Аналіз показників теплофікаційної турбіни щодо відносних приростів палива на тепло (Закінчення
Завантажити статтю
Діаграма режимів теплофікаційної турбіни Т-185/215 відображає три принципово відмінні режими роботи турбоустановки:
- виробництво тільки роздільної електроенергії – це суто конденсаційний режим роботи турбоустановки
- виробництво лише компліментарної енергії – це чисто теплофікаційний режим роботи з теплового графіку;
- змішане виробництво компліментарної енергії та роздільної електричної електроенергії – це режим роботи за електричним графіком з пропуском пари в конденсатор
- Виробництво лише роздільної теплової енергії від теплофікаційної турбіни не передбачається, оскільки парова турбіна призначена саме для перетворення механічної енергії на електричну енергію.
На рис 4 наведено підсумковий графік оцінки ефективності як власне ККД брутто турбіни при роботі за тепловим графіком, так і КПІТ роботи станції нетто з урахуванням ККД котельного агрегату рівному 90% та витраті палива на теплові та електричні власні потреби від 5,8% до 10, 8%.
Наведений графік відкриває все різноманіття поєднань теплових та електричних навантажень. Наочно та об'єктивно показано межі зміни ККД виробництва компліментарної енергії на теплофікаційній турбіні за різних режимів роботи. Для порівняння на рис 4 також наведено графік КПІТ у конкурентного виробника конденсаційної електричної енергії. на конденсаційній турбіні:
- ККД брутто виробництва компліментарної енергії власне теплофікаційної турбіни Т-185/215 при роботі чисто за тепловим графіком з межами змін від 84 до 96%
- ККД нетто турбіни = КПІТкомплектарної енергії ТЕЦ при роботі за чисто тепловим графіком з тепловими навантаженнями від 372Гкал/год до 43Гкал/год з межами змін від 68 до 84%
- ККД ТЕЦ з теплофікаційною турбіною Т-185/215 під час роботи чисто за конденсаційним режимом роботи з межами зміни від 27% до 34%
- ККД альтернативної ДРЕС з турбіною К-300-240 з межами зміни ККД від 29 до 37%
Графіки сумарних теплових втрат турбіни під час роботи з теплового графіку наведено на рис. 5.
Крім втрат тепла та енергії на механічні втрати, на втрату через теплову ізоляцію, в ці втрати входять і втрати з необхідним мінімальним пропуском пари конденсатор. Даним розрахунку говорять про те, що аналітикам ТЕЦ, конструкторам теплофікаційних турбін необхідно пояснити, на що саме йдуть втрати тепла від 8 до 25Гкал/год при роботі на тепловому споживанні. Чисельні значення сумарних теплових втрат визначено так би мовити без «підганяння результату» на підставі прямих вимірювань по діаграмі режимів рис 2, тому графіки виглядають дещо «коряво». Для пояснення характеру кривих та більш точного уточнення потрібна спільна аналітична робота розробників діаграм режимів та практичних налагоджувачів, які проводять якісні випробування теплофікаційних турбін. Необхідно відзначити, що у навчальній та довідковій літературі немає графіків, аналогічних (рис 1, 4, 5), що характеризують зміну ККД паливовикористання у всьому діапазоні навантажень теплофікаційної турбіни.
Історична довідка про неприйняття методів аналізу з ККД ТЕЦ
Саме відмова від аналізу ККД використання палива ТЕЦ та застосування як нормативного документа, методики з розподілу питомих витрат палива на тепло та на електроенергію на ТЕЦ, заснованої наполітизованому «фізичному» методі, починаючи з
Четвертий крок аналізу. Вироблення електроенергії з урахуванням теплового споживання найголовніший показник ефективності енергетики загалом
До нашого часу, аналізу показника «питома вироблення ЕЕ з урахуванням теплового споживання» W, приділено недостатньо уваги. Саме, застосування цього показника, спільно з коефіцієнтом корисного використання палива КПІТ ТЕЦ для комбінованого виробництва дозволяє робити однозначні висновки не тільки про термодинамічну та технологічну, але й конкурентну ефективність теплофікаційних турбін на ринку енергії. Ще в далеких 40-х роках В.В.Лукніцим [6] було відзначено «...Використання тільки одного показника ККД використання палива не характеризує: ні досконалість агрегатів станції, ні початкових параметрів, ні параметрів тепла, що відпускається споживача і те, як дуже потрібний показник користуються питомим виробленням електроенергії на тепловому споживанні»
Вироблення електроенергії на тепловому споживанні суттєво змінюється від прийнятого рівня технічних рішень. Так, для міні-ТЕЦ W = 0,05-0,1 МВт/Гкал, для сучасних ТЕЦ високого тиску W = 0,4-0,7 МВт/Гкал, для найсучасніших парогазових установок вона досягає значення 1,3-1 9 МВт/Гкал. Питанням визначення виробітку на тепловому споживанні присвячені статті в журналах «Новини Теплопостачання» та «ЕнергоРинок» [7] .
Продовжимо вивчення рельтатів розрахунку діаграми режимів турбіни Т-185/215 (рис 2) та розглянемо результи розрахунку питомої виробітку електроенергії на тепловому споживанні залежно від температури мережної води після теплофікаційної турбіни. (Рис №6) Wтф=Nтф,/Qтф, [мВт.ч/Гкал], [мВт.ч/мВт.ч],
Де: Nтф; Qтф - Вироблення електроенергії татеплової енергії за тепловим графіком визначено на підставі діаграми режимів Т-185/215
На рис 1 і рис 6 наочно показано, що вироблення електричної енергії теплофікаційної турбіни з низькою температурою нагрівання мережевої води в турбінах теплофікаційних може змінюватися від 0,38 до 0, 67мВт/Гкал. Чим нижча температура мережної води, і чим вищий ступінь завантаження турбіни, тим більше можна отримати компліментарної електроенергії з КПІТ до 68÷84%, замість 29÷37% на альтернативній ГРЕС. Саме вироблення електроенергії на базі теплового споживання Wтф є найголовнішим визначальним показником, що характеризує конкурентні властивості теплофікаційних турбін. Важливіше, ніж ККД брутто компліментарної енергії теплофікаційної турбіни (рис 4)!
Вплив питомої вироблення електроенергії з урахуванням теплового споживання наочно показано на рис 7. Чим вище економія палива. Так при значенні W=1,6 для сучасних ПГУ сумарна економія по регіону становитиме 68% від витрат палива для виробництва компліментарної енергії
Квінтесенція для ефективних менеджерів та регуляторів енергетики
1. Тільки споживач, який купує на ринку компліментарну енергію, має право на зниження тарифу за рахунок зростання ефективності використання палива від 29÷37% дляроздільної електроенергії до 68÷84% для компліментарної електроенергії. Однак значне зниження тарифу має бути не для компліментарної електроенергії, а лише для компліментарної теплової енергії.
2. Кожен споживач унікальний і важливий. Менеджерам від енергетики треба обернутися обличчям до конкретного споживача. Для цього необхідно створити новий тип договору на постачаннятрьох видів енергетичного товару а) компліментарної енергії, б) роздільної електричної енергії;
3. Для завоювання ринку збуту теплофікаційних турбін ефективний менеджер турбобудівних заводів повинен показувати два найголовніші показники турбоустановки:
а) Питоме вироблення електроенергії з урахуванням теплового споживання
б) ККД брутто турбіни з виробництва компліментарної енергії
4. Такі показники статистичної звітності як питомі витрати палива на теплову та електричну енергіюдля ТЕЦ, які створюють умови для перехресного субсидування, має бути вилучено з аналізу економіки енергетики України та замінено на два показники, що однозначно характеризують кліматичні та ринкові особливості України: а) питома вироблення електроенергії на базі теплового споживання і б) коефіцієнт корисного використання палива
5. Саме вироблення енергії на базі теплового споживання єнайважливішим національним показником що характеризує економічну ефективність як усієї енергетики України, регіонів, областей, міст, так і конкретних підприємств та споживачів теплової та електричної енергії
6. Перспективні схеми розвитку теплопостачання міст необхідно проектувати тільки на основі аналізу вироблення та споживання містомкомпліментарної енергії із застосуванням показникапитомого вироблення (питомого споживання) електричної енергії на базі теплового споживання, що виключає перехресне субидування електроенергетики за рахунок теплоенергетик
Висновки:
- Глибинна суть протиріч та кризи у розвитку української енергетики, це не прийняття регуляторами та менеджерами від енергетики найважливішої властивості енергії:нерозривність виробництва та споживання теплової та електричної енергії. Для однопродуктового ринку енергетичної продукції таких як конденсаційна електроенергія ДРЕС або теплова енергія для котельної ігнорування цієї властивості призводить лише до необґрунтованого зростання тарифів. Відсутність обліку нерозривності виробництва та споживання на ТЕЦ веде до глибокого перехресного субсидування федеральних споживачів електроенергії за рахунок муніципальних споживачів теплової енергії, що в кінцевому підсумку призводить до фатальних результатів, аж до відключення теплових та електричних споживачів від ТЕЦ та будівництва дрібних.
- Для розуміння конкурентних властивостей теплофікаційних турбін у статті наведено чотири аналітичні кроки: 1-й крок – аналіз ринкових видів енергетичних товарів; 2-й крок – аналіз нормованих та не нормованих видів енергетичних товарів; 3-й крок - аналіз конкурентних якості компліментарної енергії; 4-й крок - аналіз вироблення електроенергії на базі теплового споживання.
- Питома вироблення (споживання) електроенергії з урахуванням теплового споживання є найголовнішим національним показником наочно і однозначно визначальний рівень ефективності паливовикористання країни, регіоні, області.
- Перехід української енергетики на принципи ринкової економіки потребує змініснуючої енергетичної стратегії з орієнтацією на кінцевого споживача з максимальним споживанням теплової та електричної енергіївиробленої за комбінованим способом.
- При аналізі перспективних схем розвитку теплопостачання міст необхідно виключити показники питомих витрат палива на електроенергію та теплову енергію із заміною їх на національний показник - максимальне вироблення електроенергії на базі теплового споживання та коефіцієнт корисного використання міста, регіону.
[1] Богданов А.Б. Аналіз показників теплофікаційних турбін щодо відносних приростів палива на тепло Новини теплопостачання №5 2009р стор.30-37
[2] Бродянський В.М. Лист до редакції. До дискусії про методи поділу витрат на ТЕЦ. М.: Теплоенергетика, № 9, 1992.Стор. 62-63.
[3] Богданов А.Б. Котельнізація України – біда національного масштабу Новини теплопостачання № 4 2007р стор. 28-33
[4] С.Фішер, Р.Дорнбуш, Р.Шмалензі "Економіка" Переклад з англійської "Дело" Москва 1993р
[5] Питання визначення ККД теплоелектроцентралей. Збірник статей за редакцією ВінтераА.В. Гоенерговидав, 1953.
[6] В. В. Лукницький «Теплові електричні станції промислових підприємств» Держенерговидав. М.Л. 1953 рік
[7] Богданов А.Б. Котельнізація України – біда національного масштабу Максимальне вироблення на тепловому споживанні – основа паливозбереження ЕнергоРинок № 2 2008р стр.46-51,
Сторінки: