Анализ деятельности Мозырской ТЭЦ

НАЛИЧИЕ СТАЦИОНАРНЫХ ИСТОЧНИКОВ ВЫБРОСОВ И ГАЗООЧИСТНЫХ УСТАНОВОК (НА КОНЕЦ ОТЧЕТНОГО ГОДА)

единиц, в целых числах

Общая информация. Оценка потенциала энергосбережения проведена с учётом результатов предыдущего энергоаудита Мозырской ТЭЦ и выполнения рекомендованных по его итогам энергосберегающих мероприятий. Учитывалось выполнение и других энергосберегающих мероприятий, проведённых на Мозырской ТЭЦ в последние годы, а также наличие планов по модернизации ТЭЦ в предстоящем пятилетии.

Состав энергосберегающих мероприятий, рекомендованных к проведению на Мозырской ТЭЦ в 2010-2014 гг. по результатам предыдущего энергетического обследования (2009 г.), был определён в двух вариантах - для условий реализации проекта установки ГТУ-надстройки к существующему паросиловому оборудованию и без реализации проекта. Учитывая, что решение вопроса об установке ГТУ-надстройки на Мозырской ТЭЦ отложено на неопределённый срок, ниже рассмотрено состояние выполнения основных мероприятий, предложенных к проведению в условиях без реализации проекта.

«Разработать и реализовать мероприятия по совершенствованию работы топочно-горелочных устройств котлов ст. №№ 1, 2 и 3» (расчётный эффект - экономия до 1550 т у.т. в год). Мероприятие было включено в план проектных работ РУП «Гомельэнерго» на 2012 г. По состоянию на июнь 2014 г. разработан архитектурный проект объекта «Модернизация топочно-горелочного устройства котла ст. № 3» (апрель 2014 г.). Проведение мероприятия включено в план капитального строительства на 2015 г.

«Разработать и реализовать проект перевода котла ст. № 4 на сжигание газа с заменой топочно-горелочных устройств и РВП» (расчётный эффект - экономия 369 т у.т.). Мероприятие не проводилось в связи с тем, что в соответствии с приказом Минэнерго от 19.02.2010 № 41 «О принятии мер по выполнению заданий по использованию местных топливно-энергетических ресурсов» на Мозырской ТЭЦ намечается установка парового котла на местных видах топлива (торфобрикет) паропроизводительностью 200 т/ч, и котёл ст. № 4 становится практически невостребованным.

«Реализовать проект реконструкции турбоагрегата ст. №1» (расчётный эффект - экономия до 6500 т у.т., в т.ч. до 2500 т у.т. - в энергосистеме). Проект «Реконструкция турбоагрегата ст. № 1 с организацией нерегулируемого отбора 4,0 МПа с внедрением АСУ ТП» реализован в 4-м кв. 2013 г. Фактический эффект будет определён после получения результатов освоения реконструированного турбоагрегата ст. № 1 в 2014 г.

«Выполнить реконструкцию турбоагрегата ст. № 2 с модернизацией проточной части и снижением пропуска пара через регулирующую диафрагму нижнего Т-отбора» (расчётный эффект - экономия до 6400 т у.т., в т.ч. до 1880 т у.т. - в энергосистеме). Мероприятие было включено в план проектных работ РУП «Гомельэнерго» на 2011 г. По состоянию на июнь 2014 г. разработан архитектурный проект объекта «Мозырская ТЭЦ. Реконструкция турбоагрегата ст. № 2 с модернизацией проточной части и снижением пропуска пара в ЦНД». Проведение мероприятия включено в план капитального строительства на 2015 г.

«Уменьшить расход электроэнергии на тягодутьевые установки котлов за счёт установки ЧРЭП» (расчётный эффект - экономия до 540 т у.т., в т.ч. до 170 т у.т. - в энергосистеме). Мероприятие было заменено на оснащение РЭП сетевых насосов СН-2 и СН-3 с фактической экономией топлива до 760 т у.т., в т.ч. до 220 т у.т. - в энергосистеме.

Несколько мероприятий, связанных с необходимостью выполнения предварительных технико-экономических обоснований (в частности, мероприятие по повышению эффективности работы градирни № 2 за счёт её реконструкции с установкой современной оросительной системы и улучшением аэродинамики) не проводились из-за выявленных при подготовке исходных для ТЭО данных чрезмерно высоких значений сроков окупаемости.

К выполненным энергосберегающим мероприятиям, направленным на реализацию выявленных при пересмотре в 2008 г. НТД по топливоиспользованию резервов тепловой экономичности оборудования, следует отнести восстановление изоляции коллектора острого пара 14 МПа (130 т у.т.), замену набивки РВП котла ст. № 1 (300 т у.т.), частичную реабилитацию тепловой изоляции котлов и тепловую модернизацию временного торца турбинного отделения (74 т у.т.).

Состояние выполнения энергосберегающих мероприятий в части использования вторичных энергоресурсов оценено как удовлетворительное. В соответствии с отчётными данными, в последние годы проведены мероприятия по утилизации тепла непрерывной продувки котлов в схеме горячего водоснабжения (25 т у.т.) и сбросного тепла циркуляционной воды в схеме ХВО (750 т у.т.), а также по использованию теплоты общеобменной вентиляции главного корпуса для повышения экономичности котлов (390 т у.т.).

В соответствии с программой проведения энергетического обследования и с учётом прогнозируемых условий использования основного оборудования возможности повышения энергоэффективности Мозырской ТЭЦ в предстоящем пятилетии рассматривались по следующим составляющим:

- повышение качества регламентного эксплуатационного обслуживания и ремонта оборудования;

- внедрение новой энергосберегающей техники и технологии, совершенствование технологической схемы;

- совершенствование учёта, расчёта и энергетического анализа ТЭП.

Ниже представлены основные результаты оценки потенциала энергосбережения по этим составляющим и рекомендуемые мероприятия по его реализации в 2015-2019 гг.

Повышение качества регламентного эксплуатационного
обслуживания и ремонта оборудования

Оценка потенциала энергосбережения в части, определяемой снижением энергоэффективности Мозырской ТЭЦ из-за недостатков в регламентном эксплуатационном обслуживании и ремонте оборудования проводилась на основе сопоставления его фактических и номинальных ТЭП. Исходными материалами, характеризующими фактические показатели, служили отчётные данные о тепловой экономичности оборудования (форма № 3-тэк) за 2013 г. и 1-е полугодие 2014 г., а также материалы, полученные при проведении энергетического обследования. Номинальные значения показателей определялись по энергетическим характеристикам оборудования с учётом поправок на отклонение внешних факторов от расчётных.

Установлено, что потенциал энергосбережения по этой составляющей может быть оценен величиной на уровне 350 - 400 т у.т. в год, в т.ч. до 300 т у.т. - непосредственно на ТЭЦ.

На ТЭЦ разработан план мероприятий по реализации в предстоящие годы значительной части указанного резерва тепловой экономичности. В состав планируемых на 2015 - 2016 гг. мероприятий включены капитальный ремонт котла ст. № 3, работы по восстановлению и модернизации теплоизоляции отдельных элементов трубопроводов, замене части изношенной арматуры и др. Намечается и проведение мероприятий, направленных на совершенствование оперативного контроля режимов работы оборудования.

Мозырская ТЭЦ располагала и располагает в настоящее время опытным, высококвалифицированным персоналом, что позволяет ей при планировании и проведении регламентных и ремонтных работ творчески и технически грамотно подходить к проработке технических и финансовых возможностей использования современных технических решений и предложений, которые направлены не только на восстановление ресурса и поддержание хорошего технического состояния оборудования, но и на улучшение его эксплуатационных качеств по отношению к действующим нормам.

При проработке предложений учитывается, что к концу предстоящего пятилетия будет введена в эксплуатацию Белорусская АЭС, и Мозырская ТЭЦ должна быть подготовлена к активному участию в регулировании электрического графика нагрузок энергосистемы и, в частности, к глубоким разгрузкам (ниже теплового графика). Поэтому особое внимание при планировании работ по регламентному эксплуатационному обслуживанию и ремонту оборудования должно уделяться вопросам улучшения показателей манёвренности ТЭЦ и повышения уровня надёжности теплоснабжения потребителей, прежде всего Мозырского НПЗ.

5.2 Внедрение новой энергосберегающей техники и технологии,
совершенствование технологической схемы

В составе мероприятий по данной составляющей потенциала энергосбережения рассматривались возможные к проведению в предстоящее пятилетие мероприятия по реконструкции существующего и установке нового современного основного оборудования, использованию вторичных энергоресурсов и местных видов топлива, внедрению современного электротехнического оборудования, в т.ч. регулируемых электроприводов механизмов.

Реконструкция турбоагрегата ст. № 2 с модернизацией проточной части и снижением пропуска пара в ЦНД

Турбоагрегат ПТ-135/165-130/15 ст. № 2 к периоду энергетического обследования отработал более 200 тыс. часов. Капитальные ремонты уже не способны восстановить качество элементов проточной части турбины, систем регулирования и контроля режимов работы турбоагрегата, что привело к существенному ухудшению его технико-экономических показателей. В связи с этим приняты решения по проведению в 2015-2016 гг. реконструкции турбоагрегата, которая будет выполняться на основе имеющихся разработок завода-изготовителя турбины.

На базе разработанной ОАО «Белэнергоремналадка» математической модели Мозырской ТЭЦ были выполнены расчёты для оценки экономического эффекта от модернизации турбины с учётом её использования практически только в отопительный период.

Расчёты проводились для четырех режимов:

- режим 0-0 - средний зимний до реконструкции (базовый);

- режим 0-1 - средний зимний после реконструкции;

- режим 1-0 - холодный зимний до реконструкции (базовый);

- режим 1-1 - холодный зимний после реконструкции.

При продолжительности отопительного периода 4920 ч продолжительность среднего зимнего периода принята равной 3700 ч, холодного - 1220 ч.

Из расчётов следует:

- суммарная годовая экономия топлива в энергосистеме (при работе АЭС) составит 9 264 т у.т.;

- рост отпуска электроэнергии от ТЭЦ определится значением 24 347 тыс. кВтч в год;

- снижение расхода топлива на ТЭЦ оценивается величиной 1508 т у.т. в год.

При капитальных затратах на проведение реконструкции турбоагрегата ст. № 2 в 7 500 000 $, годовой экономии топлива в энергосистеме 9 264 т у.т. при его цене 180 $ за 1 т в природном газе (на август 2014 г.) простой срок окупаемости затрат может быть оценен значением на уровне 7 500 000 / (9 264180) = 4,5 года.

Модернизация топочно-горелочного устройства и тепловой
изоляции котла ст. № 3

Модернизация топочно-горелочных устройств котлов ст. №№ 1, 2 и 3 была рекомендована к реализации в 2009 г. по результатам предыдущего энергоаудита Мозырской ТЭЦ. В 2014 г. был разработан проект модернизации топочно-горелочного устройства, в 2015 году планируется его реализация на к/а ст.№3.По результатам испытаний модернизированного котла ст. № 3 Мозырская ТЭЦ определит порядок проведения модернизации и котлов ст. №№ 1 и 2.

Энергоэффективность мероприятия можно оценить с использование прогнозируемого увеличения среднеэксплуатационного значения КПД «брутто» котла не менее, чем на 0,6 %. При сохранении годового расхода топлива на существующем уровне (380 - 390 тыс. т у.т.) и прогнозируемом условии, что на модернизированном котле будет сжигаться до 40 % топлива, его экономия на ТЭЦ составит не менее 0,610-23850000,4 = 924 т у.т. в год. Затраты на реализацию мероприятия запланированы на уровне до 12 000 млн. руб. (или до 1 132 000 $ США при курсе 10,6 тыс. руб. за 1 $), т.е. при стоимости 1 т у.т. в природном газе 180 $ (на август 2014 г.) простой срок окупаемости составит около 1 132 000 / (180924) = 6,8 года.

Разработка и реализация проекта установки газотурбинной надстройки 70 МВт

Возможность установки дополнительного электрогенерирующего оборудования при существующих и перспективных тепловых нагрузках ТЭЦ при имеющемся составе оборудования была определена разработанной РУП «БелНИПИэнергопром» «Схемой теплоснабжения г. Мозыря на период до 2015 г.», а также «Государственной программой модернизации основных производственных фондов Белорусской энергетической системы, энергосбережения и увеличения доли использования в республике собственных топливно-энергетических ресурсов в 2006 2010 гг.» (в редакции от 25.08.05). В 2009 г. ОАО «Белэнергоремналадка» выполнила работу «Обоснование инвестирования. Установка энергогенерирующего оборудования с использованием парогазовой технологии на Мозырской ТЭЦ», в которой были рассмотрены условия экономической и экологической целесообразности различных вариантов реконструкции и модернизации ТЭЦ. К реализации был предложен вариант установки энергомодуля в составе ГТУ класса 70 МВт и парового котла-утилизатора, работающего на общестанционный коллектор 13 МПа. Годовая экономия топлива при реализации проекта оценена значением 55700 т у.т. Расчётная стоимость строительства на январь 2010 г. оценивалась величиной в 263791 млн. руб. (или 92235 тыс. $ США при курсе 2,86 тыс. руб. за 1 $ на январь 2010 г.). Для курса 10,6 тыс. руб. за 1 $ на период энергоаудита указанную расчётную стоимость строительства можно обозначить величиной порядка 9223510310,6103 = 977691 млн. руб. Тогда при стоимости 1 т у.т. в природном газе 180 $ (на август 2014 г.) простой срок окупаемости можно обозначить значением на уровне 92235000 / (18055700) = 9,2 года.

Как уже отмечалось, рекомендованный работой по обоснованию инвестирования вариант строительства высокоманевренной и экономичной ГТУ-надстройки рассматривается в качестве предложения для включения в разрабатываемую в настоящее время Государственную программу развития Белорусской энергосистемы на период до 2025 г. В случае принятия положительного решения, разработка и реализация проекта строительства ГТУ-надстройки может быть намечена на период 2017-2019 гг.

5.3 Вторичные энергоресурсы

Выявление пригодных для утилизации на Мозырской ТЭЦ вторичных энергоресурсов (ВЭР) выполнялось по всем трём составляющим - горючие, избыточного давления и тепловые.

Горючие ВЭР

Известно, что к горючим ВЭР, которые при определённых условиях могут образовываться на ТЭС и РК, относят мазутные остатки, извлекаемые при очистке оборудования мазутного хозяйства и отработанные энергетические масла (трансформаторные, турбинные, индустриальные). К этому виду ВЭР могут быть отнесены и сбросы природного газа в атмосферу при продувках газопроводов (пуски оборудования, вывод в ремонт).

В технологической схеме Мозырской ТЭЦ горючие отходы, образующиеся при очистке мазутных баков и отработанные энергетические масла, не могут использоваться в качестве котельно-печного топлива для дополнительного производства тепла и электроэнергии. Эти отходы реализуются на сторону.

Сбросы продувочного газа газопроводов на ТЭС и РК отрасли не используются по условиям безопасности.

ВЭР избыточного давления

В соответствии с действующими методическими документами к ВЭР избыточного давления на ТЭС относятся потери потенциальной энергии пара и других энергоносителей, дросселируемых в штатных редуцирующих установках, и потенциальная энергия поступающего на ТЭС природного газа, использование которой возможно в турбодетандерных установках.

После выполненной в 2013 г. реконструкция турбоагрегата ст. № 1 с организацией нерегулируемого отбора 4,0 МПа в технологической схеме Мозырской ТЭЦ штатные редуцирующие установки используются практически только для резервирования отпуска пара внешним потребителям и на собственные нужды. При характерных режимах работы ТЭЦ потери потенциальной энергии пара в штатных РОУ должны быть минимальными, т.е. ограничиваться значениями, которые определяются пропуском пара на поддержание РОУ в горячем резерве.

В соответствии с программой перевода котлов ст. №№ 1, 2 и 3 на сжигание природного газа в 2006 году произведено подключение ТЭЦ к газопроводу высокого давления на давление газа до 1,2 МПа. Газ на ГРП ТЭЦ подаётся от ГРС по газопроводу с условным проходом 400 мм. Лимит потребления природного газа ТЭЦ определён в объеме номинальной нагрузки трех котлов - 472,0 тыс. т у.т. в год при максимальном часовом расходе 72400 м3/ч. Производительность ГРП рассчитана на одновременную работу 3-х котлов на газе и составляет 95 тыс. нм3/ч при стандартных условиях и давлении газа перед ГРП 0,9 МПа.

Оценка возможности использования потенциальной энергии поступающего от ГРС к котлам ТЭЦ природного газа в турбодетандерной установке показала, что для существующих режимов работы ТЭЦ с учётом минимально необходимого пропуска газа через ГРП по трубопроводу малого диаметра (Ду =200 мм) 9380 м3/ч максимальная мощность турбодетандерной установки в отопительный период может достигать уровня 1380 кВт, в межотопительный период - 260 кВт. При работе установки 7500 часов в год и цене 1 т у.т. в природном газе около 180 $ (на август 2014 г.) срок окупаемости установки мощностью 1,5 МВт составит более 12 лет. Мероприятие признано не актуальным для Мозырской ТЭЦ не только из-за существующего в настоящее время невысокого среднегодового потенциала этого энергоресурса, но и в связи с возможным дальнейшим его снижением в случае принятия решения о строительстве ГТУ-надстройки или твёрдотопливного котла.

Тепловые ВЭР

Тепловые ВЭР, являющиеся наиболее распространённым видом энергетических отходов, делят на высокопотенциальные (высоко- и среднетемпературные) и низкопотенциальные. К последним принято относить ВЭР, представляющие собой жидкости с температурой менее 100 С и газы с температурой ниже 300 С. На ТЭС и РК отмечается наличие только низкопотенциальных ВЭР.

При анализе тепловых потоков и энергетических балансов в качестве тепловых ВЭР на Мозырской ТЭЦ рассматривались безвозвратные потери теплоты уходящих газов котлов, технологических сбросов пара, воды с продувками, промывками, а также теплоты систем охлаждения оборудования.

В период проведения энергоаудита в ОАО «Белэнергоремналадка» был рассмотрен вопрос о целесообразности проведения на Мозырской ТЭЦ предлагаемого специалистами РУП «БелТЭИ» для ТЭЦ энергосистемы мероприятия по установке абсорбционных бромистолитиевых тепловых насосов (АБТН) на потоках циркуляционной воды после конденсаторов турбин. Мероприятие нацелено на уменьшение потребления органического топлива за счёт утилизации части сбросного тепла циркуляционной воды, а также снижения выработки электроэнергии на термодинамическом цикле с использованием органического топлива (природного газа) и замещения этой выработки электроэнергией, вырабатываемой на АЭС.

В соответствии с отчётными данными ТЭЦ, уже реализованное мероприятие по утилизации части сбросного тепла циркуляционной воды в существующей схеме водоподготовительной установки позволяет ежегодно экономить до 750 т у.т. Исходя из того, что запланированной на ближайшие годы реконструкцией водоподготовительной установки, связанной с ростом потребления Мозырским НПЗ химочищенной воды и пара, предусмотрено увеличение её производительности не менее, чем на треть, можно рассчитывать, что дополнительная экономия топлива за счёт утилизации тепла циркуляционной воды составит до 250 т у.т. в год. Если затраты на реализацию мероприятия составят, по предварительной оценке, около 400 млн. руб. (или до 38 000 $ США при курсе 10,6 тыс. руб. за 1 $), то при стоимости 1 т у.т. в природном газе 180 $ (на август 2014 г.) простой срок окупаемости будет определяться значениями порядка 38 000 / (180250) = 0,85 года.

5.4 Местные виды топлива

инвестиционный энергосберегающий природоохранный

Приказом Минэнерго от 19.02.2010 № 41 «О принятии мер по выполнению заданий по использованию местных топливно-энергетических ресурсов» на Мозырской ТЭЦ предусмотрена установка парового котла на местных видах топлива (торфобрикет) паропроизводительностью 200 т/ч. Это мероприятие было включено в Государственную программу развития Белорусской энергетической системы до 2016 г.

В 2013 г. РУП «БелНИПИэнергопром» был разработан архитектурный проект «Мозырская ТЭЦ. Установка парового котла на местных видах топлива», которым определено, что установка котла приведёт к существенному снижению экономичности ТЭЦ. Объем отпуска электрической энергии снизится на 13,4 млн. кВтч/год с 527,9 до 514,5 млн. кВтч, общий расход топлива в условном выражении возрастёт на 22,4 тыс. т у.т./год с 388,5 до 410,9 тыс. т у.т./год. Удельные расходы топлива увеличатся на отпуск электроэнергии с 185,2 до 197,1 г у.т./кВтч, на отпуск тепловой энергии с 170,7 до 181,7 кг у.т./Гкал. С учетом снижения объемов производства полезной продукции, установка котла на местных видах топлива при его работе 7000 ч в год позволит рассчитывать на вытеснение из топливного баланса республики импортируемое газомазутное топливо в количестве до 117 тыс. т у.т./год. Простой срок окупаемости затрат для этих условий определён значением в 20,4 года, что не удовлетворяет основным требованиям, предъявляемым к проектам при отборе их для финансирования и практической реализации. К настоящему времени вопросы о целесообразности продолжения разработки темы о строительстве масштабного комплекса оборудования для организации сжигания местных видов топлива на Мозырской ТЭЦ и решения сложных проблем по обеспечению котла твёрдым топливом и финансированию строительства объекта не нашли окончательного, оформленного соответствующим документом, решения. Задача по установке твёрдотопливного котла на Мозырской ТЭЦ не исключена из Государственной программы развития Белорусской энергетической системы до 2016 г.