VI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2014

В условиях постоянного роста цен на основные энергоносители при ограниченности их запасов и загрязнения окружающей природной среды остро стоят вопросы повышения энергоэффективности и энергосбережения. Основная роль в увеличении эффективности использования энергии принадлежит современным энергосберегающим технологиям [1].

В наши дни начинают целенаправлено использоваться новые прогрессивные способы производства тепловой и электрической энергии. Активно завоевывает рынок локальные установки для комбинированного производства тепла и электроэнергии(в режимекогенерации). По сравнению с классическими конденсационными электростанциями, где образованное при производстве электроэнергии тепло, не используется, а выпускается в окружающее пространство, когенерационные установки его используют для отопления зданий и ГВС. Это обеспечивает экономию топлива, снижает расход финансовых ресурсов, необходимых для его приобретения [2].

Обычный (традиционный) способ получения электричества и тепла заключается в их раздельной генерации (например, электростанция и котельная). При этом значительная часть энергии первичного топлива не используется. Можно значительно уменьшить общее потребление топлива путем применения когенерации (совместного производства электроэнергии и тепла). Когенерация – это термодинамическое производство двух или более форм полезной энергии из единственного первичного источника энергии.[3]

Две наиболее используемые формы энергии в когенерации - механическая и тепловая. Механическая энергия используется как для вращения электрогенератора, так и для поддержания работы вспомогательного оборудования энергетического комплекса, такого как компрессоры и насосы и другие агрегаты. Тепловая энергия используется для отопления зданий и ГВС. Распределение потоков энергии при работе когенерационной установки показано на рис. 1 [4].

Рис. 1. Распределение потоков энергии.

При эксплуатации традиционных (паровых) электростанций, в связи с технологическими особенностями процесса генерации энергии, большое количество выработанного тепла сбрасывается в атмосферу через конденсаторы пара, градирни и т.д. Значительная часть этого тепла может быть утилизирована и использована для удовлетворения тепловых потребностей, что повышает эффективность электростанции с 30-50% до 80-90% в системах когенерации. Сравнение показателей процесса когенерации электроэнергии и теплоты с раздельным производством электричества и тепловой энергии приводится в табл. 1 [5].

Таблица 1

Сравнение когенерации и раздельного производства электричества и тепла

Раздельное производство тепла и электроэнергии
	КПД=36+80200∙100%=58%
Когенерация
	КПД=36+54100∙100%=90%

Нами произведен подбор когенерационной установки (КГУ) для лабораторного корпуса Дальневосточного федерального университета и сделан расчет показателей для подготовки ТЭО проекта.

Согласно расчетам, количество теплоты, необходимое для отопления лабораторного корпуса ДВФУ, составило 3,7 МВт, а количество потребляемой электрической энергии – 3,6 МВт. Исходя из вышеизложенного, была подобрана когенерационная установка типа «Tedom Quanto D 1200». Учитывая ее параметры, мы пришли к выводу, что необходимое количество тепла и электроэнергии сможет обеспечить работа 3-х таких установок [3].

Выполнен расчет срока окупаемости когенерационных установок с учетом стоимости самих установок, оборудования, электротехнических устройств, тепломеханической части (подвод сетевой воды, трубопроводы технической воды и т.д.), строительно-монтажных, проектно-изыскательных и пуско-наладочных работ [7,8].

Срок окупаемости проекта напрямую зависит от стоимости:

- используемого природного газа или жидкого топлива;

- отпускаемой потребителям теплоты;

- вырабатываемой КГУ электроэнергии;

- оборудования когенерационной установки.

Графическое представление срока окупаемости от перечисленных факторов приведено на рис. 2 – 5. Диапазон изменения параметров выбран с учетом имеющихся региональных данных по тарифам и технико-экономических и эксплуатационных показателей энергетических установок.

Рассмотрены два варианта размещения КГУ: в имеющемся здании и при необходимости строительства дополнительного объекта для размещения проектируемой энергетической установки.

Рис.2 – Срок окупаемости проекта в зависимости от стоимости природного газа

Рис.3 – Срок окупаемости проекта в зависимости от стоимости тепловой энергии

Рис.4 – Срок окупаемости проекта в зависимости от стоимости электроэнергии

Рис.5 – Срок окупаемости проекта в зависимости от стоимости оборудования КГУ

В соответствии с результатами расчета технико-экономических показателей КГУ при действующих в Приморском крае тарифах на тепловую и электрическую энергию годовая прибыль от использования КГУ составит 26 718 905,83 руб., (с учетом НДС - 21 909 502,78 руб). Ожидаемый срок окупаемости проекта не превышает 8 – 9 лет.

Исходя из вышесказанного, можно сделать вывод о том, что использование КГУ позволит существенно снизить затраты ДВФУ на потребляемую энергию, а так же решить важную проблему пиковых нагрузок и недостатков энергоснабжения от централизованных систем. Проведенный расчет показал, что проект является рентабельным.

Список литературы

1. Информационный интернет портал города. http://www.odintsovo.info/white/blog.asp?id=12378 (дата обращения: 15.12.2013).

2. Петров С.П. Автоматизация когенерационных систем теплоснабжения с распределенными пиковыми нагрузками. – М.: Машиностроение – 1, 2007. - 304 с.

3. Когенерационные установки TEDOM Cento и Quanto.

http://www.xn--d1abwhr.xn--p1ai/index.php?&cat=6308. (дата обращения: 15.12.2013).

4. Когенерационные газовые электростанции.

http://www.gazecos.ru/description.html (дата обращения: 15.12.2013).

5. Методические рекомендации по составлению технико-экономических обоснований для энергосберегающих мероприятий (дополнение) //В.А. Найдунов// 2006г.

6. Доклад Государственного департамента США (IIP Digital) «Когенерация: больше электроэнергии, меньше загрязнения окружающей среды от ископаемых видов топлива», 23 августа 2008.

http://iipdigital.usembassy.gov/st/russian/publication/2008/10/20081015171629wrybakcuh0.6577722.html#axzz2QsYkRi6e (дата обращения: 15.12.2013).

7. Масыч М.А. //Финансовые и коммерческие расчеты на ЭВМ//Конспект лекций. Таганрог: Изд-во ТРТУ, 2005.

8. Реунова Я.В., Стефейкин Э.Н. Инновации в области энергосбережения // Сборник докладов междунар. конф. «Новые тенденции рационального природопользования. Вторичные ресурсы и проблемы экологии», 19-22 октября 2010, Владивосток. Изд-во ДВГТУ, Владивосток. - С. 69-71.

Код для цитирования: Скопировать