docInstrukcja wyznaczania energii elektrycznej wytworzonej w
download 
Reklamacja Transkrypt
Instrukcja wyznaczania energii elektrycznej wytworzonej w
ZAKŁAD TECHNIKI CIEPLNEJ C E Certyfikat Nr 164/3/2004 I R T FIE D DIVISION OF THERMAL TECHNIQUE Certificate No. PL-164/3/2004 Instrukcja wyznaczania energii elektrycznej wytworzonej w skojarzeniu z produkcją ciepła oraz oszczędności energii pierwotnej w świetle przepisów dyrektywy 2004/8/WE Praca wykonana na zlecenie: Towarzystwa Gospodarczego Polskie Elektrownie oraz Polskiego Towarzystwa Elektrociepłowni Zawodowych Autorzy: mgr inż. Aleksander Mateja mgr inż. Adam Szymała Sprawdził : Zatwierdził : Gliwice maj mgr inż. Barbara Owsianka mgr inż. Edward Magiera 2005 r. SPIS TREŚCI 1. Wprowadzenie..........................................................................................................................3 1.1. 1.2. 1.3. 1.4. 1.4.1. 1.4.1.1. 1.4.1.2. Cel i zakres instrukcji.................................................................................................................3 Odstępstwa od metodyki CEN/CENELEC zawartej w CWA 45547 .........................................4 Definicje stosowanych pojęć .....................................................................................................6 Skojarzone wytwarzanie energii elektrycznej i ciepła ...............................................................8 Wskaźniki charakteryzujące proces skojarzony........................................................................8 Sprawność wytwarzania energii elektrycznej i ciepła łącznie w procesie skojarzonym ...........8 Stosunek energii elektrycznej do ciepła ....................................................................................8 2. Metodyka wyznaczania produkcji energii elektrycznej w skojarzeniu z produkcją ciepła ...................................................................................................................9 2.1. 2.2. 2.3. 2.3.1. 2.3.2. 2.4. 2.4.1. 2.4.2. 2.5. 2.5.1. 2.5.1.1. 2.5.1.2. 2.5.2. 2.6. 2.8. 2.8.1. 2.8.2. 2.9. Algorytm obliczeń ......................................................................................................................9 Osłona bilansowa układu skojarzonego..................................................................................10 Całkowita produkcja energii elektrycznej układu skojarzonego..............................................13 Produkcja energii elektrycznej ................................................................................................13 Energia elektryczna odpowiadająca produkcji energii mechanicznej .....................................13 Całkowita produkcja ciepła użytecznego układu skojarzonego ..............................................14 Ciepło użyteczne dostarczane w postaci pary ........................................................................14 Ciepło użyteczne dostarczane w postaci cieczy grzewczej ....................................................15 Całkowita energia chemiczna zużytych paliw .........................................................................15 Energia chemiczna paliw.........................................................................................................15 Metoda bezpośrednia określania energii chemicznej zużytych paliw.....................................15 Metody pośrednie określania energii chemicznej zużytych paliw...........................................16 Energia doprowadzona w postaci innej niż energia chemiczna paliw ....................................16 Produkcja ciepła użytecznego w procesie skojarzonym i odpowiadająca jej energia chemiczna zużytych paliw .......................................................................................................18 Ciepło z upustu pary świeżej...................................................................................................19 Ciepło wytworzone w kotle odzyskowym z pomocniczym lub uzupełniającym spalaniem.....20 Ciepło wytworzone w kotle odzyskowym układu gazowo-parowego, z pomocniczym lub uzupełniającym spalaniem ................................................................................................21 Produkcja energii elektrycznej w procesie skojarzonym oraz energia chemiczna paliw zużytych na wytworzenie energii elektrycznej i ciepła w skojarzeniu .....................................22 Sprawność wytwarzania energii elektrycznej i ciepła łącznie .................................................22 Produkcja energii elektrycznej w procesie skojarzonym w układzie o sprawności większej lub równej sprawności granicznej.............................................................................23 Produkcja energii elektrycznej w procesie skojarzonym w układzie o sprawności mniejszej od sprawności granicznej........................................................................................23 Energia chemiczna paliw zużytych do wytworzenia energii elektrycznej i ciepła w skojarzeniu...........................................................................................................................24 Współczynnik zmiany mocy ....................................................................................................25 Wyznaczanie współczynnika zmiany mocy.............................................................................25 Układy bez zmiany mocy elektrycznej/mechanicznej .............................................................26 Małe układy skojarzone...........................................................................................................26 3. Metodyka obliczania oszczędności energii pierwotnej .....................................................27 3.1. 3.2. 3.2.1. 3.2.2. Wyznaczenie oszczędności energii pierwotnej.......................................................................27 Określanie referencyjnych wartości sprawności .....................................................................27 Referencyjna wartość sprawności rozdzielonej produkcji energii elektrycznej.......................28 Referencyjna wartość sprawności rozdzielonej produkcji ciepła ............................................29 4. Przykłady obliczeniowe.........................................................................................................30 4.1. 4.2. 4.3. 4.4. Turbina parowa upustowo-przeciwprężna ..............................................................................30 Turbina parowa upustowo–kondensacyjna.............................................................................35 Złożony układ kolektorowy ......................................................................................................39 Układ gazowo-parowy .............................................................................................................45 2.6.1. 2.6.2. 2.6.3. 2.7. 2.7.1. 2.7.2. 2.7.3. 2.7.4. Strona 1 z 49 WYKAZ OZNACZEŃ Symbole 1 2 Qb f Qbq fCHP Qbk fnon-CHP Qbek fnon-CHP,p Qbck fnon-CHP,q Qbd Qbr Qu Qcn Qzu Quq Quk Qk Qd Qr Ab Abe Abm Abq Abk η f f q qCHP qnon-CHP p pe,i pm,i pCHP pnon-CHP η ηq ηCHP ηqc ηqe ηck ηek ηrefc CHPHη3 CHPEη3 ηnon-CHP,q ηnon-CHP,e Ref Hη3 ηrefe Ref Eη3 ηk ηgr σsk β PES ηboiler σCHP β PES3 Opis Jedn. całkowita energia chemiczna zużytych paliw GJ energia chemiczna paliw zużytych do wytwarzania energii elektrycznej i ciepła GJ w procesie skojarzonym energia chemiczna paliw zużytych do wytwarzania energii elektrycznej i ciepła GJ poza procesem skojarzonym energia chemiczna paliw zużytych do wytwarzania energii elektrycznej poza GJ procesem skojarzonym energia chemiczna paliw zużytych do wytwarzania ciepła poza procesem GJ skojarzonym energia chemiczna dodatkowego paliwa spalonego w kotle odzyskowym GJ równoważnik paliwowy dla energii doprowadzonej lub wyprowadzonej GJ całkowita produkcja ciepła użytecznego GJ ciepło wysłane na zewnątrz Odbiorcom GJ ciepło zużyte na cele komunalne wewnątrz zakładu GJ produkcja ciepła użytecznego w procesie skojarzonym GJ produkcja ciepła użytecznego poza procesem skojarzonym GJ ciepło wytworzone w kotle GJ ciepło wytworzone w kotle odzyskowym w wyniku spalenia dodatkowego paliwa GJ ciepło w parze doprowadzonej do stacji redukcyjnej GJ całkowita produkcja energii elektrycznej MWh produkcja energii elektrycznej brutto zmierzona na zaciskach generatora MWh energia elektryczna odpowiadająca produkcji energii mechanicznej MWh produkcja energii elektrycznej w procesie skojarzonym MWh produkcja energii elektrycznej poza procesem skojarzonym MWh sprawność wytwarzania energii elektrycznej i ciepła łącznie % sprawność wytwarzania energii elektrycznej i ciepła łącznie w procesie % skojarzonym sprawność wytwarzania ciepła w procesie skojarzonym % sprawność wytwarzania energii elektrycznej w procesie skojarzonym % sprawność wytwarzania ciepła poza procesem skojarzonym % sprawność wytwarzania energii elektrycznej poza procesem skojarzonym % referencyjna wartość sprawności wytwarzania ciepła w procesie rozdzielonym % referencyjna wartość sprawności wytwarzania energii elektrycznej w procesie % rozdzielonym sprawność kotła % sprawność graniczna, określona dla danego typu układu skojarzonego % stosunek energii elektrycznej do ciepła GJ/GJ współczynnik zmiany mocy GJ/GJ oszczędność energii pierwotnej % 1 – oznaczenia stosowane w Instrukcji – oznaczenia w CWA 45547 [1] 3 – oznaczenia z Dyrektywy 2004/8/WE [2] 2 Oznaczenia rysunkowe KP KW KO TP TK WP SP NP TG - kocioł parowy kocioł wodny kocioł odzyskowy turbina parowa przeciwprężna turbina parowa kondensacyjna człon wysokoprężny turbiny człon średnioprężny turbiny człon nisokoprężny turbiny turbina gazowa SKR SRS XC XR Strona 2 z 49 - skraplacz pary stacja redukcyjno-schładzająca wymiennik ciepłowniczy chłodnica wody powrotnej 1. WPROWADZENIE Wytwarzanie energii elektrycznej i ciepła realizowane jest głównie w procesach przetwarzania energii chemicznej lub jądrowej paliw. Wyczerpywalność zasobów paliw kopalnych oraz konieczność maksymalnego ograniczenia emisji produktów spalania do atmosfery powodują, że coraz więcej uwagi poświęca się zagadnieniom poprawy efektywności wykorzystania energii paliw pierwotnych. Efektywność wykorzystania energii paliw ma największe znaczenie w przypadku produkcji elektryczności, ponieważ wytwarzanie ciepła jest dziś możliwe z wysoką sprawnością przemiany. Sprawność wytwarzania energii elektrycznej za pomocą silników cieplnych jest znacznie niższa od sprawności produkcji ciepła, co nie wynika z niedoskonałości technicznej urządzeń, lecz z ograniczeń termodynamicznych. Jednym z najbardziej efektywnych sposobów zwiększenia sprawności przemiany energii paliw jest skojarzona produkcja energii elektrycznej i ciepła. Skojarzony proces wytwarzania energii elektrycznej lub mechanicznej i ciepła umożliwia znaczną oszczędność paliwa i ograniczenie emisji w porównaniu z tradycyjnymi, jednocelowymi procesami wytwarzania tych nośników energii. Wytwarzanie elektryczności i ciepła w układach skojarzonych jest zwykle realizowane ze sprawnością przemiany energii chemicznej paliwa w zakresie 70-90%, odpowiadającą sprawności wytwarzania ciepła w ciepłowni [1]. W przeciwieństwie do tradycyjnych metod wytwarzania elektryczności, w układach skojarzonych następuje jednoczesne wytwarzanie energii elektrycznej i ciepła, które jest użytecznie wykorzystywane w procesach przemysłowych lub do ogrzewania budynków i wytwarzania ciepłej wody użytkowej. Ciepło wytwarzane w skojarzeniu zastępuje w ten sposób ciepło, które w przeciwnym razie musiałoby być dostarczone poprzez spalenie dodatkowego paliwa w kotłach lub innych bezpośrednio opalanych urządzeniach, co w konsekwencji prowadzi również do bezpośredniej redukcji emisji. Promowanie wysokosprawnej produkcji w układach skojarzonych stanowi priorytet Wspólnoty ze względu na związane z nią korzyści w zakresie oszczędzania energii pierwotnej, unikania strat sieciowych oraz ograniczania emisji szkodliwych substancji, w szczególności gazów cieplarnianych. Wspieranie i zwiększenie wytwarzania energii elektrycznej i ciepła w skojarzeniu uznano za jedno z działań koniecznych dla wypełnienia postanowień Protokołu z Kioto do Ramowej Konwencji Narodów Zjednoczonych w sprawie Zmian Klimatu. Wytwarzanie w skojarzeniu o wysokiej sprawności przyczynia się do poprawy bezpieczeństwa dostaw energii oraz poprawia konkurencyjność Unii Europejskiej i jej Państw Członkowskich. Komisja Europejska dostrzegając przedstawione powyżej korzyści płynące ze stosowania skojarzonego wytwarzania energii elektrycznej i ciepła przedstawiła projekt Dyrektywy 2004/8/WE o promocji skojarzonej produkcji w oparciu o zapotrzebowanie na ciepło użyteczne na wewnętrznym rynku energii [2], która została przyjęta przez Parlament Europejski i Radę 11 lutego 2004 r. 1.1. Cel i zakres instrukcji Przyjęta w Aneksie II Dyrektywy metodologia określania ilości energii elektrycznej wytworzonej w skojarzeniu wymaga znajomości aktualnego stosunku energii elektrycznej do ciepła, lecz nie określa sposobu jego wyznaczenia dla poszczególnych typów instalacji. Europejski Komitet Normalizacyjny CEN/CENELEC w Uzgodnieniach Warsztatowych CWA 45547 [1] zaproponował metodologię wyznaczania stosunku energii elektrycznej do ciepła oraz ilości energii elektrycznej uznanej za wytworzoną w skojarzeniu, stanowiącą źródło informacji realizacji Załącznika II Dyrektywy. Celem niniejszej instrukcji jest dostosowanie do potrzeb polskiej energetyki metodyki obliczeń zaproponowanej przez CEN/CENELEC w Uzgodnieniach Warsztatowych CWA 45547 [1] w zakresie wyznaczania stosunku energii elektrycznej do ciepła oraz ilości energii elektrycznej uznanej za wytworzoną w skojarzeniu oraz opracowanie procedury określania oszczędności energii pierwotnej w gospodarce skojarzonej względem rozdzielonego wytwarzania energii elektrycznej i ciepła, w myśl Załącznika III Dyrektywy [2]. Strona 3 z 49 1.2. Odstępstwa od metodyki CEN/CENELEC zawartej w CWA 45547 Dokument pt: „Instrukcja wyznaczania energii elektrycznej wytworzonej w skojarzeniu z produkcją ciepła oraz oszczędności energii pierwotnej w świetle przepisów dyrektywy 2004/8/WE” jest autorskim opracowaniem wykonanym przez „Energopomiar” Sp. z o.o. Przedstawiona metodologia obliczeń została zaczerpnięta z Uzgodnień warsztatowych CWA 45547 opublikowanych przez Europejskie Organizacje Standaryzacyjne CEN/CENELEC w internecie. W celu dostosowania metodyki do warunków występujących w polskiej energetyce zaproponowano wprowadzenie niewielkich zmian, które wyszczególniono poniżej. Tablica 1.1 Lp Zmiany w metodyce Uzasadnienie 1 Przy wyznaczaniu ilości ciepła użytecznego dostarczonego przez układ skojarzony w postaci pary uwzględniono energię zwracanego kondensatu oraz ewentualnie wody uzupełniającej, przy niepełnym zwrocie kondensatu Nieuwzględnienie energii zwracanego kondensatu może powodować znaczne zawyżenie sprawności wytwarzania w układach skojarzonych dostarczających dużą ilość pary i otrzymujących kondensat zwrotny o wysokiej temperaturze. Ponieważ uzyskana sprawność wytwarzania decyduje czy układ skojarzony może zaliczyć całość produkcji energii elektrycznej do produkcji w skojarzeniu, więc nieuzasadnione zawyżenie sprawności może powodować dyskryminację producentów ciepła w postaci wody grzewczej. Taki sposób określania ilości dostarczonego ciepła jest ponadto zgodny z PN-93/M-35500 [4]. Punkt 2.4.1 Instrukcji 2 Sprecyzowano sposób wyznaczenia całkowitego ciepła użytecznego poprzez dodanie we wzorze (2.2) ciepła Qzu zużytego do ogrzewania pomieszczeń i przygotowania ciepłej wody użytkowej wewnątrz zakładu Punkt 2.4 Instrukcji 3 Wprowadzono możliwość równorzędnego stosowania bezpośredniej i pośredniej metody określania energii chemicznej zużytych paliw w układach skojarzonych, w których nie są wykorzystywane turbiny gazowe lub silniki spalinowe. Punkt 2.5.1 Instrukcji Według CEN/CENELEC ciepło użyteczne to ciepło dostarczone przez układ skojarzony w okresie sprawozdawczym, które w przeciwnym razie byłoby dostarczane, co daje się udowodnić, z innych źródeł. W celu uściślenia definicji wprowadzono bardziej szczegółową formułę obliczeniową, uwzględniającą ciepło dostarczane odbiorcom zewnętrznym oraz ciepło zużyte wewnątrz zakładu do ogrzewania pomieszczeń i przygotowania ciepłej wody użytkowej, co pozwoli uniknąć niewłaściwej interpretacji. Równoważne traktowanie obydwu metod jest istotne ze względu na trudności związane z zastosowaniem metody bezpośredniej w odniesieniu do paliw stałych, które stanowią zdecydowaną większość w ogólnym zużyciu paliw w gospodarce skojarzonej w Polsce. Niejednokrotnie metody pośrednie zapewniają porównywalną (a czasami nawet większą) dokładność względem metody bezpośredniej, która najlepiej sprawdza się w przypadku paliw ciekłych i gazowych. Problemy w dotrzymaniu odpowiedniej dokładności określania energii chemicznej zużytych paliw metodą bezpośrednią wynikają przede wszystkim z trudności związanych z dokładnym określeniem wartości opałowej niejednorodnych paliw stałych. Metody pośrednie, określone w normie PN-93/M-35500 są powszechnie stosowane w polskiej energetyce. Strona 4 z 49 4 Zmieniono wzory określające produkcję ciepła poza procesem skojarzonym oraz przyporządkowaną mu energię chemiczną zużytych paliw w układzie gazowo-parowym z pomocniczym lub uzupełniającym spalaniem. Zmiana ta jest konsekwencją wprowadzenia konieczności uwzględniania energii kondensatu pary, zwracanego do układu skojarzonego przez Odbiorców. Punkt 2.6.3 Instrukcji 5 Zaproponowano autorską metodę określania współczynnika zmiany mocy β Dopuszczono określenie współczynnika β na podstawie aktualnych danych z dokumentacji techniczno-ruchowej urządzeń Nie zmienił się sens fizyczny współczynnika a jedynie sposób jego wyznaczenia, co powinno ułatwić wykonanie obliczeń. Metoda przedstawiona w CWA 45547 jest nieprecyzyjna i może powodować trudności w prawidłowym określaniu współczynnika zmiany mocy β. Punkt 2.8 Instrukcji 6 Zmieniono oznaczenia stosowane we wzorach Przyjęte oznaczenia zostały maksymalnie dostosowane do oznaczeń stosowanych w powszechnie stosowanej normie PN-93/M-35500, co ułatwi wykonanie poprawnych obliczeń. W wykazie oznaczeń przedstawiono także oznaczenia stosowane w CWA 45547. 7 Zmodyfikowano definicje pojęć stosowanych w opracowaniu Punkt 1.3 Instrukcji Definicje układu skojarzonego oraz całkowitej produkcji ciepła użytecznego dostosowano do definicji zamieszczonych w rozporządzeniu Ministra Gospodarki z dnia 9 grudnia 2004, w sprawie szczegółowego zakresu obowiązku zakupu energii elektrycznej wytwarzanej w skojarzeniu z wytwarzaniem ciepła. Pozostałe definicje pojęć nawiązują do definicji stosowanych w CWA jednakże zostały doprecyzowane. Ponadto, w treści Instrukcji: przekształcono kilka wzorów obliczeniowych w celu ułatwienia obliczeń, zamieszczono zupełnie nowe przykłady obliczeniowe dla układów skojarzonych najczęściej występujących w polskich elektrowniach i elektrociepłowniach, dodano procedurę obliczania oszczędności energii pierwotnej PES w myśl Załącznika III Dyrektywy 2004/8/WE wraz z tablicą wartości referencyjnych sprawności wytwarzania energii elektrycznej i ciepła w gospodarce rozdzielonej. Strona 5 z 49 1.3. Definicje stosowanych pojęć Skojarzony proces wytwarzania energii elektrycznej i ciepła jest procesem równoczesnego przetwarzania energii chemicznej paliw w energię elektryczną/mechaniczną i ciepło użyteczne w układzie skojarzonym, w ramach procesu termodynamicznego. Układ skojarzony jest to jednostka wytwórcza stanowiąca opisany poprzez dane techniczne i handlowe wyodrębniony zespół urządzeń należących do przedsiębiorstwa energetycznego, służący do wytwarzania energii elektrycznej/mechanicznej w skojarzeniu z wytwarzaniem ciepła i do wyprowadzenia mocy. Okres sprawozdawczy jest to umowny okres czasu stosowany w sprawozdawczości i określania danych do obliczeń (zwykle rok kalendarzowy). celu prowadzenia Całkowita produkcja energii elektrycznej Ab jest sumą produkcji energii elektrycznej brutto Abe zmierzonej na zaciskach generatorów i energii elektrycznej odpowiadającej energii mechanicznej brutto Abm, wytworzonych przez układ skojarzony w okresie sprawozdawczym, łącznie z okresami rozruchu i postoju. Produkcja energii elektrycznej w procesie skojarzonym Abq jest to energia elektryczna/mechaniczna brutto uznana za wytworzoną w bezpośrednim związku z wytwarzaniem ciepła użytecznego i wyznaczona zgodnie z metodologią określoną w niniejszej instrukcji, dla danego układu skojarzonego w okresie sprawozdawczym. Produkcja energii elektrycznej poza procesem skojarzonym Abk jest to energia elektryczna/mechaniczna wytworzona przez układ skojarzony w okresie sprawozdawczym, która nie została wytworzona w bezpośrednim związku z wytwarzaniem ciepła. Całkowita produkcja ciepła użytecznego Qu jest to ilość ciepła dostarczonego przez układ skojarzony do sieci lub procesu produkcyjnego w okresie sprawozdawczym, przeznaczonego: − − − − do ogrzewania budynków i przygotowania ciepłej wody użytkowej, do przemysłowych procesów technologicznych, dla obiektów wykorzystywanych do produkcji rolnej lub zwierzęcej, w celu zapewnienia odpowiedniej temperatury i wilgotności w tych obiektach, do wtórnego wytwarzania chłodu w przypadkach wcześniej wymienionych, która w przeciwnym razie byłaby dostarczana, co daje się udowodnić, z innych źródeł. Produkcja ciepła w procesie skojarzonym Quq jest to ilość ciepła użytecznego wytworzonego w skojarzeniu z produkcją energii elektrycznej/mechanicznej przez układ skojarzony, w okresie sprawozdawczym, które zostało dostarczone do sieci lub procesu produkcyjnego. Jest to ciepło, które w przeciwnym razie byłoby dostarczone z innych źródeł. Produkcja ciepła poza procesem skojarzonym Quk jest to ilość ciepła użytecznego wytworzonego przez układ skojarzony w okresie sprawozdawczym, w procesach którym nie towarzyszy jednoczesna produkcja energii elektrycznej/mechanicznej. Całkowita energia chemiczna zużytych paliw Qb jest to sumaryczna ilość energii chemicznej paliw zużytych przez układ skojarzony w okresie sprawozdawczym, do wytwarzania energii elektrycznej/mechanicznej i ciepła użytecznego. Energia chemiczna paliw zużytych w procesie skojarzonym Qbq jest to ilość energii chemicznej paliw zużytych przez układ skojarzony w okresie sprawozdawczym, do skojarzonego wytwarzania energii elektrycznej/mechanicznej i ciepła użytecznego. Energia chemiczna paliw zużytych poza procesem skojarzonym Qbk jest to ilość energii chemicznej paliw zużytych przez układ skojarzony w okresie sprawozdawczym, do wytwarzania energii elektrycznej/mechanicznej i ciepła użytecznego poza procesem skojarzonym. Strona 6 z 49 Całkowita sprawność wytwarzania energii elektrycznej i ciepła łącznie ηb określa stopień przemiany energii chemicznej paliw w energię elektryczną/mechaniczną i ciepło łącznie i jest zdefiniowana jako stosunek całkowitej energii wyprowadzonej z układu skojarzonego do całkowitej energii doprowadzonej do układu skojarzonego w okresie sprawozdawczym. Sprawność wytwarzania energii elektrycznej i ciepła łącznie η jest zdefiniowana jako stosunek całkowitej energii wyprowadzonej z układu skojarzonego, pomniejszonej o ciepło wytworzone poza procesem skojarzonym, do całkowitej energii doprowadzonej do układu skojarzonego, pomniejszonej o energię chemiczną paliw zużytych na wytworzenie ciepła poza procesem skojarzonym, w okresie sprawozdawczym. Sprawność wytwarzania energii elektrycznej i ciepła łącznie w procesie skojarzonym ηq jest zdefiniowana jako stosunek energii wyprowadzonej z układu skojarzonego wytworzonej w procesie skojarzonym do energii doprowadzonej do układu skojarzonego, pomniejszonej o energię chemiczną paliw zużytych na wytworzenie energii elektrycznej/mechanicznej i ciepła poza procesem skojarzonym, w okresie sprawozdawczym. Sprawność wytwarzania energii elektrycznej poza procesem skojarzonym ηek jest to sprawność wytwarzania energii elektrycznej/mechanicznej, która nie została wytworzona w bezpośrednim związku z wytwarzaniem ciepła, w okresie sprawozdawczym, określona dla danego układu skojarzonego. Sprawność wytwarzania ciepła poza procesem skojarzonym ηck jest to sprawność wytwarzania ciepła użytecznego, które nie zostało wytworzone w bezpośrednim związku z wytwarzaniem energii elektrycznej/mechanicznej, w okresie sprawozdawczym, określona dla danego układu skojarzonego. Stosunek energii elektrycznej do ciepła σsk jest to stosunek ilości energii elektrycznej/mechanicznej wytworzonej w procesie skojarzonym Abq do ilości ciepła wytworzonego w procesie skojarzonym Quq, określony dla danego układu skojarzonego, podczas pracy w pełnym trybie skojarzenia. Pełny tryb skojarzenia jest to tryb pracy układu skojarzonego ze sprawnością wytwarzania energii elektrycznej i ciepła łącznie nie mniejszą od sprawności granicznej, określonej dla danej technologii skojarzonej produkcji. Współczynnik zmiany mocy β określa wpływ ilości ciepła doprowadzanego lub wyprowadzanego z układu skojarzonego na produkcję energii elektrycznej/mechanicznej, w okresie sprawozdawczym. Wartość referencyjna sprawności jest to najwyższa sprawność alternatywnych, dostępnych i ekonomicznie uzasadnionych technologii rozdzielonego wytwarzania energii elektrycznej/ mechanicznej i ciepła, które proces skojarzony ma zastąpić, obecnych na rynku w roku rozpoczęcia eksploatacji układu skojarzonego. Strona 7 z 49 1.4. Skojarzone wytwarzanie energii elektrycznej i ciepła Skojarzony proces wytwarzania energii elektrycznej i ciepła jest to proces równoczesnego przetwarzania energii chemicznej paliw w energię elektryczną/mechaniczną i ciepło użyteczne realizowany w układzie skojarzonym. Proces ten charakteryzuje znacznie wyższa sprawność całkowita (przemiany energii chemicznej paliwa) i co za tym idzie oszczędność energii chemicznej paliwa w porównaniu z procesami wytwarzania energii elektrycznej i ciepła realizowanymi oddzielnie (rysunek 1). straty 36 paliwo 31 50 16 5 elektrownia paliwo 19 100 elektro- 50 ciepłownia ciepłownia 80 45 Rysunek 1 Oszczędność energii chemicznej w gospodarce skojarzonej 1.4.1. Wskaźniki charakteryzujące proces skojarzony 1.4.1.1. Sprawność wytwarzania energii elektrycznej i ciepła łącznie w procesie skojarzonym Sprawność wytwarzania energii elektrycznej/mechanicznej i ciepła łącznie w procesie skojarzonym określa stopień przemiany energii chemicznej paliwa w produkty skojarzenia w %: ηq = 3,6 ⋅ A bq + Quq Qbq ⋅ 10 2 (1.1) 1.4.1.2. Stosunek energii elektrycznej do ciepła Stosunek energii elektrycznej do ciepła σsk w GJ/GJ jest to wskaźnik określający stosunek produkcji energii elektrycznej/mechanicznej brutto uznanej za wytworzoną w procesie skojarzonym do produkcji ciepła w skojarzeniu. σ sk = 3,6 ⋅ A bq Q uq Strona 8 z 49 (1.2) 2. METODYKA WYZNACZANIA PRODUKCJI ENERGII ELEKTRYCZNEJ W SKOJARZENIU Z PRODUKCJĄ CIEPŁA 2.1. Algorytm obliczeń Wyznaczyć całkowitą ilość energii elektrycznej i mechanicznej, ciepła użytecznego oraz energii chemicznej paliw Czy w układzie jest wytwarzane ciepło użyteczne poza procesem skojarzenia? tak nie Wyznaczyć: Quk Qbck Przyjąć: Quq = Qu Qbck = 0 Wyznaczyć sprawność wytwarzania: Obliczyć: Quq = Qu - Quk η= Obliczyć: tak 3,6 ⋅ A b + Quq Qb − Qbck ⋅ 10 2 Sprawność wytwarzania przekracza wartość graniczną w Załączniku II Dyrektywy ? Abq = Ab Qbq = Qb – Qbck nie Czy występuje ubytek mocy elektrycznej/ mechanicznej związany z produkcją ciepła użytecznego w skojarzeniu? tak Wyznaczyć β nie Obliczyć: ηek = σ sk = Obliczyć: 3,6 ⋅ A b + β ⋅ Q uq Q b − Qbck ηek = ⋅ 10 2 ηek − β ⋅ ηgr σ sk = ηgr − ηek Obliczyć: Obliczyć: A bq = Qbek = 3,6 ⋅ A b ⋅ 10 2 Qb − Qbck Quq ⋅ σ sk A bk = A b − A bq 3,6 3,6 ⋅ A bk ηek ⋅ 10 −2 ηek ηgr − ηek Qbq = Qb − Qbck − Qbek Strona 9 z 49 2.2. Osłona bilansowa układu skojarzonego Układ skojarzony dostarcza energię elektryczną/mechaniczną i ciepło użyteczne do Odbiorców, którzy korzystają z produktów wytwarzanych przez układ. W celu określenia ilości dostarczonych produktów energetycznych do Odbiorców oraz energii chemicznej paliw doprowadzonych do układu skojarzonego należy ustalić umowną granicę (osłonę bilansową – patrz rysunek 2). Odbiorcą może być np. zakład przemysłowy, komunalna sieć ciepłownicza a także elektryczna sieć przesyłowa. osłona bilansowa energia elektryczna paliwo Układ skojarzony ciepło użyteczne Rysunek 2 Odbiorcy Układ skojarzony i Odbiorcy Osłona bilansowa układu skojarzonego powinna obejmować wszystkie urządzenia wytwórcze i urządzenia służące do odzysku ciepła realizujące proces skojarzony, które dostarczają energię elektryczną, mechaniczną lub ciepło do Odbiorcy. Muszą one zostać uwzględnione wewnątrz osłony bilansowej układu skojarzonego wraz z odpowiednimi połączeniami do Odbiorców. W granicach osłony bilansowej układu nie należy umieszczać pomocniczych urządzeń do produkcji ciepła lub elektryczności, takich jak kotły ciepłownicze produkujące tylko ciepło użyteczne i siłownie produkujące tylko energię elektryczną/mechaniczną, które nie biorą udziału w skojarzonym procesie wytwarzania energii elektrycznej i ciepła. Dlatego kotły szczytowe i kotły rezerwowe oraz dodatkowe turbozespoły kondensacyjne należy wykluczyć z układu (rysunek 3, 4 i 5). Także urządzenia do wytwarzania chłodu powinny być umieszczone na zewnątrz granicy układu skojarzonego. Pomiary wielkości produkcji powinny być umieszczone na granicach układu. Pomocnicze turbiny parowe do napędu pomp lub sprężarek muszą być włączone w granice układu skojarzonego. Przy określaniu całkowitej ilości energii wyprowadzanej z układu skojarzonego należy uwzględnić energię mechaniczną lub ciepło wytwarzane w turbinie pomocniczej, zarówno wykorzystywane w celu pokrycia potrzeb własnych układu jak i dostarczane Odbiorcy . Energia cieplna potrzebna do wytworzenia w turbinach pomocniczych energii mechanicznej lub ciepła wysyłanego do Odbiorców nie może być zaliczona do energii użytecznej, wyprowadzanej z układu skojarzonego. Strona 10 z 49 PRAWIDŁOWO NIEPRAWIDŁOWO Osłona bilansowa KP Osłona bilansowa KP TP TP KP KP XC XC KW KW Rysunek 3 Prawidłowy dobór granic układu w przypadku kotłów rezerwowo-szczytowych PRAWIDŁOWO NIEPRAWIDŁOWO Osłona bilansowa KP Rysunek 4 Osłona bilansowa KP TP TP TP TP XC XC Prawidłowy dobór granic układu w przypadku dodatkowej turbiny ciepłowniczej zasilanej parą z wylotu lub upustu innej turbiny Strona 11 z 49 PRAWIDŁOWO NIEPRAWIDŁOWO Osłona bilansowa KP Osłona bilansowa KP TP Rysunek 5 TP TK TK SKR SKR Prawidłowy dobór granic układu w przypadku dodatkowej turbiny kondensacyjnej zasilanej parą z wylotu lub upustu innej turbiny W układach gazowo-parowych, w których ciepło ze spalin turbiny gazowej jest wykorzystane do produkcji pary zasilającej turbinę parową, urządzenia te nie mogą być traktowane rozdzielnie, nawet jeśli turbina parowa jest zlokalizowana w innym miejscu (rysunek 6). PRAWIDŁOWO NIEPRAWIDŁOWO Osłona bilansowa Osłona bilansowa TG TG KO KO TP Rysunek 6 TP Prawidłowy dobór granic układu gazowo-parowego Strona 12 z 49 2.3. Całkowita produkcja energii elektrycznej układu skojarzonego W celu przeprowadzenia obliczeń przedstawionych w punkcie 2.1 konieczne jest określenie całkowitej produkcji energii elektrycznej i mechanicznej układu skojarzonego (w skojarzeniu i poza skojarzeniem) w okresie sprawozdawczym, która jest sumą produkcji energii elektrycznej brutto Abe i energii elektrycznej odpowiadającej produkcji energii mechanicznej brutto Abm, łącznie z okresami rozruchu i postoju. m A b = ∑ A be i + i=1 n ∑A i=1 bm i MWh (2.1) 2.3.1. Produkcja energii elektrycznej Produkcja energii elektrycznej Abe w analizowanym okresie rozliczeniowym jest to sumaryczna produkcja energii elektrycznej brutto zmierzona na zaciskach wszystkich generatorów znajdujących się w granicach osłony bilansowej układu skojarzonego. Produkcję energii elektrycznej określa się poprzez bezpośredni pomiar. Stosowanie metod pośrednich wyznaczania produkcji energii elektrycznej dopuszcza się tylko w przypadku braku możliwości zastosowania metod bezpośrednich. 2.3.2. Energia elektryczna odpowiadająca produkcji energii mechanicznej Niektóre instalacje realizujące procesy skojarzone wytwarzają energię mechaniczną do bezpośredniego napędzania pomp, wentylatorów, sprężarek, itp. Energia ta może być wykorzystywana wewnątrz układu skojarzonego, co wpływa na obniżenie zużycia energii elektrycznej na potrzeby własne układu, lub może być dostarczana Odbiorcy. W obydwu przypadkach, całość energii mechanicznej wytworzonej w układzie należy zaliczyć do całkowitej produkcji energii elektrycznej układu skojarzonego przeliczając energię mechaniczną na ekwiwalentną energię elektryczną Abm w stosunku 1:1. Określenie produkcji energii mechanicznej może powodować trudności ze względu na brak możliwości bezpośredniego pomiaru, tak jak to ma miejsce w przypadku energii elektrycznej czy ciepła. Produkcję energii mechanicznej należy określić w oparciu o bilans energii napędzanego urządzenia, na podstawie pomiaru strumienia oraz parametrów przepływającego czynnika przed i za urządzeniem. Jeżeli nie jest możliwe określenie produkcji energii mechanicznej na podstawie bilansu napędzanego urządzenia wówczas, w przypadku gdy źródłem napędu jest turbina gazowa lub silnik spalinowy, należy ją określić na podstawie bilansu energii całego silnika. Konieczne jest wówczas określenie energii chemicznej paliwa, entalpii doprowadzonego powietrza, entalpii spalin oraz ciepła odprowadzonego poprzez układ chłodzenia (jeśli występuje). Metoda ta wymaga prowadzenia analizy spalin. Jeżeli źródłem napędu jest turbina parowa, wyjściową energię mechaniczną należy wyznaczyć w oparciu o pomiar przepływu pary oraz jej parametrów na wlocie i wylocie z turbiny. Jednakże w sytuacji, gdy para wylotowa jest parą mokrą problematyczne może być określenie jej entalpii właściwej, zależnej od stopnia suchości pary. W przypadku obiektywnych trudności z pomiarem wielkości niezbędnych do przeprowadzenia obliczeń lub w sytuacji gdy wiązałoby się to z nieracjonalnie wysokimi nakładami finansowymi dopuszcza się możliwość określenia produkcji energii mechanicznej na podstawie wyników przeprowadzonych badań testowych lub danych projektowych producenta. To podejście wymaga oszacowania wpływu starzenia się urządzenia na jego sprawność. Jeżeli istnieje rezerwowy napęd urządzenia silnikiem elektrycznym, to dopuszcza się możliwość oszacowania energii mechanicznej potrzebnej do napędu tego urządzenia w oparciu o znamionową moc elektryczną silnika. Należy pamiętać, że energia mechaniczna wykorzystywana do napędu urządzeń będących integralną częścią silnika cieplnego (np. sprężarka powietrza turbiny gazowej) nie może być traktowana jako Strona 13 z 49 wyjściowa energia mechaniczna układu. Jedynie energia mechaniczna wykorzystywana do napędu urządzeń pomocniczych, których alternatywnym źródłem napędowym jest silnik elektryczny, może być uznana za wyjściową energię mechaniczną układu. Do urządzeń tych należy zaliczyć: − − − − pompy wody zasilającej kocioł, pompy wody chłodzącej, pompy kondensatu, wentylatory i sprężarki powietrza technologicznego. Energia elektryczna wykorzystywana przez silniki napędzające urządzenia pomocnicze jest zaliczana do całkowitej produkcji energii elektrycznej układu, ponieważ produkcja energii elektrycznej Abe jest produkcją brutto zmierzoną na zaciskach generatora. 2.4. Całkowita produkcja ciepła użytecznego układu skojarzonego Całkowita produkcja ciepła użytecznego w analizowanym okresie sprawozdawczym jest równa ilości ciepła użytecznego dostarczonego z układu skojarzonego do sieci lub procesu produkcyjnego w postaci pary lub gorącej cieczy grzewczej. n Qu = ∑ Qcn i + Q zu (2.2) i=1 Qcni – produkcja ciepła wysłanego Odbiorcom zewnętrznym w i-tej postaci (np. para – patrz punkt 2.4.1, gorąca woda – patrz punkt 2.4.2) w GJ Qzu – sumaryczne ciepło zużyte do ogrzewania pomieszczeń i przygotowania ciepłej wody użytkowej wewnątrz zakładu w GJ Zużycia ciepła na potrzeby własne (z wyjątkiem ciepła zużytego do ogrzewania pomieszczeń i przygotowania ciepłej wody użytkowej) nie zalicza się do całkowitej produkcji ciepła użytecznego układu skojarzonego. Do produkcji ciepła użytecznego nie zalicza się także ciepła odprowadzanego do otoczenia między innymi w kominach, wyciągach, chłodniach czy skraplaczach pary. Ciepła przesyłanego w celu wytwarzania energii elektrycznej w innym urządzeniu nie klasyfikuje się jako produkcja ciepła użytecznego lecz jako część wewnętrznej wymiany ciepła w obrębie układu skojarzonego (np. para z kotła odzyskowego turbiny gazowej przesyłana do turbiny parowej). 2.4.1. Ciepło użyteczne dostarczane w postaci pary Ciepło w postaci pary może być dostarczane na kilku poziomach ciśnienia i temperatury. W celu określenia produkcji dla każdego poziomu ciśnienia należy zmierzyć wartość ciśnienia, temperatury i przepływu pary. Entalpię właściwą pary należy odczytywać z tablic parowych lub wykresów, które posiadają poziom odniesienia 0 o C i 0,1013 MPa, w oparciu o parametry pary zmierzone na granicy układu. Przy wyznaczaniu produkcji ciepła użytecznego w postaci pary należy mieć na uwadze, że: − − wykorzystywanie pary wewnątrz układu skojarzonego do odgazowywania, podgrzewania kondensatu, suszenia i podgrzewania paliwa, podgrzewania wody uzupełniającej i wody zasilającej kocioł, podgrzewania powietrza do spalania, nie może być uznawane jako produkcja ciepła użytecznego układu; pary wdmuchiwanej do turbiny gazowej nie zalicza się do ciepła użytecznego, a jej energia uwidacznia się w postaci zwiększonej produkcji energii elektrycznej układu. Przy określaniu produkcji ciepła w postaci pary należy odliczyć energię zawartą w kondensacie zwracanym do układu skojarzonego oraz ewentualnie w wodzie uzupełniającej, przy niepełnym zwrocie kondensatu. W tym celu należy mierzyć ilość i temperaturę zwróconego kondensatu oraz doprowadzonej wody uzupełniającej. Strona 14 z 49 2.4.2. Ciepło użyteczne dostarczane w postaci cieczy grzewczej Ciepło użyteczne może być wytwarzane m. in. w postaci gorącej wody lub innej cieczy grzewczej, która jest wykorzystywana do transportu ciepła do Odbiorców. W celu określenia ilości ciepła dostarczonego w postaci cieczy grzewczej należy określić natężenie przepływu oraz temperaturę cieczy wysyłanej i powracającej, na granicy układu skojarzonego. Do wyznaczania ilości dostarczonego ciepła należy także określić średnią pojemność cieplną właściwą cieczy obiegowej w zakresie temperatur roboczych. Pomiar ilości ciepła musi być realizowany za pomocą miernika ciepła zgodnie z odpowiednią normą. Niektóre układy skojarzone wyposażone są w chłodnicę umożliwiającą odprowadzenie części ciepła zawartego w powrotnej cieczy grzewczej do otoczenia, w celu zwiększenia produkcji energii elektrycznej (pseudokondensacji). Ciepło odprowadzone do otoczenia nie może być zaliczone do ciepła użytecznego i w związku z tym, przy wyznaczaniu produkcji ciepła w postaci cieczy grzewczej należy je odliczyć (patrz przykład w punkcie 4.1). W małych układach skojarzonych o mocy elektrycznej nie przekraczającej 1 MWe, które charakteryzują się stałym stosunkiem mocy elektrycznej do mocy cieplnej we wszystkich warunkach eksploatacyjnych i nie posiadają urządzeń służących do odprowadzania ciepła do otoczenia, należy mierzyć produkcję energii elektrycznej, natomiast pomiar produkcji ciepła nie jest w tym przypadku konieczny. Jeśli układ skojarzony, o mocy niższej niż 1 MWe energii elektrycznej, posiada urządzenia do odprowadzania ciepła odpadowego lub jeśli stosunek mocy elektrycznej do mocy cieplnej układu nie jest stały we wszystkich warunkach eksploatacyjnych, wówczas oprócz licznika energii elektrycznej należy zainstalować licznik ciepła użytecznego dostarczanego przez układ skojarzony. 2.5. Całkowita energia chemiczna zużytych paliw Całkowita energia chemiczna paliw doprowadzonych do układu skojarzonego, w okresie sprawozdawczym, jest sumą energii chemicznej wszystkich rodzajów doprowadzonego paliwa Qbi (patrz punkt 2.5.1) oraz równoważnika paliwowego Qbr odpowiadającego energii doprowadzonej do układu w postaci innej niż paliwo (patrz punkt 2.5.2): n Qb = ∑ Qbi + Qbr (2.3) i=1 2.5.1. Energia chemiczna paliw Przy wyznaczaniu energii chemicznej zużytych paliw należy stosować Polską Normę PN-93/M-35500 „Metodyka obliczania zużycia paliwa do wytwarzania energii elektrycznej, cieplnej i mechanicznej” [4], która określa zasady prowadzenia analiz i ocen techniczno-ekonomicznych w eksploatacji, w sprawozdawczości technicznej i statystyce, przy rozliczaniu dostaw i zużycia paliwa, a także przy obliczaniu kosztów paliwa. Norma dopuszcza równorzędne stosowanie metod bezpośrednich i pośrednich, przedstawionych poniżej. Norma ta nie może być stosowana dla elektrociepłowni z turbinami gazowymi i silnikami spalinowymi. Przy wyznaczaniu zużycia energii chemicznej paliw w tego typu układach należy posłużyć się odpowiednimi normami międzynarodowymi (np. ISO 2314 dla turbin gazowych). Przy wyznaczaniu energii chemicznej, paliwa odpadowe należy traktować analogicznie jak pozostałe paliwa. W przypadku, gdy część energii chemicznej doprowadzanej w paliwie do procesu skojarzonego jest odzyskiwana w postaci związków chemicznych, należy ją odjąć od energii chemicznej doprowadzanej w paliwie. 2.5.1.1. Metoda bezpośrednia określania energii chemicznej zużytych paliw W metodzie bezpośredniej energię chemiczną zużytych paliw określa się na podstawie masy doprowadzonych paliw i ich wartości opałowej. Przy spalaniu n różnych paliw sumaryczne zużycie energii chemicznej oblicza się wg wzoru [4] Strona 15 z 49 Qb = ∑ (B ⋅ Q ) n i =1 r i (2.4) gdzie: B – masa zużytego paliwa, Qri – wartość opałowa paliwa, Masę zużytych paliw wyznacza się za pomocą pomiaru odpowiednim przyrządem pomiarowym lub na podstawie ewidencji przychodów i pomiarów stanów zapasów magazynowych na początku i na końcu okresu rozliczeniowego. W przypadku niektórych paliw może okazać się niemożliwe wyznaczenie energii chemicznej zużytych paliw metodą bezpośrednią lub trudne może być osiągnięcie odpowiedniej dokładności (np. w przypadku niejednorodnych paliw zawierających frakcje posiadające ziarna dużych rozmiarów, w przypadku niedokładnych pomiarów przepływu masy, przy silnie zmieniającej się wartości opałowej lub gęstości paliwa). W takich przypadkach niepewność pomiarowa może być nie do przyjęcia z powodu dużych błędów związanych z uzyskaniem reprezentatywnych próbek w miejscu ich pobrania i przygotowania do analizy laboratoryjnej. Takie próbki nie są reprezentatywne dla całkowitej ilości doprowadzonego paliwa. W sytuacji, gdy pomiar bezpośredni nie jest wystarczająco dokładny lub pociąga zbyt wysokie koszty, należy stosować metodę pośrednią. 2.5.1.2. Metody pośrednie określania energii chemicznej zużytych paliw W metodach pośrednich obliczenia wykonuje się na podstawie charakterystyk poszczególnych urządzeń i/lub metodyki techniczno-ekonomicznej kontroli eksploatacji (np. TKE), z uwzględnieniem rzeczywistych warunków charakteryzujących wielkość produkcji i proces technologiczny. Dla wyznaczenia energii chemicznej paliw zużytych na wytworzenie poszczególnych postaci energii elektrycznej i ciepła sporządza się bilanse cieplne dla całej jednostki lub jej wydzielonych części, odpowiednio do układu technologicznego. Dokładność obliczeń jest zależna od aktualności charakterystyk oraz reprezentatywności parametrów charakteryzujących dany okres. W przypadku spalania kilku rodzajów paliwa, energia chemiczna jednego z paliw może być wyznaczana metodą pośrednią. Energię chemiczną pozostałych paliw należy w takim przypadku mierzyć. Dopuszcza się wyznaczanie energii chemicznej zużytych paliw za pomocą metody strat. W tym celu należy wyznaczyć straty energii w kotłach oraz wydajność cieplną kotłów. Straty są sumowane i z zestawionego bilansu wyznaczana jest energia chemiczna paliw. Do strat z kotła można zaliczyć: stratę wylotową spalin, stratę niezupełnego spalania, stratę w stałych produktach spalania (dla paliw stałych), stratę chłodzenia, straty odmulania i odsalania oraz stratę do otoczenia. Możliwe jest zastosowanie komputerowego programu obliczeniowego, wykorzystującego mierzone zmienne do wyznaczania niemierzalnej wartości zużycia energii chemicznej paliw, z większą dokładnością niż pomiar bezpośredni. W ramy standardowych programów obliczeniowych mogą zostać również włączone systemy do walidacji danych wejściowych zmniejszające niepewność wyznaczenia energii chemicznej zużytych paliw. 2.5.2. Energia doprowadzona w postaci innej niż energia chemiczna paliw W przypadku gdy do układu skojarzonego doprowadzana jest energia z innego procesu w postaci pary, gorącej cieczy grzewczej lub gorącego gazu należy wyznaczyć ich równoważnik paliwowy według wzoru (2.5), który jest następnie uwzględniany przy wyznaczaniu całkowitej energii chemicznej zużytych paliw – wzór (2.3). Strona 16 z 49 Gorąca ciecz grzewcza i para mogą być przykładowo doprowadzane z dowolnej instalacji, która nie realizuje procesów skojarzonych lub z innych instalacji realizujących procesy skojarzone. Energia zawarta w gorącym gazie może być doprowadzana z dowolnego procesu wysokotemperaturowego (np. kraking) lub w wyniku egzotermicznych reakcji chemicznych (np. wytwarzanie kwasu siarkowego). Jeśli doprowadzona energia jest częściowo lub w całości wyprowadzana z układu jako produkt użyteczny, bez włączania do procesu produkcji ciepła i energii elektrycznej w skojarzeniu, to wówczas te strumienie energii muszą być umieszczone poza granicami układu skojarzonego. Równoważnik paliwowy dla doprowadzonych strumieni energii obliczany jest następująco: ⎛ k ⎞ βd ⋅ Q ⋅ ⎜ ∑ Qbi − Qbck ⎟ ⎜ i=1 ⎟ ⎝ ⎠ Qbr = 3,6 ⋅ A b + β w ⋅ Quq − β d ⋅ Q (2.5) gdzie: Q – całkowita ilość ciepła doprowadzonego do układu z innych procesów w GJ, Quq – produkcja ciepła użytecznego w procesie skojarzonym w GJ (patrz punkt 2.6) β – średni współczynnik zmiany mocy wyznaczony: dla strumieni energii doprowadzanej do układu z innego procesu wg wzoru: ∑ (β ⋅ Q ) n βd = i i=1 i (2.6) Q dla strumieni energii wyprowadzanej z układu w związku z produkcją ciepła wg wzoru: ∑ (β ⋅ Q m βw = i=1 i uqi Quq ) (2.7) w oparciu o indywidualne współczynniki βi określone oddzielnie dla każdego strumienia doprowadzanej lub wyprowadzanej energii, zgodnie z zasadami określonymi w punkcie 2.8. Jeżeli do układu doprowadzana jest energia w postaci pary o takim samym ciśnieniu i temperaturze jak para świeża wytwarzana wewnątrz układu skojarzonego, dopuszcza się możliwość wyznaczenia równoważnika paliwowego doprowadzanej pary na podstawie sprawności kotła układu skojarzonego ηk według wzoru: Qbr = Q ηk ⋅ 10 −2 (2.8) Gdy w wyniku doprowadzenia energii do układu nie zmienia się ilość produkowanej energii elektrycznej/mechanicznej (przy założeniu stałej ilości doprowadzanej energii chemicznej paliw), współczynnik βd jest równy zeru i w następstwie tego równoważnik paliwowy Qbr staje się równy zero. Strona 17 z 49 2.6. Produkcja ciepła użytecznego w procesie skojarzonym i odpowiadająca jej energia chemiczna zużytych paliw Niektóre układy skojarzone wytwarzają energię elektryczną/mechaniczną i ciepło poza procesem skojarzonym i wobec tego: A b = A bq + A bk (2.9) Qu = Quq + Quk (2.10) Qb = Q bq + Qbek + Qbck (2.11) Jeżeli w układzie występuje wytwarzanie ciepła poza procesem skojarzonym Quk to produkcję ciepła użytecznego w skojarzeniu Quq wyznacza się jako różnicę całkowitej produkcji ciepła użytecznego układu skojarzonego i produkcji ciepła poza procesem skojarzonym według wzoru: Q uq = Q u - Q uk (2.12) Ciepło użyteczne wytworzone poza procesem skojarzonym jest to ciepło wyprodukowane w procesie któremu nie towarzyszy jednoczesna produkcja energii elektrycznej/mechanicznej. Ciepło to może być przykładowo wytwarzane za pomocą: − − − − pary świeżej pobranej przed turbiną parową; pary z kotła parowego nie zasilającego turbiny; pary świeżej z kotła odzyskowego (ewentualnie gorącej wody z wodnego kotła odzyskowego) z pomocniczym1 lub uzupełniającym2 spalaniem dodatkowego paliwa, w części odpowiadającej energii chemicznej doprowadzonego paliwa dodatkowego (ciepło odzyskane ze spalin turbiny gazowej należy zaliczyć do produktów skojarzenia) kotłów wodnych których z jakiś przyczyn nie dało się wydzielić z układu skojarzonego; Całkowitą produkcję ciepła użytecznego poza procesem skojarzonym oblicza się jako sumę poszczególnych ilości ciepła użytecznego wytwarzanego poza procesem skojarzonym (patrz punkt 2.6.1, 2.6.2 i 2.6.3) według wzoru: Quk = n ∑Q i=1 uk i (2.13) W układzie musi być zainstalowana wystarczająca ilość przyrządów pomiarowych umożliwiająca wyznaczenie produkcji ciepła poza procesem skojarzonym. Całkowitą energię chemiczną paliw zużytych do wytworzenia ciepła użytecznego poza procesem skojarzonym oblicza się jako sumę energii chemicznej wszystkich paliw zużytych do jego wytworzenia (patrz punkt 2.6.1, 2.6.2 i 2.6.3) według wzoru: Qbck = n ∑Q i=1 bck i (2.14) Sprawność wytwarzania ciepła poza procesem skojarzonym w % jest określona zależnością: ηck = 1 2 Quk ⋅ 10 2 Qbck z dodatkowym powietrzem bez dodatkowego powietrza Strona 18 z 49 (2.15) 2.6.1. Ciepło z upustu pary świeżej Jeżeli w układzie występuje produkcja ciepła parą z upustu pary świeżej, której nie towarzyszy wytwarzanie energii elektrycznej, to należy tę ilość ciepła zaklasyfikować do produkcji ciepła poza procesem skojarzonym. Ilość ciepła użytecznego wytworzonego za pomocą pary świeżej należy określić na podstawie ciepła doprowadzonego do kolektora pary technologicznej ze stacji redukcyjnej, pomniejszonego o odpowiadającą mu ilość ciepła zawartą w kondensacie powrotnym. Ilość ciepła doprowadzonego do kolektora należy obliczyć z bilansu energii stacji redukcyjnej, w oparciu o pomiar ilości i parametrów pary świeżej dopływającej do stacji redukcyjnej, z uwzględnieniem energii wody wtryskowej. Jeżeli pomiar ilości pary doprowadzanej do stacji nie jest możliwy lub powodowałby zbyt wysokie koszty dopuszcza się możliwość wyznaczenia ilości doprowadzanej pary na podstawie bilansu substancji kolektora pary świeżej. Przykładowy układ został przedstawiony na rysunku 7 oraz w punkcie 4.1. Energię chemiczną paliw zużytych na produkcję pary z upustu pary świeżej wyznacza się dzieląc ilość ciepła wytworzonego za pomocą pary świeżej przez sprawność kotła parowego, według wzoru: Qbck = KP Quk ηk ⋅ 10 −2 ciepło w skojarzeniu TP Qr (2.16) Quq = Qcn1 + Qcn2 + Qzu - Quk Qw SRS Qcn1 XC Qcn2 Rysunek 7 Upust pary świeżej Należy zwrócić uwagę, że ilość ciepła Qcn1 z upustu pary świeżej wytworzonej w kotle odzyskowym (rysunek 8) zasilanym spalinami z turbiny gazowej, bez pomocniczego lub uzupełniającego spalania dodatkowego paliwa, zaliczana jest do produkcji ciepła w skojarzeniu. W układzie tym nie występuje wytwarzanie ciepła poza procesem skojarzonym. Strona 19 z 49 ciepło w skojarzeniu TG Quq = Qcn1 + Qcn2 + Qzu Qcn1 KO TP XC Rysunek 8 Qcn2 Upust pary świeżej w układzie gazowo-parowym z kotłem odzyskowym bez dodatkowego spalania 2.6.2. Ciepło wytworzone w kotle odzyskowym z pomocniczym lub uzupełniającym spalaniem W układzie skojarzonym wytwarzającym ciepło w postaci pary lub gorącej wody w kotle odzyskowym z pomocniczym lub uzupełniającym spalaniem, ciepło wytworzone w wyniku spalenia dodatkowego paliwa nie może być zaliczone do produkcji ciepła w skojarzeniu Quq (rysunek 9). W takim przypadku do produkcji ciepła w skojarzeniu zalicza się wyłącznie ciepło odzyskane ze spalin turbiny gazowej lub silnika spalinowego zasilającego kocioł odzyskowy. ciepło w skojarzeniu Quq = Qcn + Qzu - Quk TG Qbd dodatkowe spalanie Qcn KO Rysunek 9 Turbina gazowa z kotłem odzyskowym ze spalaniem dodatkowego paliwa Strona 20 z 49 Ilość ciepła Qd wytworzonego w kotle odzyskowym w wyniku spalenia dodatkowego paliwa należy wyznaczyć na podstawie zużycia energii chemicznej dodatkowego paliwa Qbd oraz sprawności nieskojarzonego wytwarzania ciepła w kotle odzyskowym ηck w %. Sprawność tę należy określić na podstawie dokumentacji techniczno-ruchowej urządzeń lub poprzez test. Qd = Qbd ⋅ ηck ⋅ 10 −2 (2.17) W przypadku gdy całość ciepła produkowanego w kotle odzyskowym jest wykorzystywana jako ciepło użyteczne, produkcja ciepła poza procesem skojarzonym jest równa ilości ciepła wytworzonego w kotle odzyskowym w wyniku spalenia dodatkowego paliwa Quk = Q d (2.18) W oparciu o produkcję ciepła poza procesem skojarzonym należy wyznaczyć produkcję ciepła w skojarzeniu, według wzoru: Quq = Qcn + Q zu − Quk (2.19) Energia chemiczna paliw zużytych na wytworzenie ciepła poza procesem skojarzonym jest w tym przypadku równa energii chemicznej doprowadzonego paliwa dodatkowego Qbck = Qbd (2.20) 2.6.3. Ciepło wytworzone w kotle odzyskowym układu gazowo-parowego, z pomocniczym lub uzupełniającym spalaniem W przypadku gdy analizowany jest układ gazowo-parowy z upustem pary świeżej, pobranej przed turbiną parową, w którym realizowane jest pomocnicze lub uzupełniające spalanie (rysunek 10), tylko część energii doprowadzonej w postaci dodatkowego paliwa jest zużywana do produkcji ciepła poza procesem skojarzonym. ciepło w skojarzeniu Quq = Qcn1 + Qcn2 + Qzu - Quk TG Qbd dodatkowe spalanie Qcn1 KO Qk TP Qcn2 XC Rysunek 10 Układ gazowo-parowy ze spalaniem dodatkowego paliwa i upustem pary świeżej Strona 21 z 49 W celu określenia produkcji ciepła w skojarzeniu w pierwszej kolejności należy, analogicznie jak w punkcie 2.6.2, określić ilość ciepła Qd wytworzonego w kotle odzyskowym w wyniku spalenia dodatkowego paliwa, wg wzoru (2.17). Ciepło to wykorzystywane jest zarówno do produkcji ciepła użytecznego za pomocą pary świeżej jak i w skojarzonej produkcji energii elektrycznej i ciepła w turbozespole parowym. Wobec tego produkcję ciepła użytecznego poza procesem skojarzonym Quk oblicza się według wzoru: Quk = Qcn1 ⋅ Qd Qk (2.21) Energię chemiczną paliw zużytych na wytworzenie ciepła poza procesem skojarzonym należy wyznaczyć według wzoru: Qbck = Qbd ⋅ Qcn1 Qk (2.22) gdzie Qk jest to ilość ciepła przejęta przez wodę i parę w kotle odzyskowym. 2.7. Produkcja energii elektrycznej w procesie skojarzonym oraz energia chemiczna paliw zużytych na wytworzenie energii elektrycznej i ciepła w skojarzeniu Zgodnie z postanowieniami Załącznika II dyrektywy [2] sposób wyznaczania produkcji energii elektrycznej w skojarzeniu uzależniony jest od wartości rocznej sprawności wytwarzania energii elektrycznej i ciepła łącznie. Zasady wyznaczania sprawności zostały przedstawione w punkcie 2.7.1. 2.7.1. Sprawność wytwarzania energii elektrycznej i ciepła łącznie Roczną sprawność wytwarzania energii elektrycznej i ciepła łącznie w % należy wyznaczyć według wzoru: η= 3,6 ⋅ A b + Quq Qb - Qbck ⋅ 10 2 (2.23) gdzie: Ab Quq Qb Qbck - całkowita roczna produkcja energii elektrycznej (wyznaczona zgodnie z punktem 2.3) roczna produkcja ciepła użytecznego w skojarzeniu (wyznaczona zgodnie z punktem 2.6) całkowita roczna energia chemiczna zużytych paliw (wyznaczone zgodnie z punktem 2.5) roczna energia chemiczna paliw zużytych do produkcji ciepła użytecznego poza procesem skojarzonym (wyznaczona zgodnie z punktem 2.6) Wyznaczoną sprawność wytwarzania, należy porównać z wartością graniczną sprawności ηgr dla danego typu układu skojarzonego, przedstawioną w tablicy 2.1. Należy zwrócić uwagę, że w sytuacji gdy w ramach jednego układu skojarzonego wykorzystywane są technologie o różnej sprawności granicznej (np. turbiny parowe przeciwprężne i upustowo kondensacyjne) przyjmuje się, że sprawność graniczna takiego układu złożonego jest równa sprawności technologii o najwyższej sprawności granicznej. Strona 22 z 49 Tablica 2.1 Sprawność graniczna wybranych technologii skojarzonego wytwarzania energii elektrycznej/mechanicznej i ciepła [2] Typ układu skojarzonego Sprawność graniczna Turbina parowa upustowo-kondensacyjna Układ gazowo-parowy z odzyskiem ciepła 80 % Turbina parowa przeciwprężna Turbina gazowa z odzyskiem ciepła Silnik spalinowy Mikroturbina Silnik Stirlinga Ogniwo paliwowe 75 % 2.7.2. Produkcja energii elektrycznej w procesie skojarzonym w układzie o sprawności większej lub równej sprawności granicznej Jeżeli roczna sprawność wytwarzania energii elektrycznej i ciepła łącznie, obliczona wg wzoru (2.23) jest większa lub równa sprawności granicznej przedstawionej w tablicy 2.1 wówczas całkowita produkcja energii elektrycznej zaliczana jest do produkcji energii w skojarzeniu. A bq = A b (2.24) W takim przypadku energię chemiczną paliw zużytych do wytworzenia energii elektrycznej i ciepła w skojarzeniu wyznacza się według wzoru: Q bq = Q b − Q bck (2.25) Qb - całkowita energia chemiczna zużytych paliw (wyznaczona zgodnie z punktem 2.5) Qbck - energia chemiczna paliw zużytych do produkcji ciepła użytecznego poza procesem skojarzonym (wyznaczona zgodnie z punktem 2.6) 2.7.3. Produkcja energii elektrycznej w procesie skojarzonym w układzie o sprawności mniejszej od sprawności granicznej Jeżeli roczna sprawność wytwarzania energii elektrycznej i ciepła łącznie, obliczona wg wzoru (2.23) jest mniejsza od sprawności granicznej przedstawionej w tablicy 2.1 wówczas przyjmuje się, że w układzie skojarzonym wytwarzana jest energia elektryczna/mechaniczna poza procesem skojarzonym, a w celu określenia produkcji energii elektrycznej w skojarzeniu należy wyznaczyć następujące wielkości: 1. Sprawność wytwarzania energii elektrycznej poza procesem skojarzonym w %, według wzoru: ηek = 3,6 ⋅ A b + β ⋅ Quq Qb − Qbck lub w przypadku gdy β=0 ηek = ⋅ 10 2 3,6 ⋅ A b ⋅ 10 2 Qb − Qbck (2.26) (2.27) gdzie: β- współczynnik zmiany mocy wyznaczony zgodnie z metodyką przedstawioną w punkcie 2.8. Strona 23 z 49 2. Stosunek energii elektrycznej do ciepła w GJ/GJ, według wzoru: σ sk = ηek − β ⋅ ηgr ηgr − ηek (2.28) lub w przypadku gdy β=0 σ sk = η ek η gr − η ek (2.29) gdzie: ηgr - graniczna sprawność wytwarzania w %, przedstawiona w tablicy 2.1 3. Produkcja energii elektrycznej w skojarzeniu w MWh, według wzoru: A bq = Quq ⋅ σ sk 3,6 (2.30) gdzie: Quq - produkcja ciepła użytecznego w skojarzeniu (wyznaczona zgodnie z punktem 2.6) 2.7.4. Energia chemiczna paliw zużytych do wytworzenia energii elektrycznej i ciepła w skojarzeniu Aby wyznaczyć energię chemiczną paliw zużytych na wytworzenie energii elektrycznej i ciepła w skojarzeniu należy wyznaczyć następujące wielkości: 1. Produkcję energii elektrycznej poza procesem skojarzonym w MWh, według wzoru: A bk = A b − A bq (2.31) 2. Energię chemiczną paliw zużytych na produkcję energii elektrycznej poza procesem skojarzonym w GJ, według wzoru: Qbek = 3,6 ⋅ A bk ηek ⋅ 10 −2 (2.32) 3. Energię chemiczną paliw zużytych na produkcję energii elektrycznej i ciepła łącznie w procesie skojarzonym w GJ, według wzoru: Qbq = Qb − Qbek − Qbck (2.33) gdzie: Qb - całkowita energia chemiczna zużytych paliw (wyznaczona zgodnie z punktem 2.5) Qbck - energia chemiczna paliw zużytych do produkcji ciepła użytecznego poza procesem skojarzonym (wyznaczone zgodnie z punktem 2.6) Strona 24 z 49 2.8. Współczynnik zmiany mocy W układach skojarzonych, w których zmiana produkcji ciepła użytecznego powoduje zmianę produkcji energii elektrycznej/mechanicznej, istnieje konieczność określenia współczynnika zmiany mocy. Przykładem mogą być między innymi układy z turbiną parową upustowo-kondensacyjną, w których część pary przepływa do skraplacza. W takich układach zmniejsza się produkcja energii elektrycznej/mechanicznej ze wzrostem ilości pary upustowej do produkcji ciepła użytecznego, na skutek zmniejszenia ilości pary przepływającej przez człon niskoprężny turbiny. Współczynnik zmiany mocy jest zdefiniowany jako wartość bezwzględna stosunku zmiany produkcji energii elektrycznej/mechanicznej do zmiany produkcji ciepła użytecznego: β = 3,6 ⋅ ∆A b ∆Qu (2.34) Należy zwrócić uwagę, że w układzie gazowo–parowym, pobór pary z kotła odzyskowego, zasilającego turbinę parową również powoduje zmianę mocy elektrycznej/mechanicznej, nawet jeśli turbina parowa jest turbiną przeciwprężną bez upustów ciepłowniczych. Dotyczy to także poboru pary z kolektora pary technologicznej, zasilającego turbinę pomocniczą, w przypadku gdy para zasilająca kolektor została wytworzona w procesie skojarzonym. 2.8.1. Wyznaczanie współczynnika zmiany mocy Współczynnik zmiany mocy należy wyznaczyć na podstawie dokumentacji techniczno-ruchowej urządzeń. Jeżeli dokumentacja nie zawiera aktualnych informacji, pozwalających określić wpływ zmiany ilości energii wyprowadzanej lub doprowadzanej do układu na produkcję energii elektrycznej/mechanicznej, w zakresie najczęściej występujących obciążeń, należy wyznaczyć jego wartość na podstawie pomiarów, przeprowadzonych w oparciu o aparaturę ruchową zainstalowaną na obiekcie. Pomiary winny być wykonane w sposób rzetelny i odznaczać się dużą dokładnością. Badania należy przeprowadzić przy stałych parametrach i strumieniu pary świeżej (a także pary wtórnie przegrzanej i/lub pary dopustowej) doprowadzanej do turbiny oraz stałych parametrach pary wylotowej z turbiny (w skraplaczu dla turbin kondensacyjnych i w wymienniku ciepłowniczym dla turbin przeciwprężnych). Należy mierzyć: − − − − − − strumień i parametry pary dolotowej do turbiny, moc czynną generatora (ewentualnie moc mechaniczną), strumień i parametry pary w upuście (w przypadku badania upustu zasilającego kolektor pary technologicznej dostarczanej Odbiorcy) strumień cieczy grzewczej oraz jej temperaturę przed i za wymiennikiem (w przypadku badania upustu zasilającego wymiennik ciepłowniczy) strumień i parametry pary doprowadzanej do turbiny z innego procesu (jeśli występuje) ciśnienie pary wylotowej z turbiny (w skraplaczu lub w wymienniku ciepłowniczym). Pomiar, w oparciu o który zostanie określona wartość współczynnika β, należy wykonać w dwóch etapach: Etap I – pomiar mocy elektrycznej/mechanicznej przy strumieniu i parametrach pary na wlocie do turbiny odpowiadającym wartościom średniorocznym oraz najniższym, możliwym do uzyskania w danych warunkach, strumieniu pary w badanym upuście / dopuście. Etap II – pomiar mocy elektrycznej/mechanicznej przy przepływie i parametrach pary na wlocie do turbiny jak w Etapie I oraz maksymalnym, możliwym do uzyskania w danych warunkach, strumieniu pary w badanym upuście / dopuście. W celu umożliwienia pracy układu przy minimalnym strumieniu pary w upuście należy brakującą ilość ciepła, wynikającą z aktualnego zapotrzebowania Odbiorców, wytworzyć w kotłach szczytowych. Strona 25 z 49 Czas pojedynczego pomiaru powinien wynosić jedną godzinę podczas której zbierane będą dane pomiarowe, które następnie należy uśrednić. Każdy pomiar powinien być poprzedzony godzinnym okresem stabilizacji zadanych parametrów pracy układu. Dla turbozespołów z większą ilością upustów regulowanych i/lub króćców doprowadzających parę dopustową, współczynnik zmiany mocy należy wyznaczyć oddzielnie dla każdego upustu i/lub dopustu pary doprowadzanej do turbiny. Średni współczynnik zmiany mocy β należy wówczas wyznaczyć wg wzorów 2.6 (dla dopustu) i 2.7 (dla upustu) przedstawionych w punkcie 2.5.2. W przypadkach złożonych układów cieplnych oraz w celu zachowania odpowiedniej dokładności wyznaczenia współczynnika β zaleca się przeprowadzenie pomiarów i obliczeń przez specjalistyczną firmę pomiarowo-badawczą. 2.8.2. Układy bez zmiany mocy elektrycznej/mechanicznej W układzie skojarzonym bez zmiany mocy elektrycznej/mechanicznej, przy założeniu stałej energii chemicznej doprowadzonej w paliwie, współczynnik β przyjmuje wartość: β=0 Aby zwiększyć produkcję ciepła użytecznego, instalacje te muszą zużyć większą ilość paliwa (lub zredukować ilość ciepła odprowadzanego do otoczenia). Dotyczy to układów skojarzonych w których nie występują upusty pary z turbiny parowej. Jest to typowe dla turbin parowych przeciwprężnych (bez upustu regulowanego), turbin gazowych z kotłem odzyskowym, silników spalinowych z odzyskiem ciepła, itd. 2.9. Małe układy skojarzone Obliczenia dla małych układów skojarzonych o mocy elektrycznej/mechanicznej nie przekraczającej 1 MW wykonuje się zgodnie z algorytmem przedstawionym w punkcie 2.1, uwzględniając że: w układach skojarzonych o mocy elektrycznej/mechanicznej nie przekraczającej 1 MW, które nie posiadają urządzeń służących do odprowadzania ciepła do otoczenia i charakteryzują się stałym stosunkiem mocy elektrycznej do mocy cieplnej we wszystkich warunkach eksploatacyjnych, nie jest konieczny pomiar ilości wytwarzanego ciepła. Produkcję ciepła użytecznego wyznacza się wówczas dzieląc całkowitą produkcję energii elektrycznej przez stosunek mocy elektrycznej do mocy cieplnej układu, który należy wyznaczyć na podstawie dokumentacji techniczno-ruchowej urządzeń. Należy zwrócić uwagę że, w przypadku gdy sprawność wytwarzania obliczona według wzoru 2.23 jest niższa od sprawności granicznej, w celu określenia produkcji energii elektrycznej w skojarzeniu konieczne jest obliczenie stosunku energii elektrycznej do ciepła zgodnie ze wzorem 2.28 lub 2.29, którego wartość może różnić się od wartości stosunku mocy elektrycznej do mocy cieplnej wyznaczonego na podstawie dokumentacji urządzeń. jeśli układ skojarzony, o mocy elektrycznej/mechanicznej niższej niż 1 MW, jest wyposażony w urządzenia do odprowadzania ciepła odpadowego lub jeśli stosunek mocy elektrycznej do mocy cieplnej układu nie jest stały we wszystkich warunkach eksploatacyjnych, wówczas oprócz produkcji energii elektrycznej należy mierzyć produkcję ciepła użytecznego dostarczonego przez układ skojarzony, przy czym produkcja ta nie uwzględnia ilości ciepła odprowadzonego do otoczenia. . Strona 26 z 49 3. METODYKA OBLICZANIA OSZCZĘDNOŚCI ENERGII PIERWOTNEJ Skojarzony proces wytwarzania energii elektrycznej i ciepła jest uznawany za skojarzenie o wysokiej sprawności gdy spełnia następujące kryteria: produkcja pochodząca z układów skojarzonych o mocy zainstalowanej powyżej 1 MWe powinna zapewniać oszczędność energii pierwotnej PES co najmniej 10% w stosunku do procesu rozdzielonego, produkcja pochodząca z układów skojarzonych o mocy zainstalowanej poniżej 1MWe powinna zapewniać jakąkolwiek oszczędność energii pierwotnej PES w stosunku do procesu rozdzielonego. 3.1. Wyznaczenie oszczędności energii pierwotnej Oszczędność energii pierwotnej w % oblicza się według wzoru: ⎛ ⎜ ⎜ 1 PES = ⎜1 − ηqc η ⎜ + qe ⎜ ηrefc ηrefe ⎝ ⎞ ⎟ ⎟ 2 ⎟ ⋅ 10 ⎟ ⎟ ⎠ (3.3) w którym poszczególne symbole oznaczają: ηqc - sprawność wytwarzania ciepła w procesie skojarzonym w % obliczoną według wzoru: ηqc = ηqe - Quq Qbq ⋅ 10 2 (3.1) sprawność wytwarzania energii elektrycznej w procesie skojarzonym w % obliczoną według wzoru: ηqe = 3,6 ⋅ A bq Qbq ⋅ 10 2 (3.2) ηrefc, - referencyjną wartość sprawności wytwarzania ciepła w procesie rozdzielonym (punkt 3.2); ηrefe - referencyjną wartość sprawności wytwarzania energii elektrycznej w procesie rozdzielonym (punkt 3.2). Procedurę wyznaczania produkcji ciepła w skojarzeniu Quq przedstawiono w punkcie 2.6, produkcji energii elektrycznej w skojarzeniu Abq w punkcie 2.7.3, energii chemicznej paliw zużytych w procesie skojarzonym Qbq w punkcie 2.7.4. 3.2. Określanie referencyjnych wartości sprawności Wartość referencyjna sprawności jest to najwyższa sprawność alternatywnych, dostępnych i ekonomicznie uzasadnionych technologii rozdzielonego wytwarzania energii elektrycznej i ciepła, które proces skojarzony ma zastąpić, obecnych na rynku w roku rozpoczęcia eksploatacji układu skojarzonego. Sprawności referencyjne wyznaczono na podstawie danych ruchowych za okres jednego roku eksploatacji z uwzględnieniem strat związanych z uruchomieniem urządzeń po postojach. Rok rozpoczęcia eksploatacji układu skojarzonego, w przypadku: • bloku ciepłowniczego – jest to rok rozpoczęcia eksploatacji nowszego z urządzeń podstawowych (kotła lub turbiny), określony na podstawie Katalogu Elektrowni i Elektrociepłowni Zawodowych wydawanego przez Agencję Rynku Energii S.A., Strona 27 z 49 • układu kolektorowego – jest to rok rozpoczęcia eksploatacji najstarszego podstawowego urządzenia (kocioł, turbozespół) układu kolektorowego, określony na podstawie Katalogu Elektrowni i Elektrociepłowni Zawodowych wydawanego przez Agencję Rynku Energii S.A. 3.2.1. Referencyjna wartość sprawności rozdzielonej produkcji energii elektrycznej Wartość referencyjną sprawności wytwarzania energii elektrycznej przyjmuje się dla układu skojarzonego uwzględniając rodzaj spalanego paliwa, rok rozpoczęcia eksploatacji danego układu skojarzonego oraz zainstalowaną moc elektryczną. Przy określaniu mocy elektrycznej w celu przyjęcia referencyjnej wartości sprawności rozdzielonej produkcji energii elektrycznej dla układu skojarzonego składającego się z kilku turbozespołów produkujących w skojarzeniu (np. układ kolektorowy), należy przyjąć moc zainstalowaną największego z turbozespołów wchodzących w skład danego układu skojarzonego. Wartość referencyjną sprawności dla jednostek istniejących ponad 10 lat, należy ustalać na podstawie wartości referencyjnych jednostek dziesięcioletnich. Tablica 3.1 zawiera wartości referencyjne sprawności rozdzielonego wytwarzania energii elektrycznej. Tablica 3.1 Wartości referencyjne sprawności wytwarzania energii elektrycznej ηrefe, % paliwo węgiel kamienny moc, MW poniżej 120 120-260 260-400 węgiel brunatny powyżej 400 poniżej 120 120-260 powyżej 260 gaz ziemny 2004 38,5 40,8 39,2 38,9 36,6 41,8 39,3 52,5 2003 38,5 40,8 39,2 38,9 36,6 41,8 39,3 52,5 2002 38,5 40,8 39,2 38,9 36,6 40,8 39,3 50,2 2001 38,5 40,8 39,2 38,9 36,6 40,8 39,3 50,2 rok 2000 rozpoczęcia eksploatacji 1999 38,5 39,7 39,2 38,9 36,6 40,8 39,3 50,2 38,5 39,7 39,2 38,9 36,6 40,8 39,3 50,2 1998 38,4 39,7 39,2 38,9 36,6 40,8 39,3 - 1997 38,4 39,7 39,2 38,9 36,6 36,6 39,3 - 1996 38,4 39,7 39,2 38,9 36,6 36,6 39,3 - 1995 38,4 39,7 39,2 38,9 36,6 36,6 39,3 - Strona 28 z 49 3.2.2. Referencyjna wartość sprawności rozdzielonej produkcji ciepła Wartość referencyjną sprawności wytwarzania ciepła dla układu skojarzonego przyjmuje się dla roku rozpoczęcia eksploatacji danego układu skojarzonego. Wartości referencyjne sprawności dla jednostek istniejących ponad 10 lat, należy ustalać na podstawie wartości referencyjnych jednostek dziesięcioletnich. Tablica 3.2 zawiera wartości referencyjne sprawności rozdzielonego wytwarzania ciepła użytecznego. Tablica 3.2 Wartości referencyjne sprawności wytwarzania ciepła ηrefc, % Rok rozpoczęcia eksploatacji Sprawność ηrefc, % 2004 88,7 2003 88,7 2002 88,7 2001 88,7 2000 88,7 1999 88,7 1998 88,7 1997 88,7 1996 88,7 1995 88,7 Strona 29 z 49 4. PRZYKŁADY OBLICZENIOWE 4.1. Turbina parowa upustowo-przeciwprężna Krok 1: Określenie ilości energii doprowadzonej i wyprowadzonej z układu Przed określeniem ilości energii doprowadzonej i wyprowadzonej z układu należy ustalić prawidłową granicę (osłonę bilansową), zgodnie z zasadami podanymi w punkcie 2.2. Ilości energii doprowadzonej i wyprowadzonej z układu podczas jednego roku eksploatacji przedstawiono na rysunku 11. Qb = 6 200 000 GJ KP i wz it Ab = 375 000 MWh TP Qr1 Qw SRS β1 Qot = 950 000 GJ β2 Qr2 Qc XR Qcn1 = 446 000 GJ XC i ws2 Qcn2 i ws1 Qws = 3 650 000 GJ Rysunek 11 Turbina parowa przeciwprężna W układzie jest zainstalowana chłodnica XR umożliwiająca odprowadzenie części ciepła zawartego w powrotnej cieczy grzewczej do otoczenia, w celu zwiększenia produkcji energii elektrycznej (pseudokondensacji). Ciepło odprowadzone do otoczenia nie może być zaliczone do produkcji ciepła użytecznego. W analizowanym przykładzie pomiar przepływu i parametrów wody sieciowej jest realizowany na granicy osłony bilansowej. Ilość ciepła przejętego przez wodę sieciową w wymienniku ciepłowniczym należy wyznaczyć według wzoru: ( ) Q ws = G ws iws1 − iws 2 = 3 650 000 GJ Produkcję ciepła użytecznego w postaci wody grzewczej należy wyznaczyć jako różnicę ilości ciepła przejętego przez wodę sieciową w wymienniku ciepłowniczym i ilości ciepła odprowadzonego do otoczenia według wzoru: Qu 2 = Q ws − Qot = 3 650 000 - 950 000 = 2 700 000 GJ W analizowanym przykładzie całość ciepła zużytego na cele komunalne wewnątrz zakładu Qzu wytworzono w postaci gorącej wody. Ponieważ ciepło użyteczne Qu2 wyznaczono w oparciu o ciepło przejęte przez wodę grzewczą w wymienniku, więc uwzględnia ono także ciepło zużyte wewnątrz zakładu na cele komunalne Qzu, co jest zgodne z przyjętą definicją. Strona 30 z 49 Produkcję ciepła użytecznego w postaci pary Qcn1 wyznaczono uwzględniając energię zawartą w kondensacie powrotnym oraz ewentualnie w wodzie uzupełniającej, przy niepełnym zwrocie kondensatu. Całkowitą produkcję ciepła użytecznedo układu skojarzonego należy wyznaczyć wg wzoru (2.2) jako sumę produkcji ciepła użytecznego w postaci pary i gorącej wody oraz ciepła zużytego na cele komunalne wewnątrz zakładu Qu = Qcn1 + Qcn2 + Q zu = Qcn1 + Qu2 = 446 000 + 2 700 000 = 3 146 000 GJ Krok 2: Wyznaczenie produkcji ciepła użytecznego poza procesem skojarzonym oraz energii chemicznej paliwa zużytego do wytworzenia tego ciepła Wytwarzanie ciepła użytecznego poza układem skojarzonym jest realizowane za pomocą upustu pary świeżej. W analizowanym przykładzie ilość ciepła Qr1 pobraną z kolektora pary świeżej wyznaczono na podstawie pomiaru ilości pary w upuście oraz parametrów pary świeżej zmierzonych przed turbiną Qr 1 = Dr ⋅ i t = 183 600 GJ Ilość ciepła doprowadzoną do kolektora pary technologicznej wyznaczono na podstawie bilansu energii stacji redukcyjno-schładzającej Qr 2 = Qr 1 + Q w = 183 600 + 10 000 = 193 600 GJ gdzie ilość ciepła doprowadzonego w wodzie wtryskowej wyznaczono na podstawie pomiaru przepływu wody wtryskowej i parametrów wody zasilającej kocioł Q w = D w ⋅ i wz = 10 000 GJ Ilość ciepła w parze wyprowadzonej z układu wyznaczono na podstawie pomiaru przepływu i parametrów pary na granicy osłony bilansowej Qc = Dc ⋅ i c = 490 600 GJ Ponieważ kolektor jest także zasilany parą z upustu turbiny, produkcję ciepła użytecznego poza procesem skojarzonym (w stacji redukcyjnej) należy wyznaczyć wg proporcji Quk = Qr 2 Qc ⋅ Qcn1 = 193 600 ⋅ 446 000 = 176 000 GJ 490 600 Energię chemiczną paliwa zużytego do wytworzenia ciepła poza procesem skojarzonym także wyznacza się wg proporcji Qbck = Quk 176 000 ⋅ Qb = ⋅ 6 200 000 = 200 000 GJ Qk 5 456 000 gdzie ilość ciepła Qk wytworzoną w kotle, przejętą przez wodę i parę wyznaczono na podstawie pomiaru przepływu pary i parametrów pary świeżej z kotła oraz parametrów wody zasilającej kocioł ( ) Qk = Dk ⋅ i k − i wz = 5 456 000 GJ Strona 31 z 49 Krok 3: Wyznaczenie produkcji ciepła użytecznego w skojarzeniu Produkcję ciepła użytecznego w skojarzeniu wyznacza się jako różnicę całkowitej produkcji ciepła użytecznego układu i produkcji ciepła użytecznego poza procesem skojarzonym Quq = Qu - Quk = 3 146 000 - 176 000 = 2 970 000 GJ Produkcja ciepła w postaci pary wyprowadzonej z układu, wytworzonej w skojarzeniu (z upustu turbiny), jest różnicą całkowitej produkcji ciepła w parze i produkcji ciepła w stacji redukcyjnej Quq1 = Qu1 - Quk = 446 000 - 176 000 = 270 000 GJ Krok 4: Wyznaczenie sprawności wytwarzania energii elektrycznej i ciepła łącznie Sprawność oblicza się według wzoru: η = 3,6 ⋅ A b + Quq Qb − Qbck ⋅ 10 2 = 3,6 ⋅ 375 000 + 2 970 000 ⋅ 10 2 = 72,0 % 6 200 000 − 200 000 Wyznaczoną sprawność wytwarzania należy porównać z wartością graniczną, przedstawioną w tablicy 2.1. Wartość graniczna sprawności dla turbiny parowej przeciwprężnej, wynosi ηgr = 75%. W analizowanym przykładzie, ze względu na wykorzystywanie chłodnicy wody powrotnej do produkcji energii elektrycznej w pseudokondensacji, średnioroczna sprawność wytwarzania jest niższa od granicznej i wobec tego należy wyznaczyć produkcję energii elektrycznej poza procesem skojarzonym. W tym celu należy w pierwszej kolejności wyznaczyć średni współczynnik zmiany mocy układu. Krok 5: Wyznaczenie średniego współczynnika zmiany mocy W omawianym układzie produkcja ciepła w skojarzeniu Quq jest realizowana parą z upustu i wylotu turbiny. Współczynnik zmiany mocy dla upustu został wcześniej określony za pomocą testu i wynosi β1 = 0,22. Produkcja ciepła parą z wylotu turbiny nie wpływa na zmianę mocy elektrycznej (przy stałej ilości pary doprowadzanej do turbiny) i wobec tego współczynnik β2 = 0. Średni współczynnik zmiany mocy należy wyznaczyć według wzoru: β= β1 ⋅ Quq1 + β 2 ⋅ Qu 2 Quq1 + Qu 2 = 0,22 ⋅ 270 000 + 0 ⋅ 2 700 000 = 0,02 270 000 + 2 700 000 Krok 6: Wyznaczenie produkcji energii elektrycznej w skojarzeniu Aby obliczyć produkcję energii elektrycznej w skojarzeniu należy wyznaczyć: 1. Sprawność wytwarzania energii elektrycznej poza procesem skojarzonym w % ηek = 3,6 ⋅ A b + β ⋅ Quq Qb − Qbck ⋅ 10 2 = 3,6 ⋅ 375 000 + 0,02 ⋅ 2 970 000 ⋅ 10 2 = 23,49 % 6 200 000 − 200 000 Strona 32 z 49 2. Stosunek energii elektrycznej do ciepła w GJ/GJ σ sk = ηek − β ⋅ ηgr = ηgr − ηek 23,49 − 0,02 ⋅ 75 = 0,427 75 − 23,49 3. Produkcję energii elektrycznej w skojarzeniu w MWh A bq = Krok 7: Quq ⋅ σ sk 3,6 = 2 970 000 ⋅ 0,427 = 352 199 MWh 3,6 Wyznaczenie energii chemicznej paliwa zużytego do produkcji energii elektrycznej i ciepła w skojarzeniu Aby wyznaczyć energię chemiczną paliwa zużytego do wytworzenia energii elektrycznej i ciepła w skojarzeniu należy wyznaczyć następujące wielkości: 1. Produkcję energii elektrycznej poza procesem skojarzonym w MWh A bk = A b − A bq = 375 000 - 352 199 = 22 801,4 MWh 2. Energię chemiczną paliwa zużytego na produkcję energii elektrycznej poza procesem skojarzonym w GJ Qbek = 3,6 ⋅ A bk 3,6 ⋅ 22 801,4 = = 349 447 GJ −2 ηek ⋅ 10 23,49 ⋅ 10 −2 3. Energię chemiczną paliwa zużytego na produkcję energii elektrycznej i ciepła łącznie w procesie skojarzonym w GJ Qbq = Qb − Qbck − Qbek = 6 200 000 - 200 000 - 349 447 = 5 650 553 GJ Krok 8: Wyznaczenie oszczędności energii pierwotnej W celu wyznaczenia oszczędność energii pierwotnej należy wyznaczyć następujące wielkości: 1. Sprawność wytwarzania ciepła w procesie skojarzonym η qc = Q uq Q bq ⋅ 10 2 = 2 970 000 ⋅ 10 2 = 52,6 % 5 650 553 2. Sprawność wytwarzania energii elektrycznej w procesie skojarzonym η qe = 3,6 ⋅ A bq Qbq ⋅ 10 2 = 3,6 ⋅ 352 199 ⋅ 10 2 = 22,4 % 5 650 553 oraz przyjąć wartości referencyjne sprawności z tablicy 3.1 i tablicy 3.2. W tym celu określa się: rodzaj spalanego paliwa. zainstalowaną moc elektryczną układu skojarzonego. rok rozpoczęcia eksploatacji układu skojarzonego. W analizowanym przykładzie spalany jest węgiel kamienny, zainstalowana moc elektryczna wynosi 50 MW. Blok ciepłowniczy z obecnym zespołem urządzeń podstawowych rozpoczął eksploatację Strona 33 z 49 w 2000 roku, datą rozpoczęcia pracy kotła był rok 2000 natomiast włączenia do eksploatacji turbozespołu rok 1982. Z tablicy 3.1 odczytano wartość referencyjną sprawności wytwarzania energii elektrycznej ηrefe=38,5%. z tablicy 3.2 odczytano wartość referencyjną sprawności wytwarzania ciepła ηrefc = 88,7%. Oszczędność energii pierwotnej oblicza się według wzoru: ⎛ ⎜ ⎜ 1 PES = ⎜1 − η qc η qel ⎜ + ⎜ η refc η refe ⎝ ⎞ ⎛ ⎞ ⎟ ⎜ ⎟ ⎟ 1 ⎜ ⎟ 2 2 ⎟ ⋅ 10 = ⎜1 − 52,6 22,4 ⎟ ⋅ 10 = 14,9 % ⎟ + ⎜⎜ ⎟ ⎟ 88,7 38,5 ⎟⎠ ⎝ ⎠ Ponieważ wyznaczona oszczędność jest wyższa od 10% przyjmuje się, że energia elektryczna Abq została wytworzona w skojarzeniu o wysokiej sprawności. Strona 34 z 49 4.2. Turbina parowa upustowo–kondensacyjna Krok 1: Określenie ilości energii doprowadzonej i wyprowadzonej z układu Przed określeniem ilości energii doprowadzonej i wyprowadzonej z układu należy ustalić prawidłową granicę (osłonę bilansową), zgodnie z zasadami podanymi w punkcie 2.2. Ilości energii doprowadzonej i wyprowadzonej z układu podczas jednego roku eksploatacji przedstawiono na rysunku 12. Qb = 8 000 000 GJ Ab = 600 000 MWh KP WP β1 SP β2 NP SKR Qcn1 = 1 200 000 GJ XC Qzu = 50 000 GJ Qcn2 = 1 950 000 GJ Rysunek 12 Turbina parowa upustowo-kondensacyjna Produkcję ciepła użytecznego w postaci pary Qcn1 wyznaczono uwzględniając energię zawartą w kondensacie powrotnym oraz ewentualnie, w wodzie uzupełniającej przy niepełnym zwrocie kondensatu, na podstawie zainstalowanych liczników. Pomiar produkcji ciepła użytecznego w postaci gorącej wody Qcn2 jest realizowany na granicy osłony bilansowej, za pomocą licznika ciepła wysyłanego odbiorcy. Ilość ciepła zużytego wewnątrz zakładu na cele komunalne określono na podstawie liczników ciepła zainstalowanych w zakładzie, na poziomie Qzu = 50 000 GJ. Całkowitą produkcję ciepła użytecznego układu skojarzonego należy wyznaczyć wg wzoru (2.2) jako sumę produkcji ciepła użytecznego w postaci pary i gorącej wody oraz ciepła zużytego na cele komunalne wewnątrz zakładu Qu = Qcn1 + Qcn2 + Q zu = 1 200 000 + 1 950 000 + 50 000 = 3 200 000 GJ Strona 35 z 49 Krok 2: Wyznaczenie produkcji ciepła użytecznego poza procesem skojarzonym oraz energii chemicznej paliwa zużytego do wytworzenia tego ciepła W analizowanym przykładzie nie występuje wytwarzanie ciepła użytecznego poza układem skojarzonym i wobec tego Quk = 0 Qbck = 0 Krok 3: Wyznaczenie produkcji ciepła użytecznego w skojarzeniu Produkcja ciepła w skojarzeniu jest w tym przypadku równa całkowitej produkcji ciepła użytecznego Quq = Qu - Quk = 3 200 000 - 0 = 3 200 000 GJ Krok 4: Wyznaczenie sprawności wytwarzania energii elektrycznej i ciepła łącznie Sprawność wyznaczamy według wzoru: η = 3,6 ⋅ A b + Quq Qb − Qbck ⋅ 10 2 = 3,6 ⋅ 600 000 + 3 200 000 ⋅ 10 2 = 67,0 % 8 000 000 − 0 Wyznaczoną sprawność wytwarzania należy porównać z wartością graniczną, przedstawioną w tablicy 2.1. Wartość graniczna sprawności dla turbiny upustowo-kondensacyjnej wynosi ηgr = 80%. W analizowanym przykładzie, ze względu na produkcję energii elektrycznej w kondensacji, średnioroczna sprawność wytwarzania jest niższa od granicznej i wobec tego należy wyznaczyć produkcję energii elektrycznej poza procesem skojarzonym. W tym celu należy w pierwszej kolejności wyznaczyć średni współczynnik zmiany mocy układu. Krok 5: Wyznaczenie średniego współczynnika zmiany mocy W omawianym układzie produkcja ciepła w skojarzeniu Quq jest realizowana parą z upustów turbiny. Całość ciepła zużytego na cele komunalne wewnątrz zakładu Qzu wytworzono w postaci gorącej wody. Współczynnik zmiany mocy dla poszczególnych upustów został wcześniej określony za pomocą testu i wynosi β1 = 0,28; β2 = 0,2. Średni współczynnik zmiany mocy należy wyznaczyć według wzoru: β= ( β1 ⋅ Quq1 + β 2 ⋅ Qcn 2 + Q zu Quq1 + Qcn 2 + Q zu ) = 0,28 ⋅ 1 200 000 + 0,2 ⋅ 2 000 000 = 0,23 1 200 000 + 2 000 000 Krok 6: Wyznaczenie produkcji energii elektrycznej w skojarzeniu Aby obliczyć produkcję energii elektrycznej w skojarzeniu należy wyznaczyć: Strona 36 z 49 1. Sprawność wytwarzania energii elektrycznej poza procesem skojarzonym w % ηek = 3,6 ⋅ A b + β ⋅ Quq ⋅ 10 2 = Qb − Qbck 3,6 ⋅ 600 000 + 0,23 ⋅ 3 200 000 ⋅ 10 2 = 36,2 % 8 000 000 − 0 2. Stosunek energii elektrycznej do ciepła w GJ/GJ σ sk = ηek − β ⋅ ηgr = ηgr − ηek 36,2 − 0,23 ⋅ 80 = 0,406 80 − 36,2 3. Produkcję energii elektrycznej w skojarzeniu w MWh A bq = Krok 7: Quq ⋅ σ sk = 3,6 3 200 000 ⋅ 0,406 = 361 238 MWh 3,6 Wyznaczenie energii chemicznej paliwa zużytego do produkcji energii elektrycznej i ciepła w skojarzeniu Aby wyznaczyć energię chemiczną paliwa zużytego do wytworzenia energii elektrycznej i ciepła w skojarzeniu należy wyznaczyć następujące wielkości: 1. Produkcję energii elektrycznej poza procesem skojarzonym w MWh A bk = A b − A bq = 600 000 - 361 238 = 238 762 MWh 2. Energię chemiczną paliwa zużytego na produkcję energii elektrycznej poza procesem skojarzonym w GJ Qbek = 3,6 ⋅ A bk 3,6 ⋅ 238 762 = = 2 374 429 GJ −2 ηek ⋅ 10 36,2 ⋅ 10 −2 3. Energię chemiczną paliwa zużytego na produkcję energii elektrycznej i ciepła łącznie w procesie skojarzonym w GJ Qbq = Qb − Qbck − Qbek = 8 000 000 - 0 - 2 374 429 = 5 625 571 GJ Krok 8: Wyznaczenie oszczędności energii pierwotnej W celu wyznaczenia oszczędności energii pierwotnej należy wyznaczyć następujące wielkości: 1. Sprawność wytwarzania ciepła w procesie skojarzonym η qc = Q uq Q bq ⋅ 10 2 = 3 200 000 ⋅ 10 2 = 56,9 % 5 625 571 2. Sprawność wytwarzania energii elektrycznej w procesie skojarzonym η qe = 3,6 ⋅ A bq Q bq ⋅ 10 2 = 3,6 ⋅ 361 238 ⋅ 10 2 = 23,1% 5 625 571 oraz przyjąć wartości referencyjne sprawności z tablicy 3.1 i tablicy 3.2. Strona 37 z 49 W tym celu określa się: rodzaj spalanego paliwa. zainstalowaną moc elektryczną układu skojarzonego. rok rozpoczęcia eksploatacji układu skojarzonego. W analizowanym przykładzie spalany jest węgiel kamienny, zainstalowana moc elektryczna wynosi 80 MW. Blok ciepłowniczy z obecnym zespołem urządzeń podstawowych rozpoczął eksploatację w 1990 roku, datą rozpoczęcia pracy kotła był rok 1985 natomiast włączenia do eksploatacji turbozespołu rok 1990. Z tablicy 3.1 odczytano wartość referencyjną sprawności wytwarzania energii elektrycznej ηrefe=36,4%. Z tablicy 3.2 odczytano wartość referencyjną sprawności wytwarzania ciepła ηrefc=88,7%. Oszczędność energii pierwotnej oblicza się według wzoru: ⎛ ⎜ ⎜ 1 PES = ⎜1 − η qc η qel ⎜ + ⎜ ηrefc ηrefe ⎝ ⎞ ⎛ ⎞ ⎟ ⎜ ⎟ ⎟ 1 ⎜ ⎟ 2 2 ⎟ ⋅ 10 = ⎜1 − 56,9 23,1 ⎟ ⋅ 10 = 21,6 % ⎟ + ⎜ ⎟ ⎟ 88,7 36,4 ⎠ ⎝ ⎠ Ponieważ wyznaczona oszczędność jest wyższa od 10% przyjmuje się, że energia elektryczna Abq została wytworzona w skojarzeniu o wysokiej sprawności. Strona 38 z 49 4.3. Złożony układ kolektorowy Krok 1: Określenie ilości energii doprowadzonej i wyprowadzonej z układu. Przed określeniem ilości energii doprowadzonej i wyprowadzonej z układu należy ustalić prawidłową granicę (osłonę bilansową), zgodnie z zasadami podanymi w punkcie 2.2. Ilości energii doprowadzonej i wyprowadzonej z układu podczas jednego roku eksploatacji przedstawiono na rysunku 13. Abe1 = 200 000 MWh Qb=14 215 000 ik Abe2 = 700 000 MWh Qr1 KP TP iwz Qw TK SRS Qr2 QTPkol Qcn1= 2 000 000 GJ β1 β2 β3 XB XA Qcn2 = 3 940 000 GJ SKR Qzu = 60 000 GJ Rysunek 13 Układ kolektorowy W rozpatrywanym przykładzie występuje: kolektor pary świeżej zasilający turbinę przeciwprężną, turbinę upustowo - kondensacyjną oraz stację redukcyjno - schładzającą kolektor pary technologicznej. Zgodnie ze wzorem (2.1) całkowita produkcja energii elektrycznej jest sumą produkcji brutto generatorów zainstalowanych w układzie A b = A be1 + A be2 A b = 200 000 + 700 000 = 900 000 MWh Strona 39 z 49 Produkcję ciepła użytecznego w postaci pary Qcn1 wyznaczono uwzględniając energię zawartą w kondensacie powrotnym oraz ewentualnie w wodzie uzupełniającej, przy niepełnym zwrocie kondensatu. Produkcję ciepła użytecznego w postaci wody grzewczej Qcn2 wyznaczono na podstawie licznika ciepła do odbiorcy. Ilość ciepła zużytego wewnątrz zakładu na cele komunalne Qzu określono na podstawie liczników ciepła zainstalowanych wewnątrz zakładu. Całkowitą produkcję ciepła użytecznego układu skojarzonego należy wyznaczyć wg wzoru (2.2) jako sumę produkcji ciepła użytecznego w postaci pary i gorącej wody oraz ciepła zużytego na cele komunalne wewnątrz zakładu Qu = Qcn1 + Qcn2 + Q zu = 2 000 000 + 3 940 000 + 60 000 = 6 000 000 GJ Całkowita energia chemiczna zużytego paliwa: Qb = 1 4 215 000 GJ Krok 2: Wyznaczenie produkcji ciepła użytecznego poza procesem skojarzonym oraz energii chemicznej paliwa zużytego do wytworzenia tego ciepła Wytwarzanie ciepła użytecznego poza układem skojarzonym jest realizowane za pomocą upustu pary świeżej. W rozpatrywanym układzie mierzone są parametry pary przed i za stacją SRS oraz przepływ i parametry wody wtryskowej. Ponieważ kolektor jest także zasilany parą z wylotu turbiny przeciwprężnej, produkcję ciepła użytecznego poza procesem skojarzonym (w stacji redukcyjnej) należy wyznaczyć według proporcji: Quk1 = Qcn1 ⋅ Qr 2 400 000 = 2 000 000 ⋅ = 333 000 GJ Q TPkol + Qr 2 2 000 000 + 400 000 Energia pary Qr2 doprowadzanej do kolektora technologicznego ze stacji SRS, została wyznaczona na podstawie bilansu substancji i energii dla stacji: Dr1 + D w = D r2 Q r1 + Q w = Q r2 gdzie: Qr1 = Dr1 ⋅ ir1 po przekształceniach Qr2 = Dr2 ⋅ ir 2 = Qw = Dw ⋅ i w ( Qr2 = Dr2 ⋅ ir2 ) D w iw − ir1 ⋅ ir2 = 400 000 GJ ir 2 − ir1 Ilość energii pary QTPkol doprowadzanej do kolektora z turbiny przeciwprężnej wyznaczono na podstawie pomiarów ilości i parametrów pary upustowej: Q TPkol = DTPkol ⋅ iTPkol = 2 000 000 GJ W przypadku gdy nie dysponuje się pomiarem przepływu pary upustowej, wielkość tę należy obliczyć z bilansu substancji kolektora (gdy znamy pozostałe strumienie pary): Strona 40 z 49 D TPkol = D u1 - D r2 Produkcja ciepła użytecznego poza procesem skojarzonym wynosi: Quk = Quk1 = 333 000 GJ Energię chemiczną paliwa zużytego na produkcję ciepła użytecznego wytworzonego poza procesem skojarzonym wyznacza się według wzoru: Qbck = Quk 333 000 Qb = 14 215 000 = 379 000 GJ Qk 12 509 000 gdzie ilość ciepła Qk wytworzoną w kotle, przejętą przez wodę i parę, wyznaczono na podstawie pomiaru przepływu i parametrów pary świeżej z kotła oraz parametrów wody zasilającej kocioł ( ) Qk = Dk ⋅ i k − i wz = 12 509 000 GJ Krok 3: Wyznaczenie produkcji ciepła użytecznego w skojarzeniu Produkcję ciepła użytecznego w skojarzeniu wyznacza się jako różnicę całkowitej produkcji ciepła użytecznego układu i produkcji ciepła użytecznego poza procesem skojarzonym Quq = Qu - Quk = 6 000 000 - 333 000 = 5 667 000 GJ Produkcja ciepła w postaci pary wyprowadzonej z układu, wytworzonej w skojarzeniu (z wylotu turbiny), jest różnicą całkowitej produkcji ciepła w parze i produkcji ciepła w stacji redukcyjnej Quq1 = Qu1 - Quk1 = 2 000 000 - 333 000 = 1 667 000 GJ Krok 4: Wyznaczenie sprawności wytwarzania energii elektrycznej i ciepła łącznie Sprawność wyznaczamy wg wzoru: η = 3,6 ⋅ A b + Quq Qb − Qbck ⋅ 102 = 3,6 ⋅ 900 000 + 5 667 000 ⋅ 102 = 64,4% 14 215 000 − 379 000 Wyznaczoną sprawność wytwarzania należy porównać z wartością graniczną, określoną dla danego typu układu skojarzonego. W analizowanym przykładzie, w ramach jednego układu skojarzonego wykorzystywane są dwie technologie o różnej sprawności granicznej i wobec tego, sprawność graniczna analizowanego układu kolektorowego odpowiada sprawności dla turbiny upustowokondensacyjnej, która wynosi ηgr = 80%. Ponieważ sprawność analizowanej instalacji jest niższa od wartości granicznej, należy wyznaczyć produkcję energii elektrycznej poza procesem skojarzonym (w kondensacji). W tym celu należy w pierwszej kolejności wyznaczyć średni współczynnik zmiany mocy układu. Krok 5: Wyznaczenie średniego współczynnika zmiany mocy Produkcja ciepła w wymiennikach zasilanych parą z upustów turbiny powoduje zmianę mocy elektrycznej układu. Współczynniki zmiany mocy zostały wcześniej wyznaczone za pomocą testu i wynoszą odpowiednio: β2 = 0,3; β3 = 0,20. Produkcja ciepła parą z wylotu turbiny przeciwprężnej nie wpływa na zmianę mocy elektrycznej (przy stałej ilości pary doprowadzanej do turbiny) i wobec tego współczynnik β1 = 0. Strona 41 z 49 β1 = 0 β2 = 0,30 β3 = 0,20 Średni współczynnik zmiany mocy należy wyznaczyć wg wzoru: β = = β1 ⋅ Quq1 + β2 ⋅ Qu2 XB + β3 ⋅ Qu2 XA Quq1 + Qu2 XB + Qu2 XA = 0 ⋅ 1 667 000 + 0,30 ⋅ 1750 000 + 0,20 ⋅ 2 250 000 = 0,172 5 667 000 Produkcja ciepła użytecznego w skojarzeniu (z wylotu turbiny przeciwprężnej) Quq1 została obliczona w kroku nr 3. W analizowanym przykładzie całość ciepła zużytego na cele komunalne wewnątrz zakładu Qzu wytworzono w postaci gorącej wody i wobec tego produkcja ciepła użytecznego w postaci wody grzewczej, wytworzonego w skojarzeniu, jest sumą Qcn2 + Qzu. Ciepło to należy podzielić pomiędzy wymienniki ciepłownicze XA i XB. W tym celu, na podstawie bilansu energii, wyliczono ilość ciepła przekazanego w poszczególnym wymienniku, wielkości te stanowią wagę rozdzielenia ciepła Qu2. Produkcja ciepła użytecznego w wymienniku ciepłowniczym XA ( Qu2 XA = Qcn2 + Q zu )Q Qc XA c XA + Qc XB = 2 250 000 GJ Produkcja ciepła użytecznego w wymienniku ciepłowniczym XB ( Qu2 XB = Qcn2 + Q zu )Q Qc XB c XA + Qc XB = 1750 000 GJ gdzie: QcXA – ilość ciepła przekazana wodzie grzewczej w wymienniku XA ( Qc XA = Gc XA ⋅ ic 2 − ic1 ) QcXB – ilość ciepła przekazana wodzie grzewczej w wymienniku XB ( Qc XB = Gc XB ⋅ ic 3 − ic 2 ) Krok 6: Wyznaczenie produkcji energii elektrycznej w skojarzeniu Aby obliczyć produkcję energii elektrycznej w skojarzeniu należy wyznaczyć: 1. Sprawność wytwarzania energii elektrycznej poza procesem skojarzonym w % η ek = 3,6 ⋅ A b + β ⋅ Quq Qb − Qbck ⋅ 102 = 3,6 ⋅ 900 000 + 0,172 ⋅ 5 667 000 ⋅ 102 = 30,5% 14 215 000 − 379 000 Strona 42 z 49 2. Stosunek energii elektrycznej do ciepła w GJ/GJ η ek − β ⋅ η gr σ sk = η gr − η ek = 30,5 − 0,172 ⋅ 80 = 0,337 80 − 30,5 3. Produkcję energii elektrycznej w skojarzeniu w MWh A bq = σ sk ⋅ Q uq 3,6 = 0,337 ⋅ 5 667 000 = 530 700 MWh 3,6 Krok 7: Wyznaczenie energii chemicznej paliwa zużytego do produkcji energii elektrycznej i ciepła w skojarzeniu Aby wyznaczyć energię chemiczną paliwa zużytego na produkcję energii elektrycznej i ciepła w skojarzeniu należy wyznaczyć następujące wielkości: 1. Produkcję energii elektrycznej poza procesem skojarzonym w MWh A bk = A b − A bq = 900 000 - 530 700 = 369 300 MWh 2. Energię chemiczną paliwa zużytego na produkcję energii elektrycznej poza procesem skojarzonym w GJ Q bek = 3,6 ⋅ A bk 3,6 ⋅ 369 300 = = 4 359 000 GJ η ek 30,5 ⋅ 10 −2 3. Energię chemiczną paliwa zużytego na produkcję energii elektrycznej i ciepła łącznie w procesie skojarzonym w GJ Q bq = Q b − Q bek − Q bck = 14 215 000 - 4 359 000 - 379 000 = 9 477 000 GJ Krok 8: Wyznaczenie oszczędności energii pierwotnej W celu wyznaczenia oszczędności energii pierwotnej należy wyznaczyć następujące wielkości: 1. Sprawność wytwarzania ciepła w procesie skojarzonym η qc = Q uq Q bq ⋅ 10 2 = 5 667 000 ⋅ 10 2 = 59,8 % 9 477 000 2. Sprawność wytwarzania energii elektrycznej w procesie skojarzonym η qe = 3,6 ⋅ A bq Q bq ⋅ 10 2 = 3,6 ⋅ 530 700 ⋅ 10 2 = 20,2 % 9 477 000 oraz przyjąć wartości referencyjne sprawności z tablicy 3.1 i tablicy 3.2. W tym celu określa się dla układu skojarzonego: rodzaj spalanego paliwa, zainstalowaną moc elektryczną, rok rozpoczęcia eksploatacji. W analizowanym przykładzie spalany jest węgiel brunatny. Przy określaniu mocy elektrycznej w celu przyjęcia referencyjnej wartości sprawności rozdzielonej produkcji energii elektrycznej dla układu kolektorowego należy przyjąć moc zainstalowaną największego z turbozespołów. W tym przypadku Strona 43 z 49 jest to moc elektryczna turbozespołu upustowo – kondensacyjnego, która wynosi 100 MW. Zainstalowana moc elektryczna turbozespołu przeciwprężnego wynosi 25 MW. Turbozespół przeciwprężny rozpoczął eksploatację w 1998 roku i jako najstarsze urządzenie podstawowe określa rok przyjęcia wartości sprawności referencyjnej układu. Turbozespół upustowokondensacyjny rozpoczął pracę w 2003 roku, natomiast kocioł w roku 2000. Z tablicy 3.1 odczytano wartość referencyjną sprawności wytwarzania energii elektrycznej ηrefe=36,6%. Z tablicy 3.2 odczytano wartość referencyjną sprawności wytwarzania ciepła ηrefc=88,7%. Oszczędność energii pierwotnej oblicza się według wzoru: ⎛ ⎜ 1 ⎜ PES = ⎜1 − η qc η qel ⎜ + ⎜ η η refc refe ⎝ ⎞ ⎛ ⎞ ⎟ ⎜ ⎟ 1 ⎟ 2 ⎜1 − ⎟ ⋅ 10 2 = 18,4 % ⋅ 10 = ⎟ ⎜ 59,8 20,2 ⎟ + ⎟ ⎜ ⎟ 88,7 36,6 ⎟⎠ ⎝ ⎠ Ponieważ wyznaczona oszczędność jest wyższa od 10% przyjmuje się, że energia elektryczna Abq została wytworzona w skojarzeniu o wysokiej sprawności. Strona 44 z 49 4.4. Układ gazowo-parowy Krok 1: Określenie ilości energii doprowadzonej i wyprowadzonej z układu. Przed określeniem ilości energii doprowadzonej i wyprowadzonej z układu należy ustalić prawidłową granicę (osłonę bilansową), zgodnie z zasadami podanymi w punkcie 2.2. Ilość energii doprowadzonej i wyprowadzonej z układu podczas jednego roku eksploatacji przedstawiono na rysunku 14. Abe1 = 530 000 MWh Qb1 = 5 500 000 GJ TG Qbd = 1 000 000 GJ β1 KO Abe2 = 250 000 MWh WP NP Qcn1 = 850 000 GJ β2 SKR XC Qcn2 = 1 270 000 GJ Qzu = 30 000 GJ Rysunek 14 Układ gazowo-parowy Zgodnie ze wzorem (2.1) całkowita produkcja energii elektrycznej jest sumą produkcji brutto generatorów zainstalowanych w układzie A b = A be 1 + A be 2 = 530 000 + 250 000 = 780 000 MWh Strona 45 z 49 Produkcję ciepła użytecznego w postaci pary Qcn1 wyznaczono na podstawie zainstalowanych liczników, uwzględniając energię zawartą w kondensacie powrotnym oraz ewentualnie, w wodzie uzupełniającej przy niepełnym zwrocie kondensatu. Pomiar produkcji ciepła użytecznego w postaci gorącej wody Qcn2 jest realizowany na granicy osłony bilansowej, za pomocą licznika ciepła wysyłanego odbiorcy. Ilość ciepła zużytego wewnątrz zakładu na cele komunalne określono na podstawie liczników ciepła zainstalowanych w zakładzie, na poziomie Qzu = 30 000 GJ, przy czym całość ciepła wytworzono w postaci gorącej wody. Całkowitą produkcję ciepła użytecznego układu skojarzonego należy wyznaczyć wg wzoru (2.2) jako sumę produkcji ciepła użytecznego w postaci pary i gorącej wody oraz ciepła zużytego na cele komunalne wewnątrz zakładu Qu = Qcn1 + Qcn2 + Q zu = 850 000 + 1 270 000 + 30 000 = 2 150 000 GJ Całkowitą energię chemiczną zużytych paliw, zgodnie ze wzorem (2.3), wyznacza się jako sumę energii chemicznej wszystkich doprowadzonych paliw Qb = Qb1 + Qbd = 5 500 000 + 1 000 000 = 6 500 000 GJ Krok 2: Wyznaczenie produkcji ciepła użytecznego poza procesem skojarzonym oraz energii chemicznej paliwa zużytego do wytworzenia tego ciepła W analizowanym przykładzie realizowane jest uzupełniające spalanie dodatkowego paliwa przed kotłem odzyskowym. Równocześnie występuje produkcja ciepła użytecznego za pomocą pary świeżej pobranej sprzed turbiny. W takim przypadku część ciepła pobranego w postaci pary świeżej wytwarzana jest poza procesem skojarzonym. Aby wyznaczyć ilość tego ciepła należy, w pierwszej kolejności, wyznaczyć ilość ciepła Qd wytworzonego w kotle odzyskowym w wyniku spalenia dodatkowego paliwa, wg wzoru (2.17). Sprawność nieskojarzonego wytwarzania ciepła w kotle odzyskowym wynosi ηck = 90 %. Q d = Qbd ⋅ η ck ⋅ 10 −2 = 1 000 000 ⋅ 90 ⋅ 10 −2 = 900 000 GJ Ciepło Qd uczestniczy zarówno w produkcji ciepła parą świeżą jak i w skojarzonej produkcji energii elektrycznej i ciepła w turbozespole parowym. Produkcję ciepła użytecznego poza procesem skojarzonym należy więc, zgodnie ze wzorem (2.21), wyznaczyć na podstawie proporcji: Quk = Qcn1 ⋅ Qd 900 000 = 850 000 ⋅ = 188 889 GJ Qk 4 050 000 Energię chemiczną paliwa zużytego do produkcji ciepła poza procesem skojarzonym także wyznacza się wg proporcji: Qbck = Qbd ⋅ Qcn1 850 000 = 1 000 000 ⋅ = 209 876,5 GJ Qk 4 050 000 Krok 3: Wyznaczenie produkcji ciepła użytecznego w skojarzeniu Produkcję ciepła w skojarzeniu należy obliczyć jako różnicę całkowitej produkcji ciepła użytecznego układu i produkcji ciepła użytecznego poza procesem skojarzonym Quq = Qu - Quk = 2 150 000 - 188 889 = 1 961 111 GJ Strona 46 z 49 Produkcja ciepła w skojarzeniu w postaci pary wyprowadzonej z układu jest różnicą całkowitej produkcji ciepła w parze i produkcji ciepła poza procesem skojarzonym Quq1 = Qcn1 - Quk = 850 000 - 188 889 = 661 111 GJ Krok 4: Wyznaczenie sprawności wytwarzania energii elektrycznej i ciepła łącznie Sprawność wyznacza się według wzoru (2.23) η = 3,6 ⋅ A b + Quq Qb − Qbck ⋅ 10 2 = 3,6 ⋅ 780 000 + 1 961111 ⋅ 10 2 = 75,82 % 6 500 000 − 209 876,5 Wyznaczoną sprawność wytwarzania należy porównać z wartością graniczną, przedstawioną w tablicy 2.1. Wartość graniczna sprawności dla układu gazowo-parowego wynosi ηgr = 80%. W analizowanym przykładzie, średnioroczna sprawność wytwarzania jest niższa od granicznej i wobec tego należy wyznaczyć produkcję energii elektrycznej poza procesem skojarzonym. W tym celu należy w pierwszej kolejności wyznaczyć średni współczynnik zmiany mocy układu. Krok 5: Wyznaczenie średniego współczynnika zmiany mocy W omawianym układzie produkcja ciepła w skojarzeniu Quq jest realizowana nie tylko parą z upustu turbiny ale także, po części, parą świeżą z kotła odzyskowego. Współczynnik zmiany mocy dla poszczególnych upustów został wcześniej określony za pomocą testu i wynosi β1 = 0,25; β2 = 0,15. Średni współczynnik zmiany mocy należy wyznaczyć wg wzoru β= β1 ⋅ Quq1 + β 2 ⋅ Qcn 2 Quq1 + Qcn 2 = 0,25 ⋅ 661 111 + 0,15 ⋅ 1 300 000 = 0,184 661 111 + 1 300 000 Krok 6: Wyznaczenie produkcji energii elektrycznej w skojarzeniu Aby obliczyć produkcję energii elektrycznej w skojarzeniu należy wyznaczyć: 1. Sprawność wytwarzania energii elektrycznej poza procesem skojarzonym w % ηek = 3,6 ⋅ A b + β ⋅ Quq ⋅ 10 2 = Qb − Qbck 3,6 ⋅ 780 000 + 0,184 ⋅ 1 961 111 ⋅ 10 2 = 50,37 % 6 500 000 − 209 876,5 2. Stosunek energii elektrycznej do ciepła w GJ/GJ σ sk = ηek − β ⋅ ηgr ηgr − ηek = 50,37 − 0,184 ⋅ 80 = 1,204 80 − 50,37 3. Produkcję energii elektrycznej w skojarzeniu w MWh A bq = Quq ⋅ σ sk 3,6 = 1 961 111⋅ 1,204 = 655 820 MWh 3,6 Strona 47 z 49 Krok 7: Wyznaczenie energii chemicznej paliwa zużytego do produkcji energii elektrycznej i ciepła w skojarzeniu Aby wyznaczyć energię chemiczną paliwa zużytego do produkcji energii elektrycznej i ciepła w skojarzeniu należy wyznaczyć następujące wielkości: 1. Produkcję energii elektrycznej poza procesem skojarzonym w MWh A bk = A b − A bq = 780 000 - 655 820 = 124 180 MWh 2. Energię chemiczną paliwa zużytego na produkcję energii elektrycznej poza procesem skojarzonym w GJ Qbek = 3,6 ⋅ A bk 3,6 ⋅ 124 180 = = 887 545 GJ −2 ηek ⋅ 10 50,37 ⋅ 10 −2 3. Energię chemiczną paliwa zużytego na produkcję energii elektrycznej i ciepła łącznie w procesie skojarzonym w GJ Qbq = Qb − Qbck − Qbek = 6 500 000 - 209 876,5 - 887 545 = 5 402 579 GJ Krok 8: Wyznaczenie oszczędności energii pierwotnej W celu wyznaczenia oszczędności energii pierwotnej należy wyznaczyć następujące wielkości: 1. Sprawność wytwarzania ciepła w procesie skojarzonym η qc = Q uq Q bq ⋅ 10 2 = 1 961 111 ⋅ 10 2 = 36,3 % 5 402 579 2. Sprawność wytwarzania energii elektrycznej w procesie skojarzonym η qe = 3,6 ⋅ A bq Q bq ⋅ 10 2 = 3,6 ⋅ 655 820 ⋅ 10 2 = 43,7 % 5 402 579 oraz przyjąć wartości referencyjne sprawności z tablicy 3.1 i tablicy 3.2. W tym celu określa się: rodzaj spalanego paliwa, rok rozpoczęcia eksploatacji układu skojarzonego. W analizowanym przykładzie spalany jest gaz ziemny i wobec tego referencyjna wartość sprawności nie zależy od zainstalowanej mocy elektrycznej. Układ skojarzony rozpoczął eksploatację w 2003 roku. Z tablicy 3.1 odczytano wartość referencyjną sprawności wytwarzania energii elektrycznej ηrefe=52,5%. Z tablicy 3.2 odczytano wartość referencyjną sprawności wytwarzania ciepła ηrefc=88,7%. Oszczędność energii pierwotnej oblicza się według wzoru: ⎛ ⎜ ⎜ 1 PES = ⎜1 − η qc η qel ⎜ + ⎜ ηrefc ηrefe ⎝ ⎞ ⎛ ⎞ ⎟ ⎜ ⎟ ⎟ 1 2 2 ⎜ ⎟ ⎟ ⋅ 10 = ⎜1 − 36,3 43,7 ⎟ ⋅ 10 = 19,5 % ⎟ + ⎜ ⎟ ⎟ 88,7 52,5 ⎠ ⎝ ⎠ Ponieważ wyznaczona oszczędność jest wyższa od 10% przyjmuje się, że energia elektryczna Abq została wytworzona w skojarzeniu o wysokiej sprawności. Strona 48 z 49 Literatura [1] – Manual for Determination of Combined Heat and Power (CHP), CEN/CENELEC Workshop agreement CWA 45547, wrzesień 2004, Bruksela [2] – Directive 2004/8/EC on the promotion of cogeneration based on a useful heat demand in the internal energy market and amending Directive 92/42/EEC, Luty 2004 [3] – Directive 2001/77/EC on the promotion of electricity produced from renewable energy sources in the internal electricity market, Wrzesień 2001 [4] – Polska Norma PN-93/M-35500 „Metodyka obliczania zużycia paliwa do wytwarzania energii elektrycznej, cieplnej i mechanicznej”, Wydawnictwo normalizacyjne „Alfa” 1993 Strona 49 z 49
