Некоторые задачи технико- экономического анализа и оптимизации систем теплоснабжения. к.т.н., ведущий научный сотрудник Никитин Е.Е.

Объект управления Системы теплоснабжения: Здания Тепловые пункты Тепловые сети Котельные

Схема газопотребляющей системы теплоснабжения

Перечень задач Моделирование показателей технико- экономической эффективности централизованных систем теплоснабжения Оптимизация выбора проектов модернизации систем теплоснабжения в условиях финансовых ограничений. Оптимальное распределение установленной мощности в системах отопления с базовым и пиковым источником тепловой энергии.

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЦЕНТРАЛИЗОВАННЫХ СИСТЕМ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ Разработана методика и выполнено расчетное исследование взаимосвязи между показателями экономической, энергетической эффективности, ценами на энергоресурсы, конструктивными и эксплуатационными характеристиками централизованных систем теплоснабжения с водогрейными котлами работающими на природном газе

Схема системы теплоснабжения

Показатели технико-экономической эффективности системы теплоснабжения -Тепловой источник Тепловая сеть Рентабельность производства тепловой энергии )/(. QQQq бр кпоттр с т, с, с е – цена топлива, тепловой и электрической энергии к – коэффициент дополнительных затрат

Влияние отключения потребителей Параметр Отключение потребителя 4 Отключение потребителя 3 10% 7%10% 11% R 8% 14%8% 6%

Влияние цены тепловой энергии Цена тепловой энергии, грн./Гкал R,% Влияние цены топлива Цена топлива, грн./1000 м R,%

Влияние коэффициента теплопроводности теплоизоляции трубопроводов λ из, Вт/м К0,030,050,070,090,10 Q тр.пот, % R, %

Влияние удельной протяженности тепловых сетей Q i, кВт L/ Q i, км/МВт 2,62,11,40,90,7 Q тр.пот, % q н, %0,7 0,8 R, % Влияние КПД теплового источника η к бр,% * R, % * - при использовании конденсационных котлов.

Перечень базовых мероприятий по модернизации СТ

Электронная библиотека ТЭО Расчетные нагрузки отопления Востановление ГВС Когенерационные установки Предварительно изолированные трубы Тепловые насосы

Оптимизация выбора проектов модернизации систем теплоснабжения в условиях финансовых ограничений. Имеется определенное количество возможных проектов, каждый из которых может быть реализован в определенном объеме. Имеются определенные ограничения по объему реализации каждого из проектов. Для каждого из проектов известны экономия, которая достигается при его реализации, а также необходимые капитальные затраты. Общая сумма финансовых ресурсов, которые могут быть израсходованны на реализацию всей совокупности проектов не может превышать определенной известной величины. Требуется определить объемы реализации каждого из проектов, таким образом, чтобы максимизировать экономию, которая будет достигнута после их реализации.

Математическая постановка задачи об оптимальном выборе проектов Э= э 1 х 1 +э 2 х 2 +…+ э i х i,+…+ э n х n max(1), x β к 1 х 1 + к 2 х 2 +…+к i х i +…+ к n х n К(2), х 1 Х 1, х 2 Х 2,…, х i Х i,…, х n Х n (3), x 1 > 0, x 2 0,…, x i 0,…, x n 0 (4)

Критерии выбора энергоэффективных проектов Экономические (Т, IRR, NPV) Экологические Надежность Энергетическая независимость Качество теплоснабжения Социальная значимость

Оптимизация выбора проектов по комплексу критериев П=х 1 к 1 /Т 1ср +х 2 к 2 /Т 2ср +…+х i к i /Т iср +…+ х n к n / Т nср max x β Т iср = (Т i1 + Т i2 +…+ Т iα +…+ Т iр )/р к 1 х 1 + к 2 х 2 +…+к i х i +…+ к n х n К х 1 Х 1, х 2 Х 2,…, х i Х i,…, х n Х n x 1 > 0, x 2 > 0,…, x i > 0,…, x n > 0J

Пример Допустим, что рассматривается шесть альтернативных проектов (n=6): 1)модернизация устаревших газовых котлов (например путем замены горелок или установки теплоутилизаторов), 2)замена старых газовых котлов с низким к.п.д. на новые газовые котлы с более высоким к.п.д., 3)перевод газовых котлов на биомассу, 4)установка тепловых насосов, 5) замена изношенных участков труб тепловых сетей на предварительно изолированные трубы и 6)термомодернизация зданий.

Влияние располагаемого объема финансирования на его распределение между проектами

Оптимальное распределение установленной мощности в системах отопления с базовым и пиковым источником тепловой энергии. В качестве базовых тепловых источников могут рассматриваться тепловые насосы, конденсационные котлы или котлы на биотопливе, а в качестве пиковых тепловых источников – традиционные газовые котлы или электрокотлы. В качестве критерия оптимизации использована величина суммарных затрат за весь период эксплуатации оборудования.

СТ с базовым и пиковым ТИ Пиковый ТИ Базовый ТИ Потре- бител ь

Характеристика тепловых источников ТИ Показатель энергетической эффективности Удельные капитальные затраты, грн./кВт Цена используемого ТЭР, грн./кВт ч Целесообразный режим использования Газовый котелК.п.д.= 90%500 Природный газ 0,30 Базовый, пиковый Газовый конденсационный котел К.п.д.=106%1000 Природный газ 0,30 Базовый Электрический котел К.п.д.=90%300 Электроэнергия 0,70 Пиковый Тепловой насосСОР= 2, Электроэнергия 0,70 Базовый Котел на торфеК.п.д.= 88%16000,09 Базовый

К оптимизации выбора установленной мощности базового и пикового ТИ (ТН+газ.котел)

Публикации Никитин Е.Е Моделирование показателей технико-экономической эффективности централизованных систем теплоснбжения с водогрейными котлами. // Пробеми загальної енергетики. Вып.1(21), 2010, С Никитин Е.Е. Оптимальное распределение установленной мощности в системах отопления с базовым и пиковым источником тепловой энергии // Промышленная теплотехника. Том 32,3,2010 Никитин Е.Е. Оптимизация выбора энергоэффективных проектов модернизации систем теплоснабжения в условиях финансовых ограничений// Пробеми загальної енергетики. Вып.3(26), 2011, С

Спасибо за внимание Институт газа НАН Украины Тел./факс: