Технико-экономическая оценка комбинированного и раздельного энергоснабжения района

РОСЖЕЛДОР

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Ростовский государственный университет путей сообщения»

(РГУПС)

Л. В. Санникова

ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА

КОМБИНИРОВАННОГО И РАЗДЕЛЬНОГО ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ РАЙОНА

Методические указания к курсовой работе

Ростов-на-Дону

2006

УДК 621.182.003 (076.5)

Санникова, Л. В.

Технико-экономическая оценка комбинированного и раздельного энергоснабжения района : методические указания к курсовой работе / Л. В. Санникова; Рост. гос. ун-т путей сообщения. – Ростов н/Д, 2006. – с. 21 : ил. Библиогр.4 назв.

Предназначены для студентов очной и заочной форм обучения, изучающих экономику и управление предприятием.

Рецензент канд. техн. наук, доц. Н. (РГУПС)

Учебное издание

Санникова Людмила Владимировна

ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА КОМБИНИРОВАННОГО И РАЗДЕЛЬНОГО ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ РАЙОНА

Методические указания к курсовой работе

М. Чеснокова

Подписано к печати 28.12. 2006. Формат 60х84/16.

Бумага газетная. Ризография. Усл. печ. л. 1,3.

Уч.-изд. л. 1,1. Тираж 50 экз. Изд. № 95. Заказ №

Ростовский государственный университет путей сообщения.

Ризография РГУПС.

Адрес университета: 344038, Ростов н/Д, пл. Ростовского Стрелкового Полка Народного Ополчения, 2

©Ростовский государственный университет путей сообщения, 2006

Содержание

Введение

1 Задачи и содержание курсовой работы

2 Капитальные вложения

3 Эксплуатационные расходы

4 Себестоимость энергии

5 Приведенные эксплуатационные расходы

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

Рекомендуемая литература

Введение

Экономические расчеты сравнительной эффективности капитальных вложений в комбинированную или раздельную схему энергоснабжения района позволяют выбрать оптимальный вариант проектного решения на основе определения капитальных вложений, себестоимости электрической и тепловой энергии, а также основных технико-экономических показателей.

1 Задачи и содержание курсовой работы

Произвести технико-экономическое сравнение двух вариантов схем энергоснабжения потребителей:

- от районной конденсационной электростанции – электроэнергией и от районной отопительной котельной – теплоэнергией – по схеме раздельного энергоснабжения;

- от теплоэлектроцентрали – по схеме комбинированного энергоснабжения.

Для выбора оптимального варианта следует определить:

§ капитальные вложения в тепловую конденсационную электростанцию (КЭС), теплоэлектроцентраль (ТЭЦ), районную котельную (РК), тепловые сети (ТС), электрические сети (ЛЭП);

§ эксплуатационные расходы и себестоимость 1 квт·ч электроэнергии и 1 Гкал тепла, отпущенных с шин, отданных внешними потребителями через ТЭЦ, КЭС, РК соответственно;

§ технико-экономические показатели КЭС и ТЭС;

§ приведенные строительно-эксплуатационные расходы по сравниваемым вариантам.

Исходные данные представлены в табл. 1, 2.

Таблица 1

Показатели КЭС

Вариант задания	Типы турбин и их номинальная мощность	Топливо	Количество блоков	Число часов использования установленной мощности hy
1	К-100-90	Уголь	3	6000
2	К-150-130	Уголь	4	6500
3	К-150-130	Газ	6	7000
4	К-200-130	Уголь	4	6000
5	К-200-130	Газ	6	5000
6	К-200-130	Газ	4	6500
7	К-300-240	Уголь	4	6000
8	К-300-240	Уголь	6	5000
9	К-300-240	Газ	4	6500
10	К-300-240	Газ	6	7000

Таблица 2

Показатели ТЭЦ

Показатели	Варианты курсовой работы
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Тип турбины	Т-100-130
Количество блоков	2	2	3	3	3	3	4	4	4	4
Число часов использования установленной мощности hy	6000	6500	7000	6000	5000	6500	6000	5000	6500	7000
Максимальная тепловая нагрузка, Гкал/ч	520	520	780	780	780	780	1040	1040	1040	1040
Годовой отпуск тепла внешним потребителям, тыс. Гкал/год	1920	1920	1942	1942	1942	1942	2590	2590	2590	2590
Годовой расход условного топлива на ТЭЦ, тыс. т/год	500	550	871	779	686	725	1028	902	1100	1152

2 Капитальные вложения

Капитальные вложения в электростанцию блочного типа (КЭС и ТЭЦ) можно определить по формуле:

, (1)

где - капиталовложения в головной, первый на станции блок, к которому, кроме стоимости оборудования и здания, относят стоимость той части объектов вне главного корпуса, без которой он не может быть введен в эксплуатацию;

- капиталовложения в каждый последующий блок;

nбл - количество блоков данного типа размера, устанавливаемого на электростанции;

КN - капиталовложения, зависящие от общей мощности электростанции (освоение территорий, прокладка коммуникаций, подсобные и обслуживаемые объекты и др.);

ak - сумма коэффициентов, учитывающих изменение капиталовложений в станцию при отклонении условий строительства от среднеоптимальных.

Значения коэффициентов удорожания строительства электростанций принять в следующих пределах:

- на сложные условия водоснабжения 0,03 – 0,05;

- на сложные строительные условия 0,02 – 0,03.

Ориентировочные значения капиталовложений приведены в табл.3 и 4.

Таблица 3

Капиталовложения в строительство блоков

Тип блока	Капиталовложения, млр. руб.

К-100-90	1,6	0,98
К-150-130	2,09	1,2
К-200-130	2,9	1,46
К-300-240	4,39	2,48
Т-100-130	1,79	1,04

Таблица 4

Капиталовложения, зависящие от общей мощности станции

Мощность станции Ny, МВт	200	300	400	600	800	1200	1800
Капиталовложения
KN, млр. руб.:
КЭС	1,05	1,11	-	1,48	1,66	2,11	2,31
ТЭЦ	0,61	0,83	0,71	-	-	-	-

Примечание. Для газомазутных станций данные табл. 3 и 4 умножаются на поправочный коэффициент 0,85, при использовании бурых углей – 1,015.

Капиталовложения в районную котельную (РК) в схеме раздельного энергоснабжения определяются укрупнено по формуле

, тыс. руб., (2)

где - удельные капиталовложения на 1 Гкал/ч максимальной нагрузки котельной; принять = 80 тыс. руб.;

Qч - максимальная часовая нагрузка котельной, которая равна от Qч ТЭЦ (табл. 2).

Сравниваемые варианты отличаются протяжённостью и другими характеристиками линий электропередачи (ЛЭП) от КЭС и ТЭЦ. В расчётах можно принять, что мощность, передаваемая по ЛЭП от ТЭЦ, составляет 50% ее установленной мощности; мощность, передаваемая от КЭС в район потребления, - 100% установленной мощности ТЭЦ.

Следовательно, капиталовложения в линии передачи составляют:

по варианту с ТЭЦ

; (3)

по варианту с КЭС

, (3а)

где КЛЭП – удельные капиталовложения в линии электропередачи и подстанции, зависящие от ряда факторов;

принять: = 6,5 тыс. руб./кВт;

= 2,8 тыс. руб./кВт.

Капиталовложения в тепловые сети различны и определяются приближенно по формуле:

, тыс. руб., (4)

где КТС - удельные капиталовложения в тепловые сети, которые в данном расчете принять:

для варианта с ТЭЦ 150 тыс. руб./Гкал/ч; с РК –100 тыс. руб./Гкал/ч.

Сравнение вариантов энергоснабжения должно производиться при одинаковом энергетическом эффекте, т. е. одинаковом отпуске потребителям электрической и тепловой энергии.

Источником электроснабжения в варианте раздельного энергоснабжения является крупная КЭС (табл.1)

Приведение к сопоставимому виду по электрической мощности производится при помощи коэффициентов «долевого участия», показывающих, какая часть расходов на КЭС должна сопоставляться с соответствующими затратами на ТЭЦ.

Коэффициент «долевого участия» по капиталовложениям в КЭС определяется по доле мощности КЭС, которая замещает электрическую мощность ТЭЦ:

, (5)

где 1,05 – коэффициент, учитывающий различия по вариантам в расходе мощности на собственные нужды, потери в линиях электропередачи.

Следовательно, для сопоставления с ТЭЦ должна приниматься часть капиталовложений по КЭС, равная

, тыс. руб. (6)

После расчета капиталовложений следует заполнить табл. 5.

Таблица 5

Капиталовложения по сравниваемым вариантам

Показатели	Комбинированная схема	Раздельная схема
ТЭЦ	КЭС	РК	Всего
Установленная мощность электростанций Ny, МВт
Максимальная тепловая нагрузка QЧ, Гкал/ч
Капиталовложения: а) общие в электростанции и котельные, млн. руб. б) удельные, руб/кВт
Сопоставимые капиталовложения в электростанции: а) с учетом долевого участия КЭС; б) в электрические сети
Итого сопоставимых капиталовложений

По результатам расчетов делается вывод об экономичности схемы энергоснабжения района по капитальным вложениям.

3. Эксплуатационные расходы

Для расчета эксплуатационных расходов выделяются следующие статьи расходов:

1. Топливо Sт

2. Заработная плата Sзп

3. Отчисления на социальные нужды Sсн

4. Амортизационные отчисления Sа

5. Ремонтный фонд Sр

6. Прочие расходы Sпр

1 Затраты на топливо (Sт) определяются по величине годового расхода натурального топлива и цене топлива ЦТ на электростанции. Годовой расход топлива подсчитывается по топливным характеристикам, которые выражают зависимость расхода топлива от количества выработанной энергии.

Коэффициенты топливных характеристик даны в табл. 6.

Таблица 6

Нормативные коэффициенты по КЭС

Тип и мощность двигателя	Топливная характеристика	Штатный коэффициент чел/МВт	Коэффициент расхода электроэнергии на собственные нужды
5000	6000	7000
2хК-100-130		2,8/1,8	7,2/5,4	7,2/5,3	7,2/5,2
4хК-150-130 6хК-150-130		0,5/0,4	7,1/5,2	7,1/5,05	7,0/5,0
4хК-200-130 6хК-200-130		0,4/0,3	6,9/4,85	6,9/4,85	6,8/4,8
4хК-300-240 6хК-300-240		0,26\0,22	7,1/5,15	7,1/5,15	7,0/5,0

Примечания:

1. Коэффициенты топливной характеристики приведены для условия сжигания твердого топлива; для газомазутных станций принимать снижение расхода топлива на 3%.

2. Числитель дроби относится к твердому топливу, знаменатель – к газомазутному.

Для конденсационных электростанций расход топлива

, т/год, (7)

где - годовой расход условного топлива, т;

ax - условный часовой расход топлива на холостой ход одного блока, т/ч;

hp - число часов работы блока в течении года, т. е. календарное время (8760ч) за вычетом времени простоя (в ремонте, по режимным условиям); в расчетах можно принять hp=7000 ч;

Эгод - годовая выработка электроэнергии, МВт·ч.

, (8)

где Nбл – номинальная мощность блока;

hy – число часов использования установленной мощности;

nбл – количество блоков.

При расчете используются данные табл.1.

Для ТЭЦ годовой расход условного топлива в данной работе задан (см. табл. 2). На практике его определяют по топливным характеристикам теплофикационных турбин.

Для РК расход условного топлива

, т у. т., (9)

где – КПД котельной, =0,75;

Qгод – годовая выработка тепла котельной, Гкал/год.

Затраты на топливо

, (10)

где – цена 1 т условного топлива франко-электростанция, т. е. с учетом затрат на транспортировку, скидок и надбавок.

2. Заработная плата основная и дополнительная (Sзп) включает в себя заработную плату производственного персонала цехов, а также заработную плату специалистов и служащих.

Основная заработная плата представляет собой выплаты, связанные с рабочим временем, дополнительная – оплату отпусков, выполнение гособязанностей.

, (11)

где Sмес – среднемесячная зарплата одного рабочего, руб/чел. мес.;

1,4 – коэффициент, отражающий дополнительную заработную плату;

Ч – численность эксплуатационного персонала станции;

Ч = Чн ·Ny (12)

где Чн – норма численности работников на 1 МВт-ч (табл. 6 и 7)

Ny – установленная мощность станции, МВт.

Для РК

, (13)

где – штатный коэффициент, отнесенный к часовой производительности котельной, чел/Гкал·ч (табл. 8);

Qч – часовая производительность котельной, Гкал/ч.

Штатные коэффициенты (производственный и административно-управленческий персонал) приведены в табл. 7 и 8.

Таблица 7

Штатные коэффициенты для ТЭЦ высокого давления

Показатели	Мощность ТЭЦ, МВт
25	50	100	200	300	400
Штатный коэффициент при работе ТЭЦ, чел/МВт:
на угле	8	6	3,7	2,1	1,6	1,2
на жидком или газообразном топливе	7,5	5	2,3	1,5	1,2	0,75

Таблица 8

Штатные коэффициенты для районных и пиковых котельных

Котельная	Топливо
Уголь	Газ
Промышленная для раздельной схемы	1,01) - 1,72)	0,61) - 1,02)
Районная отопительная	0,173) - 0,64)	0,13) - 0,44)
Пиковая для комбинированной схемы	0,173) - 0,64)	0,13) - 0,44)

Примечание. При мощности котельной:

1) 30 Гкал/ч;

2) 10 Гкал/ч;

3) 400 Гкал/ч;

4) 100 Гкал/ч.

3. Отчисления на социальные нужды включают в себя отчисления на социальное страхование, в пенсионный фонд, фонд занятости и в фонд медицинского страхования. Планируются в размере 26,7% к статье «2», т. е.

Sсн = 0,267 · Sзп, руб./год. (14)

4 Амортизационные отчисления включают в себя расходы на полное обновление основных фондов (реновацию) и определяются по формуле:

Sа=nа·Фо, руб/год, (15)

где па – норма амортизации, которая принимается в расчетах 8%;

Фо – стоимость основных фондов, рассчитывается как стоимость строительства за вычетом возвратных сумм, которые снимаются с баланса энергетического объекта после окончания строительства и составляют 8% от капитальных затрат на сооружение, т. е.

Фо = 0,92 · Кст, руб. (16)

Для РК

Фо = 0,92 · Крк, руб. (17)

5 Ремонтный фонд включает затраты на все виды ремонтов (капитальный, текущий, профилактический) и рассчитывается в процентном отношении (приблизительно 20%) к затратам на амортизацию, т. е.

Sр = 0,2 Sа , руб. (18)

6 Прочие расходы. Эта статья объединяет все остальные расходы (покупка воды и материалов, оплата услуг вспомогательных производств, общестанционные расходы и пр.). Поскольку эти расходы зависят от мощности электростанции и численности персонала, в приближенных расчётах их можно принять равными 30% от суммарных затрат на амортизацию, ремонт и заработную плату, т. е.

Sпр = 0,3 · (Sа + Sр + Sзп), руб/год. (19)

Суммарные ежегодные расходы электростанции на производство

Sст = Sт + Sзп + Sсн +Sа + Sр + Sпр , руб/год. (20)

Аналогично определяются эксплуатационные расходы по РК за год. Ежегодные эксплуатационные расходы по линиям электропередачи и тепловым сетям могут приближенно оцениваться в долях от капитальных вложений:

SЛЭП = aЛЭП · КЛЭП , руб/год. (21)

SТС= aТС · КТС, руб/год. (22)

В данном расчете принять аЛЭП = 0,06; аТС = 0,15.

4 Себестоимость энергии

Себестоимость электроэнергии, выработанной на КЭС, определяется таким образом:

а) вычисляется себестоимость киловатт-часа выработанного:

, руб/кВт·ч, (23)

отпущенного с шин электростанции:

, руб/кВт·ч, (24)

где Sст – годовые эксплуатационные расходы станции;

Эгод – годовая вырыботка электроэнергии, кВт·ч;

Ксн - % электроэнергии, идущей на собственные нужды станции (см. табл.6);

б) подсчитываются отдельные составляющие себестоимости выработанного 1 кВт·ч, например топливная составляющая:

, руб/кВт·ч и т. д.; (25)

в) определяется структура производственной себестоимости электроэнергии, т. е. находится удельный вес элементов затрат в общих расходах, например удельный вес расходов на топливо:

и т. д. (26)

По результатам расчетов составляется табл.9.

Таблица 9

Структура себестоимости электроэнергии

Затраты на производство	Величина затрат за год, тыс. руб.	Структура затрат, %	Составляющие себестоимости 1 кВт·ч выработанной электроэнергии
Топливо
Заработная плата
Отчисления на социальные нужды
Амортизация
Ремонт
Прочие
Всего затрат за год	100%

Себестоимость теплоэнергии, вырабатываемой РК

Себестоимость 1 Гкал выработанного РК тепла

, руб/Гкал, (27)

где Sрк - годовые эксплуатационные расходы по РК;

Qгод - годовая выработка тепла котельной.

Себестоимость энергии на ТЭЦ

Для определения себестоимости отпущенного с шин 1 кВт·ч электроэнергии и 1 Гкал тепла составляется калькуляция себестоимости по сокращенной форме (табл. 10).

Общие затраты по ТЭЦ распределяют на производство тепла и электроэнергии физическим (балансовым) методом. Расчет ведется в такой последовательности.

Общие расходы ТЭЦ за год (они определены выше) по элементам затрат заносятся в четвертую горизонтальную строку калькуляции (по форме табл. 10).

Расход топлива на получение тепла от ТЭЦ принимается таким, каким он был бы при раздельном получении тепла из котельной.

, (28)

где - КПД нетто котельной, 0,9;

Qгод – годовой отпуск тепла внешним потребителям, Гкал.

Тогда расход условного топлива, относимый на выработку электроэнергии на ТЭЦ, составит

. (29)

Полученные величины расхода условного топлива ВЭЭ и ВТЭ в дальнейшем используются для распределения затрат ТЭЦ между электро - и теплоэнергией, они делятся по видам энергии пропорционально топливной составляющей.

Далее, суммируются все затраты на электро - и теплоэнергию:

, (30)

.(31)

В итоге может быть определена себестоимость единицы отпущенной электроэнергии и тепла от ТЭЦ:

, руб/кВт·ч, (32)

,руб/Гкал. (33)

Структура себестоимости электрической и тепловой энергии определяется так же, как по КЭС (см.табл.9).

По результатам расчетов годовых эксплуатационных расходов и себестоимости составляется сравнительная табл. 10.

Таблица 10

Эксплуатационные расходы и себестоимость энергии

по сравниваемым вариантам

Показатели	Комбинированная схема	Раздельная схема
КЭС	РК	Всего
1	2	3	4	5
Годовые эксплуатационные расходы:
Топливо
Зарплата
Отчисления на социальные нужды
Амортизация
Ремонт
Прочие
Итого эксплуатационных расходов
То же с учетом долевого участия по КЭС
Затраты по теплосетям
Затраты по электросетям
Всего эксплуатационных расходов по вариантам

Для сопоставимости годовых условно-переменных эксплуатационных расходов (топливо) по КЭС определяется коэффициент «долевого участия»:

. (34)

Условно-постоянные расходы приводятся к сопоставимому виду умножением на коэффициент аN .

Сопоставимые годовые эксплуатационные расходы по КЭС

. (35)

Результаты расчета должны быть пояснены: какая схема энергоснабжения района оказалась более экономичной и почему.

5 Приведенные строительно-эксплуатационные расходы

Более экономичный (оптимальный) вариант определяется по минимуму приведенных строительно-эксплуатационных расходов:

→ min, (36)

где - годовые эксплуатационные сопоставимые расходы по сравниваемым вариантам;

- общие сопоставимые капитальные вложения по сравниваемым вариантам;

Ен – нормативный коэффициент сравнительной эффективности (Ен=0,15).

Расчёт дать в форме табл. 11.

Таблица 11

Результаты технико-экономического расчета

Показатели	Условное обозначение	ТЭЦ	Раздельная схема	Результат
КЭС	РК	Всего
Капитальные вложения
Эксплуатационные расходы
Приведенные строительно-эксплуатационные расходы