Эффективность использования топлива при работе малых ТЭЦ

ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТОПЛИВА ПРИ РАБОТЕ МАЛЫХ ТЭЦ

EFFICIENCY OF FUEL USED FOR THE SMALL THERMAL POWER STATIONS WORK

А.. В. Гришкова, A.A. Логинов A. Grishkova, A. Loginov

Пермский НИПУ

В статье произведен анализ эффективности использования топлива и показателей работы когенерационных установок в зависимости от температуры наружного воздуха и мощности установленного оборудования малой ТЭЦ отечественного производства.

In article the analysis of efficiency offuel using and cogeneration installations work indicators in connection with the external temperature and established equipment capacities in a small thermal power station of local manufacturing is made.

Когенерация считается наиболее перспективным направлением повышения энергоэффективности. Применение когенерации позволяет повысить коэффициент использования топлива до 80-90 %, в то время как самые совершенные ПГУ ТЭС имеют в лучшем случае 58-59 %. Не смотря на высокую эффективность комбинированного производства тепловой и электрической энергии на ТЭЦ, доля теплофикации в общей выработке тепловой энергии в России снижается. С вязано это, прежде всего с тем, что отечественные системы теплоснабжения эксплуатируются на основе устаревших и малоэффективных технологий, разработанных еще в 50-е годы.

Перспективным направлением развития систем теплоснабжения является реконструкция существующих ТЭЦ с переходом на парогазовый цикл и развитие малых ТЭЦ. Основным достоинством традиционной (паротурбинной) схемы теплоэлектростанции является ее маневренность, т.е. возможность перераспределения выдачи тепловой и электрической мощностей. Это помогает увеличить коэффициент загрузки и использования станции. Но паровой цикл принципиально имеет низкий коэффициент полезного действия, что обусловлено потерей низкопотенциальной теплоты пара в конденсаторе.

В последнее время большое распространение получили когенерационные станции на базе двигателей внутреннего сгорания (газотурбинные и газопоршневые). Принципиально эти станции представляют собой газотурбинные и газопоршневые электростанции с утилизацией теплоты выхлопных газов. Но данный цикл характеризуется непроизводительными потерями тепла в летний период, что снижает среднегодовой коэффициент использования топлива. Наивысшее значение КПД (при номинальной нагрузке) у газовых турбин и газопоршневых двигателей составляет около 40 %. Доля электрической нагрузки по отношению к тепловой в газотурбинных ТЭЦ комплектной поставки составляет 1 :(2—3).

7/2011

ВЕСТНИК _МГСУ

Парогазовый цикл позволяет в два, а в отдельных случаях и в три раза увеличить выработку электроэнергии на тепловом потреблении и полностью обеспечить необходимый прирост электроэнергии до 2020 г. без ввода дополнительных мощностей на ГРЭС.

Ориентировочная стоимость строительства теплоэлектростанций по проанализированным данным инжиниринговых фирм для оборудования отечественного производства приведена в табл. 1.

Таблица 1. Ориентировочная стоимость строительства теплоэлект

эостанции

Цикл станции Конструктивно-функциональный образ Суммарная установленная электрическая мощность Стоимость, млрд. руб.

Паротурбинный Паровые котлы + паротурбинные энергоблоки 33 МВт в конденсационном режиме 1,91

Газотурбинный Газотурбинные энергоблоки + котлы-утилизаторы 32 МВт 1,42

Парогазовый Газотурбинные энергоблоки + котлы-утилизаторы + паротурбинные энергоблоки, либо парогазовые энергоблоки 38 МВт в конденсационном режиме 1,85

60,00

300,00

Рис. 1. Показатели разных типов когенерационных установок на отечественном оборудовании (а - парогазовый цикл; в - газовый цикл; с - паровой цикл): А) - выработка электроэнергии, ГВт-ч; Б) - выработка тепловой энергии, ТДж; В) -потребление топлива, млн. нм3 ; Г) - коэффициент использования топлива, %

На кафедре ТГВ и ОВБ выполнено исследование по определению энергетической и экономической эффективности когенерационных установок с учетом стоимости реального оборудования отечественного производства в заданных климатических условиях. В качестве основных рабочих турбин приняты газотурбинные установки ООО «Искра-ПМ». Анализ проведен на стадии технико-экономического обоснования реальных проектов. В разработанных проектах для городского населённого пункта предложены три различные схемы когенерационного цикла. Схемой, имеющей наибольшую энергетическую эффективность, считается цикл с максимальным количеством получаемой электрической энергии. Наиболее экономически эффективной схемой признается схема, для которой в рамках рассматриваемого горизонта расчета имеется наименьший показатель приведенных затрат. Полученные результаты для отечественного оборудования, заложенного в проекте, с номинальной электрической мощностью 32 МВт представлены на рис. 1.

Полученные данные подтверждают высокую энергоэффективность парогазового цикла и позволяют использовать данные исследований при оптимизации режимов работы и оценки энергетической эффективности использования когенерационых установок. По поводу экономической эффективности внедрения когенерационных установок, следует отметить, что при общепринятом сроке окупаемости в 12 лет установки, работающие по парогазовому циклу убыточны. Наиболее экономически привлекательными следует считать газотурбинные установки.

Литература

1. Богданов, А. Б. Теплофикация национальное богатство России / А. Б. Богданов // Новости теплоснабжения. - 2002, № 4. - с. 20-22.

2. Шарапов В.И. Особенности теплоснабжения городов при дефиците топлива на электростанциях // Электрические станции. 1999. №10. - с. 63-66.

References

1. Bogdanov. A.V. Power-and-heat supply is national wealth of Russia / A. V.Bogdanov//Heat supply News. - 2002, Vol. 4. - p. 20-22.

2. Sharapov V. I. Features of a heat supply of cities at deficiency of fuel on power stations//Power plants.- 1999.-Vol.10. - p. 63-66.

Ключевые слова: когенерация, показатели работы когенерационной установки, потребление топлива, выработка энергии, стоимость когенерационной установки

Key words: cogeneration, indicators of cogeneration work installation, fuel consumption, energy development, cost of cogeneration installations

e-mail: alla-grishkova@yandex. ru