Модернизация существующей котельной Белыничского УКП «Жилкомхоз»

Технико-экономическое обоснование проекта:

Модернизация существующей котельной Белыничского УКП «Жилкомхоз» с использованием энергосберегающих технологий путем оптимизации и автоматизации управления работой котельной с установкой частотно-регулируемых приводов на насосное оборудование

Разработчик: Закрытое акционерное общество «Технологический парк Могилев» г. Могилев, ул. Ленинская, 63 тел. +375 222 29-99-09 info@technopark.by

Резюме Краткое описание и начальные условия Тарифы Установка утилизатора тепла топочных газов Гидравлический уравнитель Установка частотно-регулируемого привода Реализация услуг потребителям Экологическая оценка проекта Показатели эффективности проекта

 

Резюме

 

Данный проект модернизации существующей котельной с использованием энергосберегающих технологий заключается в оптимизации и автоматизации управления работой котельной с установкой частотно-регулируемых приводов на насосное оборудование.

Проектом предусматривается установка следующего энергоэффективного насосного и вспомогательного оборудования:

• 4 циркуляционных насоса на 2 котла КВГМ-7,5;
• 2 циркуляционных насоса котла ТГ-3;
• 2 сетевых насоса;
• 2 подпиточных насоса;
• 2 сетевых насоса ГВС;
• 2 циркуляционных насоса ГВС;
• 2 летних сетевых насоса;
• утилизатор тепла дымовых газов «Бриз» производства ОДО «ЭСАТ» на котел ТГ-3 БЗ-В/300;
• 2 уравнителя гидравлических УГ-800 производства ОАО «ГСКБ» г. Брест.

Вид топлива - природный газ.

При расчете экономической эффективности проекта ставка дисконтирования принималась равной 30,0%.

Применение утилизатора дымовых газов «Бриз» способствует экономии топлива и повышению КПД котла.

Экономический эффект составит 291,41 млн. руб. в год.

Гидравлический уравнитель (гидравлическая стрелка) предусматривается в системе для нивелирования различий основного потока между первичным контуром котельной (предложение) и вторичным контуром нагрузок котельной (спрос). Гидравлические стрелка также выполняет функции грязеуловителя, дегазации системы, шламосборника и т.д.

Частотно-регулируемый электропривод обеспечивает плавный пуск электродвигателя, его остановку, изменение скорости и направления вращения. Возможность подобного регулирования улучшает динамику работы электродвигателя и, тем самым, повышает надежность и долговечность работы технологического оборудования.

Более того, инвертер позволяет внедрить автоматизацию практически любого технологического процесса. При этом создается система с обратной связью, где инвертер автоматически изменяет скорость вращения электродвигателя таким образом, чтобы поддерживать на заданном уровне различные параметры системы, например, давление, расход, температура, уровень жидкости и т.п.

За счет оптимального управления электродвигателем в зависимости от нагрузки, потребление электроэнергии в насосных агрегатах снижается на 40-50%, а негативные последствия воздействия пусковых токов исчезают совсем.

Таким образом, применение регулируемых электроприводов на основе частотных преобразователей позволяет внедрить технологию энергосбережения, в которой не только экономится электрическая энергия, но и увеличивается срок службы электродвигателей и технологического оборудования в целом. Применение частотно-регулируемого электропривода позволит сэкономить 109,7 млн. рублей в год.

Увеличение реализации тепловой энергии потребителям позволит получить значительный экономический эффект и только в первом году реализации проекта принести более 2 300 млн. рублей выручки.

При этом снизится потребление электроэнергии и воды.

В результате реализации проекта ежегодные выбросы углекислого газа в атмосферу уменьшаться на 62,496 тонны.

Простой срок окупаемости – период времени, по окончании которого чистый объем поступлений (доходов) перекрывает объем инвестиций (расходов) в проект, и соответствует периоду, при котором накопительное значение чистого потока наличности изменяется с отрицательного на положительное. По проекту составляет 2,8 года.

Чистый дисконтированный доход (ЧДД) характеризует интегральный эффект от реализации проекта и определяется как величина, полученная дисконтированием (при постоянной ставке процента отдельно для каждого года) разницы между всеми годовыми оттоками и притоками реальных денег, накапливаемых в течение горизонта расчета проекта. По проекту составляет 1 851,4 млн. руб.

Внутренняя норма доходности (ВНД) – интегральный показатель, рассчитываемый нахождением ставки дисконтирования, при которой стоимость будущих поступлений равна стоимости инвестиций (ЧДД=0). По проекту составляет 40,30%.

Индекс рентабельности (доходности) по проекту равен 1,41.

Динамический срок окупаемости рассчитывается по накопительному дисконтированному чистому потоку наличности, учитывает стоимость капитала и показывает реальный период окупаемости проекта. По проекту составляет 5,8 лет.

Таким образом, в результате расчета полученные значения чистого дисконтированного дохода, внутренней нормы доходности и индекса прибыльности подтверждают эффективность использования средств, направляемых на реализацию проекта.

Наверх.

 

Краткое описание и начальные условия

 

Основой для составления данного документа является проект «Автоматизация управления котельной с установкой частотно-регулируемых приводов на центральной котельной СПТУ г. п. Белыничи» разработанный Коммунальным дочерним проектно-изыскательским унитарным предприятием «Институт Могилевжилпроект».

Существующая котельная СПТУ в г. п. Белыничи оборудована двумя водогрейными газовыми котлами КВГМ-7,5 и одним водогрейным газовым котлом ТГ-3. Общая мощность установленных котлов 18,0 МВт. Общая подключенная нагрузка 16,21 МВт.

На котельной также имеется: группа сетевых насосов, подпиточные насосы, группа пластинчатых подогревателей горячего водоснабжения, насосы горячего водоснабжения, холодного водоснабжения, баки запаса горячей воды, дымососы с частотно-регулируемым приводом, две существующие металлические дымовые трубы.

Модернизация существующей котельной заключается в оптимизации и автоматизации управления работой котельной с установкой частотно-регулируемых приводов на насосное оборудование.

Проектом предусматривается установка следующего высокоэффективного насосного и вспомогательного оборудования:

• 4 циркуляционных насоса на 2 котла КВГМ-7,5;
• 2 циркуляционных насоса котла ТГ-3;
• 2 сетевых насоса;
• 2 подпиточных насоса;
• 2 сетевых насоса ГВС;
• 2 циркуляционных насоса ГВС;
• 2 летних сетевых насоса;
• утилизатор тепла дымовых газов на котел ТГ-3 БЗ-В/300 производства ОДО «ЭСАТ»;
• 2 уравнителя гидравлических УГ-800 производства ОАО «ГСКБ» г. Брест.

Системы отопления, вентиляции, газоснабжения, водоснабжения и канализации котельной - существующие.

Назначение котельной – приготовление теплоносителя для отопления и горячего водоснабжения прилегающего района города.

Режим работы котельной – круглосуточно, круглогодично.

Работа персонала котельной предусмотрена в 3 смены; продолжительность смены составляет 8 часов.

Количество работающих в котельной составляет 11 человек, из них восемь операторов работающих посменно, два слесаря по обслуживанию и ремонту оборудования и один лаборант ХВО работающие в одну смену.

Всего в максимальную смену – 5 человек.

Количество персонала котельной и условия труда работающих при модернизации не изменяются.

Среднеотопительную нагрузку обеспечивают два существующих водогрейных котла КВГМ-7,5. Котел ТГ-3 включается в работу в межотопительный период для нужд горячего водоснабжения.

Теплоноситель – вода с параметрами 95-70°С на отопление и 55°С на горячее водоснабжение.

Вид топлива - природный газ.

При расчете экономической эффективности проекта ставка дисконтирования принималась равной 30,0%.

Горизонт расчета принят в 27 лет (нормативный срок службы применяемого оборудования).

Дата расчета: 30.11.2012 года.

Официальный курс белорусского рубля по отношению к доллару США, устанавливаемый Национальным банком Республики Беларусь ежедневно, на 30.11.2012: 8 580 рублей за 1 доллар США.

Наверх.

 

Тарифы

 

Электроэнергия.

Тарифы на электрическую энергию, отпускаемую энергоснабжающими организациями, входящими в состав государственного производственного объединения электроэнергетики «Белэнерго», юридическим лицам и индивидуальным предпринимателям, определяются по формуле:

где:

• Тн – тариф на электрическую энергию;
• Тб – тариф на электрическую энергию, установленный Министерством экономики Республики Беларусь (770,60 руб. за кВт·ч);
• Кн – значение курса белорусского рубля по отношению к доллару США, установленного Национальным банком Республики Беларусь, на день оплаты (расчета);
• Кб – значение курса белорусского рубля по отношению к доллару США, установленного Национальным банком Республики Беларусь, на дату установления тарифа на электрическую энергию Министерством экономики Республики Беларусь (составляет 5 107,00 руб.).

Природный газ.

Цена на природный газ на дату расчета составляет 337,01 доллар США за 1000 м³.

При расчете принималась цена с учетом среднего официального курса рубля по отношению к доллару США за январь – ноябрь (8 315,25 рублей за доллар США).

Следовательно, цена составила:

Наверх.

 

Установка утилизатора тепла топочных газов

 

В настоящее время отечественный парк котельных оснащен надежными и работоспособными котлоагрегатами. Однако, наряду с положительными характеристиками, они обладают и существенным недостатком – пониженным показателем энергоэффективности (КПД) ввиду выброса в атмосферу значительного количества топочных газов (иногда десятки тысяч м³/час) с высокой температурой - порядка 150-300°С.

Поэтому очевидно, что с целью энергосбережения крайне желательно дополнительное использование топочных газов для получения вторичных энергоресурсов, что реализуется при использовании утилизаторов «Бриз».

Суть технического решения заключается во «врезке» утилизатора в существующий газоход топочных газов, направленный от котлоагрегата к дымовой трубе котельной.

При таком размещении утилизаторы позволяют дополнительно извлечь (и полезно использовать, например, в ГВС) тепло из топочных газов за счет дополнительного понижения их температуры от 120-300°С (выходящих из котлоагрегата) до 80-90°С (и ниже) перед выбросом в атмосферу (через дымовую трубу).

Запатентованные решения в конструктивно-технологическом исполнении утилизаторов «БРИЗ» обеспечивают возможность безконденсационного охлаждения топочных газов (в отличие от традиционных экономайзеров) при подаче в него холодной воды с температурой, характерной для сети холодного водоснабжения, т.е. 6-10°С. При этом нагретая до температуры 65÷70°С вода может быть использована для производственных и бытовых нужд, а в паровых котлах – для предварительного нагрева питательной воды после холодного водоснабжения.

Утилизаторы «БРИЗ» работают в полностью автоматическом режиме под управлением многоканального микропроцессора, служащего как для внутренней оптимизации тепловых процессов в утилизаторе, так и для поддержания температурного режима в дымовой трубе в зимний период.

В щите управления утилизаторов в качестве обязательной составляющей применяются современные теплосчетчики, регистрирующие:

• накопительное значение утилизированного тепла;
• текущую теплопроизводительность утилизатора по ВТЭР;
• текущую производительность по горячей воде;
• накопительное значение объема полученной горячей воды.

Все приборы щита управления имеют выход для передачи цифровой информации на центральный компьютерный пульт управления котельной.

По конструкции утилизаторы «БРИЗ» являются непрерывно-поточными газо-водяными теплообменниками, работающими по т.н. «адаптивной» системе регулирования, что обеспечивает фиксированную температуру нагрева воды при необходимом автоматическом регулировании объема (расхода) нагреваемой воды в зависимости от изменения текущей тепловой нагрузки базового объекта – котлоагрегата.

Все утилизаторы «БРИЗ» оснащены встроенной или выносной системой байпаса топочных газов, позволяющей отключать утилизатор. Система байпаса топочных газов сконструирована с возможностью мгновенного открытия прямого потока в дымовую трубу в аварийных ситуациях (при «хлопке»).

Дополнительно, один из каналов многоканального микропроцессора позволяет обеспечивать (с помощью частичного байпаса) требуемый тепловой режим дымовой трубы (автоматически, в зависимости от температуры окружающей среды), что исключает конденсатообразование в последней при холодах в зимний период.

Утилизаторы тепла изготавливаются в различных исполнениях по типоразмерному ряду в зависимости от тепловой мощности утилизации для наиболее оптимального их согласования с сопрягаемыми основными (базовыми) котлоагрегатами, которые могут отличаться различным расходом топлива и соответственно – объемом получаемых при этом топочных газов.

Рисунок. Утилизатор БЗ-В/300

Типоразмерный ряд утилизаторов предусматривает мощности утилизации тепла (получения ВТЭР) по градации 30; 70; 300; 500 кВт. При необходимости, при бóльших тепловых нагрузках, возможно поэлементное параллельное подключение двух и более утилизаторов БРИЗ-БЗ/В-500 мощностью 500 кВт.

Низкое аэродинамическое сопротивление утилизатора (значение которого не превышает 100 Па (10 мм вод. ст.) при его последовательном подключении в тракт отвода топочных газов исключает потребность в какой-либо перенастройке стандартного режима работы котлоагрегата и в то же время обеспечивает рост его энергоэффективности на 10-20% (в зависимости от тепловой нагрузки).
В данном проекте применяется утилизатор марки БЗ-В/300.

Экономия энергоресурсов и повышение КПД котла.

Расчетная тепловая мощность утилизатора («БРИЗ» БЗ-В/300) Qут к модернизируемому водогрейному котлу ТГ-3 рассчитывается на основании специального уравнения для утилизатора «БРИЗ» – соотношения удельной энтальпии продуктов сгорания qт на 1 кг топлива в зависимости от температуры топочных газов (средняя теплоемкость дымовых газов, образовывающихся при сгорании 1 кг топлива) с учетом расхода газа, находящегося при стандартных условиях (20°С и 0,101325 МПа по ГОСТ 2939-63):

и полезным снижения температуры топочных газов с 300°С до 80ºС.

При QУТ = 0,289 Гкал/час и годовой продолжительности работы 2880 час/год годовая экономия (утилизация) тепла Qгут по котлу составляет:

С учетом нормативного коэффициента 1 тыс. м³ газа равного 1,15 тут и коэффициенте полезного действия котла ŋ=0,82 (согласно режимной карте) экономический эффект по экономии природного газа за счет утилизации тепла топочных газов ΔВут газа составит:

Повышение КПД модернизированного котла.

При значении тепловой мощности, вносимой в топку Q = 3100 кВт с учетом доли потерь тепла с уходящими топочными газами и потерями тепла в окружающую среду qпот.баз.=13,2+4,8=18%, потери тепла Qпот.баз. в существующем варианте (без утилизатора) составляют:

При этом базовый тепловой КПД ηбаз котла без применения утилизатора тепла имеет значение:

Результат совпадает со значением в режимной карте.

При включении утилизатора в инфраструктуру котла, потери тепла с уходящими топочными газами Qпот.ут. относительно базового варианта (паспортных характеристик котла) уменьшатся и будут составлять:

При этом расчетный тепловой КПД ηмод котла с применением утилизатора тепла:

Повышение теплового КПД котла с применением утилизатора тепла:

Экономический эффект от снижения расхода топлива – природного газа в действующих ценах:

Наверх.

 

Гидравлический уравнитель

 

Гидравлический уравнитель (гидравлическая стрелка) предусматривается в системе для удаления различий основного потока между первичным контуром котельной (предложение) и вторичным контуром нагрузок котельной (спрос). В системе со встроенной гидравлической стрелкой становятся возможными три различные ситуации (см. рисунок ниже). Температура tЗ при этом является регулирующей величиной.

Варианты (ситуации) работы гидравлической стрелки в системе отопления.

Ситуация 1.

Потоки равны. t1 = tЗ, t2=t4. Спрос и предложение являются равными по величине. Данный случай можно назвать идеальным, который делает гидравлическую стрелку излишней, но такое случается крайне редко.

Ситуация 2.

Потоки не равны. Предложение превышает спрос. t1 = tЗ, t2 > t4. Часть основной воды отводится прямо в обратную линию. Из-за этого падает продуктивность установки.

Ситуация 3.

Потоки не равны. Спрос превышает предложение. t1 > tЗ, t2 = t4. Часть обратной воды направляется в подачу до тех пор, пока в помещениях не будет достигнута желаемая температура. Мощность котла должна таким образом повышаться, пока не достигнет предела.

На рисунках:

• t1 – температура входящего потока (предложение) в первичном контуре котловой системы;
• t2 – температура обратного потока в первичном контуре котловой системы;
• t3 – температура исходящего потока (спрос) в контуре нагрузок;
• t4 – температура обратного потока в контуре нагрузок.

В итоге насосы отопительных контуров отбирают ровно столько теплоносителя, сколько необходимо при заданной температуре, при исключении гидравлического влияния на насос котельного контура.
Гидравлические стрелка также выполняет функции грязеуловителя, дегазации системы, шламосборника и т.д.

Благодаря внутренней конструкции часть жидкости в системе приводится в состояние покоя. Благодаря этому даже микроскопические пузырьки находящегося в системе воздуха могут всплыть вверх. Собранный воздух выдавливается через автоматический вентиль. Продолжительное удаление воздуха из системы имеет много преимуществ: отсутствие лишних шумов, улучшенный перенос тепла и уменьшенное образование шлама в системе и меньшее количество помех, обусловленный эксплуатационными требованиями. При всем этом увеличивается срок службы системы в целом.

Имеющиеся частицы шлама благодаря тому, что часть жидкости приводится в состояние покоя, могут упасть вниз. Скапливающий шлам в низу сепаратора периодически требуется сливать. Удаление шлама возможно во время работы системы. Таким образом, система освобождается от частиц шлама, который постоянно образуется в системе. Если система остается без шлама, то увеличивается ее производительность, а число неполадок минимизируется, снижается трудоемкость обслуживания системы. Разумеется, это так же увеличивает срок службы системы в целом.

По проекту планируется применение двух гидравлических уравнителей УГ-800 производства Открытого акционерного общества «Головное специализированное конструкторское бюро по комплексу оборудования для микроклимата» (ОАО «ГСКБ», г. Брест).

Вкупе с применением частотно-регулируемого электропривода насосного оборудования использование гидравлического уравнителя позволит сэкономить на обслуживании отопительной системы и внести свой вклад в экономию электроэнергии.

Наверх.

 

Установка частотно-регулируемого привода

 

Причины внедрения частотных преобразователей.

Вопросы энерго- и ресурсосбережения во всех сферах промышленности и коммунального хозяйства приобрели особую важность. В наше время практически всю механическую энергию для работы машин и механизмов получают за счет электрической энергии, используя для этого электроприводы. Именно они потребляют более 65% всей вырабатываемой в стране электроэнергии. Рост тарифов вынуждает искать пути сокращения расходов на потребление электроэнергии. Ведь уже сейчас стоимость электричества, потребляемого ежегодно одним средним электродвигателем, почти в 5 раз превосходит его собственную стоимость.
Устранение нерационального расхода средств всё чаще решается сегодня с помощью высоких технологий. Одно из главных направлений здесь занимает внедрение в различные отрасли промышленности и коммунальное хозяйство регулируемых электроприводов на основе частотного преобразователя или инвертера.

Что представляет собой частотно – регулируемый электропривод.

Частотно-регулируемый электропривод, в общих чертах состоит из трехфазного электродвигателя переменного тока и инвертера, который обеспечивает, как минимум, плавный пуск электродвигателя, его остановку, изменение скорости и направления вращения. Возможность подобного регулирования улучшает динамику работы электродвигателя и, тем самым, повышает надежность и долговечность работы технологического оборудования.
Более того, инвертер позволяет внедрить автоматизацию практически любого технологического процесса. При этом создается система с обратной связью, где инвертер автоматически изменяет скорость вращения электродвигателя таким образом, чтобы поддерживать на заданном уровне различные параметры системы, например, давление, расход, температура, уровень жидкости и т.п.

За счет оптимального управления электродвигателем в зависимости от нагрузки, потребление электроэнергии в насосных, вентиляторных, компрессорных и др. агрегатах снижается на 40-50%, а негативное влияние пусковых токов исчезает совсем. Таким образом, применение регулируемых электроприводов на основе частотных преобразователей позволяет не только экономить электрическую энергию, но и увеличить срок службы электродвигателей и технологического оборудования в целом.

Что такое частотный преобразователь.

Частотный преобразователь, или по международной терминологии – инвертер, представляет собой электронное статическое устройство, предназначенное для управления асинхронного или синхронного электродвигателя переменного тока. На выходе преобразователя формируется электрическое напряжение с переменной амплитудой и частотой.

Само название – «частотный преобразователь» обусловлено тем, что регулирование скорости вращения двигателя осуществляется изменением частоты напряжения питания, подаваемого на двигатель от преобразователя. Таким образом, инвертер преобразует напряжение питающей сети 220В/380В частотой 50Гц в выходное импульсное напряжение, которое формирует в обмотках двигателя синусоидальный ток частотой от 0 до 400 Гц и выше.

Два способа регулирования скорости вращения двигателя с помощью инвертера.

Увеличивая частоту и амплитуду напряжения подаваемого с инвертера на обмотки асинхронного электродвигателя можно обеспечить плавное регулирование скорости вращения вала электродвигателя. Изменение частоты питающего двигатель напряжения приводит к отклонению от расчетных значений максимального и пускового моментов двигателя, к.п.д., коэффициента мощности. Поэтому для поддержания требуемых рабочих характеристик двигателя необходимо с изменением частоты одновременно соответственно изменять и амплитуду напряжения.

Такой, достаточно простой способ регулирования скорости называют скалярным. В существующих преобразователях при скалярном управлении чаще всего поддерживается постоянным отношение максимального момента двигателя к моменту сопротивления на валу. Т.е. при изменении частоты амплитуда напряжения изменяется таким образом, что отношение максимального момента двигателя к текущему моменту нагрузки остается неизменным. Это отношение называется перегрузочной способностью двигателя.

При постоянстве перегрузочной способности номинальные коэффициенты мощности и К.П.Д. двигателя на всем диапазоне регулирования частоты вращения практически не меняются. Скалярный метод управления целесообразно реализовывать при невысоких требованиях к диапазону регулирования частоты вращения двигателя и стабильности поддержания заданных параметров. Важным достоинством скалярного метода является возможность одновременного управления группой электродвигателей. Скалярное управление достаточно для большинства практических случаев применения частотно регулируемого электропривода с диапазоном регулирования частоты вращения до 1:40.

Для быстродействующих приводов может потребоваться векторное управление. Оно позволяет существенно увеличить диапазон управления и точность регулирования, однако существенно дороже скалярного. Векторное управление обеспечивает непосредственное управление вращающим моментом двигателя. Вращающий момент определяется током статора, который создает возбуждающее магнитное поле.

При непосредственном управлении моментом необходимо изменять кроме амплитуды и фазу статорного тока, т.е. вектор тока. Этим и обусловлен термин «векторное управление». Оно обеспечивает диапазон регулирования до 1:1000 и выше, точность регулирования по скорости – сотые доли процента, точность по моменту – единицы процента. Доля таких приводов постепенно растёт и на сегодняшний день составляет около 5% от общего числа.

Частотные преобразователи обеспечивают:

• плавный пуск без пусковых токов и ударов и остановку электродвигателя, а также изменение направления его вращения;
• полную электрозащиту двигателя от перегрузок по току, перегрева, обрыва фаз и утечек на землю;
• плавное регулирование скорости вращения электродвигателя практически от нуля до номинального значения в ранее нерегулируемых технологических процессах;
• создание замкнутых систем с возможностью точного поддержания заданных технологических параметров;
• синхронное управление несколькими электродвигателями от одного преобразователя частоты;
• уменьшение потребления электроэнергии за счет оптимального управления электродвигателем в зависимости от нагрузки;
• увеличение срока службы электропривода и оборудования;
• повышение надежности и долговечности работы оборудования;
• упрощение его технического обслуживания.

Способы управления частотным преобразователем

Управление преобразователем частоты можно осуществлять со встроенной или выносной панели управления, либо с помощью внешних сигналов. Во втором случае скорость вращения задается аналоговым сигналом 0-10 В или 4-20 мA, а команды пуска, останова и изменения режимов вращения подаются дискретными сигналами.

Правило подбора частотного преобразователя.

Как правило, мощность частотного преобразователя подбирается равной мощности электродвигателя. Это правило распространяется на электродвигатели с номинальным количеством оборотов 1500 и 3000 оборотов в минуту. При использовании других электродвигателей или в некоторых особых случаях применения выбор частотного преобразователя (инвертера) должен соответствовать следующему условию: номинальный выходной ток частотного преобразователя должен быть не меньше, а лучше – чуть больше, номинального тока электродвигателя.

Области применения и преимущества частотных преобразователей.

На базе частотных преобразователей могут быть реализованы системы регулирования скорости следующих объектов:

• насосы горячей и холодной воды в системах водо- и теплоснабжения, вспомогательного оборудования котелен, ТЭС, ТЭЦ и котлоагрегатов;
• песковые и пульповые насосы в технологических линиях обогатительных фабрик;
• рольганги, конвейеры, транспортеры и другие транспортные средства;
• дозаторы и питатели;
• лифтовое оборудование;
• дробилки, мельницы, мешалки, экструдеры;
• центрифуги различных типов;
• линии производства пленки, картона и других ленточных материалов;
• оборудование прокатных станов и других металлургических агрегатов;
• приводы буровых станков, электробуров, бурового оборудования;
• электроприводы станочного оборудования;
• высокооборотные механизмы (шпиндели шлифовальных станков и т.п.);
• экскаваторное оборудование;
• крановое оборудование;
• механизмы силовых манипуляторов и т.п.

Применение частотных преобразователей приводит к:

• экономии электроэнергии в насосных, вентиляторных, компрессорных и др. агрегатах до 50% путем поддержания электродвигателя в режиме оптимального КПД;
• увеличению объема и повышению качества выпускаемой продукции, а также производительности производственного оборудования;
• снижению износа механических звеньев и продлению срока службы технологического оборудования и коммутационной аппаратуры вследствие улучшения динамики работы электропривода.

Мощность, потребляемая насосом, находится в кубической зависимости от скорости вращения рабочего колеса.

Таким образом, уменьшение скорости вращения рабочего колеса насоса, вентилятора в 2 раза приводят к уменьшению мощности, потребляемой насосом в 8 раз. Производительность насоса Q прямо пропорциональна скорости вращения рабочего колеса насоса.

Насосное оборудование.

В измененной по проекту схеме вместо трех насосов мощностью 22, 37 и 110 кВт применяется один сетевой насос марки WILO NL 125/200-75-2-05 с частотным регулированием электрического привода (ЧРЭП) и мощностью 75 кВт.

Рисунок 61 Насос WILO NL 125/200-75-2-05

Это одноступенчатый низконапорный центробежный насос с осевым всасыванием согласно стандартам EN 733 и ISO 5199, установленный на устойчивой раме.

Применяется для:

• перекачивания чистой или слабо загрязненной воды (макс. 20 частей на миллион) без твердых примесей для задач циркуляции, подачи и повышения давления;
• перекачивания воды в системах отопления согласно VDI 2035, водогликолевых смесей, охлаждающей/холодной и хозяйственной воды;
• использования в системах коммунального водоснабжения и орошения, для зданий и сооружений, в общих отраслях промышленности, на электростанциях и т. д.

Также, в планируемой схеме добавляется сетевой насос Wilo-VeroLine-IP-E 40/150-3/2 -R1 для летнего цикла работы.

Рисунок. Насос Wilo-VeroLine-IP-E 40/150-3/2 -R1

Это электронно регулируемый насос с сухим ротором в линейном исполнении с фланцевым соединением и автоматической регулировкой мощности.

Применяется для перекачивания воды систем отопления, водогликолевой смеси и охлаждающей и холодной воды без абразивных веществ в системах отопления, кондиционирования и охлаждения.

Особенности:

• экономия электроэнергии за счет встроенной электронной системы регулирования мощности;
• простое управление благодаря технологии «красная кнопка» и дисплея;
• различные виды регулировки (ручной режим управления);
• широкий диапазон частоты вращения (750-2900 об/мин);
• встроенная полная защита мотора (KLF) с электронной системой отключения;
• высокая степень защиты от коррозии благодаря катафорезному покрытию.

Для горячего водоснабжения планируется применить насос Wilo-CronoLine-IL-E 80/140-7,5/2.
Это центробежный насос с сухим ротором линейного типа для установки в трубах или на фундаменте со встроенным частотным преобразователем для электронного регулирования параметров, в том числе постоянного или переменного перепада давления.

Рисунок. Насос Wilo-CronoLine-IL-E 80/140-7,5/2

Особенности:

• экономия электроэнергии за счет встроенной электронной системы регулирования мощности;
• простое управление благодаря технологии «красная кнопка» и дисплея;
• различные виды регулировки (ручной режим управления);
• высокая степень защиты от коррозии благодаря катафорезному покрытию.

Режим работы и экономии.

Исходя из текущего режима работы насосного оборудования, можно построить примерную циклограмму мощности, потребляемую насосным в течение года (см. Рисуноки ниже).

Рисунок. Мощность, потребляемая насосным оборудованием

Рисунок Мощность, потребляемая насосным оборудованием в переходный период

Статистические данные работы существующего насосного оборудования котельной и планируемого по проекту представлены ниже в таблице и на диаграмме.

Таблица. Затраты энергии существующим и планируемым насосным оборудованием (отопление)

Рисунок. Затраты энергии существующим и планируемым насосным оборудованием (отопление)

Таким образом, годовая экономия составит:

Наверх.

 

Реализация услуг потребителям

 

Согласно проектной документации при реализации проекта на 12,33 тысячи Гкал в год вырастет производство тепловой энергии для реализации потребителям.

При этом расход газа повысится на 657,49 тысяч м³, снизится потребление электроэнергии на 88,72 тысяч кВт·ч и воды на 13,60 тыс. м³ в год.

Для расчета денежного выражения данных изменений в функционировании котельной на горизонте расчета, учитывались положения «Государственной программы развития Белорусской энергетической системы на период до 2016 года», утвержденной Постановлением Совета Министров Республики Беларусь №194 от 29 февраля 2012 г.

Согласно программе, осуществляется поэтапное сокращение перекрестного субсидирования в тарифах на энергию с созданием экономических стимулов, направленных на рациональное использование энергии.

Значения прогнозных показателей представлены в таблице ниже.

Таблица. Прогнозные показатели уровней возмещения населением затрат на оказание услуг по теплоснабжению

Следует отметить, что средневзвешенное значение тарифа на теплоэнергию рассчитывалось для данного проекта с учетом следующего распределения потребителей: 60% – население, 40% – юридические лица.

Ниже приведен график, показывающий динамику прироста выручки, полученной из-за экономии ресурсов в результате реализации проекта (разница между полной выручкой при реализации проекта и без его реализации).

Рисунок. Прогнозируемые значения тарифов для расчета, млн. рублей за Гкал

Следует отметить, что средневзвешенное значение тарифа на теплоэнергию рассчитывалось для данного проекта с учетом следующего распределения потребителей: 60% – население, 40% – юридические лица.

Ниже приведен график, показывающий динамику прироста выручки, полученной из-за экономии ресурсов в результате реализации проекта (разница между полной выручкой при реализации проекта и без его реализации).

Рисунок. Динамика прироста выручки по проекту, полученной в результате экономии ресурсов, млн. рублей

Наверх.

 

Экологическая оценка проекта

 

Экологическая безопасность производства теплоэнергии и поставка ее потребителям регулируется отраслевыми стандартами, инструкциями и прочими документами.

С другой стороны, можно оценить экологический эффект от реализации проекта по величине уменьшения выбросов парниковых газов в окружающую среду. Принимая, что выработка 1 кВт*ч электроэнергии традиционным образом приводит к выделению 0,6 кг СО2, получим годовое уменьшение выбросов в количестве:

Также, при реализации проекта, улучшилась удельная выработка теплоэнергии относительно затрат топлива – природного газа:

Таблица. Сравнительные показатели работы котельной до и после модернизации

С учетом того, что модернизированная котельная будет обслуживать большее количество потребителей, эффективность выработки теплоэнергии относительно затрат топлива вырастет в:

Значит снижение выработки СО₂ составит (с учетом выделения 2,48 кг СО2 при сжигании 1 м³ природного газа):

Общее снижение выработки СО₂ составит:

Наверх.

 

Показатели эффективности проекта

 

Расчетный период, в течение которого осуществляются инвестиции и эксплуатация оборудования, а также извлекается доход от реализации мероприятия, соответствует сроку службы основных компонентов установки и составляет 27 лет.

Капитальные вложения в реализацию проекта (И) включают в себя стоимость проектно-изыскательских работ, оборудования, строительно-монтажных и пусконаладочных работ. Капитальные вложения, исходя из проекта, составляют 4 500 млн. рублей.

Годовая экономия топливно-энергетических ресурсов (Эгод), получаемая от реализации проекта (в денежном выражении), млн. рублей:

Для каждого года данный показатель рассчитывался отдельно с учетом роста, как тарифов, так и цены реализации услуг.

Таблица. Экономический эффект, млн. рублей

Видно, что за первые три года поступления от проекта превысят инвестиционные затраты. Таким образом, простой срок окупаемости будет равен 2,8 года.

Простой срок окупаемости – период времени, по окончании которого чистый объем поступлений (доходов) перекрывает объем инвестиций (расходов) в проект, и соответствует периоду, при котором накопительное значение чистого потока наличности изменяется с отрицательного на положительное. По проекту составляет 2,8 года.

В целях оценки энергосберегающего мероприятия проводится дисконтирование – приведение будущей стоимости денег к настоящей стоимости при помощи ставки дисконтирования, а также вычисляется чистый дисконтированный доход – ЧДД (Таблица и Рисунок ниже).

При расчете экономической эффективности проекта ставка дисконтирования принималась равной 30,0%.

Таблица. Расчет чистого дисконтированного дохода (при ставке дисконтирования равной 30%) и настоящей стоимости денег, млн. рублей

Чистый дисконтированный доход характеризует интегральный эффект от реализации проекта и определяется как величина, полученная дисконтированием (при постоянной ставке процента отдельно для каждого года) разницы между всеми годовыми оттоками и притоками реальных денег, накапливаемых в течение горизонта расчета проекта. По проекту составляет 1 851,4 млн. руб.

Внутренняя норма доходности (ВНД) – интегральный показатель, рассчитываемый нахождением ставки дисконтирования, при которой стоимость будущих поступлений равна стоимости инвестиций (ЧДД=0). По проекту составляет 40,30%.

Индекс рентабельности (доходности) по проекту равен 1,41.

Динамический срок окупаемости рассчитывается по накопительному дисконтированному чистому потоку наличности, учитывает стоимость капитала и показывает реальный период окупаемости проекта. По проекту составляет 5,8 лет.

Рисунок. Расчёт динамического срока окупаемости проекта

Таким образом, в результате расчета полученные значения чистого дисконтированного дохода, внутренней нормы доходности и индекса прибыльности подтверждают эффективность использования средств, направляемых на реализацию проекта.

Наверх.