Теплофикация и тепловые сети. И тепловые

• Название: И тепловые
• Анкор: Теплофикация и тепловые сети
• Дата: 27.03.2022
• Размер: 2.4 Mb.
• Имя файла: Теплофикация и тепловые сети.docx
• Тип: Учебник; #420164
• страница: 77 из 101

ВЫБОР ОПТИМАЛЬНЫХ РЕШЕНИЙ С УЧЕТОМ НАДЕЖНОСТИ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ

Многие вопросы, связанные с выбором оптимальных решений по надежности сис­темы теплоснабжения или ее отдельных элементов, определяются технико-эконо­мическими расчетами.

Определение экономически обосно­ванного срока действия теплопровода [125а, б].

По мере старения действующего теплопровода и выработки заложенного в нем рабочего ресурса растут ежегодный по­ток отказов и ежегодные затраты на их устранение.

Экономически целесообразный срок действия теплопровода может быть найден из условия, что годовые расчетные затраты при сооружении нового теплопровода равны или меньше ежегодных затрат на ликвида­цию отказов действующего теплопровода:

(£н⁺/_тп)*_тп^ (13.97)

где £_тп — удельные капитальные затраты на сооружение нового теплопровода, руб/км; £_н — коэффициент эффективности капи­тальных вложений 1/год; f— доля ежегод­ных отчислений от капитальных затрат

на амортизацию, ремонт и общесетевые расходы; X — поток отказов, 1/(км • год); у— затраты на ликвидацию одного отказа с учетом расхода на компенсацию ущерба от перерывов в подаче тепла, руб/отказ.

На основе (13.97) определяется предель­ный поток отказов л_пр, 1/(км ’ год), при ко­тором экономически целесообразно соору­жение нового теплопровода,

■k^>(E+ftk_mly. (13,98)

Как следует из (13.98), увеличение удельных капитальных затрат £_тп на соору­жение нового теплопровода, а также сниже­ние стоимости ликвидации одного отказа^ приводят к росту предельного потока отка­зов Л_пр, а следовательно, и к увеличению оп­тимального срока действия теплопровода.

Динамика потока отказов теплопрово­дов в общем случае зависит от срока их действия.

В качестве одной из возможных зависи­мостей потока отказов, 1/(км • год), от срока действия теплопровода автором предложе­но уравнение

(13.99)

где t — срок действия теплопровода, от­считанный от года ввода в работу, годы; /₀ — наработка на первый отказ, годы; t_K — ко­личество лет после первого отказа, за кото­рые поток отказов достигает л = 1 - 1/е = = 0,63 1/(км • год).

Значение X = 0,63 1 /(км • год) соответст­вует условию (г - t₀)/t_K = е; величины /₀ и /_к характеризуют надежность данной конст­рукции теплопровода в заданных условиях: с увеличением /₀ и /_к снижается поток отка­зов и повышается надежность теплопровода.

Если по статистическим данным извест­ны значения t₀ и X в год t, то параметр t_K мо­жет быть рассчитан по формуле

^гк ^{= (}'-'о)^1п(]-д)- (^13Л0°)

Совместным решением (13.98) и (13.99) из условия X = Х_пр определяется оптималь­ный срок действия теплопровода данной конструкции в данных грунтовых условиях

Затраты на ликвидацию одного отказа у, руб/отказ, представляют собой сумму двух слагаемых

У⁼Ур⁺Ук> (13.102)

гдеу’р — стоимость ремонта и ввода в рабо­ту поврежденного теплопровода после от­каза, руб/отказ; у_к — затраты на возмеще­ние ущерба потребителей, вызванного пе­рерывом в подаче теплоты, руб/отказ.

При отсутствии более точных данных средняя стоимость ремонта и ввода в работу поврежденного теплопровода после отказа у_р, руб/отказ, может быть определена по приближенной формуле

у_р = m(b + cf)d^1,2, (13.103)

где т — коэффициент, зависящий от типа теплопровода (подземный, надземный), его конструкции, глубины заложения, конст­рукции дорожного покрытия. При отсутст­вии более точных данных рекомендуется для бесканальных теплопроводов в непро­ходных каналах принимать т = 6000. Значе­ния X, с, /, d— см. (11.1).

Затраты на компенсацию ущерба потре­бителей от перерыва в подаче теплоты за один отказ у’_к могут быть определены по формуле

Л ^{= г}р-⁵к’ (13.104) где Q_K — пропускная способность по теп­лоте отказавшего теплопровода, МДж/с или Гкал/ч; с_р — время ликвидации одного от­каза, с или ч [см. (11.7)]; з_к — удельные за­

траты на компенсацию ущерба от недоот- пуска теплоты, руб/МДж или руб/Гкал.

Оптимизация конструкции теплопро­вода [125а, б]. При решении ряда технико­экономических задач, связанных с выбором оптимальной системы или оптимальных элементов системы теплоснабжения, необ­ходимо учитывать не только начальные за­траты и нормативные эксплуатационные издержки, но и затраты, связанные с обес­печением надежности системы теплоснаб­жения. Оптимальным является решение, при котором удельные расчетные затраты с учетом затрат на ликвидацию отказов и воз­мещение вызванного ими ущерба у потре­бителей за срок действия Т минимальны:

³ = 2Ж+/)*_ТП + \К1 , (13.105)

1

где Р — нормативный коэффициент приве­дения разновременных затрат.

