![]() | |
![]() ![]() |
На главную Энергоучет Алгоритм выбора МИНИ
Энергетики соглашаются с тем, что МИНИТЭЦ может стать разумным дополнением единой энергосистемы и работать в параллельном режиме, но реализовать это направление не спешат, предоставляя строительному комплексу самому решать проблему.
Сложность новой задачи состоит в том, что на самой ранней стадии проектирования необходимо все основные характеристики МИНИТЭЦ гармонизировать с режимами работы систем энергопотребления.
При присоединении к централизованным сетям энергоснабжения в этом не было необходимости, достаточно было, чтобы возможности энерговводов покрывали пиковые нагрузки объекта.
Специфика задачи состоит так же и в том, что необходим качественно новый подход к проектированию, предполагающий:
– анализ режимов работы всех инженерных систем в расчетные периоды, число которых может быть 8–24 и даже более;
– построение и анализ суточных, недельных, сезонных и годовых графиков изменения нагрузок;
– многовариантный анализ комбинации подвидов инженерных систем;
– выявление техникоэкономических критериев оптимизации комплекса энергоисточники – энергопотребители, которые в зависимости от исходных условий для разных объектов могут быть различными;
– функциональная координация большого числа разделов проекта в условиях многовариантного анализа.
Во множественных случаях проектирования и реализации МИНИТЭЦ допускаются принципиальные ошибки:
– проектирование ведется по заданным нагрузкам установочной мощности электроприемников и теплопотребителей, что приводит к завышению номинальной мощности МИНИТЭЦ на 20–50 %;
– заказчики, при наличии технической возможности параллельной работы МИНИТЭЦ и ЕЭС, отказываются от комбинированной схемы в пользу автономной;
– не рассматриваются возможности использования дополнительных мер по энергосбережению и выравниванию неравномерности энергопотребления на объектах;
– оценка экономической эфф. применения МИНИТЭЦ проводится либо по устаревшей модели «приведенных затрат», либо по «удельным рекламным» показателям фирм – поставщиков оборудования.
К сожалению, в России отсутствует нормативнометодическая база проектирования МИНИТЭЦ, а практический опыт небольшого числа организаций, проектирующих автономные энергоцентры, явно недостаточен.
В итоге наметилась тенденция изза неквалифицированного подхода к проблеме дискредитации прогрессивного направления малой энергетики. В аналитической статье излагается общий алгоритм расчета и подбора МИНИТЭЦ, который на последующих этапах работы будет доработан в виде методики.
Определение энергетических нагрузок объекта.
Nуст – установленная мощность всех отдельных потребителей;
Nра – расчетная активная мощность;
NPP – расчетная реактивная мощность;
Cos f, tg f – коэффициенты мощности;
Кс – k спроса;
Ко – k одновременности.
Тепловые характеристики:
qуст – установленная мощность всех теплопотребителей;
qот – установленная мощность систем отопления;
qвент – установленная мощность систем вентиляции;
qвз – установленная мощность воздушнотепловых завес;
qГВС – максимальная мощность горячего водоснабжения.
Рассчитываются и строятся графики суточного энергопотребления для рабочих и выходных (праздничных) дней для наружных расчетных условий холодного, теплого и переходного периодов года.
– линия максимальных пиковых нагрузок;
– линия минимальных нагрузок;
– амплитуда колебания от средних значений.
На основании суточных (недельных) графиков по функциям изменения нагрузок в течение года строятся графики круглогодовых нагрузок и рассчитывается годовое потребление энергоресурсов по отдельным видам потребителей и суммарные – по электроэнергии и теплу:
Выбираются базовые расчетные режимы работы МИНИТЭЦ путем наложения круглогодовых графиков тепловых и электрических нагрузок.
– I – максимальных электрических нагрузок с учетом амплитуды суточных колебаний;
– II – максимальных тепловых нагрузок, также с учетом амплитуды;
– III – минимальных электрических нагрузок;
– IV – минимальных тепловых нагрузок.
