|
| |
|
Главная -> Экология
Распространение тепловых насосов. Переработка и вывоз строительного мусораУ Заказчика на заводе при производстве кокса образуется газ и каменноугольная смола. Коксовый газ является побочным продуктом производства кокса, в настоящее время на заводе никак не используется и поступает на ТЭЦ, где сжигается в котлах для выработки пара и электроэнергии. Заказчик покупает у этой ТЭЦ теплоэнергию (пар) и электроэнергию. В то же время коксовый газ является энергетическим сырьем, т.к. имеет теплотворную способность 4000 ккал/м3 и его можно утилизировать прямо на заводе, т.е. сжигать в качестве топлива в энергетических агрегатах для получения тепловой и электрической энергии. Исходя из вышеизложенного Заказчик обратился с целью получения технико-коммерческого предложения по утилизации коксового газа для выработки тепловой и электрической энергии. 1. Исходные данные. - Для разработки технико-коммерческого предложения Заказчик выдал исходные данные (см. Приложение 1). 2. Принципиальные технические решения. В качестве технического решения предлагается строительство газовой мини-ТЭЦ, работающей на коксовом газе и состоящей из: - 4 газопоршневых агрегатов типа ДГ – 4000, устанавливаемых в отдельном здании размером в плане 18х24 м; - газоповысительной станции, состоящей из 3х газовых компрессоров, устанавливаемых в помещении размером 12х18 м (на 1 этаже); - газоочистки коксового газа, расположенной в этом же здании размером в плане 12х18 м (на 2 этаже); - теплоутилизационной установки тепла выхлопных газов и системы охлаждения двигателей, состоящей из двух котлов – утилизаторов (паровых или водогрейных по желанию Заказчика), водоподготовки, термической обработки воды и системы теплоснабжения; - выхлопной (дымовой) трубы; - автоматизированной системы управления комплексом; - трансформаторной подстанции и главного распределительного устройства. Примерная схема газовой мини-ТЭЦ представлена на рис. 1 приложение 4. Основные стоимостные показатели приведены в таблице 1 стр.3 Техническая характеристика газопоршневого агрегата ДГ – 4000 приведена в приложении 2. Расчет срока окупаемости приведен в приложении 3. Административно – хозяйственные помещения газовой мини-ТЭЦ могут быть размещены в существующих зданиях завода. Газоочистку коксового газа предполагается выполнить по схеме мокрых скрубберов (труб Вентури) с использованием существующих бассейнов – отстойников и станции биологической очистки вод. Расход технической воды ~ 2000 м3/ч. В теплоутилизационной установке могут быть установлены (по желанию Заказчика) водогрейные или паровые котлы – утилизаторы тепла выхлопных газов и систем охлаждения газопоршневых агрегатов. Количество тепла, которое можно утилизировать от четырех агрегатов составит – 16 24 Гкал/ч. При установке паровых котлов пар может использоваться в отопительных и технологических целях в существующих сетях завода. При установке водогрейных котлов горячая вода с температурой до 110 0С используется на отопление и горячее водоснабжение. Предусмотрен также вариант прямого 100% выхлопа горячих дымовых газов, минуя котлы-утилизаторы, в дымовую трубу. Возможно также, с помощью регулирующих заслонок, подавать часть дымовых газов (30%, 50%, 70%) через котлы-утилизаторы, а остальную часть напрямую в дымовую трубу Питательную или подпиточную воду для котлов-утилизаторов можно использовать от существующей котельной или готовить в собственной установке ХВО. 3. Объем услуг. По желанию Заказчика Генподрядчик выполнит весь комплекс работ по строительству мини-ТЭЦ, включая: -проектирование газовой мини-ТЭЦ мощностью Nэ=16 МВт для утилизации 12000 м3/ч коксового газа. Проект выполняется во всех частях: технологическая, строительная, КИПи А, электротехническая, сантехническая, генплан, связь, экология; - поставка стандартного и нестандартного оборудования согласно спецификации утвержденного проекта; - авторский надзор за изготовлением и монтажом; - монтаж оборудования или шеф-монтаж; - пусконаладочные работы во всех частях. Имеются необходимые лицензии на все виды заявленных работ. 