analiza termodynamiczna i ekonomiczna skojarzonego wytwarzania

POLITECHNIKA ŚLĄSKA
ZESZYTY NAUKOWE
Nr 1531
Ryszard BARTNIK
SUB Gottingen
214 801 039
2002 A 7570
ANALIZA TERMODYNAMICZNA I EKONOMICZNA
SKOJARZONEGO WYTWARZANIA CIEPŁA
I ENERGII ELEKTRYCZNEJ
W UKŁADACH GAZOWO-PAROWYCH
GLIWICE
2002
SPIS TREŚCI
Podstawowe oznaczenia
9
1. Uwarunkowania stosowania w kraju nowoczesnych technologii
skojarzonego wytwarzania ciepła i energii elektrycznej opartych na
spalaniu gazu ziemnego
13
2. Cel i zakres pracy
20
3. Metodologia doboru mocy cieplnej bloku gazowo-parowego przy
określonym zapotrzebowaniu na komunalne ciepło grzejne
3.1. Wstęp
3.2. Ocena wpływu dopalania na efektywność ekonomiczną
elektrociepłowni gazowo-parowej
3.2.1. Określenie maksymalnej wartości dopalania w kotle
odzyskowym
3.2.2. Wyniki przykładowych obliczeń
3.3. Roczny uporządkowany wykres sumarycznego zapotrzebowania na
ciepło grzejne
3.4. Algorytm obliczeń optymalizacyjnych doboru wielkości urządzeń
bloku gazowo-parowego w elektrociepłowni
;
3.5. Analityczne rozwiązanie problemu optymalnego doboru
znamionowej mocy cieplnej bloku gazowo-parowego
3.5.1. Funkcja celu w procedurze optymalizacyjnej
3.5.2. Równanie warunku koniecznego istnienia bezwarunkowego
optimum wartości znamionowej mocy cieplnej bloku gazowoparowego
3.6. Wyniki obliczeń optymalizacyjnych. Graniczna cena energii
elektrycznej. Jednostkowy koszt produkcj i energii cieplnej
3.6.1. Układ gazowo-parowy ze szczytowymi kotłami wodnymi
3.6.2. Układ gazowo-parowy z dopalaniem
3.7. Wpływ sprawności turbiny gazowej na jednostkowy koszt
wytwarzania ciepła grzejnego
3.8. Wnioski
4. Metodologia doboru kotła odzyskowego do bloku gazowo-parowego
w elektrociepłowni komunalnej
'.
4.1. Wstęp
4.2. Parametry projektowe i eksploatacyjne kotła odzyskowego
4.3. Analiza termodynamiczna i ekonomiczna doboru rozmieszczenia
powierzchni ogrzewanych w kotle odzyskowym
25
25
28
29
35
38
41
45
45
54
56
56
59
62
69
71
71
73
77
4.3.1. Analiza termodynamiczna
4.3.2. Analiza ekonomiczna
4.3.3. Wnioski
4.4. Metodologia doboru typu kotła odzyskowego
4.4.1. Wyniki obliczeń
4.4.2. Wnioski
77
90
93
94
102
107
5. Optymalizacja termicznych parametrów pracy jedno- i
dwuciśnieniowej części parowej elektrociepłowni gazowo-parowej .. 110
5.1. Wstęp
110
5.2. Określenie parametrów pracy części parowej układu gazowoparowego
111
5.3. Wyniki obliczeń optymalizacyjnych
121
5.3.1. Układ jednociśnieniowy
125
5.3.2. Układ dwuciśnieniowy
131
5.4. Wnioski
135
6. Warunki ekonomicznej opłacalności modernizacji elektrociepłowni
węglowych oraz elektrowni przystosowanych do pracy skojarzonej
przez nadbudowę turbiną gazową i kotłem odzyskowym
6.1. Wstęp
6.2. Metodologia doboru optymalnej mocy turbiny gazowej do
elektrociepłowni węglowej
6.3. Przykładowe obliczenia efektywności ekonomicznej modernizacji
elektrociepłowni węglowej
6.3.1. Wyniki obliczeń
6.3.2. Ocena efektywności ekonomicznej modernizacji
elektrociepłowni
6.4. Warunki ekonomicznej opłacalności modernizacji kondensacyjnych
elektrowni węglowych przez nadbudowę turbiną gazową i kotłem
odzyskowym z przystosowaniem ich do pracy skoj arzonej
6.5. Wnioski
7. Wartość rynku ciepła i energii elektrycznej zasilanego
z elektrociepłowni gazowo-parowej
7.1. Wstęp
7.2. Metodologia wyceny wartości rynku. Wyniki obliczeń
7.3. Wnioski
.
138
138
141
146
148
157
164
171
176
176
177
186
8. Uwagi końcowe
188
Bibliografia
190
Dodatek A
A. Podstawowe zasady analizy efektywności ekonomicznej inwestycji
A.l. Wskaźniki oceny efektywności ekonomicznej inwestycji
A. 1.1. Wartość zaktualizowana netto NPV- łączny przewidywany
zysk obejmujący cały okres eksploatacji
A. 1.2. Wewnętrzna stopa zwrotu IRR - oprocentowanie, jakie
przynosi zainwestowany kapitał
A. 1.3. Prosty (statyczny) okres zwrotu nakładów inwestycyjnych
SPB
A.l .4. Zdyskontowany (dynamiczny) okres zwrotu nakładów
inwestycyjnych DPB
\
A.l.5. Próg rentowności BEP
A.2. Amortyzacja
A.3. Sposoby finansowania inwestycji
;
A.4. Płynność
finansowa
196
196
196
205
206
206
209
213
Streszczenie
214
197
203
204