Для режимов по п. 4 анализируются мероприятия по энергосбережению и выравниванию неравномерности нагрузок.
– утилизацию теплоты вентиляционных выбросов;
– автоматизацию теплопотребляющих систем с целью исключения «перетопов»;
– использования в системах кондиционирования воздуха абсорбционных холодильных машин, а в ряде случаев «сухих охладителей» (dry cooler);
– частотный электропривод силового оборудования (технология, насосные, ИТП и др.);
– энергосберегающие светильники внутреннего и наружного освещения;
– аккумулирование тепловых нагрузок (горячее водоснабжение).
В ряде случаев экономически целесообразно рассмотреть использование технологий нетрадиционной, в том числе возобновляемой энергетики.
При рассмотрении технологических объектов целесообразно совместно со специалистами рассмотреть энергетику технологических режимов, сменность работы. С учетом анализа энергосберегающих и выравнивающих мероприятий строятся скорректированные графики годовых электрических и тепловых нагрузок, и расчетные по п. 4.
Определяется принцип. возможность получения и реализации технических условий на присоединение внешних энергосистем на частичное покрытие требуемых нагрузок.
величина этих нагрузок по электроэнергии находится в диапазоне от 5 до 10 % от максимального потребления и от 20 до 40 % – по теплопотреблению. Оптимальная величина покрытия нагрузок за счет внешних сетей определяется по графикам расчетного потребления в годовом режиме и соответствует превышению пиковых нагрузок над базовыми.
В большинстве случаев эта величина составляет 30–60 % от общей потребности в электроэнергии и 20–50 % – по тепловой.
С учетом нагрузок, приходящихся на внешние сети, определяется нагрузка на МИНИТЭЦ, по которой выбирается количество и мощность газопоршневых двигателей.
Рассчитывается режим работы МИНИТЭЦ, и строятся суточные и годовые графики работы двигателей, исходя из того, что МИНИТЭЦ закладывается в базу энергоснабжения объекта с максимальным коэффициентом загрузки.
Определяющим режимом является режим электроснабжения.
Путем наложения графиков энергопотребления и энергопроизводства по приоритету электроснабжения рассчитываются величины и продолжительность дефицита (избытка) тепловой мощности МИНИТЭЦ.
1 Разрабатывается принципиальная схема МИНИТЭЦ и выбираются все основные и вспомогательные элементы рассматриваемых вариантов установки.
– чистый дисконтированный доход (ЧДД);
– индекс доходности инвестиций (ИД);
– внутренняя норма доходности (ВНД);
– срок окупаемости капиталовложений динамический (ДРВ) и статический (РВ).
На основании анализа принимается окончательный вариант МИНИТЭЦ, который реализуется в рабочую документацию.
Проиллюстрируем предложенный алгоритм на примере
Энергоснабжающие организации отказали в выдаче технических условий на присоединение объекта к централизованным сетям в связи с дефицитом энергии в районе застройки.
Первый вариант энергоснабжения объекта – МИНИТЭЦ на базе газопоршневых установок (ГПУ), подобранных по установочной мощности потребителей. Характеристики этого варианта приведены в табл. 3.
Графики изменения тепловой и электрической нагрузок для расчетных летних и зимних суток приведены на 1 и k загрузки МИНИТЭЦ (отношение расчетной годовой выработки электроэнергии к номинальной) составляет 34,6 %.
Капитальные затраты на строительство МИНИТЭЦ – 66,77 млн руб. (около 920 долл. США на 1 кВт установленной мощности по электроэнергии). Для потребителей энергии I категории принят так же и резервный ист. энергии – дизельная электростанция на 600 кВт (4,54 млн руб.).
Себестоимость производства электроэнергии при стоимости газа 1 500 руб./тыс. м3 и сроке амортизации 20 лет составила 1,15 руб./кВт • ч. Это неплохой показатель, и вариант может считаться конкурентоспособным по отношению к энергоснабжению от централизованных сетей.