4. Стоимостные показатели. Предварительные капитальные затраты (ориентировочные) приведены в табл.1 Таблица 1 № п/п Наименование оборудования или вида работ Кол. Стоимость общая, тыс.у.е. без НДС Примечание 1 Газопоршневой агрегат ДГ-4000 4 2200 2 Компрессор газовый с маслосистемой 3 390 3 Газоочистка коксового газа с насосной станцией 1 180 4 Теплоутилизационная установка с 2 котлами-утилизаторами, ХВО и ДСА 1 160 5 Газовоздуховоды, дымовая труба, трубопрводы коксового газа (внутренние) компл. 50 6 Трансформаторная подстанция и ГРУ для выдачи электроэнергии внешним потребителям компл. 550 7 Монтажные и наладочные работы компл. 200 8 Проектно-конструкторские работы. ОВОС 140 Итого: 3 870 Все стоимостные показатели даны ориентировочно по состоянию на и будут уточняться при заключении договора и выдаче технического задания на проектирование. Все стоимостные показатели относятся только к объемам работам, ограниченным стенами мини-ТЭЦ и не учитывают все наружные сети и сооружения. В данных стоимостных показателях не учтены также строительные работы по строительству новых или реконструкции существующих зданий под мини-ТЭЦ. Стоимость этих работ будет определена после выполнения строительной части проекта Для определения реальной стоимости газовой мини-ТЭЦ необходимо разработать технико-экономическое обоснование строительства (ТЭО). Стоимость разработки ТЭО ориентировочно составляет 40 тыс. у.е. без НДС. 6.Этапы и ориентировочные сроки выполнения работ. 6.1 Разработка проекта - 4-5 месяцев. 6.2 Заказ и поставка оборудования и материалов –5-6 месяцев. 6.3 Строительно-монтажные и пуско-наладочные работы – 4-5 месяцев. Продолжительность работ может быть сокращена за счет параллельного выполнения этапов. Продолжительность работ по строительству или реконструкции зданий под мини-ТЭЦ будет определена после выполнения строительной части проекта. Приложение 1. Исходные данные, взятые из опросного листа. 1. Технологические показатели коксового газа: - калорийность 3950 4050 ккал/м3; - давление 800 1100 мм.в.ст.; - плотность 0,445 0,470 кг/м3. 2. Содержание, % - Водорода 56,5-58,0 Окончание - Метана 23,0-25.0 - Непредельных углеводородов 2,0-2,5 - Оксида углерода 7,5-8,5 - Кислорода 0,5-0,9 - Диоксида углерода 2,3-2,8 3. Содержание примесей, г/м3 - сероводорода 1,2-1,8 - цианистого водорода 0,7-2,0 - нафталина 0.08-0,15 - смолистых и масел 0,05-0,10 4. Потребность в электроэнергии - Минимальные нагрузки по электроэнергии Время года Название месяца В рабочее время, кВт Название месяца В нерабочее время, кВт Зима декабрь 11000 ноябрь 10500 Лето июль 10500 июнь 10000 - Максимальные нагрузки по электроэнергии Время года Название месяца В рабочее время, кВт Название месяца В нерабочее время, кВт Зима январь 13000 январь 12500 Лето июнь 11500 июнь 11000 - Напряжение выдачи электрической мощности - 10 кВ - Ожидаемый прирост среднегодового расхода энергии по предприятию в течение будущих пяти лет, в % от фактического расхода: -по электроэнергии + 25% -по тепловой энергии (горячая вода) + 10 % 5. Отопительные нагрузки. Продолжительность отопительного сезона – 232 сут. (5568 час.) Температурный график системы отопления 70 – 95 0С Расчетная нагрузка отопления – 32 Гкал/ч 6. Финансовые данные. Стоимость электроэнергии без НДС: - плата за мощность, руб. (кВт/месяц) - 120.0 - плата за энергию, руб.