Katedra Techniki Cieplnej

PROJEKT Z ENERGETYCZNEGO WYKORZYSTANIA ODPADÓW

Wykonanie: Maksymilian Kotlarz

Dominik Maluszczak

Matylda Grabowska

Grupa: E1-31, zespół nr 3

Rok akad.: 2012/13 semestr letni

Prowadzący: dr hab. inż. Anna Majchrzycka

Szczecin, 2013

Spis treści

2.6. Obliczanie emisji zanieczyszczeń do atmosfery……………………………………………………………5

3. Obliczenia kosztów……………………………………………………………………………………………………………6

3.1. Koszt zużycia paliwa……………………………………………………………………….……………………………6

3.2. Koszty energii elektrycznej………………………………………………………………..………………………..6

3.3. Opłata za korzystanie ze środowiska……………………………………………………………………………6

3.4. Koszty za emisję według KOBiZE………………………………………………………………….………………7

3.4.1. Roczne zużycie paliwa…………………………………………………………………………..……………7

3.4.2. Przyjęte współczynnik emisji dla wybranego kotła…………………………..…………………7

3.4.3. Emisyjność………………………………………………………………………………………………….………8

3.4.4. Koszt emisji według ministerstwa środowiska………………………………………….…………8

3.5. Koszt roczny wytwarzania energii………………………………………………………………………………..9

3.5.1. Koszty niezwiązane z energią (remonty, pensje itp.)…………………………………………..9

3.5.2. Ilość wytwarzanej energii……………………………………………………………………………………9

3.5.3. Współczynnik zwrotu kapitału (n-przyjęty rok eksploatacji) ……………….………………9

3.5.4.Koszty inwestycyjne………………………………………………………………………….…………………9

3.5.5. Zmienny koszt eksploatacyjny…………………………………………………….………………………9

3.5.6. Koszt roczny wytwarzania energii dla roku n…………….……………..…………………………9

3.6. Koszt jednostkowy wytworzenia energii………………………………………………………..……………9

3.6.1. Moc szczytowa………………………………………………………………………………………….………9

3.6.2. Roczny czas wykorzystania mocy szczytowej źródła ciepła…………………………………9

3.6.3. Roczny koszt wykorzystania mocy szczytowej źródła ciepła…………………………..…..9

3.6.4. Koszt jednostkowy zmienny wytwarzania energii………………….……………………………9

3.6.5. Koszt jednostkowy wytworzenia energii…………………………………………………..…………9

3.7. Zyski i koszty wytwarzania energii……………………………………………………………………..………10

3.7.1. Jednostkowy koszt ciepła z różnych źródeł………………………….……………………………10

3.7.2. Zdyskontowane wydatki na ogrzewanie……………………………………………………………10

3.7.3. Przychody w roku t……………………………………………………………………..……………………10

3.7.4. Wydatki w roku t…………………………………………………….……………………..……..…………10

3.7.5. Zysk…………………………………………………………………………………….……………………………10

1. Parametry;

1. Dane techniczne kotła;

Paliwem podstawowym kotła ZGP 640 kW z podajnikiem ślimakowym (śrubowym) jest:

-biomasa, pellety, zrębki z normą PN-91/D-95009;

-węgiel kamienny (groszek Gk I/II; miał węglowy M I/II; typu 31-2, PN-82/G97001-3).

Wymiary gabarytowe kotła i parametry techniczno-eksploatacyjne przedstawiono w tabeli 1 oraz tabeli 2.

Tabela 1: Parametry techniczno - eksploatacyjne kotła;

Tabela 2: Parametry techniczno - eksploatacyjne oraz gabarytowe kotła;

1.2. Zużycie paliwa;

Podane wielkości zużycia paliwa są wartościami przybliżonymi. Dokładne wartości zużycia paliwa nie są możliwe do określenia, będą się zmieniać wraz z zastosowanym paliwem energetycznym. W tabeli 3 przedstawiono parametry fizykochemiczne poszczególnych paliw.

Orientacyjne zużycie paliwa:

- węgiel kamienny ( miał lub eko - groszek): 114,29-160 [kg/h];

-trociny lub zrębki: 192-251,43 kg/h;

Tabela 3: Parametry fizykochemiczne poszczególnych paliw;

1.3. Parametry paliwa;

Przeprowadzamy spalanie biomasy z węglem kamiennym (miał). Węgiel kamienny jest kupowany w kopalni w ramach podpisanej umowy, z której wynika, że cena węgla wynosi 310 zł za tonę wraz z podatkiem oraz koszt transportu który wynosi 90 zł/t.

Biomasa jest odkupywana z tartaku za cenę 60 zł/t, drewno jest mieszanką porębakowych części okorowywania, cięcia i innych pozostałości drzewnych.

Własności wraz z parametrami paliwa umieszczono w tabeli 4.

Tabela 4: Własności samego paliwa oraz własności po zmieszaniu go;

paliwo	miał	biomasa (ogólnie)	mieszanina
ilość [%] (masowa)	40%	60%	100%
Qi [kJ/kg]	33000	19000	24600
c [%]	85,00%	50,00%	64,00%
h [%]	4,00%	6,00%	5,20%
o [%]	10,00%	43,00%	29,80%
s [%]	1,20%	0,00%	0,48%
n [%]	0,60%	0,10%	0,30%
wilgoć w [%]	10,00%	20,00%	16,00%
popiół p [%]	22,00%	0,90%	9,34%
części lotne V	22,70%	80,00%	57,08%
cena brutto Cp [zł/kg]	0,4	0,06	0,196

2. Obliczenia dla paliwa;

2.1. Obliczenia stechiometryczne paliwa;

Poniżej przedstawiono obliczenia, które wykonano:

Ilość węgla:
,

Ilość siarki:
,

Ilość węgla:
,

Ilość węgla:
,

Ilość węgla:
,

Ilość węgla:
,

2.2. Obliczanie teoretycznego zapotrzebowania tlenu;

Powyższe obliczenia (pkt. 2.1.) wykorzystano do obliczenia zapotrzebowania tlenu:

2.3. Obliczanie teoretycznego zapotrzebowania powietrza;

Obliczono poszczególne teoretyczne zapotrzebowania tlenu i powietrza.

a) Obliczono zapotrzebowanie tlenu do procesu spalania doprowadzanego z powietrzem:

b) Obliczono zapotrzebowanie powietrza związanego ze współczynnikiem nadmiaru powietrza:

2.4. Obliczanie zużywanej mieszanki paliwa;

Obliczono zużytą mieszankę paliwa:

2.5. Obliczanie składu spalin;

Obliczono:

a) ilości poszczególnych substancji w spalinach

b) ilość splin suchych

c) udziały molowe poszczególnych spalin

2.6. Obliczanie emisji zanieczyszczeń do atmosfery;

Poniżej obliczono poszczególne emisje zanieczyszczeń do atmosfery:

a) emisja SO₂

b) emisja NO_x

c) emisja CO

d) emisja pyłu:

3. Obliczenia kosztów;

3.1. Koszt zużycia paliwa;

Obliczono odpowiednie koszty paliwa:

a) dzienny koszt paliwa:

b) roczny koszt paliwa:

3.2. Koszty energii elektrycznej;

Liczba ogrzewanych dni w roku dla rejonu Szczecina: 242 (5808 godzin).

Poniżej zebrano odpowiednie ceny poszczególnych usług itp.:

a) cena netto:

b) VAT 23%:

c) cena brutto bez opłaty za obsługę handlową :

d) cena netto za obsługę handlową:

e) VAT 23%:

f) cena brutto za obsługę handlową:

g) cena brutto za energię elektryczną wraz z obsługą handlową:

3.3. Opłata za korzystanie ze środowiska;

Poniżej zgromadzono opłaty za emisję wybranych gazów:

a) opłata za emisję SO₂

b) opłata za emisję NO_x

c) opłata za emisję CO

d) opłata za emisję pyłu

Zatem całkowite koszty obliczono:

3.4. Koszty za emisję według KOBiZE;

3.4.1. Roczne zużycie paliwa;

Roczne zużycie paliwa obliczono posługując się poniższym wzorem:

3.4.2. Przyjęte współczynnik emisji dla wybranego kotła;

Dla wybranego kotła przyjęto odpowiednie współczynniki emisji, które zamieszczono poniżej:

a) dla węgla

SO₂ :

NO_X :

CO :

CO₂ :

Pył :

b) dla drewna

SO₂ :

NO_X :

CO :

CO₂ :

Pył :

3.4.3. Emisyjność;

Emisyjność obliczono posługując się poniższym wzorem i podstawiając odpowiednie wartości obliczone w powyższych punkach:

3.4.4. Koszt emisji według ministerstwa środowiska;

Według ministerstwa środowiska kotły do 5 MW można obliczać emisję bez określania składników spalin i ich ilości w celu określenia kosztów. Na podstawie tabeli 5 uzyskano dane do obliczenia kosztów emisji:

Tabela 5: Jednostkowe stawki opłat za gazy / pyły wprowadzane do powietrza z kotłów o nominalnej mocy cieplnej do 5 MW opalanych węglem kamiennym, koksem, drewnem, olejem lub paliwem gazowym, dla których nie jest wymagane pozwolenie na wprowadzenie gazów / pyłów do powietrza albo pozwolenie zintegrowane;

3.5. Koszt roczny wytwarzania energii;

3.5.1. Koszty niezwiązane z energią (remonty, pensje itp.);

3.5.2. Ilość wytwarzanej energii;

3.5.3. Współczynnik zwrotu kapitału (n-przyjęty rok eksploatacji);

3.5.4.Koszty inwestycyjne;

3.5.5. Zmienny koszt eksploatacyjny;

3.5.6. Koszt roczny wytwarzania energii dla roku n;

3.6. Koszt jednostkowy wytworzenia energii;

3.6.1. Moc szczytowa;

3.6.2. Roczny czas wykorzystania mocy szczytowej źródła ciepła;

3.6.3. Roczny koszt wykorzystania mocy szczytowej źródła ciepła;

3.6.4. Koszt jednostkowy zmienny wytwarzania energii;

3.6.5. Koszt jednostkowy wytworzenia energii;

3.7. Zyski i koszty wytwarzania energii;

3.7.1. Jednostkowy koszt ciepła z różnych źródeł;

3.7.2. Zdyskontowane wydatki na ogrzewanie;

W tabeli 6 umieszczono wyliczone zyski w danych latach, bez podwyższania kosztu za ciepło dostarczane. Użyto powyższego wzoru (punkt 3.7.2.).

Tabela 6: Zysk w danym roku, bez podwyższania kosztu za ciepło dostarczane;

rok t	(CIt-COt)/(1+r)^t	rok t	(CIt-COt)/(1+r)^t
0	154163,503341412	13	56685,6002388351
1	142743,984575381	14	52486,6668878103
2	132170,356088316	15	48598,7656368614
3	122379,959341034	16	44998,8570711679
4	113314,777167624	17	41665,6083992296
5	104921,089970022	18	38579,2670363237
6	97149,1573796498	19	35721,5435521516
7	89952,9234996758	20	33075,5032890292
8	83289,7439811813	21	30625,4660083604
9	77120,1333159086	22	28356,9129707041
10	71407,5308480635	23	26256,4008988000
11	66118,0841185773	24	24311,4823137037
12	61220,4482579419	25	22510,6317719479

3.7.3. Przychody w roku t;

Wartość przychodów w roku t policzono wzorem:

3.7.4. Wydatki w roku t;

Wartość wydatków w roku t policzono wzorem:

3.7.5. Zysk;

Wykorzystując wyniki z punku 3.7.3. oraz punktu 3.7.4. uzyskano wartość zysku:

2

str.

---