11. Субъективный перерасход топлива на ТЭЦ и ГРЭС

Все высказывания о том, что огромный перерасход топлива вызван большим износом оборудования, абсолютно не состоятельны. Но самое прискорбное то, что это заявляют специалисты из отраслевых институтов. Может, конечно, они этот перерасход путают с фактическим расходом топлива? Ведь ни на одной тепловой электростанции никогда этот перерасход топлива правильно не рассчитывали, да и не рассчитывают сейчас. Что же касается расхода топлива, то это естественно справедливо, что он зависит от износа оборудования. Но значительный перерасход топлива это результат чисто субъективного человеческого фактора.

Нами проведены исследования получасовых расчётов ТЭП на Системе Smart-MES на ТЭЦ и выяснилось, что средний перерасход топлива за сутки составляет более 10%. Причём в ночные часы он зашкаливает за 30%. Динамика этого перерасхода выглядит следующим образом. В дневные часы он держится около нуля, а ближе к ночным часам перерасход начинает постепенно увеличиваться и затем ночью несколько часов держится на максимуме. Утром перерасход топлива опять постепенно падает до нуля.

Этот факт специалисты объясняют тем, что в ночные часы падает нагрузка электростанции. Так-то это так, но тогда, причём же здесь износ оборудования? Ведь нормативы, по которым рассчитывается перерасход топлива, уже соответствуют этому износу. А вот динамичное изменение нагрузки естественно напрямую влияет на перерасход топлива. Но ведь эксплуатационный персонал управляет электростанцией просто вслепую относительно этого перерасхода топлива, т.к. оперативный его учёт повсеместно отсутствует. Вот поэтому то всегда существовал и существует огромный неконтролируемый перерасход топлива.

А сейчас напомним, что перерасход топлива соответствует разности фактического расхода и нормативного (dB = Bфакт – Bнорм). Таким образом, для достижения нулевого перерасхода топлива за каждый получас фактический его расход должен соответствовать нормативному. Но если получасовой нормативный расход не известен, как и есть сейчас на всех 300 электростанциях, то это осуществить просто не возможно. Поэтому получается, что фактический расход в ночное время на много превышает нормативный.

Это объясняется тем, что при снижении нагрузки электростанции в ночные часы резко возрастает число степеней свободы и многовариантности по управлению электростанцией. Но при максимальной нагрузке этих степеней свободы просто нет, поэтому и действует верный единственный вариант управления с нулевым перерасходом топлива.

Поэтому легко можно сделать вывод, что этот существующий перерасход топлива на всех тепловых электростанциях является результатом слепого субъективного управления эксплуатационного персонала. Но ведь тогда этот перерасход топлива, который по всей России эквивалентен 100 миллиардам рублей, легко можно ликвидировать, введя в производство электроэнергии и тепла получасовой текущий учёт этого перерасхода топлива на Системе Smart-MES. Тогда эксплуатационный персонал, видя на БЩУ в мониторинге получасовую аналитику перерасхода топлива, будет вынужден принять меры по его устранению. Таким образом, у эксплуатационного персонала появляется принудительная мотивация по устранению перерасхода топлива и по экономии топлива вообще, принося Генерирующим компаниям ежегодную дополнительную прибыль в 300 миллионов рублей с каждой ТЭЦ и ГРЭС.

Инновационная Система Smart-MES, обладая мощными адаптационными и скоростными свойствами, легко позволяет не просто обеспечить текущий учёт перерасхода топлива в реальном времени, но и создать вообще иную автоматизированную среду для управления электростанцией. И которая на фоне существующей в настоящее время убогой и допотопной среды на общестанционном уровне представляется как прогрессивная совершеннейшая энергосберегающая Беззатратная Технология с множеством оптимизационных и аналитических инструментариев.

Можно только поражаться инерционностью и заскорузлостью мышления менеджмента Генерирующих компаний, который абсолютно не замечает у себя под носом вопиющую разруху по автоматизации расчётов ТЭП на современном уровне развития России по глобальной модернизации электроэнергетики. Чего только стоит ручная обработка диаграммных лент, от которых ещё следовало отказаться 10 лет назад, или расчёты ТЭП в DOS, которые давно уже покрылись толстым слоем плесени.

Даже неимоверные потуги некоторых Генерирующих компаний организовать автоматизацию расчётов на экономико-математической модели с 3-х звенной SQL структурой абсолютно не решают самое главное, т.е. полную ликвидацию огромного перерасхода топлива. Но вместо того, чтобы быстро реализовать повсеместное устранение неконтролируемого перерасхода топлива, электростанции элементарно его скрывают, подгоняя для этого расчёты ТЭП. И это почему-то Генерирующих компаний вполне устраивает, даже лишаясь при этом ежегодной дополнительной прибыли в 300 миллионов рублей с каждой тепловой электростанции.

Только Система Smart-MES со своими громадными возможностями способна полностью вывести электроэнергетику из застойного положения с этим огромным повсеместным перерасходом топлива.

Быстрое увеличение энергоэффективности ТЭЦ и ГРЭС с помощью Системы Smart-MES

Как мы уже говорили, в настоящее время на всех 300 тепловых электростанциях в России традиционно полностью отсутствует элементарный текущий учёт и анализ перерасхода топлива, а это приводит к тому, что этот 10%-й непроизводительный перерасход необоснованно Генерирующими компаниями включается в тарифы на электроэнергию и тепло. От этого страдают, как простые жители из-за высоких тарифов на ЖКХ, так и вся промышленность в России вообще.

На всех электростанциях эксплуатационный персонал в части оперативного контроля над перерасходом топлива управляет электростанцией просто вслепую по-дедовски, контролируя только отпуск электроэнергии и тепла, и совсем не задумываясь о необходимом для этого количестве топлива.

Складывается парадоксальная картина, что в то время, когда Президентом РФ провозглашен вектор на всеобщее увеличение энергоэффективности промышленных предприятий, то тепловые электростанции бесконтрольно по старинке продолжают сжигать топлива столько, сколько получится для выполнения плана поставки по электроэнергии и теплу.

Считаю, что давно пора навести порядок и прекратить пустое разбазаривание природных ресурсов. Для этого достаточно ввести на всех электростанциях получасовые расчёты ТЭП на Системе Smart-MES с предоставлением мониторинга по текущему перерасходу топлива на БЩУ. Тогда у эксплуатационного персонала появится принудительная мотивация по экономии топлива. А многие тонны сохранённого топлива, которые эквивалентны за год 100 миллиардам рублей, можно рационально использовать для других нужд.

Нежелание Генерирующими компаниями экономить топливо похоже на саботаж. И на самом деле, зачем экономить, если потребитель вынужден принимать те тарифы, которые устанавливают сами Генерирующие компании? Ведь в России настоящего рынка по электроэнергии нет, поэтому и нет соперничества в стремлении снижать затраты топлива и тем самым увеличивать энергоэффективность электростанций.

Но Правительство РФ в дальнейшем намерено жестко контролировать степень увеличения тарифов, и поэтому прибыль Генерирующих компаний будет от этого только падать. А спасти это неминуемое падение прибыли может только Система Smart-MES, которая быстро сориентирует эксплуатационный персонал на по-хозяйски бережное отношение к топливу. Таким образом, Smart-MES является своеобразной «палочкой-выручалочкой» для Генерирующих компаний.

Инновационная Система Smart-MES сразу же привнесёт на электростанции современную форму информационных технологий. Она заключается в точном расчёте фактических и нормативных ТЭП, включая и перерасход топлива, а также в удобном и всестороннем доступе к аналитической информации, включая различные средства по оптимизации ресурсов. В настоящее же время ни на одной электростанции ничего этого нет. Это очень прискорбно. Это говорит о том, что Генерирующие компании излишне увлеклись трейдингом, забыв о производстве.

И вот настал момент, когда просто необходимо подогнать информационные технологии внизу на электростанциях к информационным технологиям, имеющимся в Генерирующих компаниях наверху. А иначе будет упущено время, и прибыль Генерирующих компаний катастрофически будет уменьшаться, а владельцы будут распродавать свои акции.

Беззатратная Технология экономии топлива очень быстро преобразует производство электроэнергии и тепла в лучшую сторону, вводя в этот процесс элементы текущего контроля и анализа абсолютно всех затрат и особенно перерасхода топлива. А появление огромного перерасхода топлива в ночные часы это богатый материал для обсуждения причин этого прискорбного факта, который может отражать или несовершенство технологии, или же выявлять порочный человеческий фактор, неспособный вовремя отреагировать на изменение потребности в электроэнергии.

Всё это Система Smart-MES легко выявит и запротоколирует, обеспечив тем самым лёгкость обнаружения причин и конкретных нарушителей методик по недопущению перерасхода топлива. Но Smart-MES также легко подскажет и оптимальное распределение ресурсов в реальном времени. А для трейдинга она легко спрогнозирует необходимое количество топлива на любой период в соответствии с планом поставки электроэнергии и тепла.

Только Система Smart-MES способна обеспечить значительное повышение энергоэффективности ТЭЦ и ГРЭС. Это не просто иная программа, это вообще иное мировоззрение и иная философия быстрой адаптации сложных расчётных систем, неимоверно высокой скорости расчётов, умопомрачительного числа аналитики и оптимизационных механизмов. И всё это сделано для удобства и технолога ПТО, и для эксплуатационного персонала электростанции.

Экономить или не экономить топливо электростанций

Вопрос: Экономить или не экономить топливо электростанций – сам по себе уже является провокационным, т.к. любой скажет, что, естественно, следует экономить. Но это только на словах, при этом он ничего для этого не сделает. И это наблюдается от самого верхнего уровня до рядового работника электростанции. В чём же здесь дело? Да, всё очень просто – дело в элементарной материальной заинтересованности.

У нас давно прошли те времена, когда подвиги совершались за идею, сейчас они осуществляются только за достойную оплату. Давайте рассмотрим поведенческое состояние двух крайних групп в Генерирующей компании: эксплуатационный персонал электростанции, а также персонал других цехов, включая ПТО, и менеджмент Генерирующей компании. С одной стороны, зарплата в 50 тыс.руб. с полным отсутствием прав в принятии решений по привлечению инноваций на уровне электростанции и, с другой стороны, зарплата в 1 млн.руб. со всеми возможностями построения экономической политики на электростанциях. При этом им предлагается Беззатратная Технология экономии топлива в 10% на Системе Smart-MES с получением ежегодной прибыли в 300 миллионов рублей на каждой тепловой электростанции.

Казалось бы, всё здорово! Колоссальное повышение энергоэффективности электростанций налицо! Ну, а какова же реакция этих групп на эти инновации? Группа нижнего звена вроде заинтересована, т.к. возможно удвоение ей зарплаты за счёт премиальных при достижении производственных успехов по экономии топлива в реальном времени, но у неё, к сожалению, коротки руки, т.к. она не имеет права голоса. Группа верхнего звена вообще не заинтересована менять привычный ход производства, т.к. имея огромнейшую зарплату ничего с этого дополнительно не поимеет из-за того, что всё уйдёт инвесторам, а головная боль обеспечена вследствие абсолютной прозрачности в этом случае факта немалого перерасхода топлива, а, следовательно, и показателя неудовлетворительного руководства.

Как же быть? Как экономить топливо на электростанциях во всероссийском масштабе, которое эквивалентно пустым ежегодным потерям на сумму 100 миллиардов рублей? Здесь поможет только политическая воля Минэнерго РФ. И для этого то нужно совсем немного, а именно: Узаконить получасовые расчёты фактических и нормативных ТЭП, включая и перерасход топлива. В этом случае и энергоаудит будет не формальным и бестолковым, а направленным на истинное увеличение энергоэффективности электростанций.

Фактически же с введением получасовых расчётов появится новая коммерческая функция в дополнение к учёту электроэнергии и тепла – учёт перерасхода топлива, чего никогда не было. В этом случае у эксплуатационного персонала обязательно возникнет принудительная мотивация по экономии топлива, т.к. он в мониторинге на БЩУ постоянно будет наблюдать текущую аналитику по перерасходу топлива, в соответствии с которой предстоят или премиальные начисления, или наказания.

