към чл. 5, ал. 2 и чл. 10 (Предишно Приложение № 2, изм. и доп. - ДВ, бр. 77 от 2010 г., в сила от 01.10.2010 г., изм. - ДВ, бр. 70 от 2012 г., в сила от 01.01.2012 г.) ПРАВИЛА за определяне на количеството комбинирана електрическа енергия I. ИЗПОЛЗВАНИ СИМВОЛИ И ИНДЕКСИ (изм. - ДВ, бр. 77 от 2010 г., в сила от 01.10.2010 г.) II. ОСНОВНИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРИ КОМБИНИРАНО ПРОИЗВОДСТВО 1. Тотална (сумарна) полезна топлинна енергия - QT е цялото брутно количество полезна топлинна енергия, произведена от инсталацията за определен период. 2. Тотална (сумарна) електрическа енергия - Ебр. е произведената брутна електрическа енергия от инсталацията за определен период. 3. Тотална (сумарна) енергия на горивото - FТ е еквивалентното количество енергия на цялото използвано в инсталацията гориво или ВЕИ при съответната долна топлотворна способност за определен период. 4. Комбинирана полезна топлинна енергия - Qкомб. е само това количество от полезната топлинна енергия, което е произведено в процес на комбинирано производство на топлинна и електрическа енергия за определен период. 5. Комбинирана електрическа енергия - Екомб. е само това количество от електрическата енергия, което е произведено в пряка зависимост от производството на комбинирана полезна топлинна енергия за определен период. 6. Енергия на горивото за комбинирано производство - Fкомб. е само тази еквивалентна енергия на горивото, при съответната долна топлотворна способност, която е използвана за производство по комбиниран начин на електрическа енергия и комбинирана полезна топлинна енергия за определен период. 7. Некомбинирана полезна топлинна енергия - Qнекомб. е полезната топлинна енергия, произведена без пряка зависимост от производството на електрическа енергия за определен период. 8. Некомбинирана електрическа енергия - Енекомб. е електрическата енергия, произведена без пряка зависимост от производството на комбинирана полезна топлинна енергия за определен период. 9. Енергия на горивото за некомбинирано производство - (Fнекомб. = Fнекомб.е + Fкомб.q) е еквивалентната енергия на горивото или ВЕИ, при съответната долна топлотворна способност, която е използвана за производство на некомбинирана електрическа енергия и некомбинирана полезна топлинна енергия за определен период. 10. Обща енергийна ефективност на използване на горивото - hобщо е отношението на сумата от произведените от инсталацията брутна електрическа енергия и комбинирана полезна топлинна енергия към тоталната енергия на горивото или ВЕИ, намалена с енергията на горивото или ВЕИ за производство на некомбинирана полезна топлинна енергия за определен период. Забележка. (изм. - ДВ, бр. 77 от 2010 г., в сила от 01.10.2010 г.) hобщо се определя и по формулата към чл. 4, ал. 2. 11. Обща енергийна ефективност на комбинирано използване на горивото - hкомб. е отношението на сумата от произведените комбинирана електрическа енергия и комбинирана полезна топлинна енергия към енергията на горивото или ВЕИ за комбинирано производство за определен период. 12. Режимен фактор sреж. е отношението на комбинираната електрическа енергия към комбинираната полезна топлинна енергия за определен период. 13. (изм. - ДВ, бр. 77 от 2010 г., в сила от 01.10.2010 г.) Коефициент на електрически загуби (недопроизводство) - b, е отношението на намаляването на производството на тотална електрическа енергия DEбр. към ръста на производство на топлинна енергия - DQ за определен период. 14. Енергийна ефективност на некомбинирано (принудено) производство на електрическа енергия - hнекомб.е е ефективността при производство на електрическа енергия без пряка зависимост от производството на полезна топлинна енергия за определен период. 15. Енергийна ефективност на некомбинирано (разделно) производство на полезна топлинна енергия - hнекомб.q е ефективността при производство на полезна топлинна енергия без пряка зависимост от производството на електрическа енергия за определен период. 16. Енергийна ефективност на комбинирано производство на електрическа енергия - hкомб.е се определя като отношение на брутното производство на комбинирана електрическа енергия към общото еквивалентно количество енергия на използваното гориво или ВЕИ от инсталацията за производството на комбинирана електрическа енергия и комбинирана полезна топлинна енергия. 17. Енергийна ефективност на комбинирано производство на полезна топлинна енергия - hкомб.q се определя като отношение на брутното производство на комбинирана полезна топлинна енергия към общото еквивалентно количество енергия на използваното гориво или ВЕИ от инсталацията за производството на комбинирана електрическа енергия и комбинирана полезна топлинна енергия. III. ОПИСАНИЕ НА КОМБИНИРАНИТЕ И НЕКОМБИНИРАНИТЕ ПРОЦЕСИ ЗА ПРОИЗВОДСТВО НА ТОПЛИННА И ЕЛЕКТРИЧЕСКА ЕНЕРГИЯ 1. Инсталациите за комбинирано производство произвеждат електрическа и полезна топлинна енергия при трансформиране енергията на вложеното гориво или ВЕИ, като постигат висока обща енергийна ефективност. В зависимост от режимите на експлоатация на тези инсталации не цялото количество електрическа и полезна топлинна енергия се произвежда по комбиниран начин. Схема на енергийните потоци (изм. - ДВ, бр. 77 от 2010 г., в сила от 01.10.2010 г.) 2. Некомбинирано (разделно) производство на полезна топлинна енергия има в случаи на: - разделно производство на полезна топлинна енергия от парни и водогрейни котли; - отнемане на пара от енергийни котли, преди да се преработи в парни турбини за комбинирано производство; - изгаряне на допълнително гориво пред котли - утилизатори за допълнително производство на пара, без следващо използване на тази пара в парни турбини за комбинирано производство. 3. Некомбинирано производство на електрическа енергия има в случаи на: - технологии с горивни клетки, газови турбини и двигатели с вътрешно горене, след които не се използват котли - утилизатори за производство на полезна топлинна енергия; - използване на кондензационна парна турбина без регулируеми пароотбори след котел - утилизатор при комбиниран парогазов цикъл; - производство на електрическа енергия от кондензационната част на кондензационна турбина с регулируеми пароотбори над технологичния минимум. 4. (изм. - ДВ, бр. 77 от 2010 г., в сила от 01.10.2010 г.) Коефициентът на електрически загуби (недопроизводство - b) за турбини с регулируеми пароотбори се определя чрез актуални режимни изпитания или по следния изчислителен път: 4.1. Определят се електрически недопроизводства DEiбр в резултат на i-тото регулируемо пароотнемане - за 1 тон пара/час: DEiбр = (ii - ik).hM.hG, kW, където: ii - е енталпията на парата на изхода от i-тото регулируемо пароотнемане в kWh/t, ik - енталпията на парата на изхода от турбината в kWh/t, hM и hG - коефициентите на ефективност, отчитащи механичните загуби и загубите в генератора (използват се данни на производителя или справочни данни). 4.2. Определя се увеличеното производство на топлинната енергия DQi за 1 тон пара/час в kW в пароотнеманията. DQi = (ii - iвр), kW iвр е енталпията на върнатия кондензат в kWh/t. 4.3. Определя се коефициентът на електрическите загуби - bi, като отношение на намаленото производство на брутната специфична електрическа енергия DEiбр, дължащо се на съответното i-то пароотнемане в kW към увеличеното производство на топлинната енергия DQi за 1 тон пара/час в kW: 4.4. Средно претеглената стойност от всяко пароотнемане на коефициента на електрически загуби (недопроизводство - b) се определя по зависимостта: IV. БЛОК-СХЕМА ЗА ОПРЕДЕЛЯНЕ КОЛИЧЕСТВОТО КОМБИНИРАНА ЕЛЕКТРИЧЕСКА ЕНЕРГИЯ (изм. - ДВ, бр. 77 от 2010 г., в сила от 01.10.2010 г., изм. - ДВ, бр. 70 от 2012 г., в сила от 01.01.2012 г.) V. ХАРАКТЕРНИ ПРИМЕРИ ЗА КОМБИНИРАНИ ИНСТАЛАЦИИ 1. Инсталация за комбинирано производство с кондензационна турбина с два регулируеми пароотбора и отнемане на свежа пара за производство на полезна топлинна енергия - схема № 1 Стъпка № 1 Определят се енергийните потоци на входа и изхода на инсталацията. - Определя се тоталната енергия на горивото за определен период: FT = Fкомб. + Fнекомб.