|
| |
|
Главная -> Экология
Теплоизоляционные конструкции и решения. Переработка и вывоз строительного мусораМетодика оценки эффективности мини ТЭЦ на базе газопоршневых электрогенераторных установок Рудольф Лесеид, к. т. н. В настоящее время большую актуальность приобретают системы автономного энергоснабжения на базе газопоршневых электростанций (ГПЭС). Большое значение имеют системы утилизации тепла, производимого ГПЭС. Структура таких систем зависит от условий эксплуатации ГПЭС. Настоящая публикация посвящена оценке экономической эффективности мини ТЭЦ на базе ГПЭС. Общие сведения ГПЭС представляют собой электрогенераторные установки с первичным двигателем, работающем на природном газе. Потребление топлива составляет 0.25-0.3 н.м3 на 1 кВт-час выработанной электрической энергии. Экономически оправданные системы утилизации тепла позволяют использовать 1 Гкал тепла на 1 Мвт-час выработанной электроэнергии. Расход смазочного масла от 3 г до 0.3 г на 1 кВт-час. Межремонтный ресурс 20-40 тыс. моточасов. Полный ресурс достигает сотен тысяч часов. Стоимость ремонта составляет 5-20% стоимости. Механический КПД ГПЭС достигает 38-42%. Из остальной энергии экономически оправдано утилизировать до 75%. Пример 1. Двигатель Cummins GTA28 V-образный 12 цилиндровый с турбонаддувом, диаметр ход поршня 159/159 мм. Мощность максимальная 770 л.с. на 1800 об/мин. Потребление газа 170 н.м3.в час. или 1586 кВт. Полезная нагрузка 574 кВт или 36%. Тепло, отдаваемое в систему охлаждения (с охлаждаемыми выхлопными коллекторами) 609 кВт или 38%. Тепло охладителя наддувочного воздуха - 93 кВт или 6%, Рассеиваемое тепло 73 кВт или 5% оставшиеся 15% или 237 кВт уходит с выхлопом. Экономика часа работы: произведенная электроэнергия 230 руб. (тариф Лененерго), произведенная теплоэнергия 68 руб. (тариф 130 руб./ккал) затраты на газ - 51 руб. экономия составит около 250 рублей или 10$ в час. стоимость такой установки в Санкт-Петербурге составит примерно 160 тыс. долларов - 100% окупаемость достигается за 2 года эксплуатации. Межремонтный ресурс - 4 года, его стоимость 35 тыс. долларов или 25 рублей на 1 час эксплуатации. Пример 2. Двигатель 12Ч15/18 V-образный 12 цилиндровый. Мощность 300 л.с. потребление газа 60 н. м3.в час. или 560 кВт. Полезная нагрузка 200 кВт Производимое тепло -0.2 Гкал в час. Экономика часа работы: произведенная электроэнергия 80 руб. (тариф Лененерго), произведенная теплоэнергия 26 руб. (тариф 130 руб./ккал) затраты на газ - 18 руб. экономия составит около 90 рублей или. стоимость такой установки в Санкт-Петербурге составит примерно 800 тыс. рублей - 100% окупаемость достигается за 1 год эксплуатации. Межремонтный ресурс - 2 года, его стоимость 100 тыс. рублей или 6 рублей на 1 час эксплуатации Пример 3. Двигатель 21083 рядный 4 цилиндровый. Мощность 60 л.с. потребление газа 9 н. м3.в час. или 84 кВт. Полезная нагрузка 30 кВт Производимое тепло -0.03 Гкал в час. Экономика часа работы: Произведенная электроэнергия 12 руб. (тариф Лененерго). Произведенная теплоэнергия 4 руб. (тариф 130 руб./ккал) затраты на газ - 3 руб. экономия составит около 13 рублей или. стоимость такой установки в Санкт-Петербурге составит примерно 200 тыс. рублей - 100% окупаемость достигается за 2 года эксплуатации. Межремонтный ресурс - 1 год, его стоимость 15 тыс. рублей или 2 рубля на 1 час эксплуатации. Выводы: Экономия от применения мини ТЭЦ составляет порядка 45 коп. на 1 кВт-час. С учетом стоимости восстановительного ремонта этот показатель снижается примерно на 10%. Поэтому экономически целесообразно применять как импортные, так и отечественные ГПЭС. Стоимость отечественных мини ТЭЦ позволяет достичь срока окупаемости в 1 год., что выгодно отличает их от импортных. Экономическая целесообразность применения Будем исходить из реальных условий сегодняшнего дня: Ссудный процент - 60-75% годовых, дополнительные налоговые затраты на обслуживание кредита 20-25%. Следовательно, стоимость мини ТЭЦ, покупаемой на кредитные ресурсы, не должна превосходить чистой экономии от количества произведенной энергии, а это 3600-3900 руб. за 1 кВт мощности или в настоящее время 140-160 долларов. Проценты по депозитам составляют 40%, что дает предельную стоимость мини ТЭЦ для платежеспособного потребителя: Отношение стоимости произведенной продукции по тарифам к затратам на ее производство, это составляет 8700-8800 рублей за 1 кВт мощности или 350 долларов. При комбинированной оплате, когда кредитные ресурсы привлекаются частично, стоимость мини ТЭЦ может составлять от 160 до 350 долларов за 1 кВт мощности. Заключение В нынешних экономических условиях целесообразность применения мини ТЭЦ имеет место при стоимости 1 кВт установленной мощности до 140-160 долларов при привлечении кредитных ресурсов, и до 350 долларов при использовании собственных ресурсов. Какие же ГПЭС попадают в указанные ценовые пределы? В первую ценовую группу входит ГПЭС мощностью 200 кВт с двигателем 12Ч15/18(Россия), во вторую - электростанции Российской сборки с импортными газовыми двигателями. Новые импортные ГПЭС имеют стоимость более $400 /кВт и могут рассматриваться только для энергоснабжения новых и удаленных объектов с высокой стоимостью подключения к централизованным сетям которая может составить от $40/кВт.
Михаил Некрасов Исследования показывают, что при эксплуатации типичного жилого дома через стены теряется до 40% тепла, через окна - 18%, подвал - 10%, крышу - 18%, вентиляцию - 14%. Поэтому свести теплопотери к минимуму возможно только при комплексном подходе к энергосбережению. Из приведенных данных следует, что недостаточное термическое сопротивление ограждающих конструкций наиболее существенно снижает энергоэффективность зданий. Однако утеплением лишь ограждающих конструкций нельзя добиться значительного уменьшения теплопотерь, поскольку существенная их доля приходится на так называемые мостики холода , то есть участки интенсивного теплообмена с окружающей средой. Такие участки чаще всего образуются в местах контакта плит перекрытий с несущими стенами, в местах примыкания к наружным стенам внутренних стен и перегородок, а также при проседании некачественного теплоизоляционного материала в трехслойных ограждающих конструкциях с утеплителем в качестве среднего слоя. Поэтому современные системы утепления предусматривают создание комплексной защитной термооболочки вокруг конструкций здания. Такая оболочка включает в себя утепление контактирующих с грунтом конструкций фундамента в сочетании с утеплением скатных или плоских крыш, а также устройство современных фасадных систем, передвигающих зону положительных температур в несущие конструкции. Этот комплекс мер исключает появление мостиков холода , повышает тепловое сопротивление ограждения и предотвращает выпадение конденсата, пагубно влияющего на теплоизолирующие и другие эксплуатационные характеристики конструкций. Таким образом, определяется весьма и весьма широкий круг задач, для решения которых необходимы теплоизоляционные материалы. Однако такие факторы эксплуатации строительных конструкций, как температурный и влажностный режим, наличие нагрузок и деформационных воздействий, агрессивные химические среды, а также большое разнообразие используемых в конструкциях материалов предъявляют весьма различающиеся, а порой и диаметрально противоположные требования к утеплителям. В зависимости от условий эксплуатации к теплоизоляционному материалу предъявляется набор специфических требований. В соответствии с этими требованиями и осуществляется выбор типа материала. Мы рассмотрим наиболее распространенные строительные решения и соответствующие им требования по физико-химическим свойствам, предъявляемые к теплоизоляционным материалам. Решения для изоляции кровли При выборе теплоизоляционных материалов для различных видов кровель следует учитывать, что на срок их службы оказывают существенное влияние температурно-влажностный режим эксплуатации конструкции, возможность диффузионного увлажнения, а также воздействие ветровых, снеговых и прочих механических нагрузок. Кроме того, утеплители должны сохранять теплоизоляционные свойства на протяжении долгого времени, а также быть водостойкими, биостойкими, не выделять в процессе эксплуатации токсичных и неприятно пахнущих веществ и соответствовать требованиям пожарной безопасности. Несущим покрытием в плоских кровлях служат профилированный стальной лист или железобетонная плита. Тепловая изоляция должна защищать покрытие от воздействий переменных температур наружного воздуха, выравнивать температурные колебания основного массива покрытия, не допуская появления трещин вследствие неравномерных температурных колебаний. Кроме того, к теплоизоляционным материалам в таких конструкциях предъявляются повышенные требования по механической прочности - в частности, прочности на сжатие и на отрыв слоев. Во избежание конденсации влаги внутри системы между основанием и утеплителем необходим слой пароизолятора, например пленка или приклейка горячим битумом. Также необходим внешний гидроизоляционный слой. Скатные кровли, пожалуй, в малоэтажном строительстве пользуются куда большей популярностью, поскольку они обеспечивают лучшую гидро- и теплоизоляцию. Кроме того, такая конструкция позволяет устраивать мансарды, увеличивающие полезную площадь дома. Для утепления скатных кровель требования по прочности к теплоизоляционным материалам не столь жестки, но важно, чтобы материал не проседал под собственным весом - не давал усадку, так как в этом случае под коньком очень вероятно возникновение мостиков холода. Этот неприятный эффект нередок при использовании стекловолокнистых изделий небольшой плотности. Лишь отчасти для утепления скатных крыш и мансард подходит пенополистирол, поскольку его горючесть предъявляет повышенные требования к противопожарным мероприятиям, включающим антипиреновую пропитку деревянных конструкций, устройство огнезащитных слоев и т.д. Поэтому наиболее целесообразно применять минераловатные плиты небольшой плотности, такие как гидрофобизированные плиты из базальтовых горных пород или еще более легкие маты, которые предназначены для утепления ненагруженных кровельных конструкций. Решения для изоляций внешних стен Система наружного утепления мокрого типа с тонкой штукатуркой состоит из нескольких последовательно накладываемых слоев: утеплителя, крепящегося на несущую конструкцию, клеевого состава с армирующей стеклопластиковой сеткой, базового и декоративного слоев штукатурки. Эта система предъявляет повышенные требования к таким свойствам утеплителя, как прочность на отрыв слоев, влагопоглощение и теплопроводность. Поэтому в качестве утеплителя здесь используются минераловатные плиты из базальтового волокна, вспененный пенополистирол и реже - плиты из экструдированного пенополистирола. Несколько отличается от вышеописанной система с толстой штукатуркой - в данном случае утеплитель накалывается на анкеры с шарниром, затем накладывается сварная сетка из нержавеющей стали и сверху - толстый слой штукатурки. В обоих случаях предпочтительнее использовать минераловатные плиты с высокой плотностью (например, гидрофобизированные минераловатные плиты) или двухслойные плиты - с повышенной плотностью наружного слоя и пониженной плотностью внутреннего. А вот использование пенополистирола в соответствии с требованиями пожарной безопасности имеет ряд ограничений. Так, строительными нормативами разрешается использовать полистирольные плиты на фасадах с обрамлением оконных и дверных проемов и меж-этажных рассечек из минеральноватных плит. В описанных штукатурных системах утепления фасадов теплоизоляционный материал крепится к существующей конструкции кирпичной стены с помощью дюбелей, а затем поверх утеплителя наносятся слои минеральной штукатурки по сетке. Проведенные расчеты установили, что для условий Московской области эксплуатационная влага, поступающая в ограждение при диффузии водяных паров, не скапливается в толще стены. Однако колебания температуры наружного воздуха вызывают колебания температур наружной поверхности и в толще стены. По величине коэффициента теплоусвоения можно установить слой резких колебаний , характеризующийся тем, что тепловая инерция этого слоя, находящегося у наружной поверхности ограждения Д = S RiSi, должна равняться единице. Для кирпичной стены с утеплением из минераловатных плит слой резких колебаний находится на расстоянии 7,3 см от наружной поверхности стены (Д = 0,99). При резких изменениях температуры наружного воздуха, особенно в зимнее время, температура на поверхности дюбеля оказывается ниже, чем температура в слое минераловатной плиты. В этом случае влага, находящая в порах минеральной ваты, будет конденсироваться на поверхности дюбеля в виде инея и наледи. Существующие конструкции дюбеля состоят из металлического стержня в пластмассовой оболочке. Коэффициент теплопроводности металла более чем в сорок раз больше теплопроводности минераловатных плит. Поэтому распространение холодной волны в дюбеле будет происходить значительно быстрее, чем в толще минераловатной плиты, и поверхность дюбеля будет охлаждаться быстрее. В зимнее время при колебании минусовых температур наружного воздуха на поверхности дюбеля будет происходить периодическое образование шубы из инея и наледей. При устройстве плоских кровель над террасами дома и эксплуатируемых плоских кровель традиционной конструкции в совмещенном покрытии будут наблюдаться аналогичные явления. При утеплении плоской кровли плитами из минеральной ваты толщиной 15 см толщина слоя резких колебаний составит 6,5 см (Д=1,01). При температуре внутреннего воздуха 20ОС, относительной влажности внутреннего воздуха 60% и наружного 80% и температуре наружного воздуха -15ОС с внутренней стороны кровельного ковра образуется конденсат. При колебаниях наружной температуры, и в особенности при переходе через 0ОС, влага будет оттаивать и замерзать, что приведет к разрушению кровельного ковра. Для предотвращения образования конденсата с внутренней стороны кровельного ковра в зоне дюбелей следует обработать паронепроницемой мастикой места прохождения дюбеля через пароизоляционный слой. Навесные вентилируемые фасады характеризуются наличием воздушной прослойки между крепящимся на несущую конструкцию утеплителем и дождевым экраном, также выполняющим декоративные функции. При проектировании наружных ограждений с вентилируемой воздушной прослойкой эффективность теплоизоляции будет зависеть от размеров приточных и вытяжных отверстий, находящихся в нижней и верхней части вентилируемого фасада, а также от соотношения влагосодержания воздушной прослойки и наружного воздуха. Утеплитель, используемый в таких системах, должен иметь длительный срок эксплуатации, обладать негорючестью, химической и биологической стойкостью, сохранять стабильную форму и высокие теплоизолирующие характеристики; позволять водяным парам и влаге беспрепятственно проходить в воздушную прослойку, предотвращая образование и скопление на конструкциях разрушающего их конденсата. Перечисленным требованиям соответствуют жесткие гидрофобизированные минераловатные плиты из базальтовых горных пород, например. Эти материалы на основе неорганических волокон являются неблагоприятной средой для образования плесневых и других грибков, а также обладают высокими тепло- и шумопоглощающими свойствами. Может быть использована и двухслойная минераловатная плита: более плотный слой устанавливается на наружной стороне фасадных конструкций, менее плотный - непосредственно на несущую стену, так как мягкий слой позволяет утеплителю лучше прилегать к неровностям утепляемой конструкции. Следует заметить, что такие навесные фасады нечасто применяются в коттеджном строительстве из-за более высокой стоимости и сложности монтажа. Трехслойные ограждающие конструкции с расположением утеплителя средним слоем между двумя несущими слоями могут изготавливаться с использованием практически любых конструкционных материалов - от древесных панелей до железобетона и кладки из штучных каменных материалов. Внутренняя и наружная стенки, соединенные гибкими связями в виде арматурных стержней или каркасов, уложенных в горизонтальные швы кладки, обеспечивают прочность конструкции, а внутренний утепляющий слой - требуемые теплозащитные параметры. Толщина утепляющего слоя выбирается в зависимости от климатических условий и вида утеплителя. В отечественном малоэтажном строительстве такие конструкции получили довольно широкое распространение, особенно к востоку от Урала. Из-за неоднородной структуры трехслойной стены и применения материалов с различными теплозащитными и пароизоляционными характеристиками в толще конструкции может образовываться конденсационная влага, наличие которой снижает теплоизоляционные свойства ограждения. Поэтому при возведении трехслойных стен следует предусмотреть их защиту от увлажнения. В трехслойных конструкциях к утеплителю предъявляются особые требования по устойчивости к деформациям и влагостойкости, так как в данном случае ремонтно-восстановительные работы невозможны. Этим требованиям отвечают изделия из минеральной ваты, пенополистирола и отчасти - пенобетона. Пенополиуретан, как в виде готовых панелей, так и затвердевающих на месте смесей, также можно использовать в качестве утеплителя для изготовления трехслойных панелей или в качестве заливки для полостей предварительно возведенных конструкций, состоящих из несущего каркаса и облицовочного слоя (колодцевая кладка). Панели из пенополистирола используются для утепления в конструкциях, включающих слоистую кладку, трехслойные бетонные или железобетонные панели, трехслойные с металлическими обшивками - т.н. сэндвич-панели .
Перфоманс. Постановление совета министров р. Автоматизированные системы комме. Ii. Развитие internet-технологий в с. Главная -> Экология 
|