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
Для того чтобы определить затраты на масло, потребленного за год, рассчитаем объем масла потребленный за этот промежуток времени:
Vмасл = Wгод · vмасл/ ρмасл l; (70)
где: Wгод – объем электроэнергии, произведенной за год, в (кВт·час)/год;
vмасл –расход масла в час, в гр./(кВт·час);
ρмасл – плотность масла, в кг/м3; ρмасл=0,9 кг/м3;
Vмасл = 22 327 000 · ( 0,3 · 10-3 )/0,9 = 7442 литр/год.
Рассчитываем ежегодные затраты на масло:
Cмасл =7442 · 45 =334 890 литр/год = 27 907 дол/год.
Теперь можно рассчитать ежегодные инвестиционные затраты на когенерационную установку:
Cз.ког.уст. =748 224 +125 740 + 27 907 =901 871 дол/год.
7.8 Ежегодные инвестиционные затраты на биогазовую установку
Ежегодные затраты на установку равны:
Cз.БГУ = Cз.п+Снавоза дол/год; (71)
где: Cз.п – ежегодные затраты на оплату заработной платы обслуживающему персоналу, в дол/год;
Снавоза – затраты на перевозку и силосование навоза, в дол/год.
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 год:
Затраты на перевозку и силосование навоза определим по формуле:
Снавоза=снавоза·М дол/год;
где: снавоза – стоимость перевозки и силосования одной тонны навоза, в дол;
М-масса перевезенного навоза, в тоннах.
Время работы когенерационной установки вне сезона - 265 дней. Масса перевозимого навоза равна 60 000 тн (см.п. 3.1.1).
Определим стоимость транспортировки и силосования всего навоза:
Снавоза =10·60
000=600 000 дол/год.
Теперь определим ежегодные затраты на биогазовую установку:
Cз.БГУ=35 000 +600 000 =635 000 дол/год.
7.9 Расчет времени окупаемости проекта
В общем случае, расчет суммарных приведенных затрат (СТА) рассчитывается по формуле:
CTA = I∑ + (Cз.ког.уст + Cз.БГУ ) · дол; (74)
где: I∑ -общая стоимость инвистиций, в дол;
Cз.ког.уст –ежегодные затраты на когенерационную установку, в дол;
Cз.БГУ - ежегодные затраты на биогазовую установку, в дол;
– приведенное время проекта, в годах.
Итак:
CTA = 19 586 368 +(901 871 +635 000)·7,37 = 30 913 107 дол.
Для оценки прибыльности проекта, в течение изучаемого периода времени, определим суммарную приведенную прибыль:
дол;
где: – ежегодная прибыль, получаемая от проекта, в дол/год;
Ежегодная прибыль рассчитываем следующим образом:
дол/год; (76)
где: - экономия на природном газе во время работы завода, в дол/год (см. п.4.1.1);
- экономия на аренде земли, на которой складируется навоза, в дол/год (см. п.4.1.1);
- прибыль от продажи электроэнергии, в дол/год;
- прибыль от продажи тепловой энергии, в дол/год;
Найдем прибыль от продажи электроэнергии:
дол/год; (77)
где: N – количество когенерационных установок;
- мощность когенерационных установок, в кВт;
- стоимость 1 кВт электрической энергии, в дол/кВт;
- электрическая мощность биогазовой установки, кВт;
- время работы когенерационных установок в номинальном режиме, час/год;
Прибыль от
продажи тепловой энергии
дол/год; (78)
где: - ежегодное потребление тепловой энергии биогазовой установкой, в Гккал/год;
- стоимость 1 Гккал тепловой энергии, в дол/Гккал;
Биогазовая установка потребляет около 6 %, производимой когенерационными установками:
QБГУ= N·Qмах ·Tт·0,06 Гккал/год.
где: Qмах - представляет максимальную тепловую мощность когенерационной установки, в кВт;
Tт- время использования максимальной тепловой энергии (см. п. 4.2.1), в час/год;
QБГУ =2·1425·0,06·6307,2=1 078 531 кВт·час/год=927 Гккал/год.
Теперь можем найти прибыль от продажи тепловой энергии:
Найдем ежегодную прибыль:
Суммарная приведенная прибыль равна:
дол/год.
Теперь определим чистую приведенную прибыль по формуле:
Определим среднюю годовую прибыль:
Зная общую стоимость инвистиций и среднюю годовую прибыль, определим время окупаемости инвестиций:
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В представленной работе показана целесообразность эксплуатации биогазовой установки. Предполагается с помощью данной установки экономить в пределах 90 % природного газа, потребляемого в период работы. Кроме того, данная установка улучшит экологическую ситуацию в регионе, благодаря уменьшению выбросов СО2 в атмосферу и получению доброкачественных удобрений.
Также в работе были выбраны когенерационные установки, которые предполагается использовать в животноводческой ферме. Произведен расчет процессов, происходящих в ДВС, а также тепловой баланс двигателя.
Было рассмотрено два варианта эксплуатации биогазового завода: сезонная и круглогодичная. С экономической точки зрения наиболее целесообразным является эксплуатация биогазового завода круглый год, так как при выработке биогаза только в период работы установка окупиться за 8,48 лет, а при производстве биогаза круглый год, установка окупится за 8,11 лет, и это при том, что суммарные приведенные затраты во втором случае больше в 1,6 раза.
В работе приведены основные правила техники безопасности для работников, обслуживающих ТЭЦ и когенерационные установки. Так же были рассчитаны объемы выбросов и плата за них.
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
Информация о работе Проект переработки навоза в биогазовой установке в ТОО Шеминовка