е + Fнекомб.q = 911,111 MWh. - Определя се произведената брутна електрическа енергия от инсталацията за определен период: Eбр. = Екомб. + Енекомб. = 200,000 MWh. - Определя се цялото брутно количество полезна топлинна енергия, произведена от инсталацията за определен период: Qкомб. = Q2 + Q3 Qнекомб. = Q1 QT = Qкомб. + Qнекомб. = Q1 + Q2 + Q3 = 100,000 + 50,000 + 100,000 = 250,000 MWh Стъпка № 2 Определя се количеството произведена некомбинирана полезна топлинна енергия и енергията на използваното гориво за нейното производство. - Съгласно топлинната схема некомбинираната полезна топлинна енергия е: Qнекомб. = Q1 = 100,000 MWh. - Определя се енергията на горивото за производство на некомбинирана полезна топлинна енергия при брутен КПД на енергийния котел (котли), определен по прав или обратен баланс, равен на 90%: Стъпка № 3 Определя се общата енергийна ефективност на използване на горивото за определен период. - Определя се комбинираната полезна топлинна енергия: Qкомб. = QT - Qнекомб. = QT - Q1 = 150,000 MWh - Определя се енергията на горивото за производство на комбинирана електрическа енергия, комбинирана полезна топлинна енергия и некомбинирана електрическа енергия: Fкомб. + Fнекомб.е = FT - Fнекомб.q = 911,111 - 111,111 = 800,000 MWh - Общата енергийна ефективност на използване на горивото се определя по формулата: или hобщо = 43,80 % - Отчетената обща енергийна ефективност на използване на горивото е по-ниска от стойностите в чл. 4, ал. 1. Това налага да се премине към следваща стъпка. Стъпка № 4 Определя се комбинираната електрическа енергия. 1) Определя се енергийната ефективност на некомбинираното производство на електрическа енергия и съответната енергия на горивото за некомбинирано производство. - (изм. - ДВ, бр. 77 от 2010 г., в сила от 01.10.2010 г.) Коефициентите на електрическите загуби трябва да се определят от действителни измервания или по изчислителен път - (изм. - ДВ, бр. 77 от 2010 г., в сила от 01.10.2010 г.) Определя се осреднена стойност на коефициента на електрическите загуби (недопроизводство) - bср.: - Определя се енергийната ефективност на некомбинираното производство на електрическа енергия: hнекомб.е = 29,40 % 2) (изм. - ДВ, бр. 70 от 2012 г., в сила от 01.01.2012 г.) Определя се режимният фактор - sреж. Стойностите на hкомб. се вземат от чл. 4, ал. 1, т. 2. 3) Определя се комбинираната електрическа енергия: Екомб. = sреж. . Qкомб. = 0,212 . 150 = 31,728 MWh - Определя се некомбинираната електрическа енергия: Енекомб. = Ебр. - Екомб. = 200,000 - 31,728 = 168,272 MWh - Определя се енергията на горивото за некомбинирано производство на електрическа енергия: - Определя се енергията на горивото за комбинирано производство на топлинна и електрическа енергия: Fкомб. = FТ - Fнекомб.е - Fнекомб.q = 911,111 - 572,840 - 111,111 = 227,160 MWh - Обобщени резултати: Тотална Комбинирана Некомбинирана енергия енергия енергия топлинна електрическа Q 250,000 150,000 100,000 - E 200,000 31,728 - 168,272 F 911,111 227,160 111,111 572,840 2. Инсталация за комбинирано производство с парна турбина с противоналягане - схема № 2 Разгледани са два варианта при различен КПД на котела/котлите и съответно различна стойност на тоталната (сумарната) енергия на използване на горивото : -> I вариант FT = 400,000 MWh -> II вариант FT = 525,000 MWh (този вариант е възможен при много ниска ефективност на енергийния котел/котли - hkбр. » 64 %). Първите две стъпки са еднакви за двата варианта. Стъпка № 1 Определят се енергийните потоци на входа и изхода на инсталацията. Стъпка № 2 Определя се количеството произведена некомбинирана полезна топлинна енергия и енергията на използваното гориво за нейното производство: Qнекомб. = 0 Fнекомб.q = 0 Стъпка № 3 - I вариант Определя се общата енергийна ефективност на използване на горивото. - Определя се комбинираната полезна топлинна енергия: Qкомб. = QT - Qнекомб. = 238,000 - 0 = 238,000 MWh - Общата енергийна ефективност на използване на горивото се определя по формулата: или hобщо = 85% - Отчетената обща енергийна ефективност на използване на горивото е 85 % и съгласно чл. 4, ал. 1, т. 1 цялото количество електрическа енергия, произведено от инсталацията, се приема за произведено по комбиниран начин, т. е. Екомб. = Ебр. = 102,000 MWh Стъпка № 3 - II вариант Определя се общата енергийна ефективност на използване на горивото: - Определя се комбинираната полезна топлинна енергия: Qкомб. = QT - Qнекомб. = 238,000 - 0 = 238,000 MWh - Общата енергийна ефективност на използване на горивото се определя по формулата: или hобщо = 64,76% - Отчетената обща енергийна ефективност на използване на горивото е по-ниска от стойностите в чл. 4, ал. 1, т. 1. Това налага да се премине към следващата стъпка. Стъпка № 4 Определяне на комбинираната електрическа енергия: - Определя се енергийната ефективност на некомбинираното производство на електрическа енергия: или hнекомб.е = 19,42 % - (изм. - ДВ, бр. 70 от 2012 г., в сила от 01.01.2012 г.) Определя се режимният фактор - sреж. Стойностите на hкомб. се вземат от чл. 4, ал. 1, т. 1. - Определя се комбинираната електрическа енергия: Екомб. = sреж. . Qкомб. = 0,3494 . 238 = 83,157 MWh - Определя се некомбинираната електрическа енергия: Енекомб. = Ебр. - Екомб. = 102,000 - 83,157 = 18,843 MWh - Определя се енергията на горивото за некомбинирано производство на електрическа енергия: - Определя се енергията на горивото за комбинирано производство на топлинна и електрическа енергия: Fкомб. = FТ - Fнекомб.е - Fнекомб.q = 525,000 - 97,029 - 0 = 427,971 MWh - Обобщени резултати: Тотална Комбинирана Некомбинирана енергия енергия енергия топлинна електрическа Q 238,000 238,000 0 - E 102,000 83,157 - 18,843 F 525,000 427,971 0 97,029 3. Инсталация за комбинирано производство с газова турбина (двигател с вътрешно горене) с котел - утилизатор, допълнително изгаряне на гориво и байпасен газов канал - схема № 3 Стъпка № 1 Определят се енергийните потоци на входа и изхода на инсталацията. Стъпка № 2 Определя се количеството произведена некомбинирана полезна топлинна енергия и енергията на използваното гориво за нейното производство. - Определя се енергията на горивото за производство на некомбинирана полезна топлинна енергия Fнекомб.q = F2 = 1,150 MWh - Определя се енергийната ефективност на некомбинираното производство на полезна топлинна енергия hнекомб.q » hкот.ут. = 90 % - Определя се некомбинираната полезна топлинна енергия: Qнекомб. = F2 . hнекомб.q = 1,150 . 0,90 = 1,035 MWh Стъпка № 3 Определя се общата енергийна ефективност. - Определя се комбинираната полезна топлинна енергия: Qкомб. = QТ - Qнекомб. = 20,352 - 1,035 = 19,317 MWh - Общата енергийна ефективност се определя по формулата: или hобщо = 60,5% - Отчетената обща енергийна ефективност на използване на горивото е по-ниска от стойностите в чл. 4, ал. 1. Това налага да се премине към следваща стъпка. Стъпка № 4 Определяне на комбинираната електрическа енергия. 1. Определя се енергийната ефективност на некомбинираното производство на електрическа енергия и съответната енергия на горивото за некомбинирано производство. - (изм. - ДВ, бр. 77 от 2010 г., в сила от 01.10.2010 г.) Определя се коефициентът на електрическите загуби (недопроизводство) b = 0 - в схемата няма пароотборна машина - Определя се енергийната ефективност на некомбинираното производство на електрическа енергия: 2. (изм. - ДВ, бр. 70 от 2012 г., в сила от 01.01.2012 г.) Определя се режимният фактор - sреж. Стойностите на hкомб. се вземат от чл. 4, ал. 1. 3. Определя се комбинираната електрическа енергия: Екомб. = sреж. . Qкомб. = 0,60 . 19,317 = 11,590 MWh 4. Определя се некомбинираната електрическа енергия: Енекомб. = Ебр. - Екомб. = 19,000 - 11,590 = 7,410 MWh 5. Определя се енергията на горивото за некомбинирано производство на електрическа енергия: 6. Определя се енергията на горивото за комбинирано производство на топлинна и електрическа енергия: Fкомб. = FT - Fнекомб.е - Fнекомб.q = 64,483 - 24,700 - 1,150 = 38,633 MWh - Обобщени резултати: Тотална Комбинирана Некомбинирана енергия енергия енергия топлинна електрическа Q 20,352 19,317 1,035 - E 19,000 11,590 - 7,410 F 64,483 38,633 1,15 24,700 Схема 1 Схема 2 Схема 3