На одной из электрических станций требовалось выполнить расширение, рассмотрим критерии выбора ГТУ для проекта.
Были рассмотрены три варианта:
- ГТУ-ТЭЦ с тремя газовыми турбинами типа LM6000PF Sprint общей мощностью 139,1 МВт, производство General Electric
- ГТУ-ТЭЦ с двумя газовыми турбинами типа MS6001FA общей мощностью 151,8 МВт, производство General Electric
- ГТУ-ТЭЦ с двумя газовыми турбинами типа SGT-800, общей мощностью 135 МВт, производство Siemens
Первый вариант: ГТУ-ТЭЦ с газовыми турбинами типа LM6000PF Sprint
ГТУ-ТЭЦ предусматривается в виде трехблочной схемы в составе следующего оборудования:
- три газотурбинные установки типа LM6000PF Sprint фирмы «GE»
- три водогрейных котла-утилизатора
Принципиальная схема
Характеристики LM6000PF Sprint в условиях ISO:
[reklama1]- Выходная мощность ГТ на клеммах генератора - 46,369 МВт
- КПД ГТ на клеммах генератора – 40,9 %
- Массовый расход выхлопного газа – 130,6 кг/с
- Температура выхлопного газа – 455,5 С
- Состав выхлопного газа:
- Кислород – 14,9631 %
- Азот – 80,5974 %
- Аргон – 0,9638 %
- Диоксид углерода – 3,4655 %
- Водяные пары – 0 %
Установленная мощность, объемы производства и расходы топлива для 1 варианта
Установленная мощность:
- Электрическая – 139,1 МВт
- Тепловая – 90 Гкал/ч
Число часов использования установленной мощности:
- Электрической – 5940 ч
- Тепловой – 3000 ч
Годовой отпуск электроэнергии – 821,7 млн.кВтч/год
Годовой отпуск тепловой энергии - 267,3 тыс.Гкал/год
Годовой расход натурального топлива (природный газ) - 188,74 млн.нм /год
Число часов использования установленной электрической мощности для всех вариантов рассчитано по данным, предоставленным заказчиком.
Компоновка вариант 1
Компоновка ГТУ-ТЭЦ с ГТУ типа LM6000PF Sprint
[reklama2]ГТУ-ТЭЦ располагается в трехпролетном отдельно строящемся здании, которое имеет габариты в плане 74*81 м. У рядов А и В по оси 13 расположены автовъезды, также в здании предусмотрены площадки для выема ротора генератора, помещение ЭТО и подпиточная установка. Дымовые газы от котлов-утилизаторов отводятся на три дымовые трубы, расположенные у ряда Г, с диаметром устья 5,4 м каждая.
Второй вариант: ГТУ-ТЭЦ с газовыми турбинами типа MS6001FA
ГТУ-ТЭЦ предусматривается в виде двухблочной схемы в составе следующего основного оборудования:
- две газовые турбины типа MS6001FA фирмы «GE»;
- два водогрейных котла-утилизатора.
Принципиальная схема дубль-блочной ГТУ-ТЭЦ
Характеристики MS6001FA в условиях ISO:
- Выходная мощность ГТ на клеммах генератора – 75,900 МВт
- КПД ГТ на клеммах генератора – 35,5 %
- Массовый расход выхлопного газа – 208,0 кг/с
- Температура выхлопного газа – 598,0 С
- Состав выхлопного газа:
- Кислород – 12,69 %
- Азот – 74,48 %
- Аргон – 0,88 %
- Диоксид углерода – 3,68 %
- Водяные пары – 8,27 %
Установленная мощность, объемы производства и расходы топлива для 2 варианта
Установленная мощность:
- Электрическая – 151,8 МВт
- Тепловая – 90 Гкал/ч
Число часов использования установленной мощности:
- Электрической – 5440 ч
- Тепловой – 3000 ч
Годовой отпуск электроэнергии – 821,9 млн.кВтч/год
Годовой отпуск тепловой энергии - 267,3 тыс.Гкал/год
Годовой расход натурального топлива (природный газ) - 217,51 млн.нм /год
Компоновка вариант 2
Компоновка ГТУ-ТЭЦ с ГТУ типа MS6001FA
ГТУ-ТЭЦ располагается в трехпролетном отдельно строящемся здании, которое имеет габариты в плане 84*87 м. У рядов А и В и между рядами Б-В по оси 15 расположены автовъезды, также в здании предусмотрены помещение ЭТО и подпиточная установка. Дымовые газы от котлов-утилизаторов отводятся на две дымовые трубы, расположенные у ряда Г, с диаметром устья 5,4 м каждая.
Третий вариант: ГТУ-ТЭЦ с газовыми турбинами типа SGT-800
ГТУ-ТЭЦ предусматривается в виде трехблочной схемы в составе следующего основного оборудования:
- три газовые турбины типа SGT-800 фирмы «Siemens»;
- три водогрейных котла-утилизатора.
Принципиальная схема трехблочной ГТУ-ТЭС такая же как в 1м варианте
Характеристики SGT-800 в условиях ISO:
- Выходная мощность ГТ на клеммах генератора – 45,000 МВт
- КПД ГТ на клеммах генератора – 37,05 %
- Массовый расход выхлопного газа – 130,52 кг/с
- Температура выхлопного газа – 538,0 С
- Состав выхлопного газа:
- Кислород – 13,440 %
- Азот – 74,801 %
- Аргон – 0,890 %
- Диоксид углерода – 3,437 %
- Водяные пары – 7,427 %
Установленная мощность, объемы производства и расходы топлива для 3 варианта
Установленная мощность:
- Электрическая – 135,0 МВт
- Тепловая – 90 Гкал/ч
Число часов использования установленной мощности:
- Электрической – 6110 ч
- Тепловой – 3000 ч
Годовой отпуск электроэнергии – 820,77 млн.кВтч/год
Годовой отпуск тепловой энергии - 267,3 тыс.Гкал/год
Годовой расход натурального топлива (природный газ) - 208,12 млн.нм /год
Компоновка вариант 3
Компоновка ГТУ-ТЭЦ с ГТУ типа SGT-800
ГТУ-ТЭЦ располагается в трехпролетном отдельно строящемся здании, которое имеет габариты в плане 74*75 м. У рядов А и В по оси 13 расположены автовъезды, также в здании предусмотрены помещение ЭТО и подпиточная установка. Дымовые газы от котлов-утилизаторов отводятся на три дымовые трубы, расположенные у ряда Г, с диаметром устья 5,4 м каждая.
Генеральный план ГТУ-ТЭЦ
В данной работе были рассмотрены три варианта размещения 4-го энрегоблока. Варианты отличаются размерами главного корпуса.
Выделенная площадка располагается на территории существующей ТЭЦ-1. Территория с трех сторон ограничена выводами теплопроводов, с четвертой стороны - оградой ТЭЦ.
Генплан с SGT-800
Вариант с турбинами SGT-800 размещается на выделенной территории, при этом подлежат демонтажу следующие здания:
- ГРП (недостроенное);
- выпарная;
- бак-аккумулятор V = 15000 м3;
- эстакады к выпарной.
Схема генплана с турбинами SGT-800
Генплан с LM6000PF
Вариант с турбинами LM6000PF Sprint также размещается на выделенной территории, при этом необходимо снести следующие здания и сооружения:
- ГРП (недостроенное);
- выпарная;
- бак-аккумулятор V = 15 000 м ;
- насосная подпитки теплосети;
- эстакады к выпарной.
Схема генплана с турбинами LM6000PF Sprint
Генплан с MS6001FA
Вариант с турбинами MS6001FA не размещается на выделенной территории, так как дымовые трубы попадают на существующие выводы теплосети.
Схема генплана с турбинами MS6001FA
После получения от Заказчика новой топографической съемки объемы сносимых зданий, сооружений и подземных инженерных коммуникаций будут уточнены.
Читайте статью о том как рассчитывать потребность в топливе на ТЭЦ.
Сравнительная оценка экономической эффективности вариантов
Сравнительная оценка экономической эффективности проводилась только для двух вариантов ГТУ-ТЭЦ - с ГТУ типа LM6000PF Sprint и с ГТУ типа SGT-800. Вариант с ГТУ типа MS6001FA не рассматривается в расчете, поскольку не размещается на выделенной территории.
Сравнительная оценка экономической эффективности вариантов ГТУ-ТЭЦ для 4-го энергоблока ТЭЦ-1 выполнена в соответствии с «Методическими рекомендациями по оценке эффективности инвестиционных проектов», утвержденными Министерством экономики РФ, Министерством финансов РФ, Государственным комитетом РФ по строительной, архитектурной и жилищной политике № ВК 477 от 21.06.1999 г. с использованием программы «Альт-Инвест».
Расчетный срок принят 30 лет с момента начала строительных работ.
Интервал планирования - 1 год.
Число часов использования электрической мощности рассчитано для всех трех вариантов на основании данных, предоставленных в письме заказчика от 17.09.2008 г., тепловой - принято 3000 ч.
- Тип топлива - природный газ.
- Система теплоснабжения - открытая, температурный график теплосети - 150/70°С.
- Срок ввода мощностей - 2012 год.
- Теплотворная способность природного газа принята 9 200 ккал/нм3 в соответствии с «Техническим заданием».
Годовые темпы инфляции приняты по «Сценарным условиям развития электроэнергетики на 2008-2011 гг. с перспективой до 2015 г.», утвержденным приказом ОАО РАО «ЕЭС России» от 05.07.07 № 444 (далее по тексту «Сценарным условиям»)
Ставка рефинансирования принята 11 % в соответствии с Указанием ЦБ РФ от 11.07.2008 № 2037-У "О размере ставки рефинансирования Банка России".
Тарифы на электрическую и тепловую энергию на 2008 год приняты:
- 1,388 руб/кВтч - тариф на элекроэнергию;
- 451,08 руб/Гкал - тариф на тепловую энергию.
Для сравнительного анализа эффективности вариантов использованы следующие критерии:
- Чистая текущая стоимость проекта (NPV), величина которой определяется как дисконтированная разница между всеми годовыми притоками и оттоками реальных денег, накопленными в течение жизни проекта (30 лет) и приведенными к моменту начала осуществления проекта;
- Внутренняя норма доходности (IRR) — величина ставки сравнения (дисконта), при которой чистый дисконтный доход (NPV) не создаётся;
- Простой срок окупаемости — минимальный временной интервал от начала строительства до момента полной окупаемости капитальных затрат;
- Дисконтированный срок окупаемости — минимальный временной интервал от начала строительства до момента полной окупаемости капитальных затрат, рассчитанный с учетом дисконтирования;
- индекс прибыльности (PI), который показывает относительную прибыльность проекта, или дисконтированную стоимость денежных поступлений от проекта в расчете на единицу капительных вложений.
Показатели эффективности полных инвестиционных затрат по вариантам
Показатели |
Единицы измерения |
Вариант исполнения ГТУ-ТЭЦ |
|
LM6000PFSprint | SGT-800 | ||
Простой срок окупаемости |
лет |
9,0 |
10,2 |
Дисконтированный срок окупаемости |
лет |
16,4 |
29 |
NPV (чистая текущая стоимость проекта) без учета остаточной стоимости проекта |
млн.руб. |
1 068 |
22 |
IRR (внутренняя норма доходности) |
% |
15 |
12 |
PI (индекс прибыльности) |
0,272 |
0,005 |
Таким образом, из рассмотренных вариантов экономически выгодным является вариант ГТУ-ТЭЦ с ГТУ типа LM6000PF Sprint.
Цена на природный газ (без НДС) принята 2 847,3 руб./тыс.м3 (в 2008 г.) Темпы роста цен на природный газ - в соответствии со «Сценарными условиями».
Налоговое окружение принято в соответствии с действующим законодательством Российской Федерации
Налоговое окружение
Налог |
Ставка, % | Период уплаты, дни |
НДС |
18 |
90 |
Налог на имущество |
2,2 |
90 |
Налог на прибыль |
24 |
90 |
ЕСН |
26 |
30 |
Сбор от несчастных случаев на производстве |
2,3 |
30 |
Источники финансирования - целевое финансирование из федерального и областного бюджетов.
По предложениям фирм-изготовителей стоимость газовых турбин составляет (без учета НДС):
- 64,47 млн.долл.США - стоимость трех ГТУ типа SGT-800 (по данным фирмы «Siemens»);
- 59,3 млн.долл.США - стоимость трех ГТУ типа LM6000PF Sprint (по данным фирмы «General Electric»).
Ориентируясь на цены ГТУ, приведенные выше, капитальные затраты оценены в следующих размерах (включая НДС):
- 3 923 млн. руб. - для варианта трехблочной ГТУ-ТЭЦ с ГТУ типа LM6000 PD Sprint;
- 4 047 млн.руб. - для варианта трехблочной ГТУ-ТЭЦ с ГТУ типа SGT-800.
Курс доллара принят 26,2 руб/USD по состоянию на 08.10.2008 г.
Индексация капитальных затрат выполнена в расчете в соответствии с индексами дефляторами инвестиций, приведенными в «Сценарных условиях».
Ставка дисконтирования принята 12 %.
Выводы
В результате проведенной в работе оценки получено, что вариант ГТУ-ТЭЦ с газовыми турбинами типа LM6000PF Sprint производства «General Electric» является оптимальным для строительства 4-го энергоблока ТЭЦ-1.
ГТУ типа LM6000PF Sprint имеет наибольший КПД и потребляет наименьшее количество топлива по сравнению с вариантом ГТУ-ТЭЦ с ГТУ типа SGT-800.
Простой срок окупаемости данного варианта составит 9 лет, а учитывая трехлетний срок строительства, 6 лет с момента ввода ГТУ-ТЭЦ в эксплуатацию. Внутренняя норма доходности варианта - 15 %, что говорит о его достаточной устойчивости.
ГТУ-ТЭЦ с ГТУ типа LM6000PF Sprint располагается в трехпролетном отдельно строящемся здании, которое имеет габариты в плане 74x81 м.
Вариант с турбинами LM6000PF Sprint размещается на выделенной под строительство территории.
[reklama3]