Экономика и управление на энергетическом предприятии

метки: Метод, Энергия, Электрический, Золотой, Расчет, Доход, Эффективность, Заработный

Введение

суточный баланс электрический нагрузка

Знание сущности экономических категорий, понимание основ экономики отрасли, особенностей функционирования и развития энергетической отрасли и тепловых электрических станций как объектов энергетики позволяет на этапе проектирования оценить экономическую составляющую проекта. Это особенно важно в наше время т.к. в ближайшее время в стране будет происходить увеличение генерирующих мощностей, что невозможно без оценки экономической эффективности каждого объекта, который будет возведен. Также данный расчет глубже разобраться с проблемами формирования эффективной системы ценообразования на энергетическую продукцию, что особенно актуально при комбинированном производстве электрической и тепловой энергии на ТЭЦ.

Цели расчетно-графической работы:

Закрепить полученные в процессе обучения знания об особенности ТЭЦ как объекта генерации в энергосистеме и системе показателей, определяющих экономику энергетического производства.

Выполнить расчеты и обобщить полученные результаты.

Проявить творческий подход при решении конкретных задач.

1. Энергетическое нормирование. Энергетические балансы

Задание: необходимо составить суточные балансы тепловой и электрической нагрузки ТЭЦ.

Цель работы — освоить методику составления балансов электрической и тепловой энергии ТЭЦ, используя нормативные энергетические характеристики оборудования и критерии экономического распределения нагрузки. На основе составленных балансов определить объемы отпущенной электрической и тепловой энергии и соответствующий им расход условного топлива.

Исходные данные:

Таблица 1. Состав основного оборудования и суточные графики нагрузки

Вар-т	Тип турбины	Суточная электрическая нагрузка, МВт	Суточная тепловая нагрузка, Гкал/час
			производство	отопление
		0…6	6..20	20..24	0..6	6..20	20..24	0..6	6..20	20..24
5	ПТ-50-130 ПТ-50-90	90	100	95	155	169	160	80	97	90

Таблица 2. Нормативные энергетические характеристики турбоагрегатов

№ п/п	Типоразмеры турбин	Уравнения энергетических характеристик
6	ПТ-50-130/7 QI=80 Гкал/ч QII=40 Гкал/ч	Qт = 15+0.87*Nтф+2.0*Nкн+QотбI+ QотбII, Гкал/ч Nтф= 0.205*QотбI+0.61* QотбII — 8.7, Мвт
8	ПТ-50-90/13 QI=89 Гкал/ч QII=57 Гкал/ч	Qт = 12+0.88*Nтф+2.1*Nкн+QотбI+ QотбII, Гкал/ч Nтф= 0.205*QотбI+0.41* QотбII — 1.88, Мвт

Составление балансов тепловой и электрической энергии ТЭЦ.

Режим работы ТЭЦ в значительной степени определяет заданный график тепловой нагрузки. В связи с этим в первую очередь составляется баланс тепловой энергии, который является основой составления баланса электрической энергии.

Критерием экономического распределения графиков тепловой нагрузки между отдельными турбоагрегатами является максимум удельной выработки соответствующего отбора (МВт * ч/Гкал).

Результаты распределения представлены в Таблице 3.

Таблица 3. Результаты расчета баланса тепловой энергии.

Часы суток	Тепловая нагрузка ТЭЦ, Гкал/ ч	Тепловая нагрузка по агрегатам
		ПТ-50-130	ПТ-50-90
	пар	Горячая вода	пар	Горячая вода	пар	Горячая вода
0…6	155	80	66	40	89	40
6…20	169	97	80	40	89	57
20…24	160	90	71	40	89	50
сутки	4964	14620	1800	960	2136	1238
месяц	148920	438600	54000	28800	64080	37140

Составим баланс электрической энергии :

В соответствии с выполненным распределением тепловой нагрузки определяется теплофикационная мощность для каждого турбоагрегата.

Определяется суммарная конденсационная мощность ТЭЦ.

Определяется вынужденная конденсационная электрическая мощность (3-5% от номинальной мощности турбоагрегата).

Рассчитывается дополнительная конденсационная мощность, распределенная между турбоагрегатами с учетом экономичности конденсационного режим — минимум относительного прироста.

Результаты расчета баланса электрической энергии представлены в табличной форме. Теплофикационная и конденсационная мощности рассчитываются для каждого времени суток.

Таблица 4. Результаты расчета баланса электрической энергии.

Время	Эл.нагр. ТЭЦ	ПТ-50-130	ПТ-50-90	ТЭЦ
		ТФ	КН вын	КН доп	Сум. Мощ.	ТФ	КН вын	КН доп	Сум. Мощ.	ТФ	КН
0..6	90	29,23	2,5	18,27	50	32,765	2,5	4,735	40	61,995	28,005
6..20	100	32,1	2,5	15,4	50	39,735	2,5	7,765	50	71,835	28,165
20..24	95	30,255	2,5	17,245	50	36,865	2,5	5,635	45	67,12	27,88
сутки	2320	745,8	60	394,2	1200	900,34	60	159,66	1120	1646,14	673,86
месяц	69600	22374	1800	11826	36000	27010,2	1800	4789,8	33600	49384,2	20215,8

Определим для каждого блока расход тепла турбинами:

Qт1 = 15*720+0,87*22374+2*13626+54000+28800=140317 Гкал/мес.

Qт2 = 12*720+0.88*27010,2+2,1*6589,8+64080+37140=147467,556 Гкал/мес.

Паропроизводительность котла с учетом КПД теплового потока (97%):

Расходы условного топлива (с учетом КПД котлов = 90%)

Суммарный расход условного топлива:

Далее определим электрическую энергию, отпущенную с шин, и тепловую энергию, отпущенную с коллекторов (с учетом коэффициента неравномерности нагрузки — 0.7..0.8)

=•*(1-)

=69600*12*0,75*(1-)=575661,6 МВт/год

Таблица 5. Сводная таблица

Показатели	Турбина	Суммарная выработка
	ПТ-50-130/7	ПТ-50-90/13	Месяц	Год
Qп, Гкал	54000	64080	118080	1416960
QгвГкал	28800	37140	65940	791280
Этф, МВт	22374	27010,2	49384,2	592610,4
Экн, МВт	13626	6589,8	20215,8	242589,6
Эсумм, МВт	36000	33600	69600	835200
Qт, Гкал	140317,38	147467,556	287784,936	3453419,232
Qк, Гкал	148996,8056	156589,2605	305586,0661	3667032,793
B, тут	23650,2866	24855,43817	48505,72477	582068,6973
Эош, МВт ч		575661,6
Qок, Гкал		1656180

Годовые издержки ТЭЦ

Исходные данные:

• средняя норма амортизации ТЭЦ — 4.0 … 5.5%;
• норма отчислений на ремонт — 7.0… 8.5 %;
• средняя заработная плата, руб./чел в год 350 тыс.

руб. … 450 тыс. руб.

• начисления на заработную плату — 26 %;
• прочие расходы — 0.15 …0.20 от издержек: на амортизацию, ремонт, заработную плату с начислениями.

Таблица 6. Основные ТЭП ТЭЦ

№ Вариант	К уд, р/кВт	К рстр	Цтопл, руб/тут	К шт чел/МВт	Ксн,%
35	26900	1,1	1920	0.79	8.0

Издержки

на топливо

Ит = В*Цт = 48505,7*1920 = 93,130944 млн. руб.