Кроме того, в данном расчете принято, что на производство тепловой энергии относится топливная составляющая пиковых водогрейных котлов, а утилизированное тепло от ГПУ учитывается без топливной составляющей (себестоимость производства тепла – 290 руб./Гкал).
Второй вариант отличается от первого только тем, что установленная мощность МИНИТЭЦ понижена с 2,5 до 2,1 МВт, что вполне достаточно, исходя из анализа графика рабочих нагрузок объекта с учетом коэффициента одновременности. В этом случае k загрузки увеличивается до 40,3 %, капитальные затраты снижаются более, чем на 10 млн руб., а себестоимость производства электроэнергии становится 1,06 руб./кВт • ч.
Третий вариант базируется на анализе возможностей энергосбережения инженерных систем объекта и предусматривает:
– замену электрических воздушнотепловых завес на водяные;
– применение энергосберегающих осветительных устройств внутреннего и наружного освещения с системой автоматического управления светом;
– использование энергоэкономичной оргтехники и компьютеров;
– замену поршневых холодильных машин на винтовые с повышением холодильного коэффициента с 2,9 до 5,8.
Дополнительные меры по энергосбережению позволяют понизить установочную мощность МИНИТЭЦ до 1 500 кВт ( 2 и . Затраты на энергосбережение оцениваются в 7,8 млн руб.
Если принять 1й вариант за базовый, то общая экономия капитальных затрат составит 14,94 млн руб. (22 %), а годовая экономия эксплуатационных затрат (теплота и электроэнергия) – 2,32 млн руб. (24 %).
Себестоимость производства электроэнергии составит 0,98 руб./кВт • ч.
Следующий шаг, вариант четвертый, связан с комбинированным режимом энергоснабжения от МИНИТЭЦ и централизованных сетей. на период строительства энергоснабжающие организации выделяют определенные энергоресурсы даже в условиях дефицита энергии.
В данном случае выделенные 600 кВт были оформлены и по постоянной схеме электроснабжения. Стоимость реализации технических условий, в зависимости от конкретной схемы присоединения, может значительно отличаться. В данном случае затраты, связанные с присоединением питающих сетей 600 кВт, составили 12 млн руб.
С другой стороны, удалось снизить мощность МИНИТЭЦ до 900 кВт и отказаться от резервной дизельэлектростанции. Работа МИНИТЭЦ предполагается в круглосуточном режиме с коэффициентом загрузки 61,1 % ( 3 и , а пиковые нагрузки в дневные часы покрывают внешние сети.
Экономия капитальных затрат в этом случае, по сравнению с базовым вариантом, составит более 23 млн руб., а себестоимость производства электроэнергии снизится до 0,9 руб./кВт • ч.
В пятом варианте, наряду с комбинированным режимом работы энергосетей, применяются абсорбционные холодильные машины вместо компрессорных. Несмотря на значительное удорожание холодильного центра, достигается так же большая общая экономия единовременных затрат – фактически 25 млн руб., а мощность МИНИТЭЦ снижается до 600 кВт, соответственно, себестоимость производства электроэнергии – до 0,87 руб./кВт • ч.
Приведенный пример дает представление о направлениях проектного поиска техникоэкономической оптимизации энергоснабжения объектов с использованием МИНИТЭЦ, но далеко не исчерпывает возможные варианты решения. Настоящая статья в какойто мере отвечает на вопросы специалистов, поступившие после статьи «МИНИТЭЦ – очередной бум или объективная потребность отечественной энергетики» (журнал «», 2005, № .
Наше предприятие разрабатывает технические решения энергоснабжения для целого ряда объектов различного назначения (торговые комплексы, промышленноскладские зоны, офисы, коттеджные поселки, спортивноразвлекательные комплексы), и в случае заинтересованности читателей журнала мы готовы и дальше делиться практическим опытом решения этой сравнительно новой, но весьма актуальной задачи.
![]() ![]() ![]() ![]() На главную Энергоучет 0.0031 |
|