Введение. 
Методические особенности оценки удельных характеристик теплофикационных установок на базе газовых двигателей

Развитие комбинированного производства электрической и тепловой энергии в мире характеризуется возрастающей ролью теплофикационных энергоустановок на базе газотурбинных, парогазовых и поршневых двигателей. Такие установки применяют как при создании новых и реконструкции существующих крупных ТЭЦ общего пользования, так и в качестве локальных источников для теплои электроснабжения небольших предприятий, жилых, торговых, офисных и промышленных зданий.

Предпочтительный выбор в пользу теплофикационных установок на базе газовых двигателей обуславливается их относительно невысокой стоимостью, малыми сроками строительства, простотой эксплуатации и другими факторами, выгодно отличающими такие установки от традиционных паротурбинных ТЭЦ.

Выбор оптимального варианта использования мини-ТЭЦ

Выбор оптимальных вариантов использования мини-ТЭЦ в собственном энергохозяйстве начинается, как правило, с анализа крайних случаев:

¦ применение мини-ТЭЦ в качестве аварийно-резервного источника энергии (источника бесперебойного электроснабжения), вступающего в работу при отключении внешнего электроснабжения;

¦ использование мини-ТЭЦ в качестве автономного стационарного источника тепло-, электроснабжения, обеспечивающего покрытие электрических и тепловых нагрузок при полном отключении от внешних тепловых и электрических сетей, либо при использовании данных сетей только в качестве аварийно-резервного источника энергоснабжения.

Применение мини-ТЭЦ для аварийно-резервного энергоснабжения оказывается, как правило, технически и экономически нецелесообразным из-за невозможности поддержания упорядоченных режимов отпуска тепловой энергии.

Вариант автономного энергоснабжения может быть приемлемым для отдельных объектов с равномерными суточными и сезонными тепловыми и электрическими нагрузками при наличии уже установленных аварийно-резервных источников. Однако для предприятий с однои двухсменным режимом работы, для объектов жилищно-коммунального хозяйства, коммерческой и социально-культурной сферы, имеющих неравномерные и несогласованные графики потребления электрической и тепловой энергии, устройство автономного энергоснабжения от мини-ТЭЦ, как правило, не оправдывает себя [1].

Объясняется это тем, что низкая степень загрузки оборудования автономных ТЭЦ на протяжении суток и года, его вынужденное использование в частичных режимах, иногда с получением лишь одного вида энергии, дублирование оборудования, установка согласующих тепловых и электрических аккумуляторов, требуют значительных капитальных вложений, медленно окупаемых вследствие заведомой неполноты использования установленного оборудования.

Кроме того, отключившись от внешних сетей ценой дополнительных инвестиций, владелец собственной мини-ТЭЦ оказывается в полной зависимости от внешних условий поставки топлива, что определяет высокие инвестиционные риски в связи с непредсказуемостью изменений таких условий даже в краткосрочной перспективе.

По изложенным причинам, приемлемым для среднего потребителя оказывается обычно вариант локального энергоснабжения, предусматривающий возможность совместной работы мини-ТЭЦ и внешних сетей с обменом энергией между ними. Такой вариант использования характерен, в частности, для существующих малых ТЭЦ (локальных ТЭЦ мощностью до 1 МВт и блок-ТЭЦ мощностью свыше 1 МВт) предприятий пищевой, агроперерабатывающей и других отраслей промышленности. Практически все малые ТЭЦ могут работать в режиме выдачи излишков мощности в сеть. Локальные ТЭЦ отдают энергию по индивидуальному графику, а блок-ТЭЦ находятся под оперативным управлением со стороны регионального диспетчерского центра. Преимущества варианта, предусматривающего энергообмен мини-ТЭЦ с внешними сетями, хорошо известны и сводятся к следующим.

Внешний отпуск излишков энергии повышает коэффициент использования установленной мощности мини-ТЭЦ, что снижает инвестиционную (капитальную) составляющую издержек на получение единицы энергии. Более полная загрузка оборудования сокращает время вынужденной работы мини-ТЭЦ в режимах частичной нагрузки и/или выработки энергии по раздельной схеме, что приводит к уменьшению эксплуатационных производственных издержек. Наряду с этим, реализация излишков энергии избавляет от выбора оборудования мини-ТЭЦ по величине соотношения тепловой и электрической мощности, вытекающего из специфики объекта энергоснабжения, что позволяет, в частности, применять оборудование с большим значением теплофикационного коэффициента, и соответственно, электрическим КПД. Поскольку производство электрической энергии на ТЭС обходится дороже, чем тепловой, и требует больших затрат топлива, увеличение теплофикационного коэффициента повышает доходность ТЭЦ, отнесенную к потреблению топлива, так же как и размер экономии топлива в системе в целом. Кроме того, внешний отпуск энергии способствует повышению надежности энергоснабжения потребителей региона размещения мини-ТЭЦ, снижению потерь во внешних сетях.

Таким образом, энергообмен мини-ТЭЦ с внешней сетью потенциально выгоден как ее владельцу, так и системе в целом, в отличие от вариантов автономного и частично автономного энергоснабжения.

Законодательством Украины предусматривается свободный доступ установок комбинированного производства электрической и тепловой энергии к внешним сетям для организации коммерческого отпуска энергии по регулируемым тарифам, согласованным с независимым государственным регулирующим органом, что положительно сказывается на количественном и качественном росте мини-ТЭЦ.

Вместе с тем, одним из факторов, в определенной степени сдерживающим владельцев мини-ТЭЦ от присоединения к внешним сетям, нередко является трудность согласования тарифов на внешний отпуск электрической и тепловой энергии с потребителями. Этот недостаток лежит сегодня в основе многих хозяйственных споров, препятствующих организации внешнего отпуска энергии от локальных источников с пользой для всех заинтересованных сторон.

теплофикационный топливо затрата.