на амортизацию

на ремонт

на заработную плату

на начисления на заработную плату

прочие

Таблица 7. Таблица результатов:

Ит, млн. руб.	93,131
Иам, млн. руб.	107,6
Ирем, млн. руб.
Изп, млн. руб.	31,6
Инач, млн. руб.	8,216
Ипр, млн. руб.
Иобщие, млн. руб.	444,27

2. Оценка коммерческой эффективности действующих ТЭЦ

Известные приемы распределения издержек ТЭЦ по видам энергии (физический, метод ОРГРЭС и некоторые другие) позволяют формализовать расчеты и использовать нормативные энергетические характеристики основного оборудования станций. Однако, термодинамические ошибки, заложенные в методиках расчетов и заранее заданная приоритетность вида энергии, на который относится экономия (по физическому — на электроэнергию, по методу ОРГРЭС — на тепловую), искажают конкурентоспособность производителей энергии. В результате высокотехнологичные ТЭЦ не могут конкурировать с экономичными котельными на рынке тепловой энергии или другими станциями на рынках электрической энергии. Острота проблемы ценообразования сохраняется до настоящего времени, как и создания системы коммерческого учета электрической и тепловой энергии.

Существует один из подходов к обоснованию цен на продукцию ТЭЦ с позиций математических пропорций. В экономике известна функция полезности двух благ, которой соответствуют различные кривые безразличия. Функцию полезности можно применить для комбинированного производства электрической и тепловой энергии на ТЭЦ (два блага).

Функцию полезности U можно записать в следующем виде:

U= И + П

где И — сумма общих издержек ТЭЦ (затраты на топливо, амортизацию, материальные затраты, заработная плата и начисления на заработную плату, прочие издержки); П — прибыль ТЭЦ (включает в себя инвестиции на развитие производства, социальное развитие, дивиденды, налоги, уплату процентов по кредитам, плату за превышение загрязнений окружающей среды, отчисления в резервный и другие фонды); Тэ и ТQ — тарифы на электрическую и тепловую энергии; Эош и Qок — отпущенная электрическая и тепловая энергия.

Графически параметры функции полезности U в координатах Тэ и ТQ можно представить в виде треугольника (треугольник Гинтера), где катеты соответствуют предельным значениям тарифов на каждый вид энергии, а на гипотенузе находится множество точек, соответствующих соотношению тарифов на электрическую и тепловую энергию.

П — прибыль ТЭЦ.

Прибыль электростанции (с учетом заданного уровня рентабельности Re = 15…17%)

;

• Функция полезности двух благ для заданной ТЭЦ и величины предельных тарифов по каждому виду энергии, исходя из бесплатного отпуска продукции другого блага.

Функцию полезности U:

U= И + П

;

— Для построения параметров функции полезности U в координатах Тэ и ТQ необходимо найти предельные (максимальные) значения тарифов Тэ.пр. и ТQ.ПР. При этом условно предельный тариф на электроэнергию вычисляется в случае бесплатного отпуска теплоты (ТQ = 0), а предельный тариф на теплоту — при бесплатном отпуске электроэнергии (Тэ = 0).

Таким образом, предельные значения тарифов:

• Тэ.пр. = U / Э ош ;
• ТQ.пр. = U / Qок

Графически параметры функции полезности U в координатах Тэ и ТQ можно представить в виде треугольника (треугольник Гинтера), где катеты соответствуют предельным значениям тарифов на каждый вид энергии, а на гипотенузе находится множество точек, соответствующих соотношению тарифов на электрическую и тепловую энергию.

Для оценки стоимости энергетической продукции с использованием треугольника Гинтера, построенного для каждой ТЭЦ на основе энергетических характеристик основного оборудования станций и издержек на производство энергии, могут использоваться различные приемы разнесения затрат:

1) Использование приема среднеарифметической пропорции (соответствует энергетическому методу), при котором тарифы на электрическую и тепловую энергию определяются следующим образом

Тэ = 0.5 ТЭПР .; ТQ = 0.5 ТQПР.

Тэ = 0,5*0,895=0,4475 руб/кВт*ч

ТQ=0,5*311,3=155,65 руб/Гкал;

2) Использование метода «золотого сечения», при котором можно использовать различные пропорции, например:

• экономия топлива от теплофикации относится на производство электрической энергии, т.е. приоритеты отнесены на рынок электрической энергии (ближе к физическому методу разнесения топлива по видам энергии)

Тэ = 0,382 Тэ пр; ТQ = 0.618 ТQПР;

Тэ = 0,382*0,895 = 0,342 руб/кВт*ч

ТQ=0,618*311,3= 192,38 руб/Гкал

• экономия топлива от теплофикации относится на производство тепловой энергии, т.е. приоритеты отнесены на рынок тепловой энергии (ближе к эксергетическому методу)

Тэ = 0.618 Тэ пр.; ТQ = 0.382 ТQ ПР.

Тэ = 0,618*0,895 = 0,553 руб/Квт*ч

ТQ=0,382*311,3 = 118,92 руб/Гкал;

• Приведенные числовые значения математических пропорций деления гипотенузы треугольника Гинтера получены на основании совместного решения математических уравнений золотого сечения и подобия треугольников.

Таблица 8

	Энергетический метод	Близкий к физическому методу	Близкий к эксергетическому методу
Тэ,руб/кВт*ч	0,4475	0,342	0,553
ТQ, руб/Гкал	155,65	192,38	118,92

1 случай:

3) Используя результаты расчетов, произведем оценку коммерческой эффективности действующей ТЭЦ на энергетическом рынке, сопоставив ее с конкурирующими источниками:

• раздельной схемой (КЭС) на оптовом рынке ФОРЭМ 100 коп./кВтч;
• на региональном рынке теплоты (районные или местные котельные) 250 руб./Гкал;

Оценим доход по каждому виду энергии и системный доход:

Для энергетического метода (использование среднеарифметической пропорции):

Для метода «золотого сечения» близкого к физическому методу разнесения топлива по видам энергии:

Для метода «золотого сечения» близкого к эксергетическому методу разнесения топлива по видам энергии:

2 случай:

3) Используя результаты расчетов, произведем оценку коммерческой эффективности действующей ТЭЦ на энергетическом рынке, сопоставив ее с конкурирующими источниками:

• раздельной схемой (КЭС) на оптовом рынке ФОРЭМ 0,5 руб./кВтч;
• на региональном рынке теплоты (районные или местные котельные) 400 руб./Гкал;

4) Оценим доход по каждому виду энергии и системный доход:

Для энергетического метода (использование среднеарифметической пропорции):

Для метода «золотого сечения» близкого к физическому методу разнесения топлива по видам энергии:

Для метода «золотого сечения» близкого к эксергетическому методу разнесения топлива по видам энергии:

Таблица 9. Результаты расчетов

1 случай ()
	Энергетический метод	Близкий к физическому методу	Близкий к эксергетическому методу
Тэ, руб/кВт*ч	0,4475	0,342	0,553
ТQ, руб/Гкал	155,65	192,38	118,92
DЭ,руб.
DQ,руб.
DУ,руб.
2 случай ()
Тэ, руб/кВт*ч	0,4475	0,342	0,553
ТQ, руб/Гкал	155,65	192,38	118,92
DЭ,руб.
DQ,руб.
DУ,руб.

Заключение

В первом разделе расчетно-графической работы были составлены балансы тепловой и электрической энергии ТЭЦ (Nу = 100МВт) на основе исходных данных и соответствующим им нормативным энергетическим характеристикам. На основе составленных балансов определены объемы отпущенной электрической и тепловой энергии за год: Эош =575661,6МВт,

Qок = Гкал; и расход условного топлива: В = 582068,6973 тут. А также определены годовые издержки ТЭЦ.

Во втором разделе произведена оценка коммерческой эффективности действующих ТЭЦ. Приводится сравнение величины системного дохода по трем методам разнесения затрат (метод среднеарифметической пропорции, физический метод, эксергетический метод).

Результаты расчетов представлены в табл.9:

Самый высокий суммарный доход наблюдается в первом случае при использовании метода близкого к эксергетическому, что говорит о наиболее выгодном варианте.

Список используемой литературы

Экономика и управление на энергетическом предприятии.;

• Методические указания к выполнению курсовой работы/Н.Н. Путилова. — НГТУ, 2008

Самсонов В.С. Экономика предприятий энергетического комплекса: учеб.для вузов / В.С. Самсонов, М.А. Вяткин. — М.: Высш. шк., 2001. — 416 с.