Главная -> Экология

Реконструкция котельной промышле. Переработка и вывоз строительного мусора

Ю. А. Табунщиков, докт. техн. наук, член-корр. РААСН,

профессор, президент НП «АВОК»

Может быть, это покажется странным, что только в последние годы мировое сообщество пытается осознать единство и противоречие отношений «общество – энергоресурсы». Общество прочувствовало на ряде кризисных ситуаций, что энергоресурсы имеют критически важное значение не только для улучшения качества жизни, но также для обеспечения независимости и безопасности страны.

Особая роль в формировании отношений «общество – энергоресурсы» принадлежит строительной индустрии, которая потребляет до 40 % всех ископаемых энергоресурсов. Особенность этих отношений состоит в том, что строительство слабо воспринимает и медленно использует дорогостоящие энергоэффективные технологии.

Ключевым моментом современного этапа отношений «общество – энергоресурсы» является разработка Правил, которые определяли бы права и обязанности государства и граждан – производителей и потребителей энергии, в том числе с учетом защиты интересов будущих поколений.

Примерами таких правил является Резолюция саммита «Восьмерки» в Санкт-Петербурге в 2006 году «Глобальная энергетическая безопасность» и Директива Европейского сообщества.

Большая работа по созданию таких Правил ведется в НП «АВОК», ASHRAE, REHVA, SCANVAC, VDI и в других авторитетных международных и национальных общественных профессиональных организациях. Здесь представлен обобщенный краткий вариант правил взаимоотношений «общество– энергетика и энергосбережение», разработанных в упомянутых выше организациях.

Назовем основные Правила, являющиеся общими, весьма важными и способными оказывать существенное влияние на промышленность систем климатизации и, соответственно, на качество жизни людей.

1. Обеспечение гарантированного и экономичного энергоснабжения.

Гарантированное долговременное энергоснабжение очень важно для поддержания и улучшения качества нашей жизни. Государственная политика оказывает существенное влияние на виды и экономические показатели ресурсов, разрабатываемых и используемых в этих целях.

Для решения этой проблемы любое государство должно рассмотреть следующие вопросы:

– эффективность потребления энергии. Разработка действенной политики должна исходить из того факта, что повышение эффективности потребления энергии в новых и существующих зданиях может ограничить незащищенность инфраструктуры риском, связанным с прекращением энергоснабжения. Кроме того, оно может продлить экономически оправданную разработку существующих невозобновляемых энергетических ресурсов. Такие существенные преимущества повышения эффективности потребления энергии, положительно влияющие на экономические параметры и качество жизни, еще не всегда учитываются в существующих экономических моделях. Насколько возможно, должна быть произведена количественная оценка этих преимуществ, результаты которой должны приниматься во внимание в процессе формирования соответствующей политики.

– законодательное регулирование. Слишком жесткие или, наоборот, слишком свободные условия законодательного регулирования могут препятствовать разработке и созданию надежной инфраструктуры гарантированного энергоснабжения. Регулирующие предписания в энергетической промышленности, особенно в атомной энергетике, должны основываться на четких инженерных принципах, включающих оценку полного жизненно- го цикла системы, сочетающуюся с необходимостью надлежащего контроля всех норм и правил.

– используемые энергоносители. Источники энергии отличаются по объему наличных запасов, доступности и предполагаемым срокам добычи. Для обеспечения долговременной безопасности государственная и национальная политика должна поддерживать разработку и использование полного комплекса разнообразных мер, обеспечивающих долговременное жизнеподдерживающее энергоснабжение, включая меры по увеличению поддержки разработок технологий, использующих возобновляемые энергетические ресурсы.

2. Влияние на окружающую среду разработки и потребления энергетических ресурсов.

Разработка и потребление невозобновляемых энергетических ресурсов оказывают значительное и преимущественно отрицательное воздействие на окружающую среду. В качестве таких отрицательных факторов можно упомянуть стоимость разработки и добычи таких ресурсов, в которую, например, входит стоимость приборов обнаружения газообразных выделений, стоимость рекультивации горных выработок, затраты на установку устройств защиты от подземных вод, затраты на очистку сточных вод и захоронение отходов. Однако здесь еще не указаны другие экономические издержки, связанные, в частности, с загрязнением воздуха и воды, истощением ресурсов, возможным влиянием на глобальные изменения климата. Повышение эффективности использования таких ресурсов меньше влияют на экологические последствия, чем многочисленные аспекты поставки этих ресурсов.

В этой связи следует отметить, что использование возобновляемых энергетических ресурсов в основном оказывает значительно меньшее воздействие, чем применение ископаемых ресурсов. Все новые решения по энергетическим ресурсам, основанные как на регулирующих предписаниях, так и на тенденциях, складывающихся на свободном рынке, должны учитывать влияние на окружающую среду, в том числе на стороне потребления, новых и существующих ресурсов, включая и возобновляемые ресурсы.

3. Влияние зданий на инфраструктуру подачи энергии.

Потребление энергии в зданиях вносит значительный вклад в летние и зимние пиковые нагрузки на систему электроснабжения. При этом надежность системы электроснабжения в большой степени зависит от пиковых потреблений мощности устройствами и оборудованием зданий.

Конструкция и расположение зданий также оказывают влияние на инфраструктуру подачи природного газа. Здания могут проектироваться и обслуживаться таким образом, чтобы сглаживались эти пиковые нагрузки, но для этого часто бывает недостаточно экономических стимулов.

Энергоэффективные здания, микро-турбины, топливные эле-менты, тепловые аккумуляторы и усовершенствованные контрольные приборы – все это может быть использовано для снижения пиковых нагрузок на сеть энергоснабжения.

Усовершенствованное рыночное регулирование, включающее широкое использование стоимости коммунальных услуг в зависимости от времени суток и сезонных цен, может выявить влияние использования энергии на инфраструктуру энергообеспечения и предоставить участникам рынка стимулы для проектирования и эксплуатации зданий в соответствии с этим влиянием.

Децентрализованные системы обеспечения на уровне здания, такие как микро-турбины, топливные и фотоэлектрические элементы, могут быть положены в основу эффективных методов снижения нагрузки на инфраструктуру энергообеспечения и могут предоставить возможности для возрастающего использования возобновляемых энергетических ресурсов.

4. Реструктуризация коммунальных служб.

Изменения в коммунальных системах обеспечения природного газа и электрической энергии, включая реструктуризацию и устранение правовой неопределенности, привели к существенному сокращению программ повышения эффективности потребления энергии на коммунальном уровне. Вследствие разнообразия и сложности реализации усо-вершенствованных систем, направленных на повышение эффективности потребления энергии, им трудно конкурировать на общем рынке, даже если они имеют большое преимущество в стоимости. Повышение эффективности и контролирование потребления энергии в зданиях представляет собой эффективный способ сокращения потребности в традиционных энергетических ресурсах и уменьшения нагрузки на инфраструктуру энергоснабжения.

Политика реструктуризации должна способствовать экономичному потреблению и использованию возобновляемых ресурсов для сокращения общих расходов потребителей энергии и увеличения долгосрочных преимуществ.

5. Препятствия на пути повышения эффективности потребления энергии в зданиях.

На базе существующей практики может быть значительно повышена эффективность использования энергии в существующих и новых зданиях. Однако на этом пути существует множество препятствий и требующих устранения недостатков, затрудняющих достижение наиболее экономичным образом максимальной эффективности. Некоторые из этих препятствий являются институциональными, в то время как другие имеют политическую и правовую природу.

Регулирующие органы должны учитывать рыночное влияние и способствовать рыночным преобразованиям для поддержки повышения эффективности применения энергии и внедрения систем, использующих возобновляемые энергетические ресурсы.

Список, хотя и не исчерпывающий, требующих преодоления характерных рыночных препятствий и трудностей включает в себя:

– неспособность осознать и воспринять эффективность на всем жизненном цикле, например, сосредоточенность на первоначальных затратах;

– отсутствие рекомендаций, целевых ориентиров и инструментов измерения производительности зданий в течение всего их жизненного цикла;

– система оплаты, не стимулирующая проектирование энергоэффективных зданий;

– наличие строительных норм и правил, не способствующих усовершенствованным разработкам;

– страх перед возможными судебными спорами, служащими сдерживающим фактором для инновационных разработок и проектных работ;

– необходимость наличия стимулов в условиях, когда разные стороны ответственны за расходы на этапах проектирования, строительства, эксплуатации здания, а также за стоимость различных служб в здании.

6. Необходимые энергетические нормы для новых зданий.

Существующие энергетические нормы и стандарты на оборудование являются минимальными стандартами, и проектирование и строительство многих зданий могут быть выполнены со сравнительно небольшими затратами, и при этом их параметры энергопотребления могут быть существенно лучше требований существующих правил. В настоящее время большинство энергетических правил базируются, по крайней мере, частично, на средних ценах на энергию, которые мало связаны с экономическими последствиями решений в области энергетической политики и которые могут устареть в течение срока действия правил. Многие энергетические правила не проводятся жестким образом вследствие недостатка опыта у следящих за соблюдением этих правил органов и ограниченности ресурсов для контроля.

Энергетические правила должны служить достаточным экономическим стимулом для владельцев и организаций, обслуживающих здания, давая возможность приведения цен на энергию в соответствии с местными условиями.

Энергетические стандарты служат базисом для создания минимальных требований энергетических правил. При этом следует учитывать, что зачастую при строительстве зданий могут быть предложены экономичные решения, превосходящие эти требования. Минимальные энергетические правила должны внедряться для достижения необходимых целей.

7. Эффективность потребления энергии и качество воздуха в помещении.

Повышение качества воздуха в помещении и эффективности энергопотребления могут восприниматься как противоположные цели. Традиционные методы обеспечения качества внутреннего воздуха основаны на увеличении потока вентиляционного воздуха, что требует дополнительной энергии для установки кондиционирования воздуха. Однако эффективной системой (или зданием) может считаться такая система, которая удовлетворяет всем требованиям с минимальным потреблением ресурсов, а качество воздуха внутри помещения является одним из основных требований во всех зданиях. Следовательно, эта проблема сводится к задаче обеспечения необходимого качества внутреннего воздуха с использованием метода максимально возможного повышения эффективности потребления энергии. Этого можно достичь благодаря усовершенствованной технологии, инновационным конструкторским решениям и оборудованию с улучшенными характеристиками.

Необходимо поддерживать политику и стандарты, в которых требования охраны здоровья, безопасности и комфорта совмещаются с высоким уровнем эффективности энергопотребления.

Для решения выделенных вопросов необходимо продвижение мер по повышению эффективности энергопотребления, сохранению окружающей среды, достижению должного уровня разработки и использования энергетических ресурсов как составной части этических принципов правительственных органов и мирового сообщества. Такое продвижение должно реализовываться программами и деятельностью, связанными с исследованиями, технологическими разработками, формированием соответствующей политики, образованием и помощью нуждающимся слоям населения.

Необходимо продолжать деятельность по определению направления исследований, координировать и проводить эти исследования, способствовать проведению и осуществлять финансовую поддержку исследований по использованию энергии в зданиях и по повышению эффективности этого использования. Общество должно поддерживать усилия по совершенствованию технологий, связанных со всеми формами преобразования энергии.

Важно способствовать разработкам методов, систем и оборудования, повышающих эффективность использования в конструкциях зданий возобновляемых энергетических ресурсов, таких как солнечная энергия, геотермальные источники, энергия биомассы, гидроресурсы и энергия ветра.

Следует способствовать технологическим и практическим разработкам, понижающим риск ухудшения условий окружающей среды и проявлений связанных с этим последствий для здоровья населения и экономических последствий в общемировом масштабе.

Нужно совершенствовать инструментальные средства анализа, способные помочь инженерам, проектировщикам и владельцам зданий сделать экономически и экологически правильный выбор характеристик проекта, учитывающих все его аспекты на протяжении всего срока службы здания.

Обязательно продолжать разработку количественных рекомендаций по проектированию усовершенствованных зданий, параметры которых значительно превосходят минимальные критерии.

Наладить совместную работу крупнейших мировых организаций для разработки систем улучшенной производительности, параметры которых значительно превосходят минимальные стандарты и требования, основанные только на рассмотрении стоимостных и экономических аспектов. Такая работа должна способствовать внедрению в конструкции зданий более энергоэффективных процессов, оборудования, материалов и техники.

Продолжать поддержку ввода в эксплуатации здания в целом и разрабатывать инструментальные средства для контроля производительности на этапе ввода здания в эксплуатацию.

Решать проблемы качества внутренней и внешней среды, признавая необходимость обеспечения здоровой среды обитания человека при помощи энергоэффективных средств.

Краткое описание существующего положения

На объекте имеется собственная котельная, на которой установлено 4 котла ДКВр-10 и 2 котла ГМ-50-14, параметры которых указаны в табл.1.

Таблица 1. Паровые котлы

№

Тип котла

Кол.

Произво-дительность
т/ч

Разрешенное давление
кг/см2(изб)

Разрешенная температура
°С

Год

ввода в эксплуатацию

ДКВр-10

194

1962

ГМ-50-14

200

1979

Из указанных в табл.1 котлов в настоящее время работает 2 котла ДКВр-10 и 1 котел ГМ-50-14. Пар, вырабатываемый котлами, поступает на технологию, отопление и на покрытие собственных нужд. Потребители пара приводятся в нижеследующей таблице 2.

Таблица 2. Потребители пара

№

Тип

потребителя

Отопительный сезон

Неотопительный сезон

Режим потребления

Кол-во пара
т/ч

Давление
кг/см2 (изб)

Температура,
°С

Кол-во пара
т/ч

Давление
кг/см2 (изб)

Температура,
°С

Технология 1

187

круглосуточно

Технология 2

135

круглосуточно

Отопление

135

отопительный сезон

Горячее водоснабжение

135

круглосуточно

Собственные нужды

0,5

135

0,5

135

круглосуточно

Продолжительность отопительного сезона согласно СниП 23-01-99 – 216 дней (5184 часов).

Температурный график системы отопления – 95/70 0С.

Расчетная нагрузка отопления 16,5 Гкал/ч.

Схема горячего водоснабжения – закрытая.

Основное топливо – природный газ теплотворной способностью 7950 ккал/нм3. Резервное топливо – мазут.

Годовое потребление электроэнергии комбинатом ~23 млн.кВт ч.

Тарифы на энергоносители (без НДС):

- заявленная мощность – руб. за кВт в месяц 211

- электроэнергия – руб./кВт ч 0,71

- электроэнергия с учетом заявленной мощности: 1,10

- природный газ – руб./нм3 0,93

2. Предлагаемые технические решения

Проанализируем параметры пара на выходе из котлов и потоки пара, которые поступают к потребителям.

Вырабатываемый котлами пар в количестве 70 т/ч с абсолютным давлением 10 кг/см2 = 1,0 МПа и температурой 194°С (см. табл.1) идет на покрытие (см. табл.2.):

· технологической нагрузки 1 – 12 т/ч, 1,2 МПа, 187°С;

· технологической нагрузки 2 – 15 т/ч, 0,3 МПа, 135°С;

· отопительной нагрузки – 18 т/ч, 0,3 МПа, 135°С

(поскольку отопительная нагрузка меняется от сезона к сезону, определяется средняя нагрузка за отопительный сезон: 18 т/ч (18 - (-4.7))/(18 - (-35)) = 18 0,43 = 7,7 т/ч, где tcp = - 4,70С – средняя температура за отопительный сезон; tp = - 35 0С – расчетная температура отопления; 18 0С – температура в помещении);

· горячего водоснабжения – 1 т/ч, 0,3 МПа, 135°С;

· собственных нужд – 0,5 т/ч, 0,3 МПа, 135°С.

Таким образом, можно выделить группу потребителей пара с параметрами 0,3 МПа и 135°С и расходом пара:

– зимой: 15 + 7,7 + 1 + 0,5 = 24,2 т/ч;

– летом: 15 + 1 + 0,5 = 16,5 т/ч.

В результате проведенного анализа получено, что пар из котлов поступает в количестве 12 т/ч с параметрами: 1,2 МПа и 187°С на технологическую нагрузку 1, а пар с параметрами 0,3 МПа и 135°С в количестве – 24,2 т/ч зимой и 16,5 т/ч летом на покрытие технологической нагрузки 2, собственных нужд и отопительной нагрузки.

Учитывая характер потребления пара, а также годовое потребление электроэнергии комбинатом ~23 млн.кВт ч для снижения доли покупаемой электроэнергии с ТЭЦ предлагается задействовать в работу имеющуюся на предприятии котельную и, установив противодавленческую турбину, вырабатывать тепло и электроэнергию на тепловом потреблении технологического пара давлением 3 кг/см2.

В связи с чем к установке предлагается серийная блочная противодавленческая турбоустановка типа ТГ-1,5А/10,5 с номинальной электрической мощностью 1500 кВт производства ОАО «Калужский турбинный завод».

Номинальные технические характеристики паровой турбины приведены в таблице 3.

Таблица 3. Номинальные технические характеристики турбины

Показатели

ТГ-1,5А/10,5 Р13/3

Номинальная мощность, кВт

Частота вращения ротора, об/мин

-турбины

-генератора

Параметры 3-фазного электрического тока:

-напряжение, В

-частота, Гц

Ном. параметры свежего пара (рабочий диапазон):

-абсолютное давление, МПа

-температура, 0С

Номинальное абсолютное давление пара за турбиной (рабочий диапазон), кПа

Номинальный расход пара, т/ч

Номинальная температура охлаждающей воды/воздуха (рабочий диапазон), 0С

Расход охлаждающей воды на теплообменники, м3/ч

Автономная масляная система:

-емкость масляного бака, м3

-масса турбогенератора, т

-масса поставляемого оборудования, т

Габариты ТГ, м:

-длина

-ширина

-высота

Тип генератора

1500

10500*

3000

10500

1,3

(1,1-1,4)

191

300

(200-400)

34,5

(4-32)

1,0

17,2

18,5

5,89

2,36

2,39

ТК-1,5

* – с заводом имеется договоренность на изготовление турбоагрегата с турбогенератором на напряжение 6300 В.

Эксплуатационные характеристики турбоустановки:

– срок службы, лет

25;

– межремонтный период, лет

Предлагаемая турбогенераторная установка ТГ-1,5А/10,5 конструктивно выполнена в виде компактного блока 100% заводской готовности, состоящего из противодавленческой турбины, электрогенератора и редуктора, размещенных вместе со вспомогательным оборудованием на общей «раме-маслобаке», и отдельно устанавливаемого оборудования. Турбина может устанавливаться непосредственно на нулевой отметке.

В состав турбогенераторной установки входят циркуляционная система маслоснабжения, локальная система автоматического регулирования и аварийной защиты турбины, система управления и защиты генератора. Задатчики регуляторов допускают ручное управление и обеспечивают прием электрических управляющих сигналов при дистанционном и автоматическом управлении установкой.

Блочная поставка обеспечивает быстрый (до 1 месяца) ввод в эксплуатацию.

В случае аварийного останова турбины пропуск пара будет осуществляться через байпас турбины. Турбоустановку предлагается разместить в пристройке к существующему котельному отделению.

Турбина будет работать параллельно с существующими редукционными установками и резервироваться ими в случае аварийного останова турбины или вывода турбины в плановый ремонт.

Принципиальная тепловая схема включения турбоустановки в тепловую схему котельной приведена на рис.1.

Выдача электрической мощности от турбины ТГ-1,5 предполагается на секции 6 кВ РУ котельной.

Работу генератора предлагается осуществить параллельно с энергосистемой.

При существующих параметрах пара на выходе из котлов и противодавлении 0,3 МПа развиваемая электрическая мощность турбоустановки ТГ-1,5 составит в неотопительный сезон – 500 кВт при расходе пара 16,5 т/ч и в отопительный – 1000 кВт при расходе пара 24,2 т/ч.

Рис.1 Принципиальная тепловая схема

Стоимостные показатели

Общий объем капитальных вложений на условиях «под ключ» по укрупненным показателям в текущих ценах ориентировочно составит (без НДС) 32,93 млн. руб.

Простой срок окупаемости капитальных вложений с момента ввода объекта в эксплуатацию, определенный по общепринятой методике для аналогичных объектов промышленной теплоэнергетики.

Приложение №1

Ориентировочный расчет срока окупаемости капвложений

1. Годовая выработка электроэнергии турбиной:

1000 5184 + 500 (8400-5184) = 5,18 + 1,61 = 6,79 млн. кВт ч

где 1000 кВт – электрическая мощность, развиваемая турбиной в отопительный период (длительность отопительного сезона 5184 часов);

500 кВт – электрическая мощность турбины в неотопительный период.

8400 часов – среднегодовое время работы турбины.

2. Уменьшение потребления электроэнергии от ТЭЦ с учетом дополнительных собственных нужд в размере 3% при установке турбины:

6,79 (1-0,03) = 6,59 млн. кВт ч

3. Уменьшение ежегодной платы на покупку электроэнергии с учетом заявленной мощности при тарифе 1,1 руб./кВт·ч без НДС составит:

6,59 1,1 = 7,24 млн. руб.

4. Дополнительный расход природного газа на паровые котлы при выработке электрической мощности:

(6.79 * 860)/(0.9 * 7950 * 0.93 * 0.99) = 0.9. млн. нм3

где 860 – перевод кВт в ккал/ч;

7950 ккал/кг – теплотворная способность газа;

0,93 – электромеханический КПД турбоустановки;

0,90 – КПД котлов;

0,99 – коэффициент теплового потока.

5. Увеличение затрат на покупку газа при тарифе 0,93 руб./нм3:

0,9 0,93 = млн. руб.

6. Увеличение стоимости основных фондов ориентировочно составит млн. руб.

7. Учитывая, что ресурс работы турбины составляет 25 лет принимаем амортизацию в размере %, тогда амортизационные отчисления:

26,4 0,04 = 1,06 млн. руб.

8. Расходы на ремонтно-техническое обслуживание оборудования принимаем в размере 20% от амортизации:

1,06 0,2 = 0,21 млн. руб.

9. Увеличение налога на основные фонды %:

26,4 0,02 = 0,53 млн. руб.

10. Годовое увеличение дополнительных расходов на заработную плату из расчета человек с окладами рублей и отчислений с ФОТ %)

6000 5 12 1,36 = 0,49 млн. руб.

11. Прочие затраты принимаем в размере %:

0,3 + + ) = 0,53 млн. руб.

12. Годовые эксплуатационные затраты связанные с установкой турбины составят:

0,84 + 1,06 + 0,21 + + 0,49 + = 3,66 млн. руб.

13. Ежегодная экономия средств с учетом эксплуатационных затрат:

– = 3,58 млн. руб.

14. После выплаты налога на прибыль в размере 24%, чистая прибыль составит:

(1-0,24) = 2,72 млн. руб.

15. Поток денежных средств (экономия +амортизация)

+ 1,06 = 3,78 млн. руб.

16. Стоимость капвложений в реконструкцию ориентировочно составит млн. руб. (без НДС)

17. Простой срок окупаемости капвложений с момента ввода в эксплуатацию 8,7116 года:

(32.93/3.78) = 8.7. лет или » 105 месяцев

18. Срок возврата капитала: 8,7 + 1,0 = 9,7 года

19. Себестоимость выработки собственной электроэнергии:

3,66/6,59 = 56 коп/кВт ч

От 3500 руб. - 8м3. Все документы - вывоз строительного мусора. Вывоз мусора.

Рішення. Строительство в украине распреде. Тепловой насос и теплофикация. Горячее водоснабжение сельского. Геотермальные электрические станции скомбинированным циклом для северныхрайонов россии.

Главная -> Экология