Обоснование строительства электростанции и выбор основного оборудования. Выбор основного оборудования ГРЭС

1 ОБОСНОВАНИЕ СТРОИТЕЛЬСТВА ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ

И ВЫБОР ОСНОВНОГО ОБОРУДОВАНИЯ

1.1 Выбор основного оборудования ГРЭС

Принимаем следующий состав основного оборудования: 8 блоков

К-300-240. За конкурирующий вариант строительства ГРЭС  принимаем 12 блоков К-200-130. Проведем сравнение двух вариантов.

1.2 Расчет капиталовложений и годового расхода топлива на ГРЭС

Вариант I

Общая мощность ГРЭС - 2400 МВт, блоки К-300-240.

Капиталовложения в ГРЭС рассчитываются по формуле:

К=К^I+(n-1)K^II, где К^I - капиталовложения в головной блок электростанции,

К^I=62.0  млн. у.е.

K^II - капиталовложения в ее последующие блоки,

K^II=33.6  млн. у.е.

Тогда капиталовложения в ГРЭС составят:

К=62+33.6(8-1)=297.2  млн. у.е.

Постоянные годовые издержки ГРЭС рассчитываются по формуле:

И_пост=1.3(1.2хКхР_ам/100+k_штхNхЗ_сг), где 1.2 - коэффициент, учитывающий издержки на текущий ремонт,

1.3 - коэффициент, учитывающий общестанционные нужды,

Р_ам - норма амортизационных отчислений, Р_ам=4,7%,

k_шт - штатный коэффициент, k_шт=0.25;

З_сг - среднегодовая заработная плата с начислениями, З_сг=4500 у.е. ;

И_пост=1.3(1.2х297.2х0.047+0.25х2400х4500)=25,3 млн. у.е.

Отпуск электроэнергии от ГРЭС рассчитывается по формуле:

Э=Nхh(1-Э_сн/100), МВт, где Э_сн - расход электроэнергии на собственные нужды, Э_сн=3%;

Э=2400х5800х(1-0.03)=13502400 МВт.

Для расчета годового расхода топлива определим по энергетической характеристике годовой расход теплоты на турбину:

Q_т=аТ_р+r Э_эк+r^I(Э-Э_эк), МВт ч, где а - часовой расход тепла на холостой ход, а=47.3;

r, r^I - относительные приросты до и после экономической мощности  соответственно      r=2.17, r^I=2.21;

Э_эк - годовая выработка электроэнергии при мощности меньше экономической,

Т_р - число часов работы турбины в году,

Э-Э_эк=Э(N_ном - N_эк)/N_ном, МВтч.

где  =0.9 - коэффициент, учитывающий степень загрузки турбоагрегата,

N_ном =300 МВт и N_эк=280 МВт - соответственно номинальная и экономическая мощности,

Э-Э_эк=0.9х300х5800(300-280)/300=104400 МВт ч,

Тогда расход теплоты на турбину составит:

Q_т=47.3 х5800+2.17х1635600+2.21х104400=4054316 МВт ч.

Годовой расход топлива на блок рассчитывается по формуле:

В_год=Q_т/(^б_кахк_п)+В_п, т у.т., где ^б_ка - среднегодовой КПД брутто котлоагрегата, ^б_ка =0.93,

В_п - расход топлива на пуск блока, В_п=95 т у.т, к_п-коэффициент перевода, к_п=8.14 МВт/т у.т,

В_год=4054316/(0.93х8.14)+95=535898 т у.т,

Удельный расход топлива рассчитывается по формуле:

b_ээ=В_год/Э(1-Э_сн/100)=535898/300х5800(1-0.03)=0.317, т у.т/МВтч.

Годовой расход топлива на ГРЭС рассчитывается по формуле:

В=В_годхn=535898х8=4287184 т у.т.

Переменные годовые издержки рассчитывается по формуле:

И_пер=ВхЦ_т.у.т.=4287184х60=257,23 млн. у.е.

Издержки на эксплуатацию линий электропередач рассчитывается по формуле:

И_лэп=0.034хk_лэпхl_лэп=0.034х0.56х25=0.48 млн. у.е.

Полный расход тепла на производство электроэнергии:

где     П=1% -- показатель, учитывающий отклонение параметров от номинальных.

Удельный расход тепла на турбоагрегат:

КПД турбоустановки:

КПД КЭС по отпуску электроэнергии:

Приведенные затраты рассчитывается по формуле:

З=Е_нхК+И_пост+И_пер+И_лэп=0.12х297.2+25,3+257.23+0.48=317,5 млн.у.е.

Показатель фондоотдачи:

к_фо=Ц^н_ээхЭ_кэс/К=50х13502,4х10⁶/297,2=2,27

Показатель фондовооруженности:

к_фв=К/Nхк_шт=297,2х10⁶/2400х0,25=495х10³$/чел

Расчет NPV

Стоимость основных фондов:

С^б_оф=К_кэс =297,2х10⁶ $

Ликвиднная стоимость основных фондов:

С^л_оф=0,05хС^б_оф=0,05х297,2х10⁶ =14,86х10⁶ $

Принимаем тарифы на электроэнергию:

1кВт·ч = 0,05 $.

Срок службы КЭС принимаем Т_о = 25 лет.

Норму амортизации станции принимаем Р_а = 4,7%.

Прибыль после ввода оборудования (i=2…25):

П_р=Ц^н_ээхЭ_кэс–И^∑+И_а

где И^∑- суммарные годовые издержки,

И^∑=И_пост+И_пер=25,3х10⁶+257,23х10⁶=282,53х10⁶ $/год

Издержки на амортизацию:

И_а=С^б_офхР_а/100=297,2х10⁶х4,7/100=13,9х10⁶ $/год

П_р=0,05х13502,4х10⁶-282,53х10⁶+13,9х10⁶=396,7х10⁶ $/год

Рассчитаем инвестиции:

Расчетная формула NPV, $:

Срок окупаемости h_окуп соответствует такому значению переменной I, при котором NPV за период от I=1…h_окуп принимает положительное значение.

Вариант II

Общая мощность ГРЭС - 2400 МВт, блоки К-200-130.

Капиталовложения в ГРЭС рассчитываются по формуле:

К=К^I+(n-1)K^II, где К^I - капиталовложения в головной блок электростанции,

К^I=41.45  млн. у.е.,

K^II - капиталовложения в ее последующие блоки,

K^II=21.10  млн. у.е.,

Тогда капиталовложения в ГРЭС составят:

К=41.45+21.10(12-1)=275,55 млн. у.е.

Постоянные годовые издержки ГРЭС рассчитываются по формуле:

И_пост=1.3(1.2хКхР_ам/100+k_штхNхЗ_сг), где 1.2 - коэффициент, учитывающий издержки на текущий ремонт,

1.3 - коэффициент, учитывающий общестанционные нужды,

Р_ам - норма амортизационных отчислений, Р_ам=4,7%,

k_шт - штатный коэффициент, k_шт=0.25;

З_сг - среднегодовая заработная плата с начислениями, З_сг=4500 у.е.;

И_пост=1.3(1.2х292.2х0.047+0.25х2400х4500)=24,9 млн. у.е.

Отпуск электроэнергии от ГРЭС рассчитывается по формуле:

Э=Nхh(1-Э_сн/100), МВт, где Э_сн расход электроэнергии на собственные нужды,Э_сн=5,5%,

Э=2400х5800(1-0.055)=13154400 МВт.

Для расчета годового расхода топлива определим по энергетической характеристике годовой расход теплоты на турбину:

Q_т=аТ_р+r Э_эк+r^I(Э-Э_эк), МВтч, где а - часовой расход тепла на холостой ход, а=34,

r, r^I - относительные приросты до и после экономической мощности  соответственно      r=2.18, r^I=2.29;

Э_эк - годовая выработка электроэнергии при мощности меньше экономической,

Т_р - число часов работы турбины в году,

Э-Э_эк=Э(N_ном - N_эк)/N_ном,МВтч, где =0.87 - коэффициент, учитывающий степень загрузки турбоагрегата,

N_ном =200 МВт и N_эк=188 МВт - соответственно номинальная и экономическая мощности,

Э-Э_эк=0.87х200х5800(200-188)/200=60552 МВтч,

Тогда расход теплоты на турбину составит:

Q_т=34 х5800+2.18х1099448+2.29х60552=2732660.7 МВтч.