(кВт.ч) - 0,445 - средняя стоимость электроэнергии, руб. (кВт.ч) – 0,64 Стоимость теплоэнергии без НДС: - пар, руб. (Гкал) - 250,7 Цена топлива (коксовый газ) без НДС, руб. за 1000 м3 - 140,0 Приложение 2. Основные технические данные и характеристики газопоршневого агрегата ДГ-4000. Мощность максимальная, кВт---4025 Сила тока, кВА --- 4400 Напряжение номинальное, В --- 10500 Мощность номинальная, кВт --- 3500 Частота тока, Гц --- 50 Род тока -------- переменный, трехфазный Генератор ----- СГД 16-84-6У4 Силовой агрегат --------16 ДПН 2А 23/2х30 Частота вращения (ном. мощность) вала отбора мощности, об/мин – 1000 Частота вращения (ном. мощность) коленчатых валов, об/мин – 800 Устройство управления дизель-генератором --- КУ-Д 4000 Топливо для двигателя --- коксовый газ (давлением 2 12 кгс/см2) Удельный расход топлива на номинальном режиме работы- 4430 м3/ч Удельный расход масла на номинальном режиме работы, Г/кВт/час-2,2 Габариты – 12000 х 1192 х 3320 мм Масса – 70000 кг Номинальная мощность силового агрегата, кВт/л/с – 3680/5000 Время непрерывной работы агрегата (рекомендуемое), м/час - 1600 Назначенный ресурс до кап. ремонта, м/час - 40 000 Назначенный ресурс полный, м/час - 60 000 Срок службы агрегата, лет - 30 Приложение 3. Расчет срока окупаемости газовой мини-ТЭЦ. 1. Установленная электрическая мощность – 16 МВт. 2. Вырабатываемая электрическая мощность – 13 МВт. 3. Произведено электроэнергии за год (согласно данным Заказчика из опросного листа) 97173553 кВт 5. Стоимость произведенной электроэнергии при тарифе с учетом оплаты за установленную мощность 0,64 руб./кВт.ч без НДС 97173553 х 0,64 х 1,2 = 74629289 руб. 6. Установленная тепловая мощность – 24 МВт. 7. Вырабатываемая тепловая мощность – 19,5 МВт или 16,8 Гкал/ч. 8. Произведено тепловой энергии за отопительный сезон (5568 час.) 16,8 х 5568 = 93,6·103 Гкал/год 9. Стоимость произведенной тепловой энергии при стоимости 1Гкал- 250,7 руб. без НДС 93,6 х 103 х 250,7 х 1,2 = 28158624 руб. 10. Всего сэкономлено за год на тепле и электроэнергии 74629289 + 28158624 = 102787913 руб. 11. Расход топлива (коксового газа) на выработку электро и теплоэнергии за год 4430 х 3 х 8200 = 108978000 м3/год 12. Стоимость использованного коксового газа при тарифе 140 руб. за 100 м3 без НДС 108978000 х 0,14 х 1,2 = 18308304 руб. 13. Расход электроэнергии на собственные нужды (компрессорная, насосная и др. электропотребители) 10,4 млн. кВт.ч 14. Стоимость затраченной на собственные нужды электроэнергии 10400000 х 0,64 х 1,2 = 7987200 руб. 15. Стоимость основных фондов, включаемая в расчет себестоимости составляет 3530000 долларов США или по курсу 31,86 руб/дол 3530000 х 31, 86 = 112465800 руб. 16. Средние амортизационные расходы принимаем в размере 8% от основных фондов 112465800 х 0,08 = 8997264 руб. 17. Налог на основные фонды в размере 2% составляет 112465800 х 0,02 = 2249316 руб. 18. Прочие расходы принимаем в размере 20% от амортизационных расходов 8997264 х 0,20 = 1799452 руб. 19. Годовая зарплата обслуживающего персонала 40 чел. с учетом отчислений с ФОТ при среднем окладе 3500 руб. 40 х 3500 х 1,2 х 12 х 1,37 = 2761920 руб. 20. Итого годовых затрат 18308304 + 7987200 + 8997264 + 2249316 + 1799452 + 2761920 = 42103456 руб. 21. Годовая экономия составляет 102787913 – 42103456 = 60684457 руб. 22. Срок окупаемости капитальных вложений 112465800: 60684457 = 1, 85 лет Расчет срока окупаемости выполнен ориентировочно. В нем не учтены наружные сети, здание под мини-ТЭЦ и др. Поэтому реальный срок окупаемости будет больше. Точный расчет с реальными цифрами и с учетом всех факторов может быть выполнен при проектировании (в части ТЭО).
Точных данных о количестве зданий в мире, в которых работает отопление на теплонасосах, нет. Поисковая интернет система Google на запрос geothermal heat pump - GHP (геотермальный тепловой насос) выдает ссылки на 2 миллиона документов. Информация Европейской ассоциации по тепловым насосам (European Heat Pump Association - EHPA) по количеству проданных GHP в 1992, 2003 и 2004 годах в некоторых европейских странах приведена в таблице. Процесс имеет лавинообразный характер. Во многих странах GHP привычны как кондиционер в Украине. Количество покупок и установок GHP в некоторых странах Европы в 1992, 2003 и 2004 годах Страна В 1992 году В 2003 году В 2004 году Прирост в 2004 году к 2003 Австрия 800 3780 5129 36% Болгария - 15 25 67% Чехия 20 1200 2400 100% Эстония - 510 750 47% Финляндия 100 8540 12648 48% Франция 4000 13700 17300 26% Германия 2000 15838 20636 30% Ирландия - 1300 1800 38% Латвия - 527 839 59% Голландия - 1557 1800 16% Норвегия 1000 55081 35390 -36% Словения - 25 35 40% Швеция 15000 68100 100215 47% Швейцария 2700 8695 9796 13% Всего 24100 178341 207924 17% Использование GHP в некоторых странах в 2000 году Страна Установленная мощность оборудования, МВт Произведено энергии, ГВтч/год Австралия 24,0 16,0 Австрия 228,0 303,9 Болгария 13,3 45,0 Великобритания 0,6 0,8 Венгрия 3,8 5,6 Германия 344,0 319,2 Греция 0,4 0,9 Дания 3,0 5,8 Исландия 4,0 5,6 Италия 1,2 1,8 Канада 360,0 247,5 Литва 21,0 166,3 Нидерланды 10,8 15,9 Норвегия 6,0 8,9 Польша 26,2 30,1 Россия 1,2 3,2 Сербия 6,0 11,1 Словакия 1,4 3,4 Словения 2,6 13,0 США 4 800,0 3 333,6 Турция 0,5 1,1 Финляндия 80,5 134,5 Франция 48,0 70,8 Чехия 8,0 10,6 Швейцария 500,0 550,0 Швеция 377,0 1146,8 Япония 3,9 17,8 Всего: 6 675,4 6 453,1 В США ежегодно производится около 1 млн. тепловых насосов. В Японии ежегодно производится около 3 млн. тепловых насосов. В Швеции 50% всего отопления обеспечивается тепловыми насосами. 12% всего отопления Стокгольма обеспечивают GHP общей мощностью 320 МВт, которые используют как источник тепла Балтийское море при среднегодовой температурой восемь градусов Цельсия. В 2001 году в Швейцарии в каждом третьем новопостроенном здании устанавливались GHP (данных по другим годам нет). На каждые два квадратные километра территории Швейцарии (включая леса, гори и водоемы) установлен один GHP. В доме Президента США Джорджа Буша в Техасе с 2001 года установлен геотермальный тепловой насос, что позволяет уменьшить расходы на отопление и кондиционирование на 75%. Королева бурит скважину для отопления дворца сообщила лондонская газета Таймс 21.08.2005 про планы строительства GHP для отопления Букингемского дворца. Сэр Элтон Джон в ноябре 2003 года установил GHP для отопления собственного особняка (Виндзор, Великобритания). По прогнозам Мирового Энергетического Комитета в 2020 году в мире доля HP в теплоснабжении составит 75%. Система отопления на тепловых насосах применяется: в различных зданиях – на одну и много семей, административных зданий (Дворец Европы в Страсбурге, европейские представительства IBM и NIKE), отелей (один из первых в Польше GHP установлен в 1993 году в гостинице Ornak в Закопане), музеев, церквей, банков, больниц, школ, фабрик. Наибольшая на сегодня система GHP мощностью 10 МВт обеспечивает теплом и холодом офисно-гостиничный комплекс в г. Луисвиль (Louisville), штат Кентукки, США, площадью 93000 м2; для небольших городов – например городок Стромстад в Швеции с населением 6000 человек, из которых 3000 отапливаются объединенной системой из 400 GHP; для производственных нужд – отопление аэропортов (терминалы в Цюрихском международном аэропорту) и подогрева от обледенения взлетно-посадочных полос, крыш, дорог, газонов футбольных площадок и т.д.
Путь к энергоэффективному будуще. Национальный проект гоэлро 2. New page 1. Владимир яковлев. Сколько нефти осталось на земле. Главная -> Экология 
|