент в России возрастает от 0,4 до 0,6. При относительно дорогом топливе он принимается равным 0,6. Это говорит о том, что 60% расчетной мощности обеспечивается за счет теплофикационных отборов турбин, а 40% — за счет водогрейных котлов или острого пара от котлов. В плане годового производства энергии это означает, что 60% мощности паровых турбин дают 91% энергии на базе теплового потребления, а оставшиеся 40% мощности водогрейных котлов — только 9% тепла без выработки электроэнергии на базе теплового потребления. Для стандартизации расчетов ТКП и сравнения экономичности регионов с различным климатом вторая реперная точка принимается равной 0,6 (aреп2 = 0,6).

    Третья реперная точка
    Определяет значение максимально возможного и технологически достижимого показателя нормы выработки электроэнергии на базе теплового потребления (рис. 2).
    Она наглядно отражает экономическую эффективность теплоснабжения потребителей при минимально низкой температуре сетевой воды и максимально высоком показателе удельной выработки на тепловом потреблении. Для нормирования потенциала экономии топлива значение третьей реперной точки на пылеугольных ТЭЦ составляет 0,75 МВт/Гкал (Wреп3 = 0,75 МВт/Гкал). На ТЭЦ, сжигающих газ, Wреп3 = 15 МВт/Гкал. Для расчета потенциала экономии топлива в котельной, осуществляющей раздельное теплоснабжение, КПИТреп3 = 82%, на ГРЭС с раздельным электроснабжением КПИТреп3 = 35% (рис. 3).

    Число часов использования максимума нагрузок Нmax
    Число часов использования максимума нагрузок Нmax также является реперной точкой, причем не только в теплофикации, но и во всей энергетике. Нmax — наиболее наглядный и эффективный показатель, отражающий степень использования установленного энергетического оборудования ТЭЦ, ГРЭС, котельных, тепловых сетей, трансформаторов, электрических сетей и т. д. (см. таблицу).
    Если мы примем в качестве реперной точки выработки энергии Нmaxэ/э = 6 500 ч, сразу становится ясно, что электрические мощности ТЭЦ используются крайне неэффективно. Их резерв — не менее 2 695 ч, или 41,5%.
    В соответствии с климатической характеристикой Омска значение реперной точки теплового потребления составляет конкретную величину: Нmaxт/э = 3 726 ч. Как следует из таблицы, резерв неиспользованных тепловых мощностей по ОЭГК равен ~1 206 ч, или 32,4%.
    При анализе функционирования тепловых сетей можно сделать вывод, какие теплотрассы загружены эффективно, а какие не реализуют свой проектный потенциал. Так, приведенный пример показывает, что потенциал теплотрассы "Октябрьская" незадействован на:
    100 – 64,5 = 33,5%!
    В отношении и теплотрасс, и линий электропередачи применять показатель Нmax надо не механически, а обдуманно, дополнительно оценивая резерв экономии и исходя из конкретного гидравлического и электрического режимов работы сетей.

    Недостатки отчетности по форме 6-ТП
    Данная форма статистической отчетности:

  • закладывает основы перекрестного субсидирования потребителей конденсационной электро­энергии за счет потребителей комбинированной энергии от ТЭЦ;
  • не отражает климатические особенности региона по возможностям потребления и производства комбинированной энергии на ТЭЦ, а именно расчетное и фактическое число часов использования максимума отопительной нагрузки на предприятии, в городе, регионе;
  • не выявляет и не определяет потенциал экономичности топливоиспользования при потреблении и производстве тепловой и электрической энергии на ТЭЦ и в котельных.

    Чего не хватает форме 6-ТП
    В указанную форму отчетности следует включить:

  • понятие третьего вида энергии — "комбинированная энергия";
  • понятие "потенциал экономичности топливоиспользования" (ПЭТ);
  • расчетное число часов использования максимума электрической (6 500 ч) и отопительной нагрузки (3 726 ч) для конкретного региона, недоиспользование тепловых и электрических мощностей;
  • понятия "первая, вторая и третья реперные точки", относительно которых оценивается потенциал экономичности топливоиспользования в городе и регионе.
    Необходимо также ввести нормирование экономичности топливоиспользования по следующим реперным точкам.
  • удельное потребление комбинированной электроэнергии на предприятии, в городе, регионе — Wпотр. (МВт/Гкал);
  • удельная выработка электроэнергии на базе теплового потребления предприятия, города, региона — Wвыр. (МВт/Гкал);
  • коэффициент полезного использования топлива (КПИТ) при потреблении и производстве комбинированной, электрической и тепловой энергии.

    Несколько цитат о роли отчетности
    Рассматривая "семь смертельных болезней", которыми страдают многие компании, Эдвардс Деминг в своей книге "Выход из кризиса"2 описал одну из "болезней" как "управление компанией на основе легкодоступных числовых (в основном финансовых) показателей".
    "Нельзя добиться успеха, пользуясь только легкодоступными количественными показателями… Тот, кто управляет компанией только на основе доступных чисел, со временем потеряет и компанию, и числа.
    ...Может показаться, что дела компании не так уж плохи, если опираться на доступные числа, хотя на самом деле она катится в пропасть из-за неспособности менеджмента учесть неизвестные и неопределяемые количественные факторы.
    ...Правильное понимание концепции статистической управляемости важно для менеджмента, для инженерно-технических работников, для производственников, для тех, кто закупает материалы и занимается обслуживанием. Система — это результат последовательного устранения при помощи статистики особых причин, в которых остаются только случайные колебания стабильного процесса".
    Лауреат Нобелевской премии Милтон Фридман (в сб. "Маркетинг")3: "С точки зрения социальной ответственности перед коммерческим предприятием стоит одна-единственная задача — использовать отпущенные ему ресурсы и вести дело таким образом, чтобы увеличивать свои прибыли, соблюдая при этом установленные ”правила игры”, или, иными словами, вести открытую и честную конкурентную борьбу, не прибегая к обманным и мошенническим приемам. …Концепция социальной ответственности преду­сматривает выполнение организацией: а) обязательств перед обществом; б) обязательств, связанных с охраной окружающей среды".

    Социальная ответственность
    Практически полное отсутствие конкуренции привело в "наркотическое состояние" нашу естественномонопольную электроэнергетику. Работающий сегодня менеджмент в электроэнергетике в отрыве от менеджмента предприятий теплоэнергетики, на которых производство осуществляется в комбинированном режиме, в принципе не способен быть эффективным. Можно восторженно говорить о прозрачности и пользе энергетических проектов типа ГОЭЛРО-2, не обращать внимания на нужды потребителей и их запросы, на унизительные очереди при выдаче технических условий. Можно потребовать от нового собственника оплатить долги предыдущего, не замечать потерю рынка, обосновывать строительство новых котельных и конденсационных турбин в центре миллионного города. Рай да и только! Все было бы хорошо в монопольной энергетике, если бы не подрывало интересы потребителей.
    Социальная ответственность скорректированной статистической отчетности по форме 6-ТП и заключается в том, чтобы в специфических условиях холодного российского климата:
    а) обеспечить на федеральном уровне статистическую управляемость процесса топливосбережения;
    б) раскрыть огромные возможности комбинированного производства тепловой и электрической энергии;
    в) выявить резервы неиспользуемых энергетических мощностей;
    г) оценить достижимый потенциал топливосбережения на конкретном предприятии, в регионе, в стране;
    д) способствовать соблюдению установленных в электроэнергетике "правил игры";
    е) гарантировать выполнение компаниями социальных обязательств, связанных с охраной окружающей среды.

    Выводы
    1. Федеральный орган исполнительной власти по статистике не обеспечивает исполнение Федерального закона "Об энергосбережении" в части наблюдения за эффективным использованием энергетических ресурсов при потреблении комбинированной (электрической и тепловой) энергии, производимой на ТЭЦ. В разрабатываемом проекте Федерального закона "О теплоснабжении" необходимо предусмотреть требование о включении в статистическую отчетность показателя "потенциал энергосбережения" предприятия, региона, субъекта Федерации.
    2. В отличие от потребления раздельной (конденсационной) электроэнергии потребление комбинированной (теплофикационной) тепловой и электрической энергии позволяет в 2,5 раза снизить расход топлива.
    3. На рынок энергетической продукции от ТЭЦ поставляются не два, а три вида энергии с совершенно различными затратами: комбинированная, раздельная электрическая и раздельная тепловая.
    4. Для приведения статистической отчетности в соответствие с технологией производства энергии на ТЭЦ, выявления и устранения скрытого перекрестного субсидирования следует ввести в форму 6-ТП три вида производимой и потребляемой энергии:
    комбинированную энергию, вырабатываемую в едином технологическом цикле и состоящую из комбинированной электрической и тепловой энергии:

  • Sкомб = Nкомб.+ Qкомб.;
  • раздельную конденсационную энергию — Nразд.;
  • раздельную тепловую энергию — Qразд.
    5. В настоящее время в российской энергетике сформировались следующие показатели эффективности использования топлива:
    а) при раздельном потреблении электрической энергии коэффициент полезного использования топлива КПИТгрэс = 36 ±2%;
    б) при раздельном потреблении тепловой энергии коэффициент полезного использования топлива КПИТ котельной = 86 ±2%;
    в) при смешанном производстве электроэнергии на ТЭЦ КПИТтэц меняется от 86 до 25%;
    г) при потреблении комбинированной энергии, произведенной на ТЭЦ, КПИТтэц = 86 ±2%.
    6. Для определения потенциала топливосбережения надо отказаться от существующей методики расчета удельного расхода топлива на электрическую и тепловую энергию на ТЭЦ, а расчеты экономичности производить с помощь таких показателей, как:
  • удельная выработка электроэнергии на тепловом потреблении W (МВт•ч/Гкал);
  • коэффициент полезного использования топлива (КПИТ).
    7. В условиях российского климата потенциал экономии топливных ресурсов при переходе от раздельного к комбинированному потреблению составляет:
  • для котельных — не менее 80% от годового расхода топлива на раздельное теплоснабжение от котельных;
  • для ГРЭС — не менее 200—250% от раздельного электроснабжения от ГРЭС (снижение от 350 кг за МВт•ч до 146 кг/МВт•ч).
    8. В качестве третьей реперной точки с целью определения потенциала топливосбережения предлагается принять следующие показатели:
  • для ТЭЦ, работающей на твердом топливе, удельная выработка электроэнергии на базе теплового потребления Wреп3 = 0,75 МВт/Гкал;
  • для ТЭЦ, работающей на жидком и газообразном топливе, удельная выработка электроэнергии на базе теплового потребления Wреп3 = 1,5 МВт/Гкал;
  • коэффициент полезного использования топлива котельной, работающей в режиме раздельного теплоснабжения потребителей, КПИТ реп3 = 82% (174,2 кг/Гкал);
  • коэффициент полезного использования топлива для ГРЭС — КПИТреп3 = 35% (350 кг/МВт•ч).
    9. Квалифицированный пересчет и корректировка статистической отчетности по форме 6-ТП наглядно доказывают, что в нашей стране необходимо разрабатывать не региональные программы строительства котельных, не федеральные проекты строительства ГРЭС, а программу государственной теплофикации России (ГОТФРО) и только потом программу масштабной электрификации ГОЭЛРО-2.