Годовой расход топлива на блок рассчитывается по формуле:

В_год=Q_т/(^б_кахк_п)+В_п, т у.т, где ^б_ка - среднегодовой КПД брутто котлоагрегата, ^б_ка =0.93,

В_п - расход топлива на пуск блока, В_п=60 т у.т, к_п - коэффициент перевода, к_п=8.14 МВт/т у.т,

В_год=2732660.7/(0.93х8.14)+60=361036 т у.т,

Удельный расход топлива рассчитывается по формуле:

b_ээ=В_год/Э(1-Э_сн/100)=361036/200х5800(1-0.055)=329, т у.т/МВтч.

Годовой расход топлива на ГРЭС рассчитывается по формуле:

В=В_годхn=361036х12=4335744 т у.т

Переменные годовые издержки рассчитывается по формуле:

И_пер=ВхЦ_т.у.т.=4335744х60=260,14 млн.у.е.

Издержки на эксплуатацию линий электропередач рассчитывается по формуле:

И_лэп=0.034хk_лэпхl_лэп=0.034х0.56х25=0.48 млн.у.е.

Полный расход тепла на производство электроэнергии:

где     П=1% - показатель, учитывающий отклонение параметров от номинальных.

Удельный расход тепла на турбоагрегат:

КПД турбоустановки:

КПД КЭС по отпуску электроэнергии:

Приведенные затраты рассчитывается по формуле:

З=Е_нхК+И_пост+И_пер+И_лэп=0.12х275,55+24,9+260,14+0.48=319,8млн.у.е.

Показатель фондоотдачи:

к_фо=Ц^н_ээхЭ_кэс/К=50х13154,4х10⁶/275,55=2,38

Показатель фондовооруженности:

к_фв=К/Nхк_шт=275,55х10⁶/2400х0,25=459,25х10³ $/чел

Расчет NPV

Стоимость основных фондов:

С^б_оф=К_кэс=275,55х10⁶ $

Ликвиднная стоимость основных фондов:

С^л_оф=0,05хС^б_оф=0,05х275,55х10⁶ =13,8х10⁶ $

Принимаем тарифы на электроэнергию:

1кВт·ч = 0,05 $.

Срок службы КЭС принимаем Т_о = 25 лет.

Норму амортизации станции принимаем Р_а = 4,7%.

Прибыль после ввода оборудования (i=2…25):

П_р=Ц^н_ээхЭ_кэс–И^∑+И_а

где И^∑- суммарные годовые издержки,

И^∑=И_пост+И_пер=24,9х10⁶+260,14х10⁶=285,04 $/год

Издержки на амортизацию:

И_а=С^б_офхР_а/100=275,55х10⁶х4,7/100=12,9х10⁶ $/год

П_р=0,05х13154,4х10⁶-285,04х10⁶+12,9х10⁶=375,4х10⁶ $/год

Рассчитаем инвестиции:

J=С^б_оф–С^л_оф=(275,55-13,8)10⁶=261,8х10⁶ $

Расчетная формула NPV, $:

Срок окупаемости h_окуп соответствует такому значению переменной I, при котором NPV за период от I=1…h_окуп принимает положительное значение.

По результатам расчетов строим зависимость NPV

Рисунок 1.1- Зависимость NPV

Оптимальным, т.е. более предпочтительным для строительства, будет вариант c К-300, у которого внутренняя норма доходности 41,6%,а для сравниваемой с К-200 внутренняя норма доходности 40,6%.

В результате проделанных расчетов были получены следующие значения приведенных затрат:

·  для первого варианта З_пр=317,5 млн. у.е.

·  для второго варианта З_пр=319,8 млн. у.е.

Таким образом, более предпочтительным является первый вариант состава