Портал по тригенерации, когенерации и мини-ТЭЦ

Строительство  мини-ТЭЦ на коксовом газе

 

1.      Введение.

Настоящее технико-коммерческое предложение разработано в соответствии с письмом и опросными листами, направленными Заказчиком .

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. Предприятие 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.

 

2.      Исходные данные.

См. приложение №1        

        

3.      Принципиальные технические решения.

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

  • 6 газопоршневых агрегатов типа ГПЭА - 2500, устанавливаемых в отдельном здании размером в плане 12х18 м;

  • газоочистки коксового газа, расположенной в здании размером в плане 12х18 м;

  • 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  ГПЭА – 2500 приведена в приложении 2.

      Расчет срока окупаемости  приведен в приложении 3.

     Административно – хозяйственные помещения 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 шести агрегатов составит –21,0 МВт  (17,4 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.

 

 

4.      Стоимостные показатели.

 Предварительные капитальные затраты  (ориентировочные) приведены в табл.1

                                                                                                                                 Таблица 1

№№
п/п

Наименование оборудования
или вида работ

Кол.

Стоимость общая,
тыс.у.е.

без НДС

1

Газопоршневой  агрегат  ГПЭА-2500

6

 

2

Газоочистка коксового газа с насосной станцией

1

180

3

Теплоутилизационная установка с 2 котлами-утилизаторами.

1

160

4

Газовоздуховоды, дымовая труба, трубопроводы  коксового газа (внутри  помещения)

компл.

50

5

Трансформаторная  подстанция   для выдачи электроэнергии внешним потребителям

компл.

550

6

Монтажные и  наладочные работы

компл.

200

8

Проектно-конструкторские   работы.    ОВОС

 

140

 

Итого:

 

 

 

Все стоимостные показатели будут уточняться при  выдаче технического задания на проектирование.

 Все стоимостные  показатели относятся только к объемам работам, ограниченным стенами мини-ТЭЦ и не учитывают все наружные сети и сооружения. В данных  стоимостных показателях не учтены также строительные работы по строительству новых или реконструкции существующих зданий под мини-ТЭЦ.

 

6.Этапы и ориентировочные сроки выполнения работ.

6.1 Разработка проекта - 4-5 месяцев.

6.2 Заказ и поставка оборудования и материалов –5-6 месяцев.

6.3 Строительно-монтажные  и пуско-наладочные работы – 4-5 месяцев.

Продолжительность работ может быть сокращена за счет параллельного выполнения этапов. Продолжительность  работ по строительству или реконструкции зданий под мини-ТЭЦ  будет определена после выполнения строительной части проекта. 

 

Приложение 1.   

 

Исходные данные, взятые из опросного листа.

 

    1. Технологические показатели коксового газа:

  • калорийность 3950 4050 ккал/м3;

  • давление 8001100 мм.в.ст.;

  • плотность 0,4450,470 кг/м3.

2. Содержание, %

  • 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

Время года

Название месяца

В рабочее время, кВт

Название месяца

В нерабочее время, кВт

Зима

декабрь

11000

ноябрь

10500

Лето

июль

10500

июнь

10000

 

-        Максимальные нагрузки по электроэнергии

Время года

Название месяца

В рабочее время, кВт

Название месяца

В нерабочее время, кВт

Зима

январь

13000

январь

12500

Лето

июнь

11500

июнь

11000

 

  • 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 ГПЭА-2500

 

   Номинальная электрическая мощность, кВт---2500

   Номинальная тепловая мощность, кВт---3500

   Напряжение, В --- 6300

   Номинальная частота вращения, об/мин ---1000

   Топливо для двигателя --- коксовый газ

   Расход топлива на  номинальном режиме работы- 1860 м3/ч

   Расход масла на номинальном режиме работы, Г/кВт.час-1,0

   Минимальное давление газа, ати ---0,03

   Электрический к.п.д.,% --- 35

   Тепловой к.п.д. --- 49

   Суммарный к.п.д., % ---84

   Габаритные размеры, мм  – 6800 х 2200 х 3000

   Масса  двигатель-генератор на раме, тн – 33,5

   Ресурс до капитального  ремонта, м/час  - 100 000

                                                                                                      Приложение 3.

 

                     Расчет срока окупаемости  мини-ТЭЦ


  1. Установленная электрическая мощность - 15 МВт.

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

  3. 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.

  4. Установленная тепловая мощность - 21 МВт.

  5. Вырабатываемая тепловая мощность - 17,5 МВт или 15,1 Гкал/ч.

  6. Произведено тепловой энергии за отопительный сезон (5568 час.)
    15,1 х 5568 = 84,1*103 Гкал/год

  7. Стоимость произведенной тепловой энергии при стоимости 1Гкал-
    250,7 руб. без НДС
    84,1 х 103 х 250,7 х 1,2 = 25300644 руб.

  8. Всего сэкономлено за год на тепле и электроэнергии
    74629289 + 25300644 = 99929933 руб.
  9. Расход топлива (коксового газа) на выработку электро и теплоэнергии за год
    1860 х 5 х 8200 = 76260000 м3/год
  10.   Стоимость использованного коксового газа при тарифе 140 руб. за 100 м3 без НДС
    76260000 х 0,14 х 1,2 = 12811680 руб.
  11. Расход электроэнергии на собственные нужды (насосная и др. электропотребители) 1,4 млн. кВт.ч

  12. Стоимость затраченной на собственные нужды электроэнергии
    1400000 х 0,64 х 1,2 = 1075200 руб.

  13. Стоимость основных фондов, включаемая в расчет себестоимости составляет 3530000 долларов США или по курсу 31,86 руб/дол
    3530000 х 31, 86 = 112465800 руб

  14. Средние амортизационные расходы принимаем в размере 8% от основных фондов
    112465800 х 0,08 = 8997264 руб.
  15. Налог на основные фонды в размере 2% составляет
    112465800 х 0,02 = 2249316 руб.

  16. Прочие расходы принимаем в размере 20% от амортизационных расходов
    8997264 х 0,20 = 1799452 руб.

  17.   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.
  18.   Итого годовых затрат
    18308304 + 7987200 + 8997264 + 2249316 + 1799452 + 2761920 = 42103456 руб.
  19. Годовая экономия составляет
    102787913 - 42103456 = 60684457 руб.

  20. Срок окупаемости капитальных вложений
    112465800: 60684457 = 1, 85 лет

 
Расчет срока окупаемости выполнен ориентировочно. В нем не учтены наружные сети, здание под миниТЭЦ 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).