Автор работы: Пользователь скрыл имя, 02 Апреля 2014 в 13:04, дипломная работа
Во многих странах мира энергетика на биомассе становится эффективной самоокупаемой отраслью, конкурентоспособной по отношению к энергетике на ископаемом топливе. В настоящее время в Дании, например, на долю биомассы приходится около 7 % всей вырабатываемой энергии в стране, в Австрии она составляет 12 %, в Швеции 21 %,_в Финляндии – 23 %. В целом в странах Европейского Союза в среднем около 14 % общей энергии получено из биомассы, а в мире этот показатель равен 15 %. И эти цифры с каждым годом растут.
Биомасса пользуется популярностью с древности, но сейчас ее популярность резко возросла, так как при ее использовании можно сэкономить, учитывая неуклонный рост в цене энергоресурсов.
ВВЕДЕНИЕ
1.Анализ хозяйственной деятельности……………………………………….....9
1.1 Краткая природно-климатическая характеристика…………………….....9
1.2 Анализ производства продукции растениеводства…………………...12
1.3 Анализ использования машинотракторного парка………………….....14
1.4 Организация ремонта МТП в хозяйстве………………………...……....15
2. ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ И ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА ТЕМЫ…………………………………………………………..……..18
2.1 Изучение литературных источников…………………………….……....18
2.2 Классификация навоза………………………………………………….....19
2.3 Классификация существующих биогазовых установок………… ….…21
2.4 Технические решения по модернизации технологии……………….......25
2.5 Обоснование выбора темы………………………………………..………26
3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ УСТАНОВКИ ДЛЯ ВЫРАБОТКИ БИОГАЗА ИЗ НАВОЗА……………………………………………………………………………27
3.1 Оценка выработки биогаза из навоза и описание технологии
процесса................................................................................................................27
3.2 Оценка выработки биогаза из навоза………………………………......…29
4. КОНСТРУКТОРСКАЯ РАЗРАБОТКА…………………………………..…31
4.1 Выбор и расчет ДВС при сжигании биогаза………………………......…31
4.2 Расчет процессов наполнения и сжатия в камере сгорания ДВС……....32
4.3 Расчет процесса горения………………………………………………......34
4.4 Процесс расширения…………………………………………………....…36
4.5 Тепловой баланс двигателя……………………………………………….37
4.6 Расчет процесса горения……………………………………………......…40
4.7 Тепловой баланс двигателя………………………………………….…....42
5. ОХРАНА ТРУДА………………………………………………………......….44
5.1 Анализ и оценка факторов профессиональных рисков на проектируемом объекте………………………………………………………………………….…44
5.2 Избыточное давление……………………………………………….……44
5.3 Повышенный уровень пожаро- и взрывоопасности……………………44
5.4 Повышенная температура………………………………………….….…45
5.5 Меры по защите рабочего места и предупреждения
профессиональных рисков…………………………………………….…..…45
6. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ…………………………….…..….…49
6.1 Воздействие энергетики на окружающую среду………………..…..…49
6.2 Расчет выбросов…………………………………………………….…......50
7 ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ПРОЕКТА………………………………....52
7.1 Расчет экономии средств после внедрения биогазовой установки….....52
7.2 Ежегодные инвестиционные затраты………………………………….…52
7.3 Ежегодные затраты на эксплуатацию установки…………...…………....53
7.4 Расчет времени окупаемости проекта……………………………..….….55
7.5 Расчет годовой выработки тепловой и электрической энергии………...55
7.6 Общая стоимость капиталовложений…………………….……………....57
7.7 Ежегодные инвестиционные затраты на когенерационные установки...58
7.8 Ежегодные инвестиционные затраты на биогазовую установку……......61
7.9 Расчет времени окупаемости проекта……………………..…………..…61
ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………………………………..….64
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
где: - фактор приведения.
Итак, ежегодная стоимость займа составляет:
7.3 Ежегодные затраты на эксплуатацию установки
Ежегодные затраты на установку равны:
Cз = Cэл + Cз.п,+Стопл дол;
где: Cэл – ежегодные затраты на потребленное количество электрической энергии,
в дол/год;
Cз.п – ежегодные затраты на оплату заработной платы обслуживающему персоналу, в USD/год;
Стопл. - ежегодные затраты на природный газ, используемый во время консервации бактерии, дол/год.
В период работы сахарного завода установка потребляет примерно кВт электрической мощности. Рассчитаем количество электрической энергии, потребленной биогазовой станцией за время работы установки (100 дней):
кВт-час. (47)
где: - потребляемая биогазовой установкой электрическая мощность;
Исходя из стоимости 1 кВт•час (12 тенге/ кВт·час), определим стоимость электрической энергии, потребленной за сезон:
=144 000 дол. (48)
Эта энергия производится на заводе. Но раньше она продавалась, а теперь будет использоваться на нужды биостанции.
Установку будет обслуживать персонал из 7 человек. Допустим, в среднем каждый рабочий получит 50 000 тенге в месяц. Вычислим, сколько финансов пойдет на оплату рабочим за сезон:
Для сохранения биологического материала на следующий сезон, необходимо поддерживать в реакторах постоянную температуру. На это уходит в зимний период примерно около 3% от общей мощности установки.
где: N- производительность установки, в м3/сутки.
Так
как в период консервации
м3/сутки. (49)
где: - низшая теплота сгорания биогаза, мДж/м3;
- низшая теплота сгорания природного газа, мДж/м3;
Рассчитаем цену природного газа:
где: N- количество суток отопления ферменторов;
Рассчитаем ежегодные затраты на установку:
7.4 Расчет времени окупаемости проекта
В общем случае, расчет суммарных приведенных затрат (СТА) рассчитывается по формуле:
CTA = I∑ + Cз ·
дол;
где: I∑ - приведенное значение инвестиций (общая стоимость инвестиций);
Cз –ежегодные затраты;
– приведенное время проекта.
Итак:
CTA = 16 700 000+ 271 236 · 9,08 = 19 162 822 дол.
Для оценки прибыльности проекта в течение изучаемого периода времени, определим суммарную приведенную прибыль:
дол. (52)
Теперь определим чистую приведенную прибыль по формуле:
Определим среднюю годовую прибыль:
Зная общую стоимость инвистиций и среднюю годовую прибыль, определим время окупаемости инвестиций:
7.5 Расчет годовой выработки тепловой и электрической энергии
Для того чтобы использовать биогазовую установку круглый год, предлагается установить когенерационную установку, которая будет производить электроэнергию и тепло. Электроэнергия будет продаваться северо-западным электросетям, а тепловая энергия будет использоваться для горячего водоснабжения. Сырьем для биогазовой установки будет служить часть навоза сахарного завода города Фалешты, который также является предприятием фирмы «Südzucker Мoldova S.A.». Навоза будет транспортироваться железнодорожным транспортом во время сезона работы завода и силосоваться в ямы.
Таблица 17. Экономические показатели когенерационной установки
Nr. |
Наименование показателя |
Единицы |
Значения |
Обозначения |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
1. |
Номинальная мощность установки |
кВт |
1416 |
Pном. |
2. |
Тепловая мощность |
кВт |
1425 |
Qмах |
3. |
Коэффициент использования максимальной электрической мощности |
% |
90 |
Gэл. |
4. |
Коэффициент использования тепловой мощности |
% |
80 |
GТ. |
5. |
Стоимость 1 кВт установленной мощности |
дол/кВт |
690 |
i0 |
6. |
Дополнительные затраты на установку |
дол/кВт |
170 |
Iдоп. |
7. |
Стоимость капитального ремонта |
дол/кВт |
172,5 |
Iкап.рем. |
8. |
Расход газа |
м3/час |
284,4 |
B |
9. |
Расход масла |
гр./кВт-час |
0,3 |
Vмасло |
10. |
Время работы установки |
час/год |
8760 |
Tгод |
11. |
Ресурс двигателя до капитального ремонта |
час |
60 000 |
Tv |
12. |
Время действия проекта |
год |
14 |
Ts |
13. |
Тариф закупки природного газа |
дол/ млн.м3 |
433,1 |
Tн.г. |
14. |
Тариф на тепло |
дол/ Гккал |
400 |
cQ,REF |
15. |
Тариф на электроэнергию |
дол./ кВт·час |
1,2 |
TEE |
16. |
Цена закупки моторного масла |
тенге/ литр |
45 |
Cмасл |
17. |
Процент от инвестиций на текущий ремонт и обслуживание |
% |
6 |
kт.о |
18. |
Значение остаточных фондов в конце проекта |
% |
1 |
WT |
19. |
Обменный курс |
дол |
12,0 |
Rsv |
20. |
Фактор приведения |
% |
10 |
i |
Объем электроэнергии, произведенной установкой, находится по следующей формуле:
Wгод = N·Pном Tм,эл кВт; (53)
где : N- количество когенерационных установок;
Pном - номинальная мощность установки, в кВт;
Tм,эл – время работы установки в номинальном режиме, в час/год;
Время работы установки в номинальном режиме может быть подсчитано как произведение между коэффициентом использования максимальной электрической мощности, Gэл, и общим числом часов работы установки Tгод :
Tм,эл = Tгод · Gэл = 8760 · 0,90 = 7 884 час/год. (54)
Итак, годовой объем произведенной электрической энергии составляет:
Wгод = N·Pном · Tм,эл = 2·1416 · 7 884 = 22 327 (мВт·час)/год.
Годовой объем тепловой энергии, произведенной когенерационными установками:
Qгод =Qмах · Tм,т (кВт·час)/год
где: Qмах - представляет максимальную тепловую мощность источника энергии, в кВт;
Tм,т – время использования максимальной тепловой энергии, в час/год.
Время использования максимальной тепловой энергии определяется исходя из выражения:
Tт= Tгод · Gэл · GТ = 8760 · 0,9 ·
0,8 = 6307,2 час/год.
где: GТ - коэффициент использования тепловой мощности.
Таким образом, можно рассчитать объем тепловой энергии произведенной за год:
Qгод = 2·1425·
6307,2 = 17 975 520 кВт·час/год = 15 456 Гккал/год.
7.6 Общая стоимость капиталовложений
Стоимость когенерационной установки рассчитывается по формуле:
I0=N·i0 · Pэл,ном дол;
где: i0 - представляет собой стоимость одного 1 кВт установленной электрической мощности, в дол/кВт;
Pэл,нoм – номинальная электрическая мощность агрегата, в кВт;
I0=2·690 · 1416= 1 954 080 дол.
Для того чтобы рассчитать изначальные капиталовложения, необходимо рассчитать дополнительные затраты на когенерационную установку:
Iдоп =iдоп· Pэл,ном·N дол;
где iдоп - дополнительные затраты, в дол/кВт;
Pэл,нoм – номинальная мощность установи, в кВт;
Iдоп =50·1416·2 = 141 600 дол.
Зная стоимость когенерационной установки и дополнительные затраты, можно рассчитать первоначальные инвестиции:
Iког.уст.=I0+Iдоп=1 954 080 + 141 600 = 2 095 680 дол. (60)
Стоимость капитального ремонта установки Jenbacчасer 420 GS-B.LC появится после 60 тыс. часов работы. Это значение рассчитывается по формуле:
Iкап.рем=iкап.рем· Pэл.ном·N дол; (61)
где: iкап.рем – стоимость ремонта 1 кВт установленной мощности, в дол/кВт;
Pэл.ном – номинальная мощность установки, в кВт;
Iкап.рем =172,5· 1416·2 = 488 520 дол.
Стоимость инвестиций биогазовой установки известна из предыдущего пункта. Учитывая еще и затраты на постройку силосных ям (а это около 500 000 дол [21]), и установку по очистке то Н2S (40 000 [21]), можем рассчитать общую стоимость инвистиций, реализованных в данном проекте:
I∑=IБГУ+Iям+IЧАС2S+Iког.уст+Iк
где: IБГУ - инвестиции в биогазовуюустановку, в дол;
I – инвестиции в когенерационную установку, в дол;
Iям - инвестиции в строительство силосных ям, в дол;
- инвестиции в строительство установки, по очистке Н2S, в дол;
Iкап.рем - стоимость капитального ремонта когенерационной установки, в дол;
T - время работы когенерационной установки до капитального ремонта.
I∑=16 700 000+500 000+40 000+2 095 680 + 488 520 (1+0,1)-7=19 586 368 дол .
7.7 Ежегодные инвестиционные затраты на когенерационные установки
Амортизационные отчисления рассчитываются по формуле:
Cаморт =
дол;
где: Iког.уст - общаяя стоимость инвистиций в когенерационную установку, в дол;
Ts – время (durata de studiu al proiectului, в годi;
Cаморт = дол/год.
Ежегодная стоимость займа:
дол
где: – приведенное время проекта, в годах; определяется по формуле (4.7):
год.
Итак, ежегодная стоимость займа для когенерационной установки составляет составляет:
Ежегодные затраты на установку равны:
Cз.ког.уст. = Стопл+Cт.о + Cмасло дол; (65)
где: Стопл- затраты на потребленное топливо, в дол/год;
Cт.о– ежегодные затраты на текущий ремонт и обслуживание, в дол/год;
Cмасло – ежегодные затраты на моторное масло, в дол/год.
Во время сезона работы завода в когенерационной установке сжигается природный газ. Ежегодные затраты на потребленное топливо:
Cтопл = дол; (66)
где: Bн.г – ежегодный расход природного газа на когенерационную установку, в м3/год;
Tн.г. – стоимость закупки натурального газа, в дол/млн. м3;
м3/год.
где: - расход газа на ДВС, в м3 /с;
- время работы завода, в сутки.
Cтопл =
Ежегодные затраты на текущий ремонт и обслуживание рассчитываем по формуле:
Cт.о= kт.о· I дол/год;
где: kт.о – процент от инвестиций на текущий ремонт и обслуживание;
Iког.уст - стоимость изначальных капиталовложений в когенерационную установку, в дол.
Cт.о = 0,06 · 2 095 680 = 125 740 дол/год.
Ежегодные затраты на моторное масло:
Cмасл = Vмасл · cмасл дол; (69)
где: Vмасл – объем масла, израсходанного за год, в литр/год;
cмасл - стоимость одного литра масла, в дол/литр.
Информация о работе Проект переработки навоза в биогазовой установке в ТОО Шеминовка