Утилизация коксового газа для выработки тепловой и электрической энергии

Размещено на http://www.allbest.ru/

.

Утилизации коксового газа для выработки тепловой и электрической энергии

У Заказчика на заводе при производстве кокса образуется газ и каменноугольная смола. Коксовый газ является побочным продуктом производства кокса, в настоящее время на заводе никак не используется и поступает на ТЭЦ, где сжигается в котлах для выработки пара и электроэнергии. Заказчик покупает у этой ТЭЦ теплоэнергию (пар) и электроэнергию. В то же время коксовый газ является энергетическим сырьем, т.к. имеет теплотворную способность 4000 ккал/м3 и его можно утилизировать прямо на заводе, т.е. сжигать в качестве топлива в энергетических агрегатах для получения тепловой и электрической энергии.

Исходя из вышеизложенного Заказчик обратился с целью получения технико-коммерческого предложения по утилизации коксового газа для выработки тепловой и электрической энергии.

Исходные данные.

- Для разработки технико-коммерческого предложения Заказчик выдал исходные данные (см. Приложение 1).

Принципиальные технические решения.

В качестве технического решения предлагается строительство газовой мини-ТЭЦ, работающей на коксовом газе и состоящей из:

- 4 газопоршневых агрегатов типа ДГ - 4000, устанавливаемых в отдельном здании размером в плане 18х24 м;

- газоповысительной станции, состоящей из 3х газовых компрессоров, устанавливаемых в помещении размером 12х18 м (на 1 этаже);

- газоочистки коксового газа, расположенной в этом же здании размером в плане 12х18 м (на 2 этаже);

- теплоутилизационной установки тепла выхлопных газов и системы охлаждения двигателей, состоящей из двух котлов - утилизаторов (паровых или водогрейных по желанию Заказчика), водоподготовки, термической обработки воды и системы теплоснабжения;

- выхлопной (дымовой) трубы;

- автоматизированной системы управления комплексом;

- трансформаторной подстанции и главного распределительного устройства.

Примерная схема газовой мини-ТЭЦ представлена на рис. 1 приложение 4.

Основные стоимостные показатели приведены в таблице 1 стр.3

Техническая характеристика газопоршневого агрегата ДГ - 4000 приведена в приложении 2.

Расчет срока окупаемости приведен в приложении 3.

Административно - хозяйственные помещения газовой мини-ТЭЦ могут быть размещены в существующих зданиях завода.

Газоочистку коксового газа предполагается выполнить по схеме мокрых скрубберов (труб Вентури) с использованием существующих бассейнов - отстойников и станции биологической очистки вод. Расход технической воды ~ 2000 м3/ч.

В теплоутилизационной установке могут быть установлены (по желанию Заказчика) водогрейные или паровые котлы - утилизаторы тепла выхлопных газов и систем охлаждения газопоршневых агрегатов. Количество тепла, которое можно утилизировать от четырех агрегатов составит - 1624 Гкал/ч.

При установке паровых котлов пар может использоваться в отопительных и технологических целях в существующих сетях завода. При установке водогрейных котлов горячая вода с температурой до 110 0С используется на отопление и горячее водоснабжение.

Предусмотрен также вариант прямого 100% выхлопа горячих дымовых газов, минуя котлы-утилизаторы, в дымовую трубу. Возможно также, с помощью регулирующих заслонок, подавать часть дымовых газов (30%, 50%, 70%) через котлы-утилизаторы, а остальную часть напрямую в дымовую трубу

Питательную или подпиточную воду для котлов-утилизаторов можно использовать от существующей котельной или готовить в собственной установке ХВО.

Объем услуг.

По желанию Заказчика Генподрядчик выполнит весь комплекс работ по строительству мини-ТЭЦ, включая:

-проектирование газовой мини-ТЭЦ мощностью Nэ=16 МВт для утилизации 12000 м3/ч коксового газа. Проект выполняется во всех частях: технологическая, строительная, КИПи А, электротехническая, сантехническая, генплан, связь, экология;

- поставка стандартного и нестандартного оборудования согласно спецификации утвержденного проекта;

- авторский надзор за изготовлением и монтажом;

- монтаж оборудования или шеф-монтаж;

- пусконаладочные работы во всех частях.

Имеются необходимые лицензии на все виды заявленных работ.

Стоимостные показатели.

Предварительные капитальные затраты (ориентировочные) приведены в табл.1

Таблица 1

- Водорода 56,5-58,0

- Метана 23,0-25.0

- Непредельных углеводородов 2,0-2,5

- Оксида углерода 7,5-8,5

- Кислорода 0,5-0,9

- Диоксида углерода 2,3-2,8

3. Содержание примесей, г/м3

- сероводорода 1,2-1,8

- цианистого водорода 0,7-2,0

- нафталина 0.08-0,15

- смолистых и масел 0,05-0,10

4. Потребность в электроэнергии

- Минимальные нагрузки по электроэнергии

- Максимальные нагрузки по электроэнергии

- Напряжение выдачи электрической мощности - 10 кВ

- Ожидаемый прирост среднегодового расхода энергии по предприятию в течение будущих пяти лет, в % от фактического расхода:

по электроэнергии + 25%

по тепловой энергии (горячая вода) + 10 %

5. Отопительные нагрузки.

Продолжительность отопительного сезона - 232 сут. (5568 час.)

Температурный график системы отопления 70 - 95 0С

Расчетная нагрузка отопления - 32 Гкал/ч

6. Финансовые данные.

Стоимость электроэнергии без НДС:

- плата за мощность, руб. (кВт/месяц) - 120.0

- плата за энергию, руб.(кВт.ч) - 0,445

- средняя стоимость электроэнергии, руб. (кВт.ч) - 0,64

Стоимость теплоэнергии без НДС:

- пар, руб. (Гкал) - 250,7

Цена топлива (коксовый газ) без НДС, руб. за 1000 м3 - 140,0

Приложение 2

Основные технические данные и характеристики газопоршневого агрегата ДГ-4000.

Мощность максимальная, кВт---4025

Сила тока, кВА --- 4400

Напряжение номинальное, В --- 10500

Мощность номинальная, кВт --- 3500

Частота тока, Гц --- 50

Род тока -------- переменный, трехфазный

Генератор ----- СГД 16-84-6У4

Силовой агрегат --------16 ДПН 2А 23/2х30

Частота вращения (ном. мощность) вала отбора мощности, об/мин - 1000

Частота вращения (ном. мощность) коленчатых валов, об/мин - 800

Устройство управления дизель-генератором --- КУ-Д 4000

Топливо для двигателя --- коксовый газ (давлением 2 12 кгс/см2)

Удельный расход топлива на номинальном режиме работы- 4430 м3/ч

Удельный расход масла на номинальном режиме работы, Г/кВт/час-2,2

Габариты - 12000 х 1192 х 3320 мм

Масса - 70000 кг

Номинальная мощность силового агрегата, кВт/л/с - 3680/5000

Время непрерывной работы агрегата (рекомендуемое), м/час - 1600

Назначенный ресурс до кап. ремонта, м/час - 40 000

Назначенный ресурс полный, м/час - 60 000

Срок службы агрегата, лет - 30

Приложение 3

Расчет срока окупаемости газовой мини-ТЭЦ.

1. Установленная электрическая мощность - 16 МВт.

2. Вырабатываемая электрическая мощность - 13 МВт.

3. Произведено электроэнергии за год (согласно данным Заказчика из опросного листа) 97173553 кВт

4. Стоимость произведенной электроэнергии при тарифе с учетом оплаты за установленную мощность 0,64 руб./кВт.ч без НДС

97173553 х 0,64 х 1,2 = 74629289 руб.

5. Установленная тепловая мощность - 24 МВт.

6. Вырабатываемая тепловая мощность - 19,5 МВт или 16,8 Гкал/ч.

7. Произведено тепловой энергии за отопительный сезон (5568 час.)

16,8 х 5568 = 93,6103 Гкал/год

8. Стоимость произведенной тепловой энергии при стоимости 1Гкал-250,7 руб. без НДС

93,6 х 103 х 250,7 х 1,2 = 28158624 руб.

10. Всего сэкономлено за год на тепле и электроэнергии

74629289 + 28158624 = 102787913 руб.

11. Расход топлива (коксового газа) на выработку электро и теплоэнергии за год

4430 х 3 х 8200 = 108978000 м3/год

12. Стоимость использованного коксового газа при тарифе 140 руб. за 100 м3 без НДС

108978000 х 0,14 х 1,2 = 18308304 руб.

13. Расход электроэнергии на собственные нужды (компрессорная, насосная и др. электропотребители) 10,4 млн. кВт.ч

14. Стоимость затраченной на собственные нужды электроэнергии

10400000 х 0,64 х 1,2 = 7987200 руб.

15. Стоимость основных фондов, включаемая в расчет себестоимости составляет 3530000 долларов США или по курсу 31,86 руб/дол

3530000 х 31, 86 = 112465800 руб.

16. Средние амортизационные расходы принимаем в размере 8% от основных фондов

112465800 х 0,08 = 8997264 руб.

17. Налог на основные фонды в размере 2% составляет

112465800 х 0,02 = 2249316 руб.

18. Прочие расходы принимаем в размере 20% от амортизационных расходов

8997264 х 0,20 = 1799452 руб.

19. Годовая зарплата обслуживающего персонала 40 чел. с учетом отчислений с ФОТ при среднем окладе 3500 руб.

40 х 3500 х 1,2 х 12 х 1,37 = 2761920 руб.

20. Итого годовых затрат

18308304 + 7987200 + 8997264 + 2249316 + 1799452 + 2761920 =

= 42103456 руб.

21. Годовая экономия составляет

102787913 - 42103456 = 60684457 руб.

22. Срок окупаемости капитальных вложений

112465800: 60684457 = 1, 85 лет

тепловой электростанция коксовый газ

Расчет срока окупаемости выполнен ориентировочно. В нем не учтены наружные сети, здание под мини-ТЭЦ и др. Поэтому реальный срок окупаемости будет больше.

Точный расчет с реальными цифрами и с учетом всех факторов может быть выполнен при проектировании (в части ТЭО).

Размещено на Allbest.ru