Projekt 3,

Dobrać źródło ciepła i wykonać obliczenia cieplne kotłowni zasilającej w ciepło osadę, położoną w

pobliżu zakładu przeróbki drewna. Ze względu na możliwość wykorzystywania odpadów drewna w będą one współspalanie z węglem kamiennym ( 60%+40%).

Obliczenia należy wykonać przy założeniu, ze:

• maksymalna moc cieplna kotłowni Nc= 600 kW

• sprawność cieplna kotłowni η_C = 30%,

Wykonać również obliczenia jednostkowego kosztu wytwarzanego ciepła, kosztów eksploatacyjnych,

kosztów inwestycyjnych źródła ciepła oraz zdyskontowane wydatki na system ogrzewania NPV a także obliczenia, dotyczące emisji zanieczyszczeń oraz opłat z tym związanych.

Spis treści

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. 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.

Orientacyjne zużycie paliwa:

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

-trociny lub zrębki: 192-251,43 kg/h;

• 1.2.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.

Tabela 1. Własności paliwa samego, oraz po zmieszaniu:

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	0,2

2. Obliczenia dla paliwa:

• 2.1 Obliczenia stechiometryczne paliwa:

Ilość węgla:
,

Ilość siarki:
,

Ilość węgla:
,

Ilość węgla:
,

Ilość węgla:
,

Ilość węgla:
,

• 2.2. Obliczanie teoretycznego zapotrzebowania tlenu:

Z powyższych obliczeń wykorzystujemy do obliczenia:

Zapotrzebowanie tlenu:

• 2.3. Obliczanie teoretycznego zapotrzebowania powietrza:

Zapotrzebowanie tlenu do procesu spalania doprowadzanego z powietrzem:

Obliczenie zapotrzebowania powietrza związanego ze współczynnikiem nadmiaru powietrza:

• 2.4. Obliczanie zużywanej mieszanki paliwa:

2.5. Obliczanie składu spalin:

Ilości poszczególnych substancji w spalinach:

Ilość splin suchych:

Udziały molowe poszczególnych spalin:

• 2.6. Obliczanie emisji zanieczyszczeń do atmosfery:

Emisja SO₂

Emisja NO_x

Emisja CO

Emisja pyłu:

• 3. Obliczenia kosztów:

• 3.1. Koszt zużycia paliwa:

Liczba dni w roku ogrzewanych dla rejonu Szczecin , to 242 dni czyli 5808 godzin.

Dzienny koszt paliwa:

Roczny koszt paliwa:

Tabela 2. Ceny emisji substancji szkodliwych do środowiska

koszty emisji	rozporządzenie w sprawie opłat za korzystanie ze środowiska (2012 na 2013)
CeSO2	0,51	[zł/kg]
CeNOx	0,51	[zł/kg]
CeCO	0,11	[zł/kg]
Cepył	0,34	[zł/kg]
czas pracy tp (w roku)	5808	[h/rok]
cena ciepła	53	zł/GJ

• 3.2. Koszty energii elektrycznej:

Cena netto:

VAT 23%:

Cena brutto bez opłaty za obsługę handlową :

Cena netto za obsługę handlową:

VAT 23%:

Cena brutto za obsługę handlową:

Cena brutto za energię elektryczną wraz z obsługą handlową:

Koszty za energię elektryczną są związane z pracą silników (odżużlacza, wentylatorów powietrza pierwotnego i wtórnego

• 3.3. Opłata za korzystanie ze środowiska:

Opłata za emisję SO₂

Opłata za emisję NO_x

Opłata za emisję CO

Opłata za emisję pyłu

Całkowite koszty:

• 3.4. Koszty za emisję według KOBiZE (Krajowy Ośrodek Bilansowania i Zarządzania Emisjami )

• 3.4.1. Roczne zużycie paliwa:

Tabela 3. Współczynniki do obliczenia emisyjności wg KOBiZE dla węgla

(s, A' - udziały procentowe siarki i popiołu)

• 3.4.2. Przyjęte współczynnik emisji dla wybranego kotła:

Dla węgla:

SO₂ :

NO_X :

CO :

CO₂ :

Pył :

Tabela 4. Współczynniki do obliczenia emisyjności wg KOBiZE dla drewna

Dla drewna:

SO₂ :

NO_X :

CO :

CO₂ :

Pył :

• 3.4.3. Emisyjność:

• 3.4.4. Koszt emisji według ministerstwa środowiska:

Według ministerstwa środowiska kotły do 3 MW można obliczać emisję bez określania składników spalin i ich ilości w celu określenia kosztów.

• 3.5. Koszt roczny wytwarzania energii:

• 3.5.1. Koszty nie zw. 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:

Tabela 5. Parametry

p	5,6%		roczna stopa nakładów kosztów inwestycyjnych
kz	63,39	[zł/GJ]	jednostkowy koszt energii zasilającej
Ki	242000	[zł]	nakłady inwestycyjne
Qa	17,809	GJ/a (chyba GJ)	roczne zapotrzebowanie ciepła (może roczna produkcja?)
η	80%		sprawność kotła opalanego węglem/biomasą

• 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 czas 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:

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	26256,4008988
11	66118,0841185773	24	24311,4823137037
12	61220,4482579419	25	22510,6317719479

(przyjęto eksploatację kotłowni t na okres 25 lat)

• 3.7.2. Przychody w roku t:

• 
  

• 3.7.3. Wydatki w roku t:

• 3.7.4. Zysk:

• 3.7.5. Zdyskontowane wydatki na ogrzewanie:

str. 12

---