Но топливо экономить никто не хочет. В данном случае очень сильны инерционные традиции безответственности. Ведь если огромный перерасход топлива нигде не показывать, «втирая» всем, что его нет и быть не может, то и жизнь вообще проще, а этот самый перерасход с большим успехом оплачивают потребители электроэнергии и тепла. Таким образом, 100 миллиардов рублей ежегодно по России бесполезно вылетают в трубы электростанций, на 10% больше загрязняя атмосферу.

Здесь невольно возникает сравнение электростанции с олигархом, которому легко достались капиталы. Он жизнь свою строит без принципа экономии. Так и электростанция обеспечивает поставку электроэнергии и тепла, не задумываясь о перерасходе топлива. Сколько сжигается, значит, столько требует производство, т.к. всё равно всё будет, в конечном счёте, оплачено.

Но ведь всегда есть объективные причины перерасхода топлива, и есть субъективные. Сейчас они не разделяются, т.к. вообще этот перерасход не считается, поэтому никто и не знает удельный вес этих субъективных причин. Но перерасход топлива по субъективным причинам является мощным резервом легко достижимого увеличения энергоэффективности, а, следовательно, быстрого увеличения ежегодной прибыли в 300 миллионов рублей по каждой тепловой электростанции, т.е. надо просто нагнуться и поднять.

Мощная Система Smart-MES элементарно и быстро решает все эти проблемы по обеспечению Генерирующих компаний дополнительной прибылью, получаемой за счёт полной ликвидации перерасхода топлива и установки на электростанциях истинного соревновательного духа между вахтами для максимальной экономии топлива. Все конструктивные особенности Инновационной Самоорганизующейся Системы Smart-MES на много опережают время, поэтому даже профессионалам-системщикам зачастую непонятно, как это из простого текстового описания технологической задачи разворачивается огромная Система со всеми атрибутами: Базы Данных, Экранные Формы, Отчёты, Расчётные DLL-Программы.

Такая же «заморочка» с экономией энергоресурсов присутствует, например, относительно и энергоэффективных лампочек. Они грудой лежат в магазинах на полках, и никто не спешит их расхватывать для экономии электроэнергии. А вот за обычными лампочками накаливания люди рыщут в их поиске. И лампочки в 100 вт, которые запрещены к производству законом, заводом успешно маркируются в 99 вт.

Вектор энергоэффективности электростанций

В письме №09-2131 от 30.09.2011 из Минэнерго РФ Заместитель директора Департамента развития электроэнергетики В.В. Банникова пишет: «Министерство энергетики РФ уделяет особое внимание вопросам экономии топлива. В настоящее время с участием ведущих отраслевых институтов прорабатывается вопрос комплексной инновационной программы строительства и реконструкции объектов на базе теплофикационных энергоблоков ПГУ с высокими технико-экономическими показателями (ТЭП). В условиях рыночных отношений в электроэнергетике, высоких технических требований к информационно-аналитическим системам, системам АСУТП станций и подобным системам, помимо расчёта ТЭП предъявляются дополнительные требования…» И далее следует 15 пунктов, касающиеся оптимизации, расчёта приростов, прогнозирования, планирования, моделирования и расчёта ТЭП.

Мало того, что в Системе Smart-MES все эти вопросы уже давно решены, но и решены многие иные вопросы, направленные на экономию энергоресурсов. А вот в этом письме ни слова не сказано о перерасходе топлива, о правильных интервалах расчёта ТЭП, как будто с этим на электростанциях всё в порядке и как будто это не касается энергоэффективности ТЭЦ и ГРЭС. Но ведь это – Минэнерго РФ, которое должно формулировать стратегию развития электроэнергетики на многие годы вперёд. Но кроме ПГУ ничего не проглядывается.

Кстати, ПГУ тоже не лишены болезни в виде перерасхода топлива. И мы уже показывали, что все энергоэффективные конструктивные преимущества ПГУ могут быть аннулированы неконтролируемым перерасходом топлива, являющимся результатом человеческого фактора. Ведь электростанцию должна волновать не теоретическая энергоэффективность, а практическая. Очень часто ПГУ с комбинированным котлом-утилизатором эксплуатируется как паросиловая установка в худшем варианте, т.е. без газовой турбины. Вот вам и повышенное КПД, вот вам и энергоэффективность!

Ну, скажите, куда должен быть направлен вектор энергоэффективности в первую очередь? На оптимизацию ресурсов или на учёт перерасхода топлива? Притом, что оптимизация ресурсов даёт увеличение энергоэффективности всего на 3%, а учёт перерасхода топлива на 10%. Да и как можно делать оптимизацию без правильного учёта?

Любой призыв к повышению энергоэффективности подразумевает экономию энергоресурсов, чем для электростанций в большей степени является именно топливо. Нормативный расход топлива показывает, какой его расход минимально возможен для фактического отпуска электроэнергии и тепла. Фактический же расход топлива – это те затраты, которые электростанция понесла при управлении и при непосредственном влиянии человеческого фактора. Перерасход же топлива показывает, насколько фактический процесс отошёл от регламента, т.е. от нормативного (dB = Bфакт – Bнорм).

Если же этот процесс в части перерасхода топлива постоянно контролируется в реальном времени с предоставлением оперативной аналитики на БЩУ, то эксплуатационный персонал непрерывно видит информацию о текущем перерасходе топлива, и тем самым создаётся принудительная мотивация по экономии ресурсов, такова уж природа ответственного человека. Да и оргвыводы легко делать. Сейчас же этого просто нет. А оргвыводы, которые делаются (или не делаются) в настоящее время за прошедший месячный период, ничем не могут помочь для увеличения экономичности электростанции.

Вот и получается, что Минэнерго РФ направляет вектор повышения энергоэффективности только для реализации конструктивных высоко затратных проектов, и полностью игнорирует Беззатратную Технологию снижения расхода топлива. Получается очень плачевная картина, когда существующие тепловые электростанции с допотопной технологией расчёта ТЭП расширяются строительством «перспективных» энергоблоков ПГУ. Это равносильно, как в убогую трущобу поставить плазменный телевизор, который при подобной эксплуатации также очень скоро станет убогим.

Но, когда Минэнерго РФ направляет основной вектор энергоэффективности, в общем-то, на уже устаревающую технологию ПГУ, т.к. в затылок дышит более перспективная технология с децентрализацией электроэнергетики на водородном топливе, то тем более непонятно, почему вопросу перерасхода топлива такое прохладное внимание. Видимо, Минэнерго РФ считает, что если не за горами использование вместо газа и угля водорода, получаемого из воды, то и учитывать перерасход топлива в настоящее время не следует. Но тогда такой же острый вопрос встанет и с перерасходом воды.

Правильно выбранный вектор энергоэффективности определяет стратегию на многие годы вперёд. Но пока Минэнерго РФ делает основной упор на экономию электроэнергии и тепла зданиями, внимание на которую, естественно, надо уделять. Но ликвидация перерасхода топлива на всех тепловых электростанциях Беззатратной Технологией даёт на порядок больший выигрыш в энергоэффективности, чем все затратные мероприятия по замене обычных электрических лампочек на светодиодные.

Технологи жалуются, как же можно оперативно управлять многотонными инерционными котлами для экономии топлива в ночные часы, когда за отклонение от диспетчерского графика поставки электроэнергии и тепла следуют штрафные санкции? Вот поэтому-то и трудно управлять, т.к. нет Smart-MES!

Сумасшедший перерасход топлива электростанций

Перерасход топлива равен: ФАКТ расход – НОРМАТИВ расход, который определяется по следующей формуле:

dB = Bфакт – (Эфакт*bэ\норм + Qфакт*bq\норм)/1000

Здесь удельные расходы топлива (bэ\норм, bq\норм) по электроэнергии и теплу определяются с использованием сотни криволинейных нормативных графиков именно на месячном периоде, что в принципе неверно согласно теории интегрального исчисления и аксиомы для криволинейного графика. Но весь комизм этого месячного расчёта с элементами подгонки в том, что в результате практически всегда перерасход топлива близок к нулю.

Напрашивается вывод, что весь этот расчёт фактических и нормативных ТЭП производится только для определения удельных расходов топлива, а вопрос перерасхода топлива вообще в данном случае не интересует. Поэтому и возникает такое грубое пренебрежение элементарными основами математики. Поэтому расчёты в виде итераций с вмешательством ручной коррекции (например: расход сетевой воды для нормативного расчёта) выполняются до условия приблизительного равенства перерасхода топлива нулю.

Но тогда позвольте, зачем спрашивается весь этот огород городить с сотней нормативных графиков? Когда есть элементарная формула для определения удельных расходов топлива вообще без нормативов, которая имеет простой вид:

bэ = 1000*Bфакт / (Эфакт + Qфакт*kср), где: kср = bq\ср / bэ\ср

Вы тут же возразите, что это полнейший маразм. Но это, к сожалению, не больший маразм по сравнению с теми расчётами, которые в настоящее время присутствуют на всех электростанциях. Ведь несколько людей в ПТО занято этими расчётами, а в данном случае вообще ПТО не нужно!

А сейчас о перерасходе топлива. По нашим данным перерасход составляет 10% от общего расхода топлива, а по другим данным он доходит до 20%. Точное же значение на электростанциях и в Генерирующих компаниях не знает никто. Мало того и никто не желает знать. Вот так на деле внедряются требования Президента РФ по увеличению энергоэффективности, т.е. никакой положительной реакции даже со стороны Минэнерго РФ.

Вопрос же правильных получасовых расчётов перерасхода топлива интересен и важен не тем, что будут найдены именно точные месячные значения этого перерасхода. А тем, что появляется возможность на основании этих расчётов в реальном времени снизить этот перерасход, да и вообще улучшить иные затратные ТЭП электростанции, такие как потери и затраты на собственные нужды электроэнергии и тепла.

Технологи нам возражают и говорят буквально следующее, что если строго соблюдается график поставки электроэнергии и тепла, то никакого перерасхода топлива быть не может. Хорошо. Тогда как объяснить получасовую аналитику по перерасходу топлива, которую мы зафиксировали на ТЭЦ с энергоблоком ПГУ. Из графика мы видим, что днём перерасход топлива минимален, а в ночные часы максимален и доходит до 20%. Нам говорят, что всё правильно. Днём электростанция практически полностью загружена, а ночью нет. Но почему всё-таки есть перерасход? Вразумительного ответа нет. Потому что на всех электростанциях подобная получасовая аналитика по перерасходу топлива просто отсутствует.

Каков же физический смысл этого перерасхода топлива? Рассмотрим простую цепочку из котла и турбины. В котёл поступает газ, из котла острый пар поступает на турбину, с турбоагрегата отпускается электроэнергия. На выходе турбоагрегата строго контролируется выходная электрическая мощность, за отклонение которой от диспетчерского графика строго следует финансовое наказание. Следовательно, управление электрической мощностью осуществляется с помощью регулирования поступления газа в котёл. Но котёл – инерционен.

Вам следует при переходе на ночной режим снизить мощность уменьшением расхода газа. Но теплота в топке какое-то время остаётся прежней. Поэтому выход один – немного стравить лишний пар в атмосферу. Естественно котлом управляют по режимным картам. Но есть одна опасность – так снизить подачу газа, что электрическая мощность перейдёт за нижнюю границу допустимого, следствием которого будет строжайшее наказание. А ведь котёл сразу не разогреется. Куда меньший риск и фактически абсолютно бесконтрольно мощностью управлять методом стравливания лишнего пара. Но при этом перерасход топлива присутствует.

Естественно, всё это сказанное можно отнести на бред дилетанта, но от этого проблем меньше не станет. От этого перерасход топлива не снизится. От этого получасовая аналитика основных расчётных ТЭП и перерасхода топлива на БЩУ не появится. От этого эксплуатационный персонал в части текущего перерасхода топлива не прозреет. От этого Генерирующим компаниям никто не вернёт упущенные ежегодные прибыли в 300 миллионов рублей с каждой электростанции.