При сжигании газообразного топлива

При полном сгорании природного газа (α_т > 1) образуются продукты сгорания (дымовые газы) следующего состава: углекислый газ СО₂, азот N₂, кислород О₂ и водяные пары Н₂О.

Объемы перечисленных газов рассчитываются по уравнениям:

● объем углекислого газа

= 0,01 · [СН₄ + 2С₂Н₆ + 3С₃Н₈ + 4С₄Н₁₀], нм³/нм³, (10.1)

где СН₄, 2С₂Н₆, 3С₃Н₈, 4С₄Н₁₀ – составляющие газообразное топливо однородные газы по объему на 1 нм³ сухого газа, %;

● объем азота

, нм³/нм³, (10.2)

где V ° – теоретический расход воздуха для сжигания 1 нм³ сухого газа, нм³ возд./нм³ газа; – содержание азота в газообразном топливе, %; α_{за КА} – коэффициент избытка воздуха за котлоагрегатом перед дымососом, определяется по режимным картам прил. 20, 21, 22 (на момент прохождения учебной практики работает КА №1); (α_{за КА} – 1) · V ° – выражение, учитывающее дополнительное поступление азота и кислорода в продукты сгорания за счёт подачи избыточного воздуха и подсоса воздуха по газоходу до дымососа;

● объем кислорода

(10.3)

● объем водяных паров

V _Н2О = 0,01 [2СН₄ + 3С₂Н₆ + 4С₃Н₈ + 5С₄Н₁₀ + 0,124 d _г]+

+ 0,0161 α_{за КА} V ^о, нм³/нм³, (10.4)

где d _г – влагосодержание газообразного топлива, отнесенное к 1 нм³ сухого газа, прил. 6 [1]; 0,0161 · α · V ° = W ^возд – объём водяных паров, внесённых с дутьевым воздухом, нм³/нм³:

, (10.5)

где d _в – влагосодержание дутьевого воздуха, принимается равным
d _в = 8…10 г/кг воздуха; α – коэффициент избытка воздуха перед дымососом, выбирается из режимных карт прил. 20, 21, 22; ρ_н – плотность воздуха при нормальных условиях (р _н = 101325 Па, t _н = 0 ºС, ρ_н = 1,293 кг/м³), кг/нм³; 0,804 – плотность водяных паров, кг/нм³.

Полный объем продуктов сгорания при сжигании 1 нм³ газообразного топлива равен:

, нм³/ нм³. (10.6)

Часовой расход продуктов сгорания, определяется по уравнению

, нм³/ч, (10.7)

где B ^час – часовой расход топлива, нм³/ч (см. гл. 8).

17.2. Удельный расход топлива. Количество топлива выраженное в условных единицах, затраченное на производство 1 Гкал теплоты называют удельным расходом топлива.

Удельный расход топлива определяется уровнем организации процесса горения топлива и величиной тепловых потерь, неизбежных при работе котельной установки. В этой связи удельный расход топлива является важным показателем характеризующим эффективность работы котлоагрегата.

В связи с вычислением удельного расхода топлива через расход условного топлива этот показатель позволяет сравнивать эффективность работы котлоагрегатов различных конструкций, работающих (твердых, жидких, газообразных) видах топлива.

Определяется удельный расход топлива по уравнению

, кг у.т./Гкал, (17.9)

где – часовой расход условного топлива, кг у.т/Гкал; – часовая производительность котельного агрегата, Гкал/ч.

Перевод газообразного топлива в условное осуществляется по уравнению

, (17.10)

где В ^час – часовой расход газообразного топлива, нм³/ч, определен в гл. 8;
– теплота сгорания газообразного топлива, кДж/нм³, определена в гл. 8; 29300 – теплота сгорания 1 кг условного топлива, кДж/кг.

Часовой расход теплоты , ГДж/ч. Полученный результат необходимо разделить на 4,1868, чтобы получить в Гкал/ч

, Гкал/ч. (17.11)

Найденный по уравнению (17.9) удельный расход топлива необходимо сравнивать с удельным расходом топлива по режимной карте (прил. 20–22) соответствующего котлоагрегата, полученного опытным путем при проведении балансовых испытаний. В случае расхождения удельных расходов, полученных расчетным и опытным путем, следует пояснить причины этих расхождений.

17.3. Себестоимость теплоты. Себестоимостью продукции любого предприятия называют часть ее стоимости, включающую затраты на потребление средств производства и на оплату труда (без учета затрат на реализацию этой продукции). Исчисление себестоимости продукции по установленному перечню затрат называют калькуляцией себестоимости.

Для котельной Лесотехнического университета как предприятия продукцией является вырабатываемая теплота. Себестоимость производимой ею теплоты – один из важнейших количественных показателей эффективности ее производства, обеспечивающий контроль всех видов затрат и отражающий конечные результаты ее работы.

Себестоимость единицы теплоты, С, руб/Гкал, представляет собой отношение суммы всех годовых затрат С _общ, руб/год, к среднему за отопительный сезон расходу теплоты , Гкал/год. Годовой расход теплоты , ГДж/год определен в гл. 7. Для перевода в Гкал/год его необходимо поделить на 4,1868.

, руб/год. (17.12)

Затраты на выработку теплоты разделяют на переменные, зависящие от количества выработанной теплоты за год, и постоянные, мало зависящие от выработанной теплоты

Переменные затраты складываются из расходов на приобретение топлива, электроэнергии, воды и вспомогательных материалов; постоянные – из заработной платы обслуживающего персонала с начислениями, амортизационных отчислений от основных фондов (стоимость здания, оборудования), которые направляются на производство капитального и текущего ремонтов этих фондов и на прочие расходы. Сумма годовых затрат С _общ определяется по уравнению

С _общ. =С _топл +С _эл.эн +С _воды +С _зар.пл. +С _аморт +С _{тек.рем} +С _пр. (17.13)

Затраты на приобретение топлива. Основной составляющей себестоимости теплоты является затраты на приобретение топлива, которые в настоящее время могут достигать 70 % от себестоимости производимой теплоты. Цена на топливо периодически повышается, поэтому при определении затрат на приобретение топлива пользуются его ценой, установленной на момент выполнения расчетов по данным бухгалтерии ЛТУ. Затраты на приобретение газообразного топлива, С _топл определяются по уравнению

, руб/год, (17.14)

где – количество топлива, израсходованного в течение года (отопительного сезона), нм³/год, определено в гл. 8; Ц _топл. – цена за 1000 нм³ газообразного топлива, руб./1000 нм³. Цена за 1000 нм³ газообразного топлива складывается из цены за 1000 нм³ газа, из затрат на транспортировку газа к месту потребления; из оплаты услуг по газоснабжению. С учетом НДС цена 1000 нм³ природного газа для ЛТУ определяется данными бухгалтерии

Затраты на электроэнергию. В котельной ЛТУ электрическая энергия расходуется на привод дутьевого вентилятора, дымососа, сетевого насоса, освещение и автоматику. С падением тепловой нагрузки снизилось потребление электроэнергии двигателями перечисленных агрегатов (номинальная мощность установленных двигателей осталась прежней). В связи с этим затраты на потребляемую при производстве теплоты электроэнергию, С _эл.эн, следует определять [14] по фактическому расходу электроэнергии в зависимости от производительности названных агрегатов по уравнению

, руб/год, (17.15)

где – фактический годовой расход электрической энергии потребляемой двигателями дутьевого вентилятора, дымососа, сетевого насоса, освещением и автоматикой, кВт/год; Ц _эл.эн. – цена 1 кВт электроэнергии, руб/кВт. Цена за 1 кВт электроэнергии, сообщается преподавателем по данным бухгалтерии ЛТУ на момент выполнения расчёта.

Определение годового расхода электроэнергии на привод дутьевого вентилятора.

Производительность дутьевого вентилятора определяется по уравнению

, м³/ч, (17.16)

где – часовой расход газообразного топлива, нм³/ч, (гл. 8); α_т –коэффициент избытка воздуха в топке (гл. 9); V _o – теоретический расход воздуха на сжигание 1 нм³ газа, (гл. 9); t _х.в – температура воздуха в помещении котельной, принять = 28 ºС.

Годовой расход электроэнергии на привод дутьевого вентилятора определяется по уравнению

, кВт ∙ ч/год,(17.17)

где – производительность вентилятора, нм³/час; – удельные затраты электроэнергии на перемещение 1000 нм³ воздуха, кВт ∙ ч/10³ нм³; (взять из прил. 9 [1] для дутьевого вентилятора ВД-8 с числом оборотов 970 мин^–1;
n _от – продолжительность отопительного сезона, сут/год.

Определение годового расхода электроэнергии на привод дымососа. Производительность дымососа определяется по уравнению

, м³/час, (17.18)

где – расход продуктов сгорания при сжигании 1 нм³ /час газа (определен см. гл.10); α_ка – коэффициент избытка воздуха за котельным агрегатом (взять из прил. 20, 21, 22 [1]). На момент прохождения учебной практики работал КА №1; t _пр.сг – температура уходящих газов за котлоагрегатом, ºС (взять из прил. 20, 21 или 22 [1] для работающего котельного агрегата).

Годовой расход электроэнергии на привод дымососа определяется по уравнению:

,кВт ч/год,(17.19)

где – удельные затраты электроэнергии на перемещение 1000 м³ продуктов сгорания, кВт ∙ ч/м³·10³. Взять из прил. 17 [1] для дымососа марки Д-10 с числом оборотов 970 мин^–1.

Определение годового расхода электроэнергии