Применительно к решаемой задаче фор­мула (13.105) может быть записана в сле­дующем виде:

^Т" ^Тн - <sup>1

3</sup>= I^AnO+3) +

(= 1

+ £/А_п(¹⁺Р)'^{р_1 +}

t= 1

*опт t - 1

⁺ Z/₂V¹⁺P)^{onT +}

(=1

*опт / — /

⁺ 1\рИ1+р)^опт °. (13.106)

'о

Роль отдельных слагаемых в правой час­ти (13.106): первое слагаемое — норматив­ные отчисления за срок Т = 1/£, второе сла­гаемое — расходы на реновацию за срок /_р в течение которого накопленные амортиза­ционные отчисления будут £_ТГ1,; третье сла­гаемое — постоянные издержки по тепло­проводу за время, равное оптимальному сроку действия теплопровода /_опт; четвер­тое слагаемое — расходы на ликвидацию отказов с учетом компенсации ущерба по­требителей за перерывы в подаче теплоты за срок действия теплопровода /_опт; Х_ср ■— среднегодовой поток отказов за период от t₀ до f_onT, 1/(км • год).

На основе (13.99) среднегодовой поток отказов

ГС,

/

1 —

_ч ('опт - 'о)^'к, ⁴ <*

Пример. Теплопровод с параметрами надежности /₀ = 10 лет и /_к = 25 лет прорабо­тал /_р = 30 лет. Определить суммарное чис­ло отказов за весь срок действия теплопро­вода и среднегодовой поток отказов за пе­риод /_р - /₀.

По (13.107) находим

За весь срок работы теплопровода число отказов составило

^Х - (30- 10)0,31 = 6,3 отказа/км.

'о

Во все слагаемые правой части (13.106) в качестве множителя входит среднегодо­вой расход за некоторый период Т. Каждый член этого уравнения имеет следующую структуру:

Г А р —

та 1+5)

1 ¹

Для упрощения можно воспользоваться следующим равенством:

Т л J- 1

1^(1 + Р) =рл,

где

рг

Сравниваемые конструкции теплопро­водов имеют обычно различные показатели надежности /₀ и /_к и в связи с этим различ­ные оптимальные сроки действия /_опт.

При проведении технико-экономическо­го сравнения разных конструкций расчет­ные затраты должны определяться за один и тот же срок, в качестве которого целесо­образно принять меньший оптимальный срок действия сравниваемых конструкций

пип

теплопроводов /_опт.

При определении расчетных затрат теплопроводов, имеющих срок действия

min

/₀„т ^> ^_опт ’ следует из их расчетных затрат

вычитать стоимость недовыработанного ре­сурса данного теплопровода: имеющая наименьшие расчетные затраты 3.

Контрольные вопросы и задания

1. 
   Дайте понятие инвестиций, капитальных за­трат и укажите источники финансирования инвестиционной деятельности.
   
2. 
   Укажите основные условия обеспечения экономической и энергетической сопостави­мости вариантов.
   
3. 
   Что собой представляет поток реальных де­нег? Приведите формулу для расчета эле­мента потока реальных денег в год I.
   
4. 
   Как учитывается фактор времени в технико­экономических расчетах?
   
5. 
   Приведите формулу для расчета чистого дисконтированного дохода и сформулируй­
   

те условие эффективности инвестиций при использовании в качестве критерия эффек­тивности ЧДД.

6. 
   Приведите формулу для расчета срока оку­паемости и поясните схему его расчета.
   
7. 
   В чем состоит метод оценки эффеюивности инвестиций по внутренней норме доходно­сти и индексу доходности?
   
8. 
   Дайте понятие коммерческой, бюджетной и экономической эффективности инвестици­онных проектов
   
9. 
   Укажите основные критерии оценки эффек­тивности инвестиций без учета дисконти­рования.
   
10. 
    Перечислите методы расчета капитальных вложений в электростанции и котельные ус­тановки.
    
11. 
    Приведите формулу для расчета капиталь­ных затрат в тепловые сети и объясните зна­чения входящих в нее величин.
    
12. 
    Перечислите экономические элементы сме­ты затрат на производство и реализацию продукции.
    
13. 
    Как определяются годовые затраты электро­энергии на перекачку теплоносителя?
    
14. 
    Приведите основные формулировки задачи оптимизации коэффициента теплофикации. Каковы особенности этих задач и методы их решения?
    
15. 
    Какие статьи расходов должны учитываться при выборе оптимальной расчетной темпе­ратуры водяной тепловой сети? Напишите исходное расчетное уравнение для решения этой задачи.
    
16. 
    Какие статьи расходов должны учитываться при выборе оптимального удельного паде­ния давления в расчетной \tai истрали? На­пишите исходное расчетное уравнение для решения этой задачи.
    
17. 
    Объясните, почему для данной тепловой се­ти с заданным количеством насосных под­станций и заданным их расположением про- изведение ,И₀/<₀ является постоянным, независимо от произвольного выбранного удельного линейного падения давления А_о.
    

18 Объясните, почему повышение КПД насос­ной установки Г|_ну. и снижение тарифа на электроэнергию приводят к повышению оптимального удельного линейного паления давления R_o в магистральной тепловой сети.