УДК 697.32
РАЗРАБОТКА ПРОЕКТА РЕКОНСТРУКЦИИ КОТЕЛЬНОЙ
ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ПРЕДПРИЯТИЯ
Исаев А. – студент гр. УЗТ-9
Русинова Н.Г.- руководитель профиля «ТГВ» кафедры
«ТСиЖКХ»,
Негосударственное образовательное учреждение высшего
профессионального образования «Камский институт гуманитарных и инженерных
технологий» г. Ижевск.
Аннотация
ЭНЕРГООБЕСПЕЧЕНИЕ,
КОГЕНЕРАЦИЯ, ГАЗОТУРБИННАЯ УСТАНОВКА, ПАРОВЫЕ ТУРБИНЫ
В работе представлен вариант реконструкции котельной производственного
предприятия с заменой котла на газотурбинную установку
В настоящее время одним из важнейших
направлений в энергетике является энергосберережение и энергоэффективность в
соответствии с федеральным законом №261-ФЗ «Об энергосбережении и повышении
энергетической эффективности», обязывающим проведение обязательного
энергетического обследования.
Кроме того, важным направлением в
энергетике является обеспечение приоритетного использования комбинированной
выработки электрической и тепловой энергии для теплоснабжающих организаций в
соответствии с федеральным законом 3190-ФЗ «О теплоснабжении».
Следовательно, целью работы явились энергетическое обследование,
направленное на уменьшение объёма используемых энергетических ресурсов при
сохранении соответствующего полезного эффекта от их использования и анализ
возможности комбинированной выработки электрической и тепловой энергии в
котельной предприятия.
Для выполнения поставленных целей
были решены следующие задачи:
1.
Произведено
энергетическое обследование системы теплоснабжения;
2.
Определена
целесообразность внедрения когенерационной установки.
Система теплоснабжения завода в своё время
проектировалась с размахом с учетом расширения предприятия.
В настоящий момент система теплоснабжения
изменилась. Отделились некоторые службы, появились невостребованные мощности.
Поэтому для достижения поставленной задачи выполнен проверочный расчет прошлых
и существующих тепловых нагрузок зданий.
По расчету существующая тепловая нагрузка
корпусов завода 45 МВт, при общей теплопроизводительности котельной 155 МВт.
Выполнен гидравлический расчет
существующей и расчетной схем теплоснабжения. В результате расчета выявлено
завышение диаметров и как следствие излишний объем перекачиваемого теплоносителя.
Рекомендовано, произвести замену
трубопроводов на расчетные, с заменой насосного оборудования.
Далее был произведен расчет тепловой схемы источника
теплоснабжения.
Источником теплоснабжения предприятия
является котельная общей мощностью 155
МВт с тремя водогрейными котлами ПТВМ-30М-4, котлом ДКВР10/13 переведенным в
водогрейный режим и двумя паровыми котлами ДКВР 10/13-250. Основным топливом
является природный газ, резервным мазут. Котельная предназначена для
централизованного теплоснабжения предприятия теплоносителем для нужд отопления,
вентиляции, горячего водоснабжения и паром на технологические нужды.
В результате расчета тепловой схемы
котельной подтверждена возможность работы
на существующих котлоагрегатах. Выявлен излишек одного котла ПТВМ-30М и
потребность в котлоагрегате малой мощности для обеспечения нужд горячего
водоснабжения в летний период.
В работе предлагаетсявариант внедрения
когенерационной установки для снижения затрат при потреблении электроэнергии
заводом.
Наибольшая энергетическая эффективность
когенерационных установок достигается при максимальной загрузке по времени
работы на номинальной мощности.
По данным узлов учета минимальное
потребление тепловой энергии в летний период составляет 250-350 кВт, электрической
энергии 500-600кВт. Подбираем установку по минимальной величине – 2 минитурбины
Capstone по 65 кВт суммарной тепловой мощностью 328 кВт.
Таблица 1. Исходные данные для подбора ГТУ
|
Исходные данные |
|
|
Показатель |
|
|
эл. мощность, кВт |
130 |
|
тепловая мощность, кВт |
328 |
|
калорийность газа, ккал/нм3 |
8 000 |
|
КПД котельной |
90% |
|
КПД турбины по электроэнергии |
29% |
|
Кол-во часов работы в году |
8 424 |
|
Тариф на электроэнергию с НДС, руб |
3,17 |
|
Стоимость газа, руб/1000нм³ с НДС |
3 900,00 |
Таблица 2 Прямые затраты, руб.
|
Проектно-сметная
документация |
1 720 000,00 |
|
Микротурбина
Capstone С65, 2 шт. |
5 200 000,00 |
|
Пиковые
котлы |
0 |
|
Доп.
электрооборудование |
0 |
|
Монтаж
оборудования |
2 600 000,00 |
|
Пусконаладка |
780 000,00 |
|
Итого: |
10 300 000,00 |
В экономической части проекта произведен
расчет срока окупаемости ГТУ 5,5 лет при себестоимости электроэнергии 82 коп и
с дальнейшей экономией свыше 2х миллионов рублей в год при капитальных
вложениях 10млн 300 тыс рублей.
Таблица 3. Расчет срока окупаемости, руб
|
|
Capstone |
Котельная |
|
Расход газа, тыс.нм³ |
405 876,60 |
329 940,00 |
|
Затраты на газ |
1 582 918,73 |
1 286 766,00 |
|
Затраты на электроэнергию |
0 |
3 471 530,40 |
|
Доп. затраты на обслуживание |
585 000 |
0,00 |
|
Итого затраты |
2 167 919 |
4 758 296,40 |
|
Стоимость основного
оборудования и работ |
10 300 000 |
|
|
Простой срок окупаемости |
5,5 |
|
Годовые
производственные затраты на выработку электроэнергии установкой (на первый
полный год эксплуатации – 2014) без учета НДС приведены в таблице 4.
Таблица
4. Годовые производственные затраты
|
Топливо затраченное
на производство эл.энергии, руб |
1
582 918*0,28=443217 |
|
Оплата труда (2 смены
по 1 человеку по 20000 руб/мес), руб |
480000 |
|
Отчисления на
социальное страхование (26,2%), руб |
125760 |
|
Дополнительное
обслуживание, руб |
585000 |
|
Амортизационные
отчисления (3,7%), руб |
381110 |
|
Итого: |
2015087 |
|
Себестоимость,
руб/кВт час |
0,82 |
Исходя
из таблицы 4, себестоимость 1кВт час электроэнергии/тепловой энергии равна 0,82
руб. В соответствии с изменением цен на природный газ на протяжении
эксплуатации энергокомплекса будет изменятся и себестоимость вырабатываемой
электроэнергии.
Считаем целесообразным использование ГТУ в
котельной предприятия при экономическом обосновании.
В рамках обследования выявлена
неэффективная работа ж/б дымовой трубы высотой 75 метров от котлов ПТВМ
рассчитанная на работу двух котлов при 70% загрузке.
Предложено установить металлическую
дымовую трубу высотой 26 метров рассчитанную на работу 1 котла ПТВМ на газе. В
эту же трубу предлагается отвод дымовых газов от ГТУ.
Выполнен расчет выбросов загрязняющих
веществ. Подобранная труба удовлетворяет требованиям экологической
безопасности.
Используемые источники:
1.
Федеральный закон
№261-ФЗ «Об энергосбережении и повышении энергетической эффективности»
2.
Варнавский Б.П.,
Колесников А.И., Федоров М.Н. Энергоаудит промышленных и коммунальных
предприятий. Учебное пособие. – Москва, 1999.
3.
Михальченко Г.Я.
Энергосбережение: правовая база, технология и технические средства: учеб.
пособие / Г.Я. Михальченко, А.С. Стребков, В.А. Хвостов. – Брянск, БГТУ. 2005.
– 303 с
4.
СНиП II-35-76. Котельные установки. – М.: Стройиздат, 1978.
Русинова Н.Г.
8 (3412) 50-23-21