Стартовая >> Архив >> Генерация >> Влияние топливообеспечения ТЭС на ее показатели

Влияние топливообеспечения ТЭС на ее показатели

Влияние топливообеспечения ТЭС на ее техникоэкономические и финансовые показатели (на примере ОАО “Рязанская ГРЭС”)

Морозов В. В., Шкрабов А. Б., Говсиевич Е. Р., Мельников А. П., Эдельман В. И., Векслер Ф. М.

В условиях нестабильности и кризисных явлений на рынке угля РФ при его формировании и развитии особое значение имеет эффективное использование экономических механизмов снижения затрат на топливо и повышения надежности топливообеспечения ТЭС. При этом особую актуальность приобретает проблема оптимизации топливообеспечения ТЭС с учетом динамики развития и нестабильности функционирования рынка угля.
Необходимым условием решения указанной проблемы является комплексный анализ влияния топливообеспечения на технико-экономические и финансовые показатели ТЭС.
В настоящей статье рассматривается методика комплексного анализа влияния топливообеспечения на технико-экономические и финансовые показатели ТЭС, основанная на определении изменения прибыли при переходе от базового к альтернативным вариантам топливообеспечения, связанным с использованием различных угольных смесей.
Изменение прибыли при переходе от базового к различным альтернативным вариантам угольных смесей определяется как разность изменения стоимости реализованной электро- и теплоэнергии и суммарного изменения затрат на производство указанной продукции
(1)
где ∆П - изменение прибыли, млн. руб.; ∆Р - изменение стоимости реализованной электро- и теплоэнергии, млн. руб.; ∆Зς - суммарное изменение затрат на производство электро- и теплоэнергии, млн. руб.
Изменение стоимости реализованной электроэнергии определяется как разность стоимости реализованной электроэнергии для альтернативных и базового вариантов угольной смеси
(2)
где Рэ - стоимость реализованной электроэнергии, млн. руб.; Э - отпуск электроэнергии с шин, млн. кВт ч; Тэ - тариф на отпуск электроэнергии, руб/(МВтч).
Изменение суммарных затрат определяется как сумма изменений составляющих затрат

где ∆З∑ - изменение суммарных затрат на производство электроэнергии и отпуск теплоэнергии, млн. руб.; Δ31 - изменение затрат на покупку и перевозку на ТЭС угольного топлива, млн. руб.; ΔЗ2 - изменение затрат на разгрузку, складирование и подачу угольного топлива, млн. руб.; ΔЗ3 - изменение затрат на ремонт систем разгрузки, складирования и подачи угольного топлива, млн. руб.; ∆З4 - изменение затрат на ремонт основного и вспомогательного котельного оборудования, млн. руб.; ∆З5 - изменение затрат на расшлаковывание котлов, млн. руб.; ∆З6 - изменение затрат на золоулавливание, млн. руб.; ∆З 7 - изменение затрат на ремонт систем золоулавливания, млн. руб.; ∆З8 - изменение затрат на золоудаление, млн. руб.;   ∆З9 -изменение затрат на ремонт систем золоудаления, млн. руб.; ∆З10 - изменение затрат на хранение золы, млн. руб.; ΔЗ11 - изменение затрат на плату за выбросы золы, млн. руб.; ∆З12 - изменение затрат на плату за выбросы SО2, млн. руб.
Изменение составляющих затрат при переходе от базового к альтернативным вариантам угольных смесей определяется системой уравнений вида
(4)
где ∆Зi - i-e изменение затрат (i = 1 ч 12), млн. руб.; Зi, 3i-б - i-e затраты для альтернативного и базового вариантов, млн. руб.
Приведенный методический подход использован для анализа максимально возможной экономической эффективности топливообеспечения I очереди Рязанской ГРЭС для условий, когда отсутствуют ограничения на реализацию дополнительно отпускаемой электроэнергии.
При рассмотрении реального изменения экономического эффекта при использовании вариантов угольных смесей необходимо ввести ограничения на изменение стоимости реализованной электроэнергии.
Целесообразность отдельного рассмотрения анализа потенциальной максимально возможной экономической эффективности топливообеспечения I очереди Рязанской ГРЭС обусловлена следующим:
при рассмотрении проблем обеспечения ТЭС угольным топливом на первом этапе необходимо выявление максимально возможной экономической эффективности вариантов угольных смесей в “чистом виде” с последующим анализом условий реализации ее в конкретных условиях рынка;
при рассмотрении проблем топливообеспечения ТЭС при их неполной загрузке в условиях широкого использования непроектного угольного топлива необходим анализ резервов увеличения отпуска электроэнергии;
сложившаяся в настоящее время ситуация на ФОРЭМ, связанная с ограничением потребности в электроэнергии, является временной; в перспективе формирующиеся тенденции роста промышленного производства в РФ принципиально изменят положение на рынке электроэнергии;
политика уменьшения доли природного газа в топливном балансе электроэнергетики делает реальной ситуацию, при которой может быть увеличен отпуск электроэнергии с I очереди Рязанской ГРЭС, работающей на угольном топливе, при уменьшении отпуска электроэнергии со II очереди, работающей на газе, при сохранении суммарного отпуска электроэнергии.
Изменение максимально допустимой мощности энергоблоков I очереди Рязанской ГРЭС и затрат в зависимости от качества угольного топлива определялось на основании экспертных оценок ОРГРЭС, НИИЭЭ и Рязанской ГРЭС с учетом опыта сжигания на 1 очереди Рязанской ГРЭС угольного топлива различных марок.
Основу угольного баланса I очереди Рязанской ГРЭС составляют канско-ачинские угли (КАУ) [1, 2]. Выбор КАУ определен комплексом технико- экономических факторов с учетом дефицита, высокой стоимости, существенных отклонений от проектных значений качественных характеристик подмосковного угля.
Изменение прибыли определялось при переходе I очереди Рязанской ГРЭС с базовой (по условиям 2000 г.) на альтернативные угольные смеси.
Альтернативные варианты угольных смесей различались соотношением КАУ отдельных разрезов и подмосковного угля.
Характеристики исходных углей приведены в табл. 1.
Из данных табл. 1 следует, что по условиям 2000 г. самую низкую стоимость (с перевозкой) имеет березовский уголь (527 руб/т условного топлива). КАУ других разрезов, а также подмосковный и прочие угли имеют существенно большую стоимость (678 - 815 руб/т условного топлива), т.е. уменьшение содержания в угольной смеси березовского угля будет приводить к ее удорожанию и соответственно к увеличению затрат на покупку и перевозку угольного топлива.
Зольность КАУ (0,12 - 0,26 т/т условного топлива) значительно ниже, чем для подмосковного и прочих углей (0,66-1,4 т/т условного топлива). Содержание серы КАУ (5,5 - 10,6 кг/т условного топлива) также существенно ниже, чем для подмосковного и прочих углей (32 - 69 кг/т условного топлива). Рост доли подмосковного и прочих углей повышает затраты, связанные с золой и серой.
Содержание СаО в золе КАУ (26 - 42%) существенно выше, чем для подмосковного угля (4,1%). Повышение содержания КАУ в угольной смеси, особенно березовского угля, будет приводить к увеличению затрат, связанных со шлакованием котлов.
Характеристики базового и альтернативных вариантов угольных смесей приведены в табл. 2.
Из данных табл. 2 следует, что в базовом варианте угольного баланса основу, как и в 1997 — 1999 гг., составляли КАУ;
их доля в 2000 г. равнялась 90%;
доля березовского угля составляла 80%;
доля подмосковного угля снижена до 1%.
В альтернативных вариантах принята следующая структура угольных смесей:
Таблица 1
Качественные характеристики и стоимость исходных углей (с перевозкой) для I очереди Рязанской ГРЭС


Уголь

Теплота сгорания, ккал/кг

Содержание золы, % (т/т условного топлива)

Содержание серы, % (кг/т условного топлива)

Содержание СаО в золе, %

Стоимость угля, руб/т условного топлива

Березовский

3513

7,1 (0,14)

0,43 (8,6)

42,0

527

Бородинский

3825

6,4 (0,12)

0,30 (5,5)

25,8

678

Назаровский

3309

7,4 (0,16)

0,50 (10,6)

35,0

794

Переяславский

3829

14,0 (0,26)

0,30 (5,5)

-

734

Подмосковный

1855

37,7 (1,40)

1,83 (69,1)

4,1

815

Прочие

3451

32,4 (0,66)

1,59 (32,2)

-

795

75 - 100% КАУ;
0 - 100% березовского угля:
0 - 75% бородинского угля;
0 - 25% назаровского угля;
0 - 25% подмосковного угля.

Отпуск электроэнергии для 22,64 тыс. ч/год работы котлов, 5,66 тыс. ч использования средней нагрузки энергоблока и 6,96% расхода электроэнергии на собственные нужды представлен в табл. 3.
Как следует из данных табл. 3, повышение доли березовского угля в угольном балансе от 0 до 100% приводит к снижению (из-за ограничения максимальной допустимой нагрузки существующих котлов) отпуска электроэнергии (по различным вариантам) с 5292 - 5503 млн. кВт-ч (варианты 5 и 3) до 3810 млн. кВт-ч (вариант 6).
Суммарное изменение затрат, стоимости реализованной электроэнергии и дополнительная прибыль для вариантов угольных смесей приведены в табл. 4.
Из данных табл. 4 следует, что для различных вариантов угольных смесей изменение стоимости реализованной электроэнергии и изменение стоимости затрат вносят качественно и количественно различный вклад в изменение прибыли. Положительное значение изменения прибыли может быть обусловлено как увеличением стоимости реализованной электроэнергии, превышающим увеличение затрат (варианты 7, 8), так и уменьшением затрат, опережающим уменьшение стоимости реализованной электроэнергии (вариант 6):

 

 

Вариант

 

 

6

7

8

Отпуск электроэнергии на рынок, млн. кВт-ч

3810

5292

6350

Суммарное изменение затрат, млн. руб.

-178

283,1

242,7

Изменение стоимости реализации, млн. руб.

-122,9

343,5

676,7

Изменение прибыли, млн. руб.

55,1

60,4

433,9

Из данных табл. 4 также следует, что при тарифе на отпуск электроэнергии 314,8 руб/(МВт-ч) экономическая эффективность топливообеспечения I очереди Рязанской ГРЭС определяется стоимостью угольной смеси. Так, при увеличении доли более дорогого бородинского угля (678 руб/т условного топлива) от 0 до 75% и уменьшении доли менее дорогого березовского угля (527 руб/т условного топлива) от 75% до 0 (при доле подмосковного угля 25%) суммарное изменение затрат при переходе от базового варианта увеличивается от 269 млн. руб до 661 млн. руб., а изменение стоимости релизованной электроэнергии увеличивается от 144 млн. руб. до 410 млн. руб., дополнительная прибыль изменяется от - 126 млн. руб до - 251 млн. руб, т.е. оказывается отрицательной, и убыток будет тем больше, чем выше доля бородинского угля.

Таблица 2
Состав, качественные характеристики и стоимость (с перевозкой) вариантов угольных смесей для I очереди Рязанской ГРЭС


Параметр

База

Вариант угольной смеси

1

2

3

4

5

6

7

8*

9

10

Доля угля (по теплу), %: канско-ачинского в том числе: березовского

90

75

75

75

75

75

100

85

100

90

80

80

75

50

0

25

0

100

85

100

75

60

бородинского

0

0

0

75

50

50

0

0

0

15

20

назаровского

5

0

25

0

0

25

0

0

0

0

0

переяславского

5

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

подмосковного

1

25

25

25

25

25

0

15

0

10

10

прочих углей

9

0

0

0

0

0

0

0

0

0

10

Теплота сгорания, ккал/кг

3494

3099

3048

3333

3255

3204

3513

3264

3513

3394

3403

Зольность* *, %

10,3

18,9

18,9

19,2

19,1

19,0

7,1

14,8

7,1

12,4

14,8

Содержание серы**, %

0,56

0,97

0,98

0,92

0,94

0,95

0,43

0,78

0,43

0,66

0,76

Содержание СаО в золе.
%

40,5

18,6

17,6

11,8

14,2

13,2

42,0

36,3

42,0

26,9

19,7

Стоимость, руб/т условного топлива

578

599

666

712

675

741

527

570

527

578

613

* На котельных агрегатах, спроектированных для березовского угля.
** На рабочую массу угольной смеси.

Таблица 3
Отпуск электро- и теплоэнергии на I очереди Рязанской ГРЭС


Параметр

База

Вариант угольной смеси

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Средняя электрическая нагрузка энергоблока, МВт

199

220

230

260

240

250

180

250

300

200

210

Выработка электроэнергии, млн. кВт-ч

4515

4981

5207

5887

5434

5660

4075

5660

6792

4528

4755

Отпуск электроэнергии, млн. кВт-ч

4201

4657

4868

5503

5080

5292

3810

5292

6350

4233

4445

Примечания: 1. Средняя электрическая нагрузка энергоблока определена на основании экспертных оценок ОРГРЭС и НИИЭЭ с учетом опыта эксплуатации 1 очереди Рязанской ГРЭС. 2. Установленная электрическая мощность энергоблока I очереди Рязанской ГРЭС равна 260 МВт.

В рассмотренном примере базовый вариант, в котором доля березовского угля составляет 80%, оказывается более эффективным.
Повышение тарифа на отпуск электроэнергии с 314,8 руб/(МВт-ч) в 2000 г. до 527,7 руб/(МВт-ч) в 2001 г. расширяет угольную базу Рязанской ГРЭС и делает экономически эффективной увеличение в угольном балансе углей, которые в большей степени соответствуют технологическим условиям использования угольного топлива на I очереди Рязанской ГРЭС, в том числе подмосковного угля и канско-ачинских углей ряда новых перспективных месторождений.
Перспективные варианты угольных балансов I очереди Рязанской ГРЭС приведены в табл. 5.
Таблица 4
Изменение затрат на производство электро- и теплоэнергии, стоимости реализованной электроэнергии и дополнительная прибыль для I очереди Рязанской ГРЭС для вариантов угольных смесей


Показатель

Вариант угольной смеси

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Изменение затрат, млн. руб., на: покупку и транспорт угля

108,6

257,5

470,3

313,7

475,6

-140,8

173,1

235,7

1,3

89,9

разгрузку, складирование и подачу угля

2,9

3,9

4,2

3,4

4,3

-1,2

4,0

0,4

0,9

ремонт систем разгрузки, складирования и подачи угля

3,4

4,4

4,8

3,9

4,9

-1,4

4,5

5,8

0,4

1,1

ремонт основного и вспомогательного котельного оборудования

15,6

17,5

20,1

17,6

19,5

-3,2

13,3

6,7

3,9

6,1

расшлаковывание котлов

-1,7

-6,0

-7,0

-6,7

-7,0

4,5

-7,2

-7,7

1,0

-1,0

золоулавливание

8,2

8,8

9,8

8,9

9,6

-2,1

5,5

-0,2

1,7

3,4

ремонт систем золоулавливания

12,2

13,2

14,6

13,3

14,3

-3,1

8,3

-0,3

2,5

5,1

золоудаление

48,4

52,6

58,0

52,7

56,8

-12,5

33,0

-1-Д

9,8

20,3

ремонт систем золоудаления

43,4

47,1

52,0

47,3

50,9

-11,2

29,6

-1,0

8,8

18,2

хранение золы

25,4

27,6

30,5

27,7

29,8

-6,6

17,3

-0,6

5,2

10,7

плату за выбросы золы

1,2

1,3

1,4

1,3

1,4

-0,3

0,8

0,0

0,2

0,5

плату за выбросы SCT

1,5

1,7

1,6

1,5

1,7

-0,3

1,1

0,1

0,3

0,6

Суммарное изменение затрат, млн. руб.

269,1

429,8

660,7

484,4

661,6

-178,0

283,1

242,7

35,7

155,4

Изменение отпуска электроэнергии на рынок, млн. кВт-ч

456

667

1302

879

1091

-391

1091

2149

32

244

Изменение стоимости реализованной электроэнергии, млн. руб.

143,6

210,2

410,1

276,9

343,5

-122,9

343,5

676,7

10,3

77,0

Показатели экономической эффективности рассматриваемых вариантов топливообеспечения I очереди Рязанской ГРЭС представлены в табл. 6.

Таблица 5
Угольный баланс I очереди Рязанской ГРЭС при использовании углей новых перспективных месторождений, %


Уголь

Вариант угольной смеси

База

1

2

3

4

5

6

Подмосковный

20

20

20

20

20

20

20

Березовский

50

30

30

30

30

30

40

Бородинский

30

30

30

30

30

30

20

Переясловский

0

20

0

0

0

0

20

Козульский

0

0

20

0

0

0

0

Абанский

0

0

0

20

0

0

0

Ирбейский

0

0

0

0

0

0

0

Мамытский

0

0

0

0

20

0

0

Сереульский

0

0

0

0

0

20

0

Всего

100

100

100

100

100

100

100

Как видно из данных табл. 6, при тарифе на отпуск электроэнергии 527,7 рубДМВт-ч) положительное значение дополнительной прибыли получено для всех вариантов.
Максимальная дополнительная прибыль имеет место при замещении части березовского угля козульским углем (вариант 2). Минимальная величина дополнительной прибыли получена в угольной смеси при замещении части березовского угля мамытским углем (вариант 4).
Следует отметить, что на величину дополнительной прибыли в значительной степени влияет цена рассматриваемых углей. Стоимость углей в 2001 г. на Рязанской ГРЭС с учетом перевозки приведена далее.

Уголь

Стоимость, руб/т условного топлива

Березовский

868

Бородинский

836

Переясловский

818

Подмосковный

987

Козульский

764

Абанский

761

Мамытский

1235

Сереульский

877

Таблица 6
Дополнительная прибыль для вариантов использования углей новых перспективных месторождений


Показатель

Вариант угольной смеси

1

2

3

4

5

6

Отпуск электроэнергии, млн. кВт-ч

6000

6200

5000

5600

5300

5900

Изменение стоимости реализованной электроэнергии ∆Р, млн. руб.

686

792

158

475

317

633

Суммарное изменение затрат ΔЗΣ, млн. руб.

372

463

69

414

158

386

Дополнительная прибыль ∆П, млн. руб.

314

329

89

61

159

247

Выводы

  1. Разработанная методика оценки экономической эффективности вариантов топливообеспечения ТЭС использована для определения экономической эффективности вариантов топливообеспечения I очереди Рязанской ГРЭС.
  2. При тарифе на отпуск электроэнергии в 2000 г. 314,8 руб/(МВт-ч) дополнительная прибыль может быть получена только для вариантов, при которых используются следующие соотношения углей (см. табл. 4): 100% березовского угля на специально спроектированных котлах; 85% березовского угля и 15% подмосковного угля; 100% березовского угля на существующих котлах.
  3. В современных условиях реальное влияние вариантов топливообеспечения ТЭС на их экономическую эффективность в значительной степени определяется балансом энергии в зоне действия ТЭС и конкурентоспособностью ее электроэнергии на рынке.
  4. При тарифе на отпуск электроэнергии в 2001 г. 527,7 руб/(МВт-ч) экономически эффективными становятся варианты угольных смесей с использованием канско-ачинских углей ряда новых перспективных месторождений. Наибольшая экономическая эффективность получена при использовании козульского угля (вариант 2).
  5. По данным Рязанской ГРЭС и ФЭК РФ возможна реализация электроэнергии в количестве 6200 - 7342 млн. кВт-ч от I очереди Рязанской ГРЭС . В перспективе в связи с ростом промышленного производства и уменьшением количества используемого для производства электроэнергии природного газа объем реализации электроэнергии от I очереди Рязанской ГРЭС, работающей на угольном топливе, будет возрастать. Таким образом, снятие ограничений рынка сбыта электроэнергии усилит реальное влияние топливообеспечения I очереди Рязанской ГРЭС на ее экономическую эффективность.

Список литературы

  1. Обоснование целесообразности перехода Рязанской ГРЭС на использование канско-ачинских углей / Шумилов Т. И.,
  2. Морозов В. В., Давыдов Я. С. и др. - Электрические станции, 1998, № 12.
  3. Особенности выбора электростанциями поставщиков твердого топлива/Морозов В. В., Давыдов Я. С., Попов Г. Н., Говсиевич Е. Р. - Вестник электроэнергетики, 1999, № 1.

От редакции

В статье при рассмотрении экономики использования на Рязанской ГРЭС смесей различных углей, отличающихся ценой их поставки на электростанцию, не учитываются ограничения, накладываемые свойствами угля на мощность и тепловую экономичность котельной установки, а также их влияние на надежность оборудования, продолжительность и стоимость ремонтного обслуживания.
Между тем, именно эти обстоятельства весьма важны, когда речь идет о подмешивании непроектных углей, особенно таких, как березовские, зола которых является сильно шлакующей и образующей осадки при контакте с водой, например, в системе гидрозолоудаления.
Возникающие в связи с этим трудности в полной мере проявлялись и на Рязанской ГРЭС. О них надо помнить читателям статьи.

 
« Влияние тепловой неравномерности на температуру и надежность металла конвективных пароперегревателей   Внедрение пароводокислородной очистки и пассивации котлов с естественной циркуляцией »
электрические сети