Технико-экономическое обоснование внедрения когенерационной установки

20.1. Определение типа когенерационной установки и числа часов использования ее установленной мощности

Выбор типа и мощности когенерационной установки осуществляется на основе проведенного обследования объекта энергоснабжения с целью определения его тепловой нагрузки в горячей воде и паре, а также объема потребления электрической энергии. Для ряда помещений производственного и офисного типа с целью увеличения числа использования электрической установленной мощности определяется также потребность в холоде для целей кондиционирования с использованием абсорбционных холодильных машин.

При выборе электрической мощности когенерационной установки используют следующие подходы:

- исходя из тепловой нагрузки объекта энергоснабжения;

- исходя из необходимого объема электрической энергии, т.е. из электрической нагрузки.

20.2. Выбор устанавливаемой мощности следует производить исходя из тепловой нагрузки объекта, учитывая, что наибольший эффект по экономии топливно-энергетических ресурсов, получается при работе на тепловом потреблении.

Справочно. Избыточная электрическая выработка установки, работающей на невозобновляемых источниках энергии, может передаваться юридическими лицами, не входящими в состав ГПО «Белэнерго», своим обособленным структурным подразделения по сетям энергосистемы с оплатой услуг по передаче электроэнергии по установленному Минэкономики тарифу и (или) продаваться энергоснабжающей организации на договорных условиях. Для установок, работающих с использованием возобновляемых источников энергии, избыточная электрическая выработка приобретается энергоснабжающими организациями в полном объеме по действующим тарифам с применением установленных Минэкономики коэффициентов.

20.3. При выборе устанавливаемой мощности, исходя из электрической нагрузки объекта, потребуется дополнительная установка котельного оборудования либо подключения к централизованным тепловым сетям.

20.4. Необходимо для дальнейшего расчета определить максимальную, минимальную и среднечасовую нагрузки когенерационной установки. Определение максимальной и минимальной нагрузок производится в результате обследования или при проектировании объекта. Среднечасовые определяются следующим образом:

 

Q_час = Q_год/T_год, Гкал/ч, либо

Э_час = Э_год/Т_год, кВт ч

 

где Q_час - среднечасовая тепловая нагрузка, Гкал/ч

Q_год - годовое потребление тепловой энергии, Гкал

Э_час - средняя электрическая нагрузка, кВт ч

Э_год - потребление электроэнергии в год, кВт ч

T_год - число часов работы в году, часов.

20.5. Исходя из полученных данных, выбирают когенерационную установку (две или более) для покрытия части максимальной тепловой нагрузки (приблизительно 85%). При этом для покрытия пиковой тепловой нагрузки используется обычно дополнительно поставленный котел. По среднечасовой и минимальной нагрузкам определяем необходимое количество когенерационных установок с целью обеспечения максимального числа часов использования установленной мощности.

20.6. Определим число использования установленной мощности:

 

Т_уст. = Q_год х 0,95/ Q_уст., часов,

 

где Q_год – количество тепловой энергии, потребляемой за год, Гкал

Q_уст. – установленная тепловая мощность принятой за аналог когенерационной установки, Гкал/ч

0,95 – поправочный коэффициент на использование пикового водогрейного котла.

 

Расчет экономии топлива от применения когенерационной установки.

20.7. Для расчета экономии топлива при внедрении когенерационных установок необходимо знать затраты топлива на производство электрической и тепловой энергии на ней. Для этого необходимо:

20.8. По таблицам, соответствующим выбранному аналогу когенерационной установки (приложение 5), определяем коэффициент полезного действия при производстве электрической энергии по конденсационному циклу (ориентировочно 36 – 43 процента) и рассчитываем удельный расход топлива на ее производство:

 

b_э = 123/h_э х 100, г у.т./кВт ч

 

где h_э – коэффициент полезного действия когенерационной установки по конденсационному циклу, %.

В качестве проверки можно использовать представляемый предприятиями-изготовителями когенерационных установок расход природного газа на установку.

 

20.9. Определение часового расхода условного топлива на производство электроэнергии по конденсационному циклу:

B_э = b_э х N_уст./1000, кг у.т./час

где b_э – удельный расход топлива на производство электроэнергии по конденсационному циклу, г у.т./кВ ч;

N_уст – установленная электрическая мощность когенерационной установки, кВт.

20.10. Для упрощения расчетов при сравнении затрат на выработку электроэнергии на электростанциях ГПО «Белэнерго» и затрат на комбинированную выработку электроэнергии на когенерационных установках удельный расход топлива на отпуск тепловой энергии принимается на уровне удельного расхода топлива котельной, работающей на газе, и определяется расход топлива на отпуск тепловой энергии:

B_тэ = b_тэ х Q_уст, кг у.т./час

где Q_уст – установленная тепловая мощность принятой за аналог когенерационной установки, Гкал/час

 

20.11. Определение часового расхода условного топлива на выработку электроэнергии на выбранной когенерационной установке по комбинированному циклу:

B_ээ = B_э - B_тэ, кг у.т.,

 

20.12. Определение удельного расхода топлива на производство электрической энергии на когенерационной установке:

 

b_ээ = B_ээ/ N_уст. х 1000, г у.т./кВт ч

 

20.13. Определение выработанной электроэнергии когенерационной установкой за год:

Э_выр. = N_уст. x T_уст., кВт ч,

 

где N_уст. – установленная мощность когенерационной установки, кВт;

T_уст. – число часов использования установленной мощности, час.

20.14. Определение количества электроэнергии, отпущенной когенерационной установкой:

 

Э_отп.^кгу = Э_выр. х (1-a_сн^ээ), кВт ч,

 

где a_сн^ээ - коэффициент потребления электроэнергии на собственные нужды когенерационной установки (на пусковые устройства и другое электрическое оборудование), (0,2-1,0%).

 

20.15. Необходимое количество электроэнергии, отпущенной с шин электростанций ГПО «Белэнерго», с учетом потерь в электрических сетях на ее транспортировку до вводов токоприемников предприятия:

Э_отп ^эс= Э_отп.^кгу х (1+ DЭ_пот /100), кВт ч

где Э_отп.^кгу – электроэнергия, отпущенная турбогенератором и потребленная предприятием, кВт ч;

DЭ_пот – коэффициент учитывающий потери в электрических сетях, %.

 

20.16. Определение экономии топлива при применении выбранной когенерационной установки:

DВ^кгу = Э_отп ^эс х b_ээ^ср - B_ээ, кг у.т.

где Э_отп^эс – количество электроэнергии, отпущенной с шин электростанций ГПО «Белэнерго», с учетом потерь в электросетях на транспорт электроэнергии, тыс. кВт ч;

b_ээ^ср – удельный расход топлива на отпуск электроэнергии принимается равным фактическому расходу топлива на замыкающей станции в энергосистеме (Лукомльской ГРЭС) за год, предшествующий составлению расчета, г у.т./кВт ч;

B_ээ – годовой расход топлива на выработку электроэнергии выбранной когенерационной установкой, кг у.т.