Размещено на http://www.allbest.ru/

Выбор энергоэффективного угольного топлива

И.В. Переясловский

С.А. Степаненко

С.Е. Осокин

Введение

В последние годы в Алтайском крае проведена огромная работа по замене и модернизации котельного парка и тепловых сетей, значительно улучшилось качество ввозимого угля. Но вместе с тем, на большинстве теплоснабжающих предприятий в системе ЖКХ и на котельных предприятий и учреждений различной ведомственной принадлежности не произошло заметных сдвигов в повышении экономической эффективности работы. Практически повсеместно наблюдается существенный перерасход топлива и, соответственно, средств на его приобретение, превышаются допустимые нормативы по пылегазовым выбросам. Основной причиной этого, по нашему мнению, является низкая культура производства и, в частности, отсутствие научно- или практически обоснованных вариантов выбора энергоэффективного вида топлива.

Под энергоэффективным топливом, касательно угля, подразумевается топливо, при рациональном использовании которого достигается экономически оправданная эффективность и соблюдаются требования к охране окружающей среды, т.е. может быть достигнута минимальная стоимость произведенной тепловой энергии и обеспечен низкий уровень пылегазовых выбросов. Энергоэффективность угля определяется полной его стоимостью (с учетом затрат на транспортировку, переработку, хранение) и потребительской ценностью, выраженной величиной удельного расхода, и численно выражается произведением этих величин. И если определение стоимости не вызывает сложностей, то в вопросе оценки удельных расходов топлива пока нет единого мнения.

Проблема определения удельного расхода топлива

Необходимое количество угля, согласно существующим методическим пособиям и рекомендациям, определяется по формуле, учитывающей количество вырабатываемой тепловой энергии, КПД котла (согласно паспорту на данный тип котла, с учетом времени его эксплуатации), теплоты сгорания топлива. Но во многих случаях эти данные далеки от действительных. По этой причине, для обеспечения выполнения нормативно-правовых актов [1] даже принято решение об утверждении удельных расходов топлива в Минэнерго РФ для всех теплоснабжающих предприятий, производящих коммерческий отпуск тепловой энергии, причем по каждому котлу. Основанием для утверждения должны служить данные балансовых испытаний, которые выполняются специализированными предприятиями, имеющими лицензию министерства. Конечно, данное мероприятие практически невыполнимо и фактически бессмысленно. Ведь испытания теряют корректность при смене типа угля, что происходит постоянно, т.к. на котельных используются рядовые угли с непостоянными параметрами основных показателей качества.

При определении величины удельного расхода угля на единицу вырабатываемой тепловой энергии используется единственный показатель его качества - теплота сгорания. Но это может иметь место лишь для условий пылевидного сжигания и, в меньшей мере, для котельных с движущимися колосниковыми решетками, где при пневмомеханическом забросе топлива происходит его дифференциация по гранулометрическому составу, что обеспечивает достаточно эффективное выгорание слоя. На котельных, оборудованных топками с неподвижными или поворотными колосниковыми решетками (особенно с ручным обслуживанием), удельные расходы топлива зависят не только от теплоты его сгорания. Значительную роль при этом имеет физическое состояние угля: однородность его гранулометрического состава; зольность; влажность; окисленность; спекаемость. Особо значимо влияние однородности гранулометрического состава топлива. Так, по данным [2], удельные расходы отсортированного угля в некоторых случаях практически в два раза ниже рядового.

Исследование влияния содержания угольной мелочи на расход топлива

Явная зависимость удельных расходов угля от содержания в нем мелочи (кусков менее 10 мм) установлена по результатам исследований, выполненных специалистами ООО "НПП "Алтайский углеисследовательский центр" и ООО "Энергосервис" (ныне ООО "Алтайский центр экспертиз и энергосбережения"). Было определено, что при разных уровнях нагрузки удельные расходы угля на котлах со слоевым типом сжигания увеличиваются на величину от 0,2 до 0,9% пропорционально увеличению на 1% содержания в угле мелких классов. Это обусловлено физико-химическими особенностями процессов горения - повышенное содержание мелких частиц приводит к повышенным потерям топлива за счет химического и механического недожога, выноса тепла из-за необходимости значительного увеличения подачи воздуха в подрешеточное пространство.

Обобщение данных позволяет с достаточно высокой степенью вероятности предположить, что изменение удельных расходов топлива при разных нагрузках на основных типах котлов, которые используются в "малой" энергетике Алтайского края, будут иметь вид, представленный на рис. 1. топливо расход угольный

Выявленные закономерности при их уточнении в результате проведения комплекса соответствующих опытно-производственных работ позволят получить объективную оценку расхода топлива как при планировании его поставок, так и при текущем учете.

Не секрет, что сейчас контролирующими органами при наличии чрезмерных расхождений в объемах необходимого и израсходованного топлива волевым порядком принимаются более низкие значения КПД котлоагрегатов, что может рассматриваться даже как элемент коррупционной составляющей.

Использование объективных критериев при подборе топлива позволит добиться значительной экономии средств на его приобретение. Методика таких расчетов изложена в [3].

Выбор энергоэффективного угольного топлива для котельных Алтайского края

В Алтайском крае в настоящее время при расчетах необходимого количества топлива и при организации закупок, которые носят централизованный характер, за проектное (эталонное) топливо принимаются, в основном, рядовые угли марки Д (длиннопламенные), реже марки ДГ (длиннопламенно-газовые) с теплотой сгорания (Q^) 5100 и 5600 ккал/кг соответственно. Но при этом, как уже упоминалось выше, не учитывается, что расход топлива обуславливается не только величиной тепловой энергии, содержащейся в угле (теплотой сгорания), но и иными его свойствами. Не учитывается также и то разнообразие свойств углей, которые могут поступать под аббревиатурой ДР и ДГР даже при условии их отгрузки из одного и того же угледобывающего предприятия. Кроме того, при планировании и организации поставок топлива не всегда учитываются типы котлов, величины их нагрузок, местоположение предприятий в инфраструктуре края. То есть, в крае фактически нет научно-обоснованной системы углеснабжения и углепользования. Вместе с тем, Алтайский край находится в уникальных условиях снабжения твердым топливом. Он практически окружен крупнейшими угольными месторождениями России и Казахстана, и даже имеется свое, пусть и местного значения, мелкое месторождение бурого угля - Мунайское. Это определяет возможность организации экономически эффективного топливоснабжения и снижения тарифов на тепловую энергию.

Стоимость топлива в производимой единице тепловой энергии (удельная стоимость) складывается из цены угля у производителя (продавца), железнодорожного тарифа, затрат на погрузо-разгрузочные работы, автоперевозку, хранение.

Определим удельную стоимость углей основных типов на примере наиболее удаленного от железной дороги Чарышского района Алтайского края и на примере г. Алейска, в котором находится железнодорожная станция (рис. 2).

Результаты расчетов показывают, что отдаленные от железной дороги районы должны снабжаться только высококачественным сортовым углем. В районах, расположенных вблизи железнодорожных станций, в теплые периоды отопительного периода возможно использование и малоценных, но более дешевых углей. В холодные, а в особенности экстремальные по температурам периоды, высококачественным сортовым углям альтернативы нет.

Это предопределяет необходимость аналогичных расчетов для каждого конкретного административного субъекта края и внедрения универсальной единицы учета топлива. Наилучшим вариантом является введение учета топлива в условных единицах - в тоннах условного проектного (сортового) топлива, что соответствует общемировой практике.

Пересчет количества натурального топлива в условное проектное угольное топливо с учетом содержания мелких классов можно производить по формуле:

Му=Мн.[№ф/7000).(100-М.0,4)/100)],

где Му - масса условного проектного (сортированного) топлива, кг; Мн - масса натурального топлива, кг; Qф - теплота сгорания натурального топлива (фактическая), ккал/кг; 7000 - теплота сгорания условного топлива, ккал/кг; М - содержание мелких классов (менее 13 (10) мм), %.

Соответственно производится и пересчет стоимости натурального топлива в условное:

Sу=Sн/[(Qф/7000).(100-М.0,4)/100)].

Например, для условий того же Чарышского района, исходя из существующего уровня цен на угольное топливо в Кузбассе, оптимальные (предельные) цены на угли разного качества должны иметь значения, указанные на рис. 3.

Предлагаемая методика несколько усложнит расчеты, но при этом прекратит подмену угля, обеспечит его объективный учет.

Выводы

1. Эффективное использование угля, особенно в "малой" энергетике невозможно без учета основных показателей его качества.

2. Для обеспечения данного учета необходимо проведение комплекса научно-производственных испытаний и выработка четких критериев влияния основных параметров качества угля (а не только теплоты сгорания) на его потребительскую ценность (энергоэффективность).

3. Необходим переход на учет угля в пересчете на условное топливо.

4. Впредь, до выработки точных критериев влияния основных параметров качества угля, по нашему мнению, возможно использование пе- ресчетных формул, представленных в статье и полученных на основании результатов уже проведенных исследований.

Литература

1. Приказ Федеральной службы по тарифам от 6 августа 2004 г. № 20-э/2 "Об утверждении методических указаний по расчету регулируемых тарифов и цен на электрическую (тепловую) энергию на розничном (потребительском) рынке" (с изменениями от 23 ноября, 14 декабря 2004 г., 28 ноября 2006 г., 30 января 2007 г.).

2. Маутина А.А., Шилкина О.О. Особенности использования углей Канско-Ачинского бассейна // Минеральные ресурсы России. Экономика и управление. 2002. № 1-2.

3. Переясловский И.В., Полонский А.В. Уголь в "малой" энергетике. Барнаул, ГИПП "Алтай", 2003.

Журнал "Новости теплоснабжения" №12 (124) 2010 г., http://www.ntsn.ru/

Размещено на Allbest.ru