Рогалёв Н.Д. (ред.) Экономика энергетики

Подождите немного. Документ загружается.

251

ным затратам, особенно если она осуществляется своими силами.

Эффективность ее проведения можно оценить, используя такой кри-

терий, как суммарные дисконтированные затраты, руб/год:

Зmin

∑

⇒ .

Расчеты проводятся для вариантов работы на базовом и модерни-

зированном оборудовании:

б т б.экс

м т м.экс м

З(ПЦИ)(1Е);

З(ПЦИК)(1Е),

tt t

tt t t

−

∑

−

∑

′

=++

′

=+++

∑

где b

б t

и b

м t

— удельные расходы энергоресурсов (в условном топли-

ве) на базовом и модернизированном оборудовании, т у.т/ед. пр.;

— годовая производительность, ед. пр/год; Ц

— цена энергоре-

сурса, руб/т у.т.;

б.экс

′

м.экс

′

— эксплуатационные расходы

(кроме энергетических затрат) при работе на базовом и модернизиро-

ванном оборудовании, руб/год; Е — норматив дисконтирования;

м t

— капитальные затраты на модернизацию, руб.; Т

— время рас-

четного периода, лет.

Интенсификация производственных процессов должна выражаться

в увеличении производительности установок без существенных изме-

нений конструкции за счет либо ускорения технологических и других

производственных процессов, либо их лучшей организации, либо

использования прогрессивных материалов. Как правило, интенсифи-

кация процессов должна вести к повышенному, ускоренному физиче-

скому износу оборудования, что оправдано, если уравниваются сроки

физического и морального износа, но может привести к быстрому

выходу оборудования из строя, если интенсификация не сопровожда-

ется усиленной профилактикой и повышенным ремонтным обслужи-

ванием. При интенсификации производственных процессов снижает-

ся себестоимость выпускаемой продукции за счет уменьшения услов-

но-постоянных расходов. Эффективность интенсификации может

быть оценена по критерию чистого дисконтированного дохода, опре-

деляемого соответственно для базового и интенсифицированного ре-

жимов работы оборудования:

ДД max;⇒

252

бб бб ам ср

и и и и ам и ср

ЧДД ( П H И )(1 Е ) ;

ДД ( П H И К )(1 Е ) ,

tttt

ttttt

Рs

−

=−−+ +

=−−+−+

∑

где Р

б t

и P

и t

— поток платежей соответственно при базовом и интен-

сифицированом режимах работы оборудования, руб/год;

—

себестоимость продукции в базовом и интенсифицированном режи-

мах работы оборудования, руб/ед. пр.; П

б t

и П

и t

— годовая произво-

дительность до и после интенсификации, ед. пр/год; Н

— налог на

прибыль; И

ам t

— амортизационные отчисления, руб/год.

При расчетах амортизационных отчислений необходимо учесть

изменение нормы амортизации после интенсификации, руб/год:

ам t

= Н

+ Н

где Н

и Н

— нормы амортизации в базовом и интенсифицированном

режимах работы оборудования; К

— балансовая стоимость оборудо-

вания, руб.; К

— капитальные затраты на интенсификацию режима,

руб.

Если выделить энергетическую составляющую в себестоимости

промышленной продукции, то эта формула примет вид

бб бб тпост.бб ам ср

и и и и т пост.и и ам и ср

ЧДД ( П Ц П H И )(1 Е ) ;

ДД ( П Ц П H И К )(1 Е ) ,

tt ttt

tt tttt

Pb S

Рb S

−

=− − −+ +

=− − −+−+

∑

где b

и b

— удельные расходы энергоресурсов (в условном топливе)

в базовом и интенсифицированном режимах работы, т у.т/ед. пр.;

пост.б

S и

пост.и

S — условно-постоянная составляющая себестоимости

без энергетической части в базовом и интенсифицированном режимах

работы, руб/ед.пр.

Введение дополнительных устройств для повышения производи-

тельности или улучшения режимов связано с совершенствованием

производственных процессов при таких вариантах его реализации:

• установка дополнительного оборудования (основного или

вспомогательного) для упорядочения производственного процесса,

253

«расшивка узких мест», содержавших рост общую производитель-

ность участка, цеха, предприятия;

• установка дополнительного энергетического оборудования и

устройств для улучшения энергообеспечения потребителей, в том

числе для повышения качества (надежности) энергоснабжения — ме-

стная, локальная реконструкция энергохозяйства;

• установка устройств, управляющих процессами основного и

энергетического производства, в том числе при выработке, передаче и

потреблении энергоресурсов, оптимизирующих их и сокращающих

потери и затраты энергии, — автоматизация процессов, улучшение

приборного учета, введение устройств местного или централизован-

ного контроля и регулирования и т.п.

В первом и втором вариантах энергоэкономическая оценка может

производиться так же, как при модернизации оборудования, в третьем

случае — как для интенсификации производственных процессов.

Изменение параметров оборудования и энергии должно привести к

интенсификации производства, и экономическая оценка проводится

по тем же показателям. Для основного технологического оборудова-

ния это возможно как по интенсивности (увеличение загрузки, запол-

нение аппаратов, повышение скорости процессов), так и по экстен-

сивности — для периодических процессов (увеличение времени рабо-

ты, снижение простоев, в том числе под загрузкой и выгрузкой, со-

кращение холостых ходов и т.п.). Изменение параметров в энергетике

предприятия связано либо с увеличением загрузки энергооборудова-

ния, например двигателей, либо с повышением параметров энергии, в

частности давно предлагаемый перевод внутризаводского электро-

снабжения на напряжение 660 В, либо с изменением схем преобразо-

вания энергии — тиристорные преобразователи частоты тока взамен

мотор-генераторов [10]. В ряде случаев для производственных про-

цессов выгодно изменять вид энергии, тогда оценка может прово-

диться как при модернизации оборудования, так и при выборе наибо-

лее рациональных энергоносителей.

Повышение полезного использования энергии в технологических

установках достигается и при техническом перевооружении, и при

модернизации, и при интенсификации процессов. Однако возможно

улучшение внутриагрегатного использования энергии на действую-

щем оборудовании при осуществлении сравнительно простых мер.

Примером может служить нормализация энергозатрат по результатам

энергоэкономического анализа с сокращением эксплуатационных и

режимных потерь и соответствующим повышением КПД и КПИ. Это

254

достигается почти исключительно организационными мерами, при

жестком соблюдении технологической и энергетической дисциплины

и редко требует капитальных затрат. Такие затраты могут понадо-

биться на следующей ступени энергоэкономического совершенство-

вания — при рационализации энергоиспользования. Экономический

эффект подобных мероприятий может быть подсчитан как разность

суммарных дисконтированных затрат по формуле, руб/год:

э до по рег н ср

Э[(Ц( )ПΔИ К)(1Е)]

ttt

−

=−−−+

∑

где Ц

— цена (тариф) энергии, руб/т у.т., руб/(кВт·ч), руб/Гкал; b

до

по

— удельные расходы энергии до и после нормализации (или ра-

ционализации) энергоиспользования, т у.т., кВт·ч, Гкал на единицу

продукции; П

— объем производства, ед. пр/год; Δ И

рег t

— возмож-

ные дополнительные годовые издержки по оптимальному регулиро-

ванию процесса, руб/год; К

н t

— возможные единовременные (капи-

тальные) затраты на мероприятие, руб.

Если в результате рационализации энергоиспользования объем про-

изводства продукции увеличивается (есть возможность ее сбыта), то

для расчета экономического эффекта не подходит критерий суммарных

дисконтированных затрат. В этом случае расчет должен проводиться с

использованием критерия чистого дисконтированного дохода.

Меры по рационализации энергоиспользования в технологии раз-

нообразны и возможны на любом оборудовании, в любом процессе.

Однако необходимо учитывать технологические требования в сочета-

нии с энергетическими, поэтому такие мероприятия разрабатываются

и осуществляются в тесном сотрудничестве технологов и энергетиков

при обязательной технико-экономической оценке технологических,

энергетических и других последствий.

Применение вторичных энергетических ресурсов практически не

изменяет общий расход энергии в агрегате-источнике ВЭР, а эконо-

мия энергии достигается в замещаемых энергетических установках.

Поэтому экономический эффект использования ВЭР рассчитывается

как разность суммарных дисконтированных затрат — при примене-

нии ВЭР и в замещаемой энергогенерирующей установке. Вторичные

энергоресурсы могут использоваться по четырем направлениям: топ-

ливному, тепловому, механическому (силовому) и комбинированному

(для использования на утилизационных ТЭЦ — УТЭЦ). Независимо от

этих направлений (рис. 11.2) экономический эффект утилизации ВЭР

рассчитывается исходя из экономии топлива за счет ВЭР, руб/год:

255

Рис. 11.2. Направления использования ВЭР

ВЭР т ВЭР ВЭР зам ВЭР зам ср

Э [(Ц (И И ) (К К ))(1 Е ) ]

−

=−−−−+

∑

где В

ВЭР

— экономия топлива за счет ВЭР, т у.т/год; Ц

— цена заме-

щаемого топлива, руб/т у.т.; И

зам

, И

ВЭР

— эксплуатационные издерж-

ки при эксплуатации замещаемой энергоустановки без стоимости

расходуемого топлива и при утилизации ВЭР, руб/год; К

ВЭР

, К

зам

—

капитальные затраты (основные фонды) замещаемого энергоисточни-

ка и установки (при ненадежной работе утилизатора необходимо пре-

дусматривать резервные, дублирующие мощности).

Повышение надежности энергоснабжения и работы энергообору-

дования должно предотвратить экономический ущерб от аварийных

остановов производства, особенно непрерывного (в химии, нефтехи-

мии, металлургии и пр.), сопровождающихся также значительными

энергетическими потерями из-за:

• продукции, пошедшей в брак, на изготовление которой уже за-

трачена энергия;

• порчи оборудования, на ремонт которого должны быть затра-

чены материалы, труд и энергия;

• прямых потерь энергоносителей, например, при аварийном

сливе конденсата;

• энергозатрат на пуск оборудования после аварийного простоя,

причем при этих пусках какое-то, иногда довольно продолжительное

время, идет работа на холостом ходу и др.

Экономический эффект от повышения надежности энергоснабже-

ния и энергооборудования Э

определяется сопоставлением дополни-

тельных капиталовложений, требуемых для этого К

, дополнительных

расходов при эксплуатации устройств, повышающих надежность И

с величиной предотвращаемого среднего экономического ущерба от

256

перерывов энергопитания Y

, руб/год, умноженного на параметр по-

тока отказов в системе энергоснабжения ω:

н0 нн н

Э(ЕКИ)Y=ω− + .

Энергосберегающая политика может и должна стать экономиче-

ским рычагом для повышения конкурентоспособности предприятия

на рынке, где с ее помощью можно получить дополнительную при-

быль. Наиболее эффективно эта политика проводится при организа-

ции внутрипроизводственного коммерческого расчета и системы эко-

номических претензий энергослужбы в отношениях с заводскими по-

требителями энергии и энергетических услуг.

Вопросы для повторения

1. Что собой представляет энергетическое хозяйство предприятий?

2. Из каких элементов состоят система энергоснабжения и система энергоис-

пользования?

3. Перечислите функции управления энергетикой предприятия.

4. Что такое коэффициент полезного действия?

5. В чем отличие коэффициента полезного действия от коэффициента полез-

ного использования?

6. Что такое вторичные энергетические ресурсы?

7. Как классифицировать вторичные энергетические ресурсы?

8. Какие существуют пути использования вторичных энергетических ресурсов?

9. Какие мероприятия по повышению технического уровня основных фондов

обеспечивают экономию ресурсов а промышленности?

10. Какие организационные мероприятия носят энергосберегающий характер?

257

Глава 12

ТЕХНИЧЕСКИЙ УРОВЕНЬ И СОСТОЯНИЕ ЭНЕРГЕТИКИ

РОССИИ

12.1. Понятие о техническом уровне энергетики

и теплоэнергетики

Технический уровень энергетики характеризуется способностью

его генерирующих объектов (ТЭС, ТЭЦ, АЭС, ГЭС и других электро-

станций) и электрических сетей обеспечить потребителей в любой

момент времени требуемым количеством электрической и тепловой

энергии требуемого качества (нормированных частоты и напряжения

для электроэнергии и нормированных температуры и давления для

сетевой воды) при обеспечении высокой экономичности, надежности

производства и максимальной безопасности работы оборудования с

минимальным вредным влиянием на людей и окружающую среду.

Потребителю необходима не электрическая и тепловая энергия во-

обще, а энергия вполне определенного качества. Ни один из видов

генерирующих источников не является универсальным, ни один из

них не готов работать легко, свободно, экономично и надежно в лю-

бых режимах. Например, гидротурбины ГЭС способны быстро изме-

нять свою нагрузку, но вынуждены работать при максимальной и по-

стоянной нагрузке весной (при переполняемых паводковыми водами

водохранилищах). Энергоблоки АЭС не могут разгружаться без рез-

кого снижения экономичности и надежности ниже 50…60 % номи-

нальной мощности. Автономные ГТУ способны быстро и сравни-

тельно безопасно для себя изменять электрическую нагрузку, но не

должны долго работать из-за сравнительно низкой экономичности.

ТЭЦ способны участвовать в регулировании электрической нагрузки

лишь в узком диапазоне, так как во многих случаях эта нагрузка оп-

ределяется требованиями потребителей тепловой энергии. Мощные

паротурбинные энергоблоки не могут работать с частыми и быстрыми

остановами без появления трещин в основных деталях.

Таким образом, высокий технический уровень энергетики может

быть обеспечен только при гармоничной структуре генерирующих

мощностей: в энергосистеме должны быть и АЭС, вырабатывающие

дешевую электроэнергию, но имеющие серьезные ограничения по

диапазону и скорости изменения нагрузки, и ТЭЦ, отпускающие теп-

258

ло и электроэнергию, количество которой зависит от потребностей в

тепле, и мощные паротурбинные энергоблоки, и мобильные автоном-

ные ГТУ, покрывающие кратковременные пики нагрузки.

Основным показателем технического уровня ТЭС и АЭС является

экономичность. Связано это с тем, что в эксплуатационных издерж-

ках при производстве на ТЭС электрической и тепловой энергии

стоимость топлива составляет 70...75 %, т.е. она является определяю-

щей. Любые неполадки, вынужденные простои оборудования, техни-

ческие ограничения мощности, старение и аварии сразу же сказыва-

ются на экономичности теплоэнергетических объектов, и поэтому ее

уровень объективно отражает технический уровень теплоэнергетики.

Установленная мощность всех электростанций России на

01.01.2001 г. составила 204,55 млн кВт, а мощность АЭС (по данным

концерна «Росэнергоатом») — 21,24 млн кВт. Установленная мощ-

ность ТЭС составляет почти 2/3 суммарной установленной мощности,

доля ГЭС — 21 %, а доля АЭС — более 10 % (табл. 12.1). Производ-

ство электроэнергии примерно пропорционально установленной

мощности (за исключением выработки на АЭС). С помощью теплово-

го цикла (ТЭС и АЭС) вырабатывается 76,9 % электроэнергии.

Треть мощностей составляют энергоблоки СКД с промежуточным

перегревом на параметры пара 240 атм, 540°С/540°С (23,5 МПа,

540 °С/540°С). К ним относятся теплофикационные энергоблоки

мощностью 250 МВт и конденсационные энергоблоки мощностью

300, 500, 800 и 1200 МВт (рис. 12.1).

Таблица 12.1

Установленная мощность электростанций России и выработка электроэнергии в 2000 г.

Установленная мощность Выработка электроэнергии

Тип электростанции

млн кВт % млрд кВт·ч %

ТЭС и ГЭС

ГАЭС, ГеоТЭС,

Ветровые

131,42

42,84

1,22

64,0

21,0

0,6

534,57

163,11

1,33

62,0

18,9

0,1

Итого 175,06 85,6 699,01 81,0

АЭС

Прочие электростанции

21,24

8,15

10,4

4,0

128,90

34,9

14,9

4,1

Итого по России 204,97 100 862,81 100

259

Рис.12.1. Укрупненная структура установленной мощности и выработки

электроэнергии ТЭС России на 01.01.2001 г.

Другая треть мощностей и выработки электроэнергии обеспечива-

ется теплофикационными турбоустановками на начальное давление

130 атм (12,8 МПа) и начальную температуру 540 °С. Эти турбоуста-

новки не имеют промежуточного перегрева пара. Они оснащены тур-

бинами ТМЗ типов Т-175-130, Т-100-130, Т-50-130, ПТ-135-130,

ПТ-50-130, Р-100-130, Р-70-130, Р-40-130 и ЛМЗ типов ПТ-80-130,

ПТ-60-130 и Р-50-130.

Оставшаяся часть установленной мощности и выработки электро-

энергии распределяется между:

• энергоблоками на начальное давление 130 атм (12,8 МПа) с

промежуточным перегревом пара с турбинами ЛМЗ типа Т-180-130 и

К-200-130 и турбинами ХТЗ типа К-150-130;

• устаревшими турбоустановками без промежуточного перегрева

пара на начальное давление 90 атм (8,8 МПа).

Видно, что доля устаревшего оборудования и выработки электро-

энергии на нем весьма значительна (соответственно 12 и 11 %), и это

не может не снижать общие показатели работы ТЭС.

260

В табл. 12.2 представлены данные по энергоблокам СКД, установ-

ленным на ТЭС России. Конденсационные энергоблоки СКД состав-

ляют 29 % по мощности и 28 % по выработке электроэнергии. Боль-

шая часть установленной мощности и выработки электроэнергии

обеспечивается 76 энергоблоками мощностью 300 МВт. Почти 10 %

электроэнергии вырабатывается энергоблоками мощностью 800 МВт,

которые наравне с энергоблоком мощностью 1200 МВт являются од-

ними из лучших в нашей теплоэнергетике.

В табл. 12.3 представлена номенклатура энергоблоков с промежу-

точным перегревом пара на начальное давление 130 атм (12,8 МПа).

Примерно из 17 % установленной мощности и выработки электро-

энергии 12 % обеспечивается энергоблоками мощностью 200 МВт,

которые никак нельзя отнести к современным ни по уровню мощно-

сти, ни по уровню экономичности.

Аналогичные данные для ТЭЦ на начальное давление 130 атм без

промежуточного перегрева пара представлены в табл. 12.4. Оборудо-

вание этого класса вырабатывает столько же электроэнергии, сколько

и энергоблоки СКД (см. рис.12.1), однако для этого требуется

524 турбины, а не 119 (см. табл. 12.2). В значительной степени это

определяется потребностями в тепловой энергии (производственный

пар или сетевая вода), которые диктуют и объем выработки электри-

ческой мощности.

Таблица 12.2

Номенклатура, установленная мощность и выработка электроэнергии энергоблоками СКД

ТЭС России на 01.01.2001 г.

Установленная

мощность

Выработка

электроэнергии

Мощность

энергоблока, МВт

Количество установ-

ленных энергоблоков

МВт % млн кВт·ч %

Конденсационные:

1200 1 1200 0,91 4104 0,77

800 14 11 116 8,46 51 957 9,72

500 7 3370 2,56 14 660 2,74

300 76 22 328 16,99 78 638 14,71

Итого 98 38 014 28,92 149 359 27,94

Теплофикационные:

250 21 5250 4,0 31 034 5,81

Итого 119 43 264 32,92 180 393 33,75

Примечание. Здесь и далее суммарная установленная мощность — 131,422 млн кВт;

суммарная выработка электроэнергии 534,573 млрд кВт·ч.