STUDIJA IZVODLJIVOSTI SA TEHNIČKIM KONCEPTOM PRELASKA NA BIOMASU U PREŠEVU I EKONOMSKOM ANALIZOM I PREPORUKAMA ZA IMPLEMENTACIJU DISTRIBUTIVNOG SISTEMA Priređeno za: Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit (GIZ) GmbH Dag-Hammerskjöld Weg 1-5 Postfach/ P.O.Box 5180 65760 Eschborn Pripremio: 3E SOLUTIONS Kičevska 10/3 11000 Beograd Januar 2019
70
Embed
STUDIJA IZVODLJIVOSTI SA TEHNIČKIM …...7 1. REZIME Ova studija obrađuje tehničko konceptualno rešenje zamene goriva u javnim objektima u opštini Preševo i uvođenje centralne
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
STUDIJA IZVODLJIVOSTI SA TEHNIČKIM KONCEPTOM PRELASKA
NA BIOMASU U PREŠEVU I
EKONOMSKOM ANALIZOM I PREPORUKAMA ZA IMPLEMENTACIJU
DISTRIBUTIVNOG SISTEMA
Priređeno za:
Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit (GIZ) GmbH
Drvena sečka - kvalitet M30 prema: SRPS EN ISO 17225-1:2015, SRPS EN ISO 17225-4:2015
Godišnja proizvodnja toplotn energije 3.208 MWhth /a
Godišnja potrošnja goriva Drvena sečka 1.220 t/a
Efikasnost na pragu kotlarnice 0,90 x 0,92
Godišnje smanjenje emisije CO2 687,51 t/a
CAPEX 1.823.800 €
OPEX (u amirtizacionom periodu) 3.632.864 €
LUC 85,10 EUR/MWh
10
2. UVOD
Program „Razvoj održivog tržišta bioenergije u Srbiji“ (GIZ DKTI) zajednički implementiraju KfW
(komponenta finansiranja) i GIZ (komponenta tehničke pomoći). Program je finansiran od strane
Nemačkog Federalnog ministarstva za ekonomsku saradnju i razvoj (BMZ) u okviru Nemačke
inicijative za klimatske tehnologije (DKTI). Glavni implementacioni partner i korisnik komponente
tehničke pomoći (TA) je Kancelarija za upravljanje javnim investicijama Republike Srbije. Opšti
cilj projekta je jačanje kapaciteta i stvaranje povoljnog okruženja za održivu upotrebu
bioenergije u Srbiji. Komponenta TA obuhvata sledeća pet područja aktivnosti:
1) Politika saveta: Cilj je da se uspostavi okvir politike za promociju bioenergije u Srbiji
između kreatora politike na različitim nivoima i u različitim sektorima.
2) Snabdevanje biomasom: Razvoj lokalnih održivih struktura za snabdevanje biomase
(proizvodnja ili sakupljanje, prerada, transport, skladištenje) za toplane koje će preći na
biomasu.
3) Izrada projekta: Tehnička podrška za implementaciju sistema grejanja na bioenergiju u
javnim zgradama, postrojenjima za biogas i agro-biomasu.
4) Izrada procesa: Cilj je da se u lokalnim institucijama uspostave stalne savetodavne,
informativne i obrazovne usluge koje se koriste za razvoj bioenergetskog projekta i njihovu
implementaciju.
5) “KeepVarm”: Sufinansiranje kroz EU Horizon 2020 projekat o poboljšanju performansi
sistema daljinskog grejanja u Centralnoj i Istočnoj Evropi.
Razvoj snabdevanja biomasom je potreban samo ako postoje regionalni potrošači biomase.
Kao prateća institucija, GIZ DKTI je primio pismo o izražavanju interesa potpisan od strane
gradonačelnika opštine Preševo, sa zahtevom za pravnu i tehničku pomoć u procesu razvoja
zamene goriva u javnim objektima u Preševu i prelasku na biomasu. Ovim projektom potrebno
je planirati distributivnu mrežu grejanja.
Prelazak sa postojećih goriva (električna energija, drvo, ugalj, lako loživo ulje, teško gorivo) na
biomasu treba da obezbedi uštede u budžetu opštine jačanjem lokalnih prihoda sa lokalnom
proizvodnjom drvnog goriva a potrebno je smanjiti emisiju dimnih gasova formiranjem sistema
grejanja sa obnovljivim gorivom.
Cilj ove studije je da se uspostavi tehnički koncept za prelazak na grejanje na biomasu,
instalaciju postrojenja za grejanje na drvne ostatke, uključujući skladištenje i projektovanje
distributivnog sistema uključujući cevovod i podstanice.
Pored toga, potrebno je proceniti investicione troškove postrojenja, distributivnog sistema,
izvršiti finansijsku procenu ušteda od sistema grejanja drvnom sečkom (u poređenju sa
trenutnom situacijom) u pogledu troškova goriva, efikasnosti, investicija i troškova rada, analize
tokova novca kroz štednju i analizu osetljivosti u pogledu cena goriva, troškova ulaganja i
efikasnosti kotlova.
11
Studija obuhvata sledeće:
- Procena trenutne energetske situacije u javnim objektima u Preševu u pogledu zagrevane površine, kapaciteta kotla i trenutnih performansi, potrošnje energije i
troškovna efikasnosti, stanja distributivnog sistema i priključaka.
- Tehno-ekonomska analiza predloženog sistema za proizvodnju toplotne energije sagorevanjem biomase (drvna sečka), i distributivnog sistema sa grejnom mrežom i podstanicama, koji treba da sadrži:
✓ Predlog tehničkog koncepta za centralno grejanje drvnom sečkom, uključujući
kotao, sistem snabdevanja, skladišnu jedinicu i instalaciju mreže uzimajući u
obzir buduće mere efikasnosti u objektima.
✓ Finansijska procena uštede od sistema grejanja drvnom sečkom (u odnosu na
trenutnu situaciju) u pogledu troškova goriva, efikasnosti, investicija i troškova
rada, analize novčanog toka kroz uštedu i analizu osetljivosti u vezi cena
goriva, troškova ulaganja i efikasnosti kotlova.
✓ Procena smanjenja emisije CO2.
✓ Preporuka o kvalitetu i raspoloživosti drvne sečke za snabdevanje postrojenja
u budućnosti, uzimajući u obzir cene i lokalne dobavljače drvne sečke.
✓ Tehnički koncept i idejni projekat za grejne-distributivne mreže u Preševu,
concept podstanica i potrebne dodatne opreme, uključujući i gubitke, koji su
povezani sa planiranim postrojenjem za biomasu.
✓ Procena ukupnih investicionih troškova za grejnu mrežu, podstanice i
potrebnu dodatnu opremu.
✓ Finansijska procena cena toplotne energije u poređenju sa trenutnom
situacijom uzimajući u obzir troškove goriva, efikasnost, investicije i operativne
troškove.
12
3. LOKACIJA PROJEKTA
Pčinjski okrug zauzima južni deo Srbije i zauzima površinu od 3.520 km2. Okrug je omeđen
Jablaničkim okrugom na severu, Kosovom na zapadu, državnim granicama sa Bugarskom ka
istoku i Makedonijom ka jugu. Administrativni centar Pčinjskog okruga je grad Vranje.
Pčinjski okrug se sastoji od:
1. Grada Vranje
2. Opštine Vladičin Han
3. Opštine Surdulica
4. Opštine Bujanovac
5. Opštine Preševo
6. Opštine Trgovište
7. Opštine Bosilegrad
Opština Preševo pripada krugu izuzetno nerazvijenih jedinica u Srbiji i ima status devastiranog
područja. Opština zauzima površinu od 264 km², sa 35 naselja i grad Preševo kao
administrativni centar. Prema zvaničnoj proceni, u opštini Preševo živi 29.8891 stanovnika u
8.8962 domaćinstva i 26.0003 stanovnika koji privremeno rade u inostranstvu.
1 https://sr.wikipedia.org/wiki/Пчињски_управни_округ 2 Baza podataka sa zvaničnom statistikom za praćenje stanja I razvoja u Republici Srbiji
http://devinfo.stat.gov.rs/Opstine/libraries/aspx/home.aspx 3 Procena je rezultat zajedničkog rada Ministarstva za državnu upravu i lokalnu samoupravu i
Koordinacionog tela za Preševo, Bujanovac i Medveđu, uz podršku Delegacije EU u Beogradu, Misije
OEBS-a u Srbiji, ambasada Sjedinjenih Američkih Država i Velike Britanije
Fotografija 34 – Oprema i ventili u kotlarnici zdravstvenog
centra
24
Ukupna analiza
Na osnovu prikazanog, sistemi grejanja se razlikuju prema vrsti goriva kapacitetu i broju korisnika. Sistemi grejanja sa električnim grejačima u zgradama nisu povezani na posebnu liniju električne energije (zdravstveni centar). Zbog složenih sistema grejanja nije moguće prikupiti podatke o potrošnji energije, stoga se potrošnja energije izračunava prema sledećem:
yeHDDtt
QH
epi
C −
= 24
H - Izračunata potrošnja (kWh)
QC - Snaga instalacije grejanja (kW)
ti - Unutrašnja temperatura (20 °C)
tep - Spoljna projektna temperatura (-15,3 °C) HDD - Broj stepen dana (2.675)
e - Korekcija za uticaj vetra i prekid u grejanju
y - Korekcija za efekat dnevnih prekida
Na osnovu prikazane jednačine izračunate vrednosti su predstavljene u tabeli ispod:
Jedinična cena energ. (€/m2) 19,48 6,62 2,08 7,57 10,37 14,95
(€/MWh) 132,49 59,70 90,01 36,97 44,25 96,01
Tabela 10 – Trenutno stanje, potrošnja energije i goriva, cena, emisija CO2
Crtež 3 – Potrošnja energije po vrstama goriva – trenutno stanje
0
500,000
1,000,000
1,500,000
2,000,000
2,500,000
3,000,000
3,500,000
Lož ulje Mazut El.energija
Drvo Ugalj Total
1,808,868
509,803
33,331192,398
693,970
3,238,371
Potrošnja energije (kWh)
26
Crtež 4 – Emisija CO2 prema vrsti goriva – trenutno stanje
Crtež 5 – Godišnji troškovi goriva – trenutno stanje
Potreba za toplotnom energijom u svakom objektu određena je radnim vremenom potrošača
objekta. Imajući u vidu da se objekti greju samo tokom radnog vremena, prosečna potrošnja
toplotne energije od 156 kWh/m2 je visoka. Ako bi se objekti koristili duže nego samo tokom
radnog vremena, prosečna godišnja potrošnja toplotne energije bi bila preko 170 kWh/m2, što je
izuzetno visoka vrednost. Postavljanje toplotne izolacije u zgradama povećala bi energetsku
efikasnost i omogućila veću udobnost uz istu potrošnju energije.
0
100,000
200,000
300,000
400,000
500,000
600,000
700,000
800,000
900,000
Lož ulje Mazut El.energija
Drvo Ugalj Total
506,483
141,725
10,999 4,040
229,010
892,258
Emisija CO2 (kg)
0
50,000
100,000
150,000
200,000
250,000
300,000
350,000
Lož ulje Mazut El.energija
Drvo Ugalj Total
239,649
30,4343,000 7,113
30,706
310,902
Godišnji troškovi energenata (€)
27
Crtež 6 – Jedinična cena energije prema vrsti goriva – trenutno stanje
Prema pokazateljima energetske efikasnosti, lokalni sistemi grejanja u Preševu su veoma
neefikasni. Energetska efikasnost lokalnih sistema grejanja zavisi od efikasnosti sledećih
sistema:
- Sistem za proizvodnju energije za grejanje - izvor toplotne energije
- Sistem cevovoda za distribuciju tople vode
- Sistemi grejanja u zgradama
- Energetska efikasnost zgrada
Sistemi za proizvodnju toplotne energije sa kotlovima koji koriste lož ulje ili električnu
energiju kao gorivo, su energetski efikasni, ali ekonomski neodrživi sistemi. Gotovo sve zgrade
u Preševu, osim srednje škole "Skenderbeg" i pojedini objekti zdravstvenog centra (primarna
zdravstvena zaštita i porodilište), nisu termički izolovani, ne poseduju automatski sistem
kontrole sistema grejanja niti regulaciju temperature vazduha, što sve ove zgrade i njihove
sisteme grejanja čini neefikasnim. Preporučuje se sprovođenje mera energetske efikasnosti u
cilju rekonstrukcije toplotne izolacije zgrada, što bi svakako rezultiralo smanjenjem potrošnje
toplotne energije.
Kotlovi na čvrsto gorivo-ugalj, lož ulje i mazut su neprihvatljivi u centralnoj gradskoj zoni zbog zagađenja životne sredine i visoke emisije CO2. Povećanje energetske, ekonomske i ekološke efikasnosti sistema grejanja u javnim objektima u Preševu moglo bi se postići kroz sledeće aktivnosti:
- Instalacija centralnog kotla koji će koristiti jeftinije gorivo sa niskom emisijom CO2 - Uspostavljanje sistema daljinskog grejanja centralne gradske zone - Priključenje većeg broja objekata na daljinski sistem grejanja u cilju boljeg iskorišćenja sistema.
Upotreba biomase kao goriva umesto lož ulja, uglja, mazuta i električne energije će rezultirati
većom ekonomskom efikasnošću sistema, kao i smanjenjem zagađenja životne sredine.
0.00
20.00
40.00
60.00
80.00
100.00
120.00
140.00
Light Fueloil
HeavyFuel oil
Electricity Wood Coal Averge
19.486.62 2.08 7.57 10.37 14.95
132.49
59.7
90.01
36.9744.25
96.01
Jedinična cena energije (€/m2),(€/MWh)
(€/m2) (€/MWh)
28
5. ANALIZA TRŽIŠTA BIOMASE
Biomasa predstavlja obnovljivi izvor energije, koji je definisan kao organska materija biljnog ili
životinjskog porekla (drvo, slama, ostaci vegetacije iz poljoprivredne proizvodnje, stajnjak,
organska frakcija komunalnog čvrstog otpada). Biomasa se koristi u procesu sagorevanja i u
odgovarajućim postrojenjima pretvara se u toplotu, električnu ili i toplotu i električnu energiju.
Biomasa se koristi za proizvodnju tečnih i gasnih goriva. Samo deo biomase koji je drvnog
porekla i to u obliku drvne sečke razmatraće se ovom studijom.
Biomasa je jedan od obnovljivih izvora energije i kao takav se smatra CO2 neutralnim. Pošto
sagorevanje biomase emituje određenu količinu ugljen-dioksida koju biljka vezuje u periodu
svog rasta tokom procesa fotosinteze, u tom smislu je koeficijent emisije ugljen-dioksida
biomase jednak nuli. Međutim, ovi podaci su značajni samo kada je eksploatacija biomase
propraćena pošumljavanjem, dok je u suprtnom neophodno uzeti u obzir emisiju CO2.
Drvena sečka je kao biomasa namenjena i podložna sagorevanju u toplanama. Kvalitet drvene
sečke je definisan standardom za čvrsta goriva SRPS EN ISO 17225-1:2015, dok standard
SRPS EN ISO 17225-4:2015 definiše klase kvaliteta i specifikaciju karakteristika drvene sečke.
Sledeće tabele prikazuju zahteve definisane standardima u Srbiji:
Tabela 11 – Zahtevani parametri za drvenom sečkom prema SRPS EN ISO 17225-4:2015
Tabela 12 – Klalsifikacija drvene sečke prema sadržaju vlage prema SRPS EN ISO 17225-4
Proračun potencijalnog šumskog otpada u opštini Preševo zasniva se na studiji „Potencijali i
mogućnosti komercijalne upotrebe drvne biomase za proizvodnju energije i ekonomski razvoj
opština Nova Varoš, Priboj i Prijepolje’3. Ova studija je sprovedena kao analiza raspoloživosti
drvnog otpada iz pilana i šuma u opštinama Nova Varoš, Priboj i Prijepolje. Rezultati su pokazali
da su raspoložive sledeće količine za zadovoljavanje energetskih potreba:
3 ‘Potencijali i mogućnosti komercijalnog korišćenja drvne biomase za proizvodnju energije i ekonomski razvoj opština Nova Varoš, Priboj I Prijepolje’, 2009, author: prof.dr.Branko Glavonjić
Crtež 7 – Udeo površine šuma u ukupnoj površini opština u Srbiji6
Crtež 8 – Odnos državnih i privatnih šuma po okruzima7
31
Nova Varoš Priboj Prijepolje Total
Površina pod šumama (ha) 22.400 30.400 44.000 96.800
Zapremina otpadnog drveta
(m3)
Čips iz održavanja šuma 3.100 4.300 5.400 12.800
Drvna industrija 9.364 1194 11.739 22.297
Total 12.464 5.494 17.139 35.097
Masa otpadnog drveta (t)
Čips iz održavanja šuma 1.813 2.515 3.159 7.488
Drvna industrija 5.477 1.137 6.867 13.482
Total 7.291 3.653 10.026 20.970
Godišnja dostupna količina energije
(MWh/a)
Čips iz održavanja šuma 4.003 5.532 6.950 16.485
Drvna industrija 15.901 3.308 19.932 39.142
Total 19.905 8.840 26.883 55.628
Tabela 16 – Energetski potrencijal zelenog čipsa iz šumarstva i drvne industrije u opštinama Nova Varoš, Priboj and Prijepolje4
Izračunate vrednosti šumskog otpada, bez otpada iz šumske industrije, za područje JP
‘Srbijašume' i ŠG ‘Vranje’, Vranje (koje nije daleko od Preševa) prikazane su u tabeli ispod:
Područje
Šumsko područje
Zapremina otpadnog
drveta
Masa otpadnog
drveta
Godišnja dostupna energija
ha m3 t MWh/a
Prijepolje, Priboj, Nova Varoš 96.800 35.097 20.970 55.628
ŠG ‘Vranje’ 64.556 23.406 13.985 37.098
Tabela 17 – Energetski potencijal biomase iz ŠG ‘Vranje’, Vranje5
Biomasa drvnog porekla u obliku peleta koja je dostupna na tržištu nije adekvatna za analizu
zbog visoke cene. Neke od prednosti drvne sečke u odnosu na drvni pelet su niže cene i niži
nivo prerade drveta. Transakcije na domaćem tržištu odvijaju se u malom obimu između
proizvođača i veletrgovaca, gde cena dostiže 180 €/t drvenog peleta. Zavisno od vremena
kupovine, krajnji kupci plaćaju između 200 i 220 €/t. Prednost peleta je veća nasipna gustina,
što znači niže troškove transporta i manje skladištenje za istu količinu goriva u smislu
proizvedene energije. Zbog manjeg stepena obrade, drvna sečka ima nižu cenu, ali veći
procenat vlage, što utiče na njegovu energetsku vrednost, gustinu i cenu. Karakteristike i
jedinična cena drvne sečke zavisi od procenta vlage i prikazane su u tabeli.
Drvena sečka Vlažnost Toplotna moć Nasipna gustina Cena
(%) (kWh/m3) (bulk-kg/m3) (€/t)
30-40 940-1.200 300-350 45-60
Tabela 18 – Karakteristike drvene sečke u funkciji procenta vlažnosti
4 ‘Potencijali i mogućnosti komercijalnog korišćenja drvne biomase za proizvodnju energije i ekonomski razvoj opština Nova Varoš, Priboj I Prijepolje’, 2009, author: prof.dr.Branko Glavonjić 5 Proračun
32
6. TEHNIČKO KONCEPTUALNO REŠENJE
6.1 TEHNIČKA REŠENJA I DIMENZIONISANJE KOTLOVA
U cilju smanjenja troškova goriva za potrebe grejanja javnih zgrada u opštini Preševo, osmišljen
je koncept izgradnje centralne kotlarnice sa kotlom na biomasu, daljinskim sistemom grejanja i
podstanicama. U tabeli 20 prikazana je komparativna analiza godišnjih troškova goriva u
postojećim sistemima i u slučaju korišćenja drvne sečke. Predstojeća tabela prikazuje varijacije
energetske vrednosti i jedinične cene energije, drvne sečke zavisno od procenta vlage.
Zahvaljujući velikoj kontaktnoj površini, drvna sečka lako izmenjuje vlagu sa okolinom, što utiče
na njenu energetsku vrednost i jediničnu cenu energije.
Vlažnost
Energetska vrednost
Jedinična cena
(%) (kWh/t) (€/t) (€/kWh)
Biomasa, drvna sečka
30 3.400 53
0,016
40 2.800 0,019
Tabela 19 – Jedinična cena drvne sečke u zavisnosti od procenta vlage
Tabela 24 – Proračun jedinične cene energije i emisije CO2
Učešće mazuta u ukupnoj proizvedenoj energiji može biti i niže. Učešće mazuta u proizvodnji
energije zavisi od spoljne temperature vazduha u zimskom periodu. Ako spoljne temperature
nisu ekstremno niske, učešće mazuta kao dodatnog izvora energije neće biti potrebno.
38
6.3 CENTRALNA KOTLARNICA, LOKACIJA I OBJEKTI
Plac za izgradnju nove kotlarice nalazi se na delu katastarske parcele 1790 KP Preševo sa
površinom od 9.000 m2. Ova lokacija se nalazi na ulazu u Preševo iz pravca autoputa.
Crtež 12 – Situacioni plan placa kotlarnice
Fotografija 35 – Katastarska parcela nove kotlarnice KP-1790
39
Toplotni izvor sastoji se od dva kotla kapaciteta 1.500 kW i 2.000 kW za sagorevanje biomase i
dva kotla na mazut svaki kapaciteta 500 kW, koji moraju biti premešteni iz Kulturnog centra.
Premeštanje dva kotla na mazut bi uključivalo i premeštanje rezervoara goriva kapaciteta 30 t i
opremu sa pratećim cevovodom goriva. Uz pomoć ovih kotlova na mazut osigurao bi se rad
kotlarnice tokom perioda sa niskim i višim spoljnim temperaturama. Pri višim spoljnim
temperaturama, kotlovi na mazut bi osigurali proizvodnju baznog grejanja, a pri niskim spoljnim
temperaturama ovi kotlovi bi osigurali energiju za pokrivanje vršne potrošnje. Ukupni nominalni
toplotni kapacitet toplane je 4.500 kW. Maksimalni režim temperature kotla je 110/70 °C.
Maksimalni radni pritisak je 6 bara. Minimalni povrat temperature u kotao je 60 °C. Planirana je
ugradnja akomulacionog spremnika zapremine 45 m3 kako bi se optimizirao rad kotlova i
smanjila potrošnja mazuta. Cirkulacione pumpe su pozicionirane između kotla i spremnika, kao i
trokraki mešni ventil čime bi se kotlovi zaštitili od kondenzacije usled pojave hladnog kraja kotla.
Kotlovi na drvnu sečku kapaciteta preko 1.000 kW moraju biti opremljeni elektrostatičkim
filterom čvrstih čestica za dimne plinove.
Za potrebe tehničkog proračuna, korištena je dokumentacija kotlova „Gilles“, uključujući dodatne
mehanizme za napajanje gorivom i separaciju pepela iz dimnih gasova. Za potrebe cirkulacije u
distributivnom sistemu planirana je cirkulaciona pumpa sa senzorima protoka i pritiska.
Na lokaciji buduće kotlarnice predviđena je izgradnja sledećih objekata, na katastarskoj parceli
1790 KP Preševo:
Zgrada A:
- Prostor za instalaciju kotlova na biomasu, površine 200 m2: Prostor potreban za opsluživanje
jednog kotla ima sledeće dimenzije: širina x dužina x visina = 5 x 10 x 6,3 m. Ukupna površina
potrebna za opsluživanje kotlova na lož ulje je 50 m2. Ostatak prostora je manipulativni prostor
za servisiranje i siguran prolaz.
- Prostor za ugradnju dnevnog rezervoara za drvnu sečku 150 m2, dovoljan za 4 dana prosečne
potrošnje.
- Područje procesne opreme (spremnici tople vode, pumpe, kolektori) od 100 m2
- Poslovni prostor od 50 m²
Zgrada B:
- Skladište drvne sečke površine 960 m2, minimalne korisne visine 7 m. Kapacitet skladišta je
1850 m3 ili 600 t drvne sečke, što je u proseku 8-nedeljna potrošnja u najhladnijem periodu
godine, odnosno 40 % godišnje potrebe.
Ukupna površina zgrada, na lokaciji kotlarnice, je 1.460 m2 (180 + 150 + 100 + 50 + 960 m2), a
stepen zauzetosti katastarske parcele iznosi 16 %.
40
6.3 KONCEPT MREŽE DALJINSKOG GREJANJA
6.3.1 KONCEPT MREŽE DALJINSKOG GREJANJA
Mreža sistema daljinskog grejanja je dizajnirana u cilju povezivanja javnih objekata koji su
predmet ove studije. Cevna mreža se sastoji od predizolovanih čeličnih cevi koje se ugrađuju
direktno u pripremljen kanal u zemlji. Distributivna mreža sadržati komore sa pregradnim
ventilima.
Kvalitet cevi odgovara 1.0254 tj. P235 TR1 u skladu sa
EN10217 T1 (ili St.37.0 tehničkih zahteva i uslova
isporuke prema DIN1626). Radne temperature na pragu
izvora toplote su:
- Temperatura polaznog voda je 110 ℃,
- Temperatura povratka je 75 ℃.
Razlika u visini između najviše tačke grada i najniže tačke
je manja od 20 m, tako da je najniži zahtevani radni
pritisak u cevovodu 6 bara.
Fotografija 36 – Predizolovani cevovod sistema daljinskog
grejanja6
Pre projektovanja sistema daljinskog grejanja, potrebno je pripremiti dokumentaciju na
opštinskom nivou, koja će definisati strategiju izgradnje Preševa i pravac budućeg razvoja
grada.
Konceptualni plan sistema daljinskog grejanja je preliminaran i dizajniran je za potrebe
planiranja investicije.
6 Izvor: Internet prezentacija kompanije Konvar d.o.o., Beograd
41
6.3.2 ŠEMA MREŽE DALJINSKOG GREJANJA
U skladu sa pozicijom javnih zgrada, kao i pozicijom glavnih puteva u opštini, stambenih zgrada
i privatnih kuća, plan mreže daljinskog grajanja je sledeći:
Crtež 13 – Dispozicija crteža mreže daljinskog grejanja sa numeracijom
42
Crtež 14 – Crtež br.1 mreže daljinskog grejanja
43
Crtež 15 - Crtež br.2 mreže daljinskog grejanja
44
Crtež 16 - Crtež br.3 mreže daljinskog grejanja
45
Crtež 17 - Crtež br.4 mreže daljinskog grejanja
46
Crtež 18 - Crtež br.5 mreže daljinskog grejanja
47
Crtež 19 - Crtež br.6 mreže daljinskog grejanja
48
Dimenzionisanje cevne mreže sistema daljinskog grejanja izvršeno je sa planiranom rezervom za buduća naknadna priključenja:
U okviru analize, mreža daljinskog grejanja je podeljena po deonicama i transparentnim tačkama, što je prikazano na crtežima:
Vrsta Deonica Rastojanje Kapacitet Jedinična
cena mreže
deonice od do toplotne
podstanice Dimenzija Total
(m) (kW)
Glavna A B 50 850 DN100 220 11.000
Glavna B C 150 1.550 DN150 310 46.500
Glavna C D 80 1.600 DN150 310 24.800
Glavna D E 150 1.800 DN150 310 46.500
Glavna E F 45 2.800 DN200 465 20.925
Glavna F G 600 4.000 DN250 620 372.000
Priključak B1 50 700 DN100 220 11.000
Priključak C1 15 50 DN40 120 1.800
Priključak D1 40 200 DN50 130 5.200
Priključak E1 105 1.000 DN125 265 27.825
Priključak F1 65 1.200 DN125 265 17.225
TOTAL 1.350 584.775
Tabela 25 – Dimenzionisanje cevne mreže po deonicama
Prema jediničnim cenama dimenzija po deonicama potrebnih za izgradnju mreže predizolovanih cevi, troškovi izgradnje toplotne mreže procenjuju se na 585.000 €. Dodatni troškovi izgradnje komore sa potrebnom opremom i ugradnjom armature povećavaju procenu za 10 %, što dovodi do ukupnih troškova grejne mreže od 650.000 €.
Proračun radne tačke mrežne pumpe prikazan je u sledećoj tabeli:
Tabela 26 – Proračun radne tačke pumpe sistema daljinskog grejanja
Protok Dužina Brzina
od do Prečnik zid jedinični pad na trasi lokalni TOTAL
kW l/h m mm mm m/s Pa/m kPa kPa kPa
A B 850 21.571 50 114,3 3,6 0,665 44,66 2,233 3,205 5,438
B C 1.550 39.336 150 168,3 4,5 0,549 18,65 2,8 1,0 3,814
C D 1.600 40.605 80 168,3 4,5 0,566 19,84 1,6 1,1 2,670
D E 1.800 45.680 150 168,3 4,5 0,637 24,98 3,7 1,4 5,117
E F 2.800 71.058 45 219,1 5,9 0,585 15,27 0,7 1,2 1,843
F G 4.000 101.512 600 273,0 6,3 0,530 9,50 5,7 0,9 6,646
MAX: 101.512 TOTAL: 25,5
10% 10.151 Stepen sigurnosti: 25% 6,4
Ukupan pad 111.663 Izmenjivač toplote: 30
Usvojen pad p 115.000 (l/h) Rezerva: 10
Ukupno za proračun: 71,9
Usvojeno za proračun. (kPa): 72
Trasa Dimenzija cevi Pad pritiskaSnaga
Q - Snaga mreže koja se transportuje cevovodom
w - Brzina protoka radnog fluida
ρ - Gustina radnog fluida
cp - Specifični toplotni kapacitet
Δθ - Temperaturska razlika
=
p
incw
QD
4
49
Radna tačka mrežne pumpe (ili par mrežnih pumpi, u zavisnosti od rešenja usvojenog u
idejnom projektu) je sledeća:
- V = 115 m3 / h
- H = 72 kPa
Radna tačka se bira na osnovu pada pritiska u hidraulički najnepovoljnijoj toplotnoj podstanici.
U cilju uštede električne energije za rad cirkulacione pumpe radnog fluida, neophodno je
ugraditi frekventne cirkulacione pumpe kako bi se optimizovao njihov rad i sinhronizovao sa
stvarnom potrebnom toplotnom energijom koja se isporučuje potrošaču.
50
6.3.3 KONCEPT TOPLOTNIH PODSTANICA Toplotne podstanice za centralno grejanje obezbeđuju vezu između distributera daljinskog grejanja i sistema potrošača. One sadrže potrebnu opremu za razmenu toplotne energije između distributera (primar) i korisnika (sekundar). Indirektne podstanice (u kojima su distributivni sistem i sistem centralnog grejanja na strani korisnika hidraulički nezavisni) sadrže komponente koje odvajaju sisteme grejanja (izmjenjivač toplote u kome nezavisno cirkuliše fluid iz distributivnog sistema i instalacije centralnog grejanja korisnika), elemente za ograničenje protoka, elemente za regulaciju sekundarne temperature i uređaje za merenje potrošnje energije. Podstanice su predviđene za ugradnju u već postojeće kotlarnice. Postojeći kotlovi će biti pregledani u smislu funkcionalnosti. Oni koji ne ispunjavaju minimalne zahteve za siguran rad će biti uklonjeni iz podstanica (tj. iz postojećih kotlarnica). Oni koji ispunjavaju minimalne tehničke zahteve će ostati kao rezervni izvor topline u slučaju kada, iz bilo kojeg razloga, sistem grejanja ne bude bio u funkciji. Radni pritisak u primarnom delu podstanice bi bio 6 bara i isti odgovara parametrima grejne mreže, dok bi temperaturski režim rada bio 110/75 ℃ u primarnom delu i 90/70 ℃ u sekundarnom delu. Dalji razvoj sistema grejanja, sa fokusom na priključenje stambenih zgrada, podrazumevao bi ugradnju toplotnih podstanica tipa paketa u svakoj zgradi, sa identičnim operativnim parametrima kao za podstanice za grejanje u javnim ustanovama.
Modeli DSP-MAXI su projektovani za veću snagu od 100 kW. Podstanice DSA1-Mini dizajnirane su do snage do 100 kW i mogu se montirati na zid. Toplotne podstanice treba dimenzionisati prema veličini toplotnog gubitka objekta. Rekonstrukciju postojećih kotlarnica treba izvršiti na način da se ne mijenja sistem distribucije radnog fluida, a podstanica za gejanje bi bila povezana na postojeće razvodne i povratne kolektore. Postojeće cirkulacione pumpe treba zameniti energetski efikasnijim modelima sa motorima promenljive frekvence, kako bi se postigla ušteda u potrošnji energije i smanjila disipacija toplote u zgradama.
Finansijska analiza pokazuje da buduće postrojenje može generisati pozitivan novčani tok
nakon perioda od 9 godina od početka poslovanja. Takav dug period potreban za postizanje
održivosti projekta uzrokovan je visokim početnim investicionim troškovima i niskom prosečnom
potrošnjom toplotne energije (923 kWh / kW) u javnim objektima. Niska cena biomase, u
poređenju s trenutno korištenim gorivima, omogućila bi bolje iskorišćenje objekta Doma kulture,
na opštu korist lokalne zajednice. Ponuđeno tehničko rešenje pruža uspostavljanje održivog
sistema grejanja, koji će povećati kvalitet života i imati pozitivan uticaj na životnu sredinu.
13 Sopstveni proračun
58
9. OCENA PROJEKTA
Ocena projekta se zasniva na prikupljenim i izračunatim podacima: troškovi izgradnje postrojenja na biomasu sa dva kotla na drvnu sečku i sistem daljinskog grejanja i operativni troškovi (OPEKS). Analiza je uključivala varijacije cena goriva i operativnih troškova tokom čitavog perioda analize.
Na osnovu investicionih troškova (Tabela 28) i operativnih troškova za period od 20 godina (Tabela 30) prikazani su ekonomski pokazatelji u Tabeli 31 u nastavku. Ekonomski pokazatelji neophodni za investicioni plan su sledeći: