Download - INKOTEP Projekat

Transcript
Page 1: INKOTEP Projekat

Универзитет у Београду

Машински факултет

ИНДУСТРИЈСКА И КОМУНАЛНА

ТЕРМОЕНЕРГЕТСКА ПОСТРОЈЕЊА

-пројектни задатак-

Професор: Милан Петровић Студент: Милош Радовановић

Асистент: Срђан Милић Број индекса: 1199/2013

Београд 2014/2015.

Page 2: INKOTEP Projekat

МАШИНСКИ ФАКУЛТЕТ

У БЕОГРАДУ

Предмет:

Индустријска и комунална термоенергетска

постројења

Задатак број:

Лист/листова: 2

Рег. број Презиме и име: Смена: Шк. год. Датум: Прегледао:

1199/2013 Радовановић Милош TEН 2014/2015.

1. Одређивање типа парне турбине и дефинисање топлотне шеме

1.1. Постројење са противпритисном турбином

1.1.1.Топлотна шема:

Page 3: INKOTEP Projekat

МАШИНСКИ ФАКУЛТЕТ

У БЕОГРАДУ

Предмет:

Индустријска и комунална термоенергетска

постројења

Задатак број:

Лист/листова: 3

Рег. број Презиме и име: Смена: Шк. год. Датум: Прегледао:

1199/2013 Радовановић Милош TEН 2014/2015.

1.1.2. Одређивање величина стања за задату топлотну шему:

Стање 1:

𝑝1 = 𝑝𝐺𝑉1 = 88 𝑏𝑎𝑟

𝑡1 = 𝑡𝐺𝑉1 = 520℃

ℎ1 = 3439.87 𝑘𝐽 𝑘𝑔⁄

𝑠1 = 6.7369 𝑘𝐽 𝑘𝑔𝐾⁄

Стање 2:

𝑝2 = 0,95𝑝1 = 83.6 𝑏𝑎𝑟

𝑡2 = 518.02℃

ℎ2 = 3439.87 𝑘𝐽 𝑘𝑔⁄

𝑠1 = 6.7592 𝑘𝐽 𝑘𝑔𝐾⁄

Стање 3s:

𝑝3𝑠 = 18 𝑏𝑎𝑟

𝑡3𝑠 = 283.95℃

ℎ3𝑠 = 2992.9 𝑘𝐽 𝑘𝑔⁄

𝑠3𝑠 = 𝑠2 = 6.7592 𝑘𝐽 𝑘𝑔𝐾⁄

Стање 3=QP1:

𝑝3 = 𝑝3𝑠 = 18 𝑏𝑎𝑟

𝑡3 = 307.34℃

ℎ3 = 3046.54 𝑘𝐽 𝑘𝑔⁄

𝑠1 = 6.8535 𝑘𝐽 𝑘𝑔𝐾⁄

Стање 4s:

𝑝4𝑠 = 𝑝4 = 9 𝑏𝑎𝑟

𝑡4𝑠 = 201.07℃

ℎ4𝑠 = 2836.61 𝑘𝐽 𝑘𝑔⁄

𝑠1𝑠 = 6.7592 𝑘𝐽 𝑘𝑔𝐾⁄

Стање 4:

𝑝4 = 4 𝑏𝑎𝑟

𝑡4 = 232.82℃

ℎ4 = 2909 𝑘𝐽 𝑘𝑔⁄

𝑠4 = 6.9070 𝑘𝐽 𝑘𝑔𝐾⁄

Стање 5s:

𝑝5𝑠 = 𝑝𝑐 = 3.042 𝑏𝑎𝑟

𝑡5𝑠 = 𝑡𝑐 = 𝑡𝑧2 + ∆𝑡2 = 120 + 14 = 134 ℃

ℎ5𝑠 = 2632.77 𝑘𝐽 𝑘𝑔⁄

𝑠5𝑠 = 6.7592 𝑘𝐽 𝑘𝑔𝐾⁄

Стање 5:

𝑝5 = 𝑝𝐶 = 3.042 𝑏𝑎𝑟

𝑡5 = 135.81℃

ℎ5 = 2729.62 𝑘𝐽 𝑘𝑔⁄

𝑠5 = 6.9970 𝑘𝐽 𝑘𝑔𝐾⁄

Стање 6:

𝑝6 = 𝑝5 = 3.042 𝑏𝑎𝑟

𝑡6 = 𝑡𝑐 − ∆𝑡𝑐 = 134 − 0.2 = 133.8℃

ℎ6 = 562.61 𝑘𝐽 𝑘𝑔⁄

𝑠6 = 1.6746 𝑘𝐽 𝑘𝑔𝐾⁄

Стање 7s:

𝑝7𝑠 = 𝑝4 = 9 𝑏𝑎𝑟

𝑡7𝑠 = 133.85℃

ℎ7𝑠 = 563.24 𝑘𝐽 𝑘𝑔⁄

𝑠7𝑠 = 𝑠6 = 1.6746 𝑘𝐽 𝑘𝑔𝐾⁄

Стање 7:

𝑝7 = 9 𝑏𝑎𝑟

𝑡7 = 133.89℃

ℎ7 = 563.39 𝑘𝐽 𝑘𝑔⁄

𝑠7 = 1.6750 𝑘𝐽 𝑘𝑔𝐾⁄

Стање 8:

𝑝8 = 𝑝4 = 9 𝑏𝑎𝑟

𝑡8 = 175.35 ℃

ℎ8 = 742.65 𝑘𝐽 𝑘𝑔⁄

𝑠8 = 2.0940 𝑘𝐽 𝑘𝑔𝐾⁄

Стање 9s:

𝑝9𝑠 = 1.25 ∙ 𝑝1 = 110 𝑏𝑎𝑟

𝑡9𝑠 = 176.7℃

ℎ9𝑠 = 753.83 𝑘𝐽 𝑘𝑔⁄

𝑠9𝑠 = 2.0940 𝑘𝐽 𝑘𝑔𝐾⁄

Page 4: INKOTEP Projekat

МАШИНСКИ ФАКУЛТЕТ

У БЕОГРАДУ

Предмет:

Индустријска и комунална термоенергетска

постројења

Задатак број:

Лист/листова: 4

Рег. број Презиме и име: Смена: Шк. год. Датум: Прегледао:

1199/2013 Радовановић Милош TEН 2014/2015.

Стање 9:

𝑝9 = 110 𝑏𝑎𝑟

𝑡9 = 177.35℃

ℎ9 = 756.66 𝑘𝐽 𝑘𝑔⁄

𝑠9 = 2.1003 𝑘𝐽 𝑘𝑔𝐾⁄

Стање QP2:

𝑝𝑄𝑃2 = 𝑝4 = 9 𝑏𝑎𝑟

𝑡𝑄𝑃2 = 175.35 ℃

ℎ𝑄𝑃2 = ℎ′′ = 2773.03 𝑘𝐽 𝑘𝑔⁄

𝑠𝑄𝑃2 = 𝑠′′ = 6. 𝑘𝐽 𝑘𝑔𝐾⁄

Стање деми воде DV:

𝑝𝐷𝑉 = 𝑝4 = 9 𝑏𝑎𝑟

𝑡𝐷𝑉 = 30 ℃

ℎ𝐷𝑉 = 126.55 𝑘𝐽 𝑘𝑔⁄

Стањa ZT1 и ZT2:

𝑝𝑍𝑇1 = 𝑝𝑍𝑇2 = 6 𝑏𝑎𝑟

𝑡𝑍𝑇1 = 80℃

𝑡𝑍𝑇2 = 120℃

ℎ𝑍𝑇1 = 335.45 𝑘𝐽 𝑘𝑔⁄

ℎ𝑍𝑇2 = 504.09 𝑘𝐽 𝑘𝑔𝐾⁄

Подаци за величине стања су добијени помоћу: Табела 2 на страни 16 и Табела 3 страни 25

''Термодинамичка својства воде и водене паре'' М. Бањац, М. Деспић, С. Милић, М.

Петровић.

1.1.3. Одређивање масених протока

Масени проток деми воде

�̇�𝐷𝑉 = �̇�𝑄𝑃1 + �̇�𝑄𝑃2 = 4.5 + 7.5 = 12 𝑘𝑔 𝑠⁄

Биланс енергије и масе хладњака паре

-биланс масе:

�̇�𝑁𝑉 + �̇�4′′ = �̇�𝑄𝑃2

�̇�𝑁𝑉 = �̇�𝑄𝑃2 − �̇�4′′

-биланс енергије

�̇�𝑁𝑉 ∙ ℎ𝑁𝑉 + �̇�4′′ ∙ ℎ4 = �̇�𝑄𝑃2 ∙ ℎ𝑄𝑃2

ℎ𝑁𝑉 = ℎ9

�̇�4′′ =�̇�𝑄𝑃2 ∙ ℎ𝑄𝑃2 − �̇�𝑁𝑉 ∙ ℎ9

ℎ4=

�̇�𝑄𝑃2 ∙ ℎ𝑄𝑃2 − (�̇�𝑄𝑃2 − �̇�4′′ )ℎ9

ℎ4

�̇�4′′ =�̇�𝑄𝑃2(ℎ𝑄𝑃2 − ℎ9)

ℎ4 − ℎ9=

7.5(2773.03 − 756.66)

2909 − 756.66= 7.0262

𝑘𝑔

𝑠

�̇�𝑁𝑉 = 7.5 − 7.0262 = 0.4738 𝑘𝑔 𝑠⁄

Биланс енергије за ZT:

�̇�𝑇𝑉 ∙ ℎ𝑍𝑇1 + �̇�5 ∙ ℎ5 = �̇�𝑇𝑉 ∙ ℎ𝑍𝑇2 + �̇�5 ∙ ℎ6

�̇�5 =�̇�𝑇𝑉 ∙ (ℎ𝑍𝑇2 − ℎ𝑍𝑇1)

ℎ5 − ℎ6=

55 ∙ (504.09 − 335.45)

2729.62 − 562.61

�̇�5 = 4.2802 𝑘𝑔 𝑠⁄

Page 5: INKOTEP Projekat

МАШИНСКИ ФАКУЛТЕТ

У БЕОГРАДУ

Предмет:

Индустријска и комунална термоенергетска

постројења

Задатак број:

Лист/листова: 5

Рег. број Презиме и име: Смена: Шк. год. Датум: Прегледао:

1199/2013 Радовановић Милош TEН 2014/2015.

Биланс енергије и масе за MZ:

-биланс масе

�̇�5 + �̇�𝐷𝑉 + �̇�4′ = �̇�8

-биланс енергије

�̇�5 ∙ ℎ7 + �̇�𝐷𝑉 ∙ ℎ𝐷𝑉 + �̇�4′ ∙ ℎ4 = �̇�8 ∙ ℎ8

�̇�5 ∙ ℎ7 + �̇�𝐷𝑉 ∙ ℎ𝐷𝑉 + �̇�4′ ∙ ℎ4 = (�̇�5 + �̇�𝐷𝑉 + �̇�4′ ) ∙ ℎ8

�̇�4′ =1

ℎ4 − ℎ8

[�̇�5 ∙ (ℎ8 − ℎ7) + �̇�𝐷𝑉 ∙ (ℎ8 − ℎ𝐷𝑉)]

�̇�4′ =1

2909 − 742.65[4.2802(742.65 − 563.39) + 12(742.65 − 126.55)] = 3.767

𝑘𝑔

𝑠

�̇�8 = 4.2802 + 3.767 + 12 = 20.047 𝑘𝑔 𝑠⁄

Па следи да је масени проток одузимања 4:

�̇�4 = �̇�4′ + �̇�4′′ = 7.0262 + 3.767 = 10.793 𝑘𝑔 𝑠⁄

1.1.4. Одређивање снаге и степена корисности

Доведена топлота постројењу:

𝑄𝑑𝑜𝑣,𝐵𝑏 =�̇�𝐺𝑉 ∙ (ℎ1 − ℎ9)

𝜂𝐾+ �̇�𝐷𝑉 ∙ ℎ𝐷𝑉 =

19.573 ∙ (3439.87 − 756.66)

0.92+ 12 ∙ 126.55

𝑄𝑑𝑜𝑣,𝐵𝑏 = 58.6 𝑀𝑊

Снага генератора бруто:

𝑃𝑖𝑇 = �̇�𝐺𝑉(ℎ2 − ℎ3) + (�̇�𝐺𝑉 − �̇�𝑄𝑃1)(ℎ3 − ℎ4) + (�̇�𝐺𝑉 − �̇�𝑄𝑃1 − �̇�4)(ℎ4 − ℎ5)

𝑃𝑖𝑇 = 19.573 ∙ (3439.87 − 3046.54) + (19.573 − 4.5) ∙ (3046.54 − 2909) +(19.573 − 4.5 − 10.793) ∙ (2909 − 2729.62)

𝑃𝑖𝑇 = 10.539 𝑀𝑊

𝑃𝐺𝑏 = 𝑃𝑖𝑇 ∙ 𝜂𝑚𝑇 ∙ 𝜂𝐺 = 10.539 ∙ 0.995 ∙ 0.986 = 10.339 𝑀𝑊

Испоручена топлота потрошачима:

𝑄𝑇 = �̇�𝑄𝑃1 ∙ ℎ3 + �̇�𝑄𝑃2 ∙ ℎ𝑄𝑃2 + �̇�𝑇𝑉 ∙ (ℎ𝑍𝑇2 − ℎ𝑍𝑇1)

𝑄𝑇 = 4.5 ∙ 3046.54 + 7.5 ∙ 2773.03 + 55 ∙ (504.9 − 335.45)

𝑄𝑇 = 43.782 𝑀𝑊

Степен корисности:

𝜂𝐵𝑏 =𝑃𝐺𝑏 + 𝑄𝑇

𝑄𝑑𝑜𝑣,𝐵𝑏= 0.924

𝜂𝐵𝑏,𝑘𝑝𝑒𝑒 =𝑃𝐺𝑏

𝑄𝑑𝑜𝑣,𝐵𝑏 − 𝑄𝑇= 0.6977

Page 6: INKOTEP Projekat

МАШИНСКИ ФАКУЛТЕТ

У БЕОГРАДУ

Предмет:

Индустријска и комунална термоенергетска

постројења

Задатак број:

Лист/листова: 6

Рег. број Презиме и име: Смена: Шк. год. Датум: Прегледао:

1199/2013 Радовановић Милош TEН 2014/2015.

1.2. Постројење са кондензационом турбином

1.2.1.Топлотна шема:

Page 7: INKOTEP Projekat

МАШИНСКИ ФАКУЛТЕТ

У БЕОГРАДУ

Предмет:

Индустријска и комунална термоенергетска

постројења

Задатак број:

Лист/листова: 7

Рег. број Презиме и име: Смена: Шк. год. Датум: Прегледао:

1199/2013 Радовановић Милош TEН 2014/2015.

1.2.2. Одређивање величина стања за задату топлотну шему:

Стање 1:

𝑝1 = 𝑝𝐺𝑉1 = 88 𝑏𝑎𝑟

𝑡1 = 𝑡𝐺𝑉1 = 520℃

ℎ1 = 3439.87 𝑘𝐽 𝑘𝑔⁄

𝑠1 = 6.7369 𝑘𝐽 𝑘𝑔𝐾⁄

Стање 2:

𝑝2 = 0,95𝑝1 = 83.6 𝑏𝑎𝑟

𝑡2 = 518.02℃

ℎ2 = 3439.87 𝑘𝐽 𝑘𝑔⁄

𝑠1 = 6.7592 𝑘𝐽 𝑘𝑔𝐾⁄

Стање 3s:

𝑝3𝑠 = 18 𝑏𝑎𝑟

𝑡3𝑠 = 283.95℃

ℎ3𝑠 = 2992.9 𝑘𝐽 𝑘𝑔⁄

𝑠3𝑠 = 𝑠2 = 6.7592 𝑘𝐽 𝑘𝑔𝐾⁄

Стање 3=QP1:

𝑝3 = 𝑝3𝑠 = 18 𝑏𝑎𝑟

𝑡3 = 307.34℃

ℎ3 = 3046.54 𝑘𝐽 𝑘𝑔⁄

𝑠1 = 6.8535 𝑘𝐽 𝑘𝑔𝐾⁄

Стање 4s:

𝑝4𝑠 = 𝑝4 = 9 𝑏𝑎𝑟

𝑡4𝑠 = 201.07℃

ℎ4𝑠 = 2836.61 𝑘𝐽 𝑘𝑔⁄

𝑠1𝑠 = 6.7592 𝑘𝐽 𝑘𝑔𝐾⁄

Стање 4:

𝑝4 = 4 𝑏𝑎𝑟

𝑡4 = 232.82℃

ℎ4 = 2909 𝑘𝐽 𝑘𝑔⁄

𝑠4 = 6.9070 𝑘𝐽 𝑘𝑔𝐾⁄

Стање 5s:

𝑝5𝑠 = 𝑝𝑐𝑧𝑎𝑔 = 3.042 𝑏𝑎𝑟

𝑡5𝑠 = 𝑡𝑧2 + ∆𝑡2 = 120 + 14 = 134 ℃

ℎ5𝑠 = 2632.77 𝑘𝐽 𝑘𝑔⁄

𝑠5𝑠 = 6.7592 𝑘𝐽 𝑘𝑔𝐾⁄

Стање 5:

𝑝5 = 𝑝𝐶𝑧𝑎𝑔 = 3.042 𝑏𝑎𝑟

𝑡5 = 135.81℃

ℎ5 = 2729.62 𝑘𝐽 𝑘𝑔⁄

𝑠5 = 6.9970 𝑘𝐽 𝑘𝑔𝐾⁄

Стање 5*:

𝑝5∗ = 𝑝𝑐 = 3.042 𝑏𝑎𝑟

𝑡5∗ = 133.8℃

ℎ5∗ = 562.61 𝑘𝐽 𝑘𝑔⁄

𝑠5∗ = 1.6746 𝑘𝐽 𝑘𝑔𝐾⁄

Стање 6s:

𝑝6𝑠 = 𝑝𝑐 = 0.1 𝑏𝑎𝑟

𝑡6𝑠 = 45.81℃

ℎ6𝑠 = 2140.63 𝑘𝐽 𝑘𝑔⁄

𝑠6𝑠 = 6.7592 𝑘𝐽 𝑘𝑔𝐾⁄

Стање 6:

𝑝6 = 𝑝𝑐 = 0.1 𝑏𝑎𝑟

𝑡6 = 45.61℃

ℎ6 = 2296.54 𝑘𝐽 𝑘𝑔⁄

𝑠6 = 7.2480 𝑘𝐽 𝑘𝑔𝐾⁄

Стање 7:

𝑝7 = 0.1 𝑏𝑎𝑟

𝑡7 = 𝑡6 − ∆𝑡𝑐 = 45.81 − 0.2 = 45.61℃

ℎ7 = 190.99 𝑘𝐽 𝑘𝑔⁄

𝑠7 = 0.6466 𝑘𝐽 𝑘𝑔𝐾⁄

Стање 8s:

𝑝8𝑠 = 9 𝑏𝑎𝑟

𝑡8𝑠 = 45.64 ℃

ℎ8𝑠 = 191.88 𝑘𝐽 𝑘𝑔⁄

𝑠8𝑠 = 0.6466 𝑘𝐽 𝑘𝑔𝐾⁄

Стање 8:

𝑝8 = 9 𝑏𝑎𝑟

𝑡8 = 45.69℃

ℎ8 = 192.10 𝑘𝐽 𝑘𝑔⁄

𝑠8 = 0.6473 𝑘𝐽 𝑘𝑔𝐾⁄

Page 8: INKOTEP Projekat

МАШИНСКИ ФАКУЛТЕТ

У БЕОГРАДУ

Предмет:

Индустријска и комунална термоенергетска

постројења

Задатак број:

Лист/листова: 8

Рег. број Презиме и име: Смена: Шк. год. Датум: Прегледао:

1199/2013 Радовановић Милош TEН 2014/2015.

Стање 9:

𝑝9 = 9 𝑏𝑎𝑟

𝑡9 = 175.35℃

ℎ9 = 742.72 𝑘𝐽 𝑘𝑔⁄

𝑠9 = 2.0944 𝑘𝐽 𝑘𝑔𝐾⁄

Стање 10s:

𝑝10𝑠 = 1.25 ∙ 𝑝1 = 110 𝑏𝑎𝑟

𝑡10𝑠 = 176.74℃

ℎ10𝑠 = 754.01 𝑘𝐽 𝑘𝑔⁄

𝑠10𝑠 = 2.0944 𝑘𝐽 𝑘𝑔𝐾⁄

Стање 10:

𝑝10 = 110 𝑏𝑎𝑟

𝑡10 = 177.39℃

ℎ10 = 756.83 𝑘𝐽 𝑘𝑔⁄

𝑠10 = 2.1007 𝑘𝐽 𝑘𝑔𝐾⁄

Стање QP2:

𝑝𝑄𝑃2 = 𝑝4 = 9 𝑏𝑎𝑟

𝑡𝑄𝑃2 = 175.35 ℃

ℎ𝑄𝑃2 = ℎ′′ = 2773.03 𝑘𝐽 𝑘𝑔⁄

𝑠𝑄𝑃2 = 𝑠′′ = 6. 𝑘𝐽 𝑘𝑔𝐾⁄

Стање деми воде DV:

𝑝𝐷𝑉 = 𝑝4 = 9 𝑏𝑎𝑟

𝑡𝐷𝑉 = 30 ℃

ℎ𝐷𝑉 = 126.55 𝑘𝐽 𝑘𝑔⁄

Стањa ZT1 и ZT2:

𝑝𝑍𝑇1 = 𝑝𝑍𝑇2 = 6 𝑏𝑎𝑟

𝑡𝑍𝑇1 = 80℃

𝑡𝑍𝑇2 = 120℃

ℎ𝑍𝑇1 = 335.45 𝑘𝐽 𝑘𝑔⁄

ℎ𝑍𝑇2 = 504.09 𝑘𝐽 𝑘𝑔𝐾⁄

Подаци за величине стања су добијени помоћу: Табела 2 на страни 16 и Табела 3 страни 25

''Термодинамичка својства воде и водене паре'' М. Бањац, М. Деспић, С. Милић, М.

Петровић.

1.2.3. Одређивање масених протока

Познати масени протоци:

�̇�𝑁𝑉 = 0.4738 𝑘𝑔 𝑠⁄

�̇�𝑇𝑉 = 55 𝑘𝑔 𝑠⁄

�̇�4′′ = 7.0262 𝑘𝑔 𝑠⁄

�̇�5∗ = �̇�5 = 0.4738 𝑘𝑔 𝑠⁄

Масени проток на излазу из кондензатора:

�̇�7 = �̇�8 = �̇�6 + �̇�5 (1)

Мешни загрејач:

�̇�8 + �̇�4′ + �̇�𝐷𝑉 = �̇�9 (2)

Из (1) и (2) следи: �̇�9 = �̇�6 + �̇�5 + �̇�4′ + �̇�𝐷𝑉 (3)

�̇�6 = 0.1�̇�𝐺𝑉

�̇�𝐺𝑉 = �̇�9 − �̇�𝑁𝑉

�̇�6 = 0.1(�̇�9 − �̇�𝑁𝑉) (4)

Када се (4) уврсти у (3) добија се израз (5):

�̇�9 =�̇�5 + �̇�4′ + �̇�𝐷𝑉 − 0.1�̇�𝐺𝑉

0.9

Page 9: INKOTEP Projekat

МАШИНСКИ ФАКУЛТЕТ

У БЕОГРАДУ

Предмет:

Индустријска и комунална термоенергетска

постројења

Задатак број:

Лист/листова: 9

Рег. број Презиме и име: Смена: Шк. год. Датум: Прегледао:

1199/2013 Радовановић Милош TEН 2014/2015.

Биланс енергије:

�̇�8 ∙ ℎ8 + �̇�4′ ∙ ℎ4 + �̇�𝐷𝑉 ∙ ℎ𝐷𝑉 = �̇�9 ∙ ℎ9

Комбинацијом израза (1), (2), (3) и (5) добија се коначно:

�̇�4′ =1

ℎ4 −ℎ9 − 0.1ℎ8

0.9

[(0.1�̇�𝑁𝑉 − �̇�5) ∙ (ℎ8 −ℎ9 − 0.1ℎ8

0.9) − �̇�𝐷𝑉 (ℎ𝐷𝑉 −

ℎ9 − 0.1ℎ8

0.9)]

�̇�4′ = 5.0914 𝑘𝑔 𝑠⁄

Па су вредности осталих протока:

�̇�9 = 23.799 𝑘𝑔 𝑠⁄

�̇�𝐺𝑉 = 23.799 − 0.4738 = 23.325 𝑘𝑔 𝑠⁄

�̇�9 = 23.799 𝑘𝑔 𝑠⁄

�̇�4 = �̇�4′ + �̇�4′′ = 5.0914 + 7.0262 = 12.1176 𝑘𝑔 𝑠⁄

�̇�6 = 0.1 ∙ 23.325 = 2.3325 𝑘𝑔 𝑠⁄

�̇�8 = 2.3325 + 4.2802 = 6.6127 𝑘𝑔 𝑠⁄

1.2.4. Одређивање снаге и степена корисности

Доведена топлота постројењу:

𝑄𝑑𝑜𝑣,𝐵𝑏 =�̇�𝐺𝑉 ∙ (ℎ1 − ℎ10)

𝜂𝐾+ �̇�𝐷𝑉 ∙ ℎ𝐷𝑉 =

23.325 ∙ (3439.87 − 756.83)

0.92+ 12 ∙ 126.55

𝑄𝑑𝑜𝑣,𝐵𝑏 = 69.54 𝑀𝑊

Снага генератора бруто:

𝑃𝑖𝑇 = �̇�𝐺𝑉(ℎ2 − ℎ3) + (�̇�𝐺𝑉 − �̇�𝑄𝑃1)(ℎ3 − ℎ4) + (�̇�𝐺𝑉 − �̇�𝑄𝑃1 − �̇�4)(ℎ4 − ℎ5)

+ (�̇�𝐺𝑉 − �̇�𝑄𝑃1 − �̇�4 − �̇�5)(ℎ5 − ℎ6)

𝑃𝑖𝑇 = 23.325 ∙ (3439.87 − 3046.54) + (23.325 − 4.5) ∙ (3046.54 − 2909) +(23.325 − 4.5 − 12.1176) ∙ (2909 − 2729.62) +(23.325 − 4.5 − 12.1176 − 4.2802) ∙ (2729.62 − 2296.54)

𝑃𝑖𝑇 = 14.02 𝑀𝑊

𝑃𝐺𝑏 = 𝑃𝑖𝑇 ∙ 𝜂𝑚𝑇 ∙ 𝜂𝐺 = 14.02 ∙ 0.995 ∙ 0.986 = 13.75 𝑀𝑊

Испоручена топлота потрошачима:

𝑄𝑇 = �̇�𝑄𝑃1 ∙ ℎ3 + �̇�𝑄𝑃2 ∙ ℎ𝑄𝑃2 + �̇�𝑇𝑉 ∙ (ℎ𝑍𝑇2 − ℎ𝑍𝑇1)

𝑄𝑇 = 4.5 ∙ 3046.54 + 7.5 ∙ 2773.03 + 55 ∙ (504.9 − 335.45)

𝑄𝑇 = 43.782 𝑀𝑊

Степен корисности:

𝜂𝐵𝑏 =𝑃𝐺𝑏 + 𝑄𝑇

𝑄𝑑𝑜𝑣,𝐵𝑏= 0.827

𝜂𝐵𝑏,𝑘𝑝𝑒𝑒 =𝑃𝐺𝑏

𝑄𝑑𝑜𝑣,𝐵𝑏 − 𝑄𝑇= 0.5340

Page 10: INKOTEP Projekat

МАШИНСКИ ФАКУЛТЕТ

У БЕОГРАДУ

Предмет:

Индустријска и комунална термоенергетска

постројења

Задатак број:

Лист/листова: 10

Рег. број Презиме и име: Смена: Шк. год. Датум: Прегледао:

1199/2013 Радовановић Милош TEН 2014/2015.

2. Финанансијска анализа

За методу финансијске анализе узета је метода израчунавања цене произведене јединице

електричне енергије. Израчуната цена се може упоредити са тренутним ценама из других

постројења и на основу тога се закључује конкурентност.

Укупни трошкови производње електричне енергије се састоје од:

Трошкови отплате инвестиција OI

Трошкови одржавања и рада OR

Трошкови горива TG

Параметар Јединица Вредност

Број радних сати годишње h 8300

Доња топлотна моћ природног гаса kJ/m3 33000

Цена природног гаса €/m3 0.2844

Цена електричне енергије €/kWh 0.0479

Трајање пројекта god 15

Годишња каматна стопа % 8

Дисконтна стопа % 15

2.1.Табела са познатим подацима

2.1.Финансијска анализа за противпритисно постројење

Цена произведене јединице електричне енергије

𝐶𝐸𝐸 =𝑂𝐼 + 𝑂𝑅 + 𝑇𝐺 + 𝑇𝑅𝑒𝑒

𝐺𝑃= 0.0665

𝑘𝑊ℎ

Годишњи трошак отплате инвестиција

𝑂𝐼 = 𝛼 · 𝐼𝑈𝐾 = 1421581.069 €

Специфични инвестициони трошкови

𝐼𝑜 = 1628 · 𝑃𝐺𝑏−0.34 = 735.75

$

𝑘𝑊= 588.6

𝑘𝑊

За стандардни курс долара према еуру узета је вредност од 0.8.

Коефицијент годишње отплате инвестиција

𝛼 =𝑞𝑛(𝑞 − 1)

𝑞𝑛 − 1= 0.1168

𝑞 = 1 +𝑘

100= 1.08

Где је n период отплате инвестиција а k каматна стопа

Укупни инвестициони трошкови

𝐼𝑈𝐾 = 2 · 𝐼𝑂 · 𝑃𝐺𝑏 = 12171070.8 €

Page 11: INKOTEP Projekat

МАШИНСКИ ФАКУЛТЕТ

У БЕОГРАДУ

Предмет:

Индустријска и комунална термоенергетска

постројења

Задатак број:

Лист/листова: 11

Рег. број Презиме и име: Смена: Шк. год. Датум: Прегледао:

1199/2013 Радовановић Милош TEН 2014/2015.

Годишњи трошак одржавања и рада

𝑂𝑅 = 𝑂𝑅𝑉𝐴𝑅 + 𝑂𝑅𝐹𝐼𝐾𝑆 = 593461.91 €

𝑂𝑅𝑉𝐴𝑅 = 0.004 · 𝑃𝐺𝑏 · 𝜏𝑢 = 343254.8 €

𝑂𝑅𝐹𝐼𝐾𝑆 = 0.02 · 𝐼𝑈𝐾 = 243421.416 €

Годишњи трошак горива

𝑇𝐺 = 𝑃𝐺 · 𝐶𝐺 = 2445293.457 €

𝐶𝐺 представља цену горива чија је вредност дата у табели 2.1.

Укупно потрошено гориво за производњу само електричне енергије за једну

репрезентативну годину

𝑃𝐺 = (𝑃𝐺𝑏

𝜂𝐵𝑏−

𝑄𝑇

𝜂𝐾) ·

𝜏𝑢

𝐻𝑑= 8598078.261 𝑚3

Вредности за број сати рада годишње 𝜏𝑢 и доњу топлотну моћ горива 𝐻𝑑 дате су у

табели 2.1.

Степен корисности котла 𝜂𝐾 = 0.92

Годишња производња електричне енергије

𝐺𝑃 = 𝑃𝐺𝑏 · 𝜏𝑢 = 85813700 𝑘𝑊ℎ

𝛥𝐸 = (13.5 − 10.339) · 𝜏𝑢 = 26236.3 𝑀𝑊ℎ

𝑇𝑅𝑒𝑒 = 𝛥𝐸 · 𝐶𝐸𝐸𝑀 = 1256718.77 €

2.2.Финансијски индикатор исплативости

2.2.1.Период повраћаја капитала

Овај период представља време за које пројекат враћа иницијални инвестициони трошак Io из

нето добити од те инвестиције 𝐵𝑛. Уствари, период враћања трошка инвестиција је време

након кога кумулативни принос новца достигне нулу.

𝑃𝑃 =𝐼𝑜

𝐵𝑛= 9.31 𝑔𝑜𝑑

𝐵𝑛 = 𝑇1 − 𝑇2 = 1665182.776 €

𝑇1 = 𝑇𝑇𝑂𝑃 + 𝑇𝐸𝐸 = 17621932 €

𝑇𝑡𝑜𝑝 =𝑄𝑇

𝜂𝐾·

𝜏𝑢

𝐻𝑑· 𝐶𝑔 = 12254737.55 €

𝑇𝐸𝐸 = 𝑃𝐺𝑏 · 𝜏𝑢 · 𝐶𝐸𝐸 = 5367195 €

𝑇2 = 𝑇𝐷𝑂𝑉 + 𝑇𝐸𝐸′ = 15956749.77 €

𝑇𝐷𝑂𝑉 =𝑄𝐷𝑂𝑉.𝐵𝑏 · 𝜏𝑢

𝐻𝑑· 𝐶𝑔 = 14700031 €

𝑇𝐸𝐸′ = 𝛥𝐸 · 𝜏𝑢 · 𝐶𝐸𝐸 = 1256718.77 €

Page 12: INKOTEP Projekat

МАШИНСКИ ФАКУЛТЕТ

У БЕОГРАДУ

Предмет:

Индустријска и комунална термоенергетска

постројења

Задатак број:

Лист/листова: 12

Рег. број Презиме и име: Смена: Шк. год. Датум: Прегледао:

1199/2013 Радовановић Милош TEН 2014/2015.

2.2.2.Нето садашња вредност

Уколико од садашње вредности прихода пројекта одузмемо садашњу вредност свих

инвестиционих и оперативних трошкова, добијамо нето садашњу вредност пројекта. Нето

садашња вредност представља новостворену вредност, која преостаје након покрића укупних

трошкова пројекта.

𝑁𝑃𝑉 = 𝐵𝑛 ·1 − (1 + 𝑑)−𝑛

𝑑− 𝐼𝑈𝐾 = −2434170.86 €

Оцена пројекта на основу нето садашње вредности врши се на следећи начин:

Ако је 𝑵𝑷𝑽 ≥ 𝟎 пројекат је рентабилан.

2.3.Финансијска анализа за кондензационо постројење

Цена произведене јединице електричне енергије

𝐶𝐸𝐸 =𝑂𝐼 + 𝑂𝑅 + 𝑇𝐺 + 𝑇𝑅𝑒𝑒

𝐺𝑃= 0.0723

𝑘𝑊ℎ

Годишњи трошак отплате инвестиција

𝑂𝐼 = 𝛼 · 𝐼𝑈𝐾 = 2245573.44 €

Специфични инвестициони трошкови

𝐼𝑂𝑃𝑃 = 1628 · 𝑃𝐺𝑏

−0.34 = 667.78$

𝑘𝑊= 549.12

𝑘𝑊

𝐼𝑜 = 𝐼𝑂𝑃𝑃 + 150 = 699.12

𝑘𝑊

За стандардни курс долара према еуру узета је вредност од 0.8.

Коефицијент годишње отплате инвестиција

𝛼 =𝑞𝑛(𝑞 − 1)

𝑞𝑛 − 1= 0.1168

𝑞 = 1 +𝑘

100= 1.08

Где је n период отплате инвестиција а k каматна стопа

Укупни инвестициони трошкови

𝐼𝑈𝐾 = 2 · 𝐼𝑂 · 𝑃𝐺𝑏 = 19225800 €

Годишњи трошак одржавања и рада

𝑂𝑅 = 𝑂𝑅𝑉𝐴𝑅 + 𝑂𝑅𝐹𝐼𝐾𝑆 = 841016 €

𝑂𝑅𝑉𝐴𝑅 = 0.004 · 𝑃𝐺𝑏 · 𝜏𝑢 = 456500 €

𝑂𝑅𝐹𝐼𝐾𝑆 = 0.02 · 𝐼𝑈𝐾 = 384516 €

Годишњи трошак горива

𝑇𝐺 = 𝑃𝐺 · 𝐶𝐺 = 5262209.27 €

𝐶𝐺 представља цену горива чија је вредност дата у табели 2.1.

Page 13: INKOTEP Projekat

МАШИНСКИ ФАКУЛТЕТ

У БЕОГРАДУ

Предмет:

Индустријска и комунална термоенергетска

постројења

Задатак број:

Лист/листова: 13

Рег. број Презиме и име: Смена: Шк. год. Датум: Прегледао:

1199/2013 Радовановић Милош TEН 2014/2015.

Укупно потрошено гориво за производњу само електричне енергије за једну

репрезентативну годину

𝑃𝐺 = (𝑃𝐺𝑏

𝜂𝐵𝑏−

𝑄𝑇

𝜂𝐾) ·

𝜏𝑢

𝐻𝑑= 18502845.53 𝑚3

Вредности за број сати рада годишње 𝜏𝑢 и доњу топлотну моћ горива 𝐻𝑑 дате су у

табели 2.1.

Степен корисности котла 𝜂𝐾 = 0.92

Годишња производња електричне енергије

𝐺𝑃 = 𝑃𝐺𝑏 · 𝜏𝑢 = 114125000 𝑘𝑊ℎ

𝛥𝐸 = (13,75 − 13.5) · 𝜏𝑢 = −2075 𝑀𝑊ℎ

𝑇𝑅𝑒𝑒 = 𝛥𝐸 · 𝐶𝐸𝐸𝑀 = −99392.5 €

2.4.Финансијски индикатор исплативости

2.4.1.Период повраћаја капитала

Овај период представља време за које пројекат враћа иницијални инвестициони трошак Io из

нето добити од те инвестиције 𝐵𝑛. Уствари, период враћања трошка инвестиција је време

након кога кумулативни принос новца достигне нулу.

𝑃𝑃 =𝐼𝑜

𝐵𝑛= 94.07 𝑔𝑜𝑑

𝐵𝑛 = 𝑇1 − 𝑇2 = 204378.23 €

𝑇1 = 𝑇𝑇𝑂𝑃 + 𝑇𝐸𝐸 = 17621932.55 €

𝑇𝑡𝑜𝑝 =𝑄𝑇

𝜂𝐾·

𝜏𝑢

𝐻𝑑· 𝐶𝑔 = 12254737.56 €

𝑇𝐸𝐸 = 𝑃𝐺𝑏 · 𝜏𝑢 · 𝐶𝐸𝐸 = 5367195 €

𝑇2 = 𝑇𝐷𝑂𝑉 + 𝑇𝐸𝐸′ = 17417554.32 €

𝑇𝐷𝑂𝑉 =𝑄𝐷𝑂𝑉.𝐵𝑏 · 𝜏𝑢

𝐻𝑑· 𝐶𝑔 = 17516946.82 €

𝑇𝐸𝐸′ = 𝛥𝐸 · 𝜏𝑢 · 𝐶𝐸𝐸 = −99392.5 €

2.4.2.Нето садашња вредност

Уколико од садашње вредности прихода пројекта одузмемо садашњу вредност свих

инвестиционих и оперативних трошкова, добијамо нето садашњу вредност пројекта. Нето

садашња вредност представља новостворену вредност, која преостаје након покрића укупних

трошкова пројекта.

𝑁𝑃𝑉 = 𝐵𝑛 ·1 − (1 + 𝑑)−𝑛

𝑑− 𝐼𝑈𝐾 = −18030724.85 €

Оцена пројекта на основу нето садашње вредности врши се на следећи начин:

Ако је 𝑵𝑷𝑽 ≥ 𝟎 пројекат је рентабилан.

Page 14: INKOTEP Projekat

МАШИНСКИ ФАКУЛТЕТ

У БЕОГРАДУ

Предмет:

Индустријска и комунална термоенергетска

постројења

Задатак број:

Лист/листова: 14

Рег. број Презиме и име: Смена: Шк. год. Датум: Прегледао:

1199/2013 Радовановић Милош TEН 2014/2015.

-6.000.000,00

-5.000.000,00

-4.000.000,00

-3.000.000,00

-2.000.000,00

-1.000.000,00

0,00

1.000.000,00

0,220 0,235 0,250 0,265 0,280 0,295 0,310 0,325 0,340 0,355

NP

V

Cg [€/m3]

Цена горива за противпритисну турбину

-8.000.000,00

-6.000.000,00

-4.000.000,00

-2.000.000,00

0,00

2.000.000,00

4.000.000,00

0,035 0,0375 0,04 0,0425 0,045 0,0475 0,05 0,0525 0,055 0,0575 0,06

NP

V

Cee [€/kWh]

Цена електричне енергије за противпритисну турбину

Page 15: INKOTEP Projekat

МАШИНСКИ ФАКУЛТЕТ

У БЕОГРАДУ

Предмет:

Индустријска и комунална термоенергетска

постројења

Задатак број:

Лист/листова: 15

Рег. број Презиме и име: Смена: Шк. год. Датум: Прегледао:

1199/2013 Радовановић Милош TEН 2014/2015.

-26.000.000,00

-24.000.000,00

-22.000.000,00

-20.000.000,00

-18.000.000,00

-16.000.000,00

-14.000.000,00

-12.000.000,00

-10.000.000,00

0,22 0,24 0,25 0,27 0,28 0,30 0,31 0,33 0,34 0,36

NP

V

Cg [€/m3]

Цена горива за кондензациону турбину

-24.000.000,00

-22.000.000,00

-20.000.000,00

-18.000.000,00

-16.000.000,00

-14.000.000,00

-12.000.000,00

-10.000.000,00

0,035 0,038 0,040 0,043 0,045 0,048 0,050 0,053 0,055 0,058 0,060

NP

V

Cee [€/kWh]

Цена електричне енергије за кондензациону турбину

Page 16: INKOTEP Projekat

МАШИНСКИ ФАКУЛТЕТ

У БЕОГРАДУ

Предмет:

Индустријска и комунална термоенергетска

постројења

Задатак број:

Лист/листова: 16

Рег. број Презиме и име: Смена: Шк. год. Датум: Прегледао:

1199/2013 Радовановић Милош TEН 2014/2015.

ЗАДАТАК 3

1. ТОПЛОТНИ ЗАХТЕВ

У постројењима за комбиновану производњу, топлотни захтев представља битну

карактеристику потрошача топлоте на основу које ће се извршити димензионисање

постројења. Топлотни захтев представља тренутну потрошњу топлотне енергије од стране

потрошача топлоте. За различите потрошаче топлоте топлотни захтев има другачији

карактер промене. Тако например у индустрији , где се топлота користи за неки технолошки

процес, или у енергетици за потрбе санитарне топле воде топлотни захтев се може сматрати

константним, док за потребе централног грејања, стално варира у зависности од спољне

температуре доба дана, доба године.

Конструисан је дијаграм топлотног захтева према задатој максималној топлотној снази

𝑄𝑇,𝑚𝑎𝑥 = 40[𝑀𝑊], тако што помножимо апсцису релативног дијаграма са 𝑄𝑇,𝑚𝑎𝑥.

Слика 1.1 – Релативни кумулативни дијаграм

Page 17: INKOTEP Projekat

МАШИНСКИ ФАКУЛТЕТ

У БЕОГРАДУ

Предмет:

Индустријска и комунална термоенергетска

постројења

Задатак број:

Лист/листова: 17

Рег. број Презиме и име: Смена: Шк. год. Датум: Прегледао:

1199/2013 Радовановић Милош TEН 2014/2015.

2. ИЗБОР БАЗНОГ ТОПЛОТНОГ ОПТЕРЕЋЕЊА ЗА ДИМЕНЗИОНИСАЊЕ

ПОСТРОЈЕЊА

Потребно је изабрати једно оптерећење, према кумулативном дијаграму, за које ће се

извршити димензионисање. Постројења за комбиновану произвoдњу су велика капитална

инвестиција. Како би се исплатили потребно је да:

број сати рада годишње буде што већи, по могућству преко 3000 сати

произведена топлота у оквиру комбиноване производње покрива 50 − 80% од укупно

произведене топлоте

цена горива буде довољно ниска

цена продате електричне енергије буде довољно висока.

Постројење се пројектује за неки номинални режим рада, међутим у реалним условима

постројење ће радити одређени број сати и у измењеним, парцијалним условима рада, при

чему ће доћи до промене главних термодинамичких параметара, односно промене потрошње

горива и односа произведене енергије.

Избор базног оптерећења би требало да буде ствар оптимизације, поготово ако се енергетски

систем састоји из више јединица за комбиновану производњу. Снага и тип постројења треба

да се оптимизирају једно по једно у зависности од брoја сати рада, цене горива, продате

електричне и топлотне енергије.

За даљи прорачун узети да је базно топлотно оптерећење 50% од максималног:

𝑄𝑇,𝐵𝑎𝑧𝑛𝑜 = 0.5 ∙ 𝑄𝑇,𝑚𝑎𝑥 = 0.5 ∙ 40 = 20 [𝑀𝑊]

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

0 250 500 750 1000 1250 1500 1750 2000 2250 2500 2750 3000 3250 3500 3750 4000

QT

[MW

]

τ [h]

Дијаграм топлотног захтева према задатој максималној топлотној снази QT,max

Page 18: INKOTEP Projekat

МАШИНСКИ ФАКУЛТЕТ

У БЕОГРАДУ

Предмет:

Индустријска и комунална термоенергетска

постројења

Задатак број:

Лист/листова: 18

Рег. број Презиме и име: Смена: Шк. год. Датум: Прегледао:

1199/2013 Радовановић Милош TEН 2014/2015.

3. ДИМЕНЗИОНИСАЊЕ ПОСТРОЈЕЊА

Под димензионисањем постројења подразумева се избор електрична снаге постројења.

Према изабраном топлотном базном оптерећењу потребно је одредити снагу гасне турбине,

односно постројења. За избор снаге може послужити фактор топлоте, који је дефинисан

односом топлотне и електрична снаге. Знајући да се за модерне турбине креће у границама

између 1.2 ÷ 2, за познато базно номинално оптерећење можемо одредити интервал снага

турбина које би могле да задовоље топлотни захтев. За изабране гасне турбине треба

одредити фактор топлоте.

3.1. Одређивање фактора топлоте

Да би се одредио фактор топлоте за дату гасну турбину, потребно је познавати неке

карактеристике гасне турбине, параметре грејне воде или технолошке паре и састав горива.

Опсег одговарајућих снага турбина:

𝑃𝐺𝑏 =𝑄𝑇

1.2÷

𝑄𝑇

2=

40 [𝑀𝑊]

1.2÷

40 [𝑀𝑊]

2= 16.67 [𝑀𝑊] ÷ 10 [𝑀𝑊]

Из каталога су изабране три турбине за дати опсег снага, чије су карактеристике наведене у

следећим табелама:

MAN Turbo AG THM 1304-11

Siemens Power Generation Cyclone

Siemens Power Generation GT35C

Доња топлотна моћ природног гаса је: 𝐻𝑑 = 42000 [𝑘𝐽/𝑘𝑔]

Подаци о турбинама узети из каталога:

тип

турбине MAN Turbo AG THM

1304-11

Siemens Power

Generation Cyclone

Siemens Power

Generation GT35C

ознака вредност вредност вредност

Снага 𝑃𝐺𝑏 [𝑀𝑊] 10.76 12.9 17

Специфична потрошња топлоте

блока бруто 𝑞𝐵𝑏 3.3583 2.8771 3.1056

Степен корисности

блока бруто 𝜂𝐵𝑏 0.2978 0.3476 0.3220

Степен компресије Π𝐶 11.3 16.9 12

Масени проток

ваздуха �̇�𝑉 [𝑘𝑔/𝑠] 48.988 39.463 92.31

Број обртаја 𝑛 [𝑚𝑖𝑛−1]

3000

3000 3000

Температура

продуката

сагоревања на

излазу из гасне

турбине

𝑡4 [℃]

505 555 375

Page 19: INKOTEP Projekat

МАШИНСКИ ФАКУЛТЕТ

У БЕОГРАДУ

Предмет:

Индустријска и комунална термоенергетска

постројења

Задатак број:

Лист/листова: 19

Рег. број Презиме и име: Смена: Шк. год. Датум: Прегледао:

1199/2013 Радовановић Милош TEН 2014/2015.

Вредности које даље рачунамо за све три турбине и уносимо у табелу су:

- Количина топлоте доведена горивом блоку

�̇�𝐵𝑏 =𝑃𝐺𝑏

𝜂𝐵𝑏

- Количина сагорелог горива

�̇�𝐺 =�̇�𝐵𝑏

𝐻𝑑

- Однос количине сагорелог горива и ваздуха

𝛽 =�̇�𝐺

�̇�𝑉

- Маени удео стехиометријских продуката сагоревања у укупној маси продуката

сагоревања

𝑥 =1 + 𝑏

𝑏 ∙ (1 +1𝛽)

- Енталпија продуката сагоревања на излазу из гасне турбине

ℎ4 = ℎ(𝑡4, 𝑥)

- Енталпија продуката сагоревања на излази из котла утилизатора

ℎ5 = ℎ(𝑡5, 𝑥)

- Количина корисне топлоте

�̇�𝑇 = (1 + 𝛽) ∙ �̇�𝑉 ∙ (ℎ4 − ℎ5) ∙ 𝜂𝐾𝑈

- Фактор топлоте

𝑓𝑇 =�̇�𝑇

𝑃𝐺𝑏

- Број радних сати

𝜏𝐵𝐴𝑍𝑁𝑂

- Укупно годишње ангажовање блока

𝜏𝑢 = 1.15 ∙ 𝜏𝐵𝐴𝑍𝑁𝑂

Page 20: INKOTEP Projekat

МАШИНСКИ ФАКУЛТЕТ

У БЕОГРАДУ

Предмет:

Индустријска и комунална термоенергетска

постројења

Задатак број:

Лист/листова: 20

Рег. број Презиме и име: Смена: Шк. год. Датум: Прегледао:

1199/2013 Радовановић Милош TEН 2014/2015.

Вредности које смо израчунали:

тип турбине

MAN Turbo AG THM

1304-11

Siemens Power

Generation Cyclone

Siemens Power

Generation GT35C

ознака вредност вредност вредност

Количина топлоте доведена горивом блоку

�̇�𝐵𝑏 [𝑀𝑊] 36.132 37.112 52.795

Количина сагорелог

горива �̇�𝐺 [𝑘𝑔

𝑠] 0.8603 0.8836 1.2

Однос количина

сагорелог горива и

ваздуха 𝛽 0.01756 0.0224 0.013

Масени удео

стехиометријских

продуката сагоревања у

ук. маси прод. cаг.

𝑥 0.2656 0.3371 0.1975

Енталпија продуката

сагоревања на излазу из

гасне турбине ℎ4

ℎ4 [𝑘𝐽

𝑘𝑔] 536.012

595.894

389.169

Енталпија продуката

сагоревања на излазу из

котла утилизатора ℎ5 ℎ5 [

𝑘𝐽

𝑘𝑔] 99.330 99.736 98.932

Количина корисне

топлоте �̇�𝑇 [𝑀𝑊] 21.332 19.618 26.597

Фактор топлоте 𝑓𝑇 1.98 1.52 1.56

Број радних сати 𝜏𝐵𝐴𝑍𝑁𝑂 [ℎ

𝑔𝑜𝑑] 2790 2805 1800

Укупно годишње

ангажовање блока 𝜏𝑢 [

𝑔𝑜𝑑] 3208.5 3225.75 2070

4. ОСНОВНИ ЕЛЕМЕНТИ ФИНАНСИЈСКЕ АНАЛИЗЕ

Сва постројења својим радом узрокују одређене трошкове и приходе. Гранични случај

исплативости улагања новца у постројење са когенерацијом је случај када су сви приходи

једнаки свим трошковима током радног века постројења. Трошкови које узрокује постројење

сврставају се у две групе:

инвестициони трошкови и

трошкови одржавања и рада.

4.1. Инвестициони трошкови

Инвестициони трошкови се састоје из трошкова опреме, трошкова инсталирања опреме и

трошкова пројектовања.

Трошкови опреме обухватају:

радну машину и генератор,

котао утилизатор са захтеваним радним телом захтеваних параметара, број притисака

испаравања, систем за припрему воде,

систем за додатно сагоревање у котлу утилизатору,

одвод издувних гасова и димњак,

Page 21: INKOTEP Projekat

МАШИНСКИ ФАКУЛТЕТ

У БЕОГРАДУ

Предмет:

Индустријска и комунална термоенергетска

постројења

Задатак број:

Лист/листова: 21

Рег. број Презиме и име: Смена: Шк. год. Датум: Прегледао:

1199/2013 Радовановић Милош TEН 2014/2015.

снадбевање горивом, повезивање на систем снадбевања горивом, залихе горива,

третман горива, потреба за компресором гасовитих горива,

контролна соба,

повезивање на електроенергетску мрежу,

повезивање на пару, кондензат, топлу воду, расхладну воду.

Трошкови инсталирања обухватају:

дозвола за инсталирање,

припрема земљишта,

грађевински радови,

помоћни објекти,

транспорт опреме, царина, порез, осигурање,

монтажа опреме,

пуштање у погон и пробни рад,

пријемна испитивања.

Трошкови пројектовања обухватају:

инжењерске накнаде за пројектовање,

накнаде за надгледање и руковођење радовима,

студије о утицају на околину и дозволе,

обука кадрова,

непредвиђени трошкови.

Слика 8.1. Специфична цена сета у зависности од снаге гасне турбине

Page 22: INKOTEP Projekat

МАШИНСКИ ФАКУЛТЕТ

У БЕОГРАДУ

Предмет:

Индустријска и комунална термоенергетска

постројења

Задатак број:

Лист/листова: 22

Рег. број Презиме и име: Смена: Шк. год. Датум: Прегледао:

1199/2013 Радовановић Милош TEН 2014/2015.

4.2. Трошкови одржавања и рада

Трошкови одржавања и рада састоје се из следећих трoшкова:

гориво (које може достићи вредност и до 80% од укупних трошкова рада), уља за

подмазивање, припрема воде, хемикалије,

лични дохоци,

трошкови одржавања који зависе од типа радне машине, врсте горива, циклуса по

којем ради постројење, окружења,

осигурање,

таксе, амортизација постројења, камата кредита.

Трошкови одржавања и рада се деле на фиксне и варијабилне трошкове. Фиксни трошкови

обухватају трошкове који нису везани за рад постројења и производњу енергије.

Варијабилни трошкови зависе од количине произведене енергије. Променљиви трошкови се

одређују интерполацијом између 0.003 ÷ 0.008 𝜖 𝑘𝑊ℎ⁄ при чему 0.003 𝜖 𝑘𝑊ℎ⁄ одговара

снази од 250𝑀𝑊, а 0.008 𝜖 𝑘𝑊ℎ⁄ одговара снази од 25𝑀𝑊. Фиксни трошкови износе 1 ÷ 2%

капиталних трошкова.

4.3.Аспекти финансијске анализе

С обзиром на то да постројење са когенерацијом има два производа, електричну енергију и

топлотну енергију, при финансијској анализи један део трошкова од укупних трошкова треба

доделити произведеној електричној, а други произведеној топлотној енергији, односно

поделити трошкове на трошкове производње електричне енергије и трошкове производње

топлотне енергије.

Укупни трошкови постројења са когенерацијом се састоје од:

Трошкова отплате инвестиција,

Трошкова одржавања и рада,

Трошкова горива.

А приходи се састоје од:

Приход од продаје електричне енергије,

Приход од продаје топлотне енергије.

4.4. Финансијска анализа

За методу финансијске анализе узета је метода израчунавања цене произведене јединице

електричне енергије. Израчуната цена се може упоредити са тренутним ценама из друдих

постројења и на основу тога закључити конкурентност.

Укупни трошкови производње електричне енергије се састоје од:

Трошкови отплате инвестиција OI

Трошкова одржавања и рада OR

Трошкови горива TG

Познато:

цена гаса 𝐶𝐺 = 10.5 [𝜖/𝐺𝐽], каматна стопа 𝑘 = 8 [%], период отплате кредита 𝑛 = 15 [𝑔𝑜𝑑] степен корисности котлова на гас у одвојеној производњи 𝜂𝐾 = 0.92.

Page 23: INKOTEP Projekat

МАШИНСКИ ФАКУЛТЕТ

У БЕОГРАДУ

Предмет:

Индустријска и комунална термоенергетска

постројења

Задатак број:

Лист/листова: 23

Рег. број Презиме и име: Смена: Шк. год. Датум: Прегледао:

1199/2013 Радовановић Милош TEН 2014/2015.

Коефицијент годишње отплате инвестиција:

𝑞 = 1 +𝑘

100= 1 +

8

100= 1.08

𝛼 =𝑞𝑛 ∙ (𝑞 − 1)

𝑞𝑛 − 1=

1.0815 ∙ (1.08 − 1)

1.0815 − 1= 0.1168

Следеће вредности је потребно израчунати и унети у табелу за сва 3 типа турбина:

- Специфична цена сета турбине

𝐼𝑠𝑆𝑇 = 912.85 ∙ 𝑃𝐺𝑏−0,3357

- Специфични капитални трошкови постројења

𝐼𝑠𝐾𝑇𝑃 = 2 ∙ 𝐼𝑠𝑆𝑇

- Укупне инвестиције

- Годишњи трошак отплате инвестиција

𝑂𝐼 = 𝛼 ∙ 𝐼

- Годишњи трошак одржавања

𝑂𝑅𝑓𝑖𝑥 = (0,01 ÷ 0,02) ∙ 𝐼

- Годишњи трошак рада

𝑂𝑅𝑣𝑎𝑟 = (0,003 ÷ 0,008) ∙ 𝑃𝐺𝑏 ∙ 𝜏𝑢

- Годишњи трошак одржавања и рада

𝑂𝑅 = 𝑂𝑅𝑣𝑎𝑟 + 𝑂𝑅𝑓𝑖𝑥

- Укупно потрошено гориво за производњу ел.ен. за једну репрезентативну годину

𝑃𝐺 = (𝑃𝐺𝑏

𝜂𝐵𝑏−

�̇�𝑇

𝜂𝐾) ∙ 𝜏𝑢

- Годишњи трошкови горива

𝑇𝐺 = 𝑃𝐺 ∙ 𝐶𝐺

- Годишње произведена електрична енергија у једној грејној сезони

𝐺𝑃 = 𝑃𝐺𝑏 ∙ 𝜏𝑢

- Цена произведене јединице електричне енергије

𝐶𝑒𝑒 =𝑂𝐼 + 𝑂𝑅 + 𝑇𝐺

𝐺𝑃

Page 24: INKOTEP Projekat

МАШИНСКИ ФАКУЛТЕТ

У БЕОГРАДУ

Предмет:

Индустријска и комунална термоенергетска

постројења

Задатак број:

Лист/листова: 24

Рег. број Презиме и име: Смена: Шк. год. Датум: Прегледао:

1199/2013 Радовановић Милош TEН 2014/2015.

Вредности које смо израчунали уносимо у табелу:

тип турбине

MAN Turbo AG

THM 1304-11

Siemens Power

Generation Cyclone

Siemens Power

Generation GT35C

ознака вредност вредност вредност

Специфична цена сета турбине 𝐼𝑠𝑆𝑇 [€

𝑘𝑊] 333.05 313.37 285.63

Специфични капитални

трошкови постројења 𝐼𝑠𝐾𝑇𝑃 [€

𝑘𝑊] 666.1 626.74 571.26

Укупне инвестиције 𝐼 [€] 7 167 163.738 8 084 946 9 711 420

Годишњи трошак отплате инвестиција

𝑂𝐼 [€

𝑔𝑜𝑑] 837 124.72 944 321.69 1 134 293.86

Годишњи трошак одржавања 𝑂𝑅𝑓𝑖𝑥 [€

𝑔𝑜𝑑] 143 343.27 161 698.92 194 228.4

Годишњи трошак

рада

𝑂𝑅𝑣𝑎𝑟 [€

𝑔𝑜𝑑] 276 187.68 332 897.4 281 520

Годишњи трошак одржавања и

рада 𝑂𝑅 [

𝑔𝑜𝑑] 419 530.95 494 596.32 475 748.4

Укупно потрошено гориво за производњу ел.ен. за једну

репрезентативну годину 𝑃𝐺 [𝐺𝐽] 149 512.867 183 336.634 178 162.656

Годишњи трошкови горива 𝑇𝐺 [€] 1 596 885.107 1 925 034.658 1 870 707.89

Годишње произведена

електрична енергија у једној

грејној сезони

𝐺𝑃 [𝑘𝑊ℎ] 34 523 460 41 612 175 35 190 000

Цена произведене јединице

електричне енергије 𝐶𝑒𝑒 [

𝑘𝑊ℎ] 0.0819 0.0808 0.0989

С обзиром да турбина Siemens Power Generation Cyclone даје најмању цену електричне

енергије па ћемо њу искористити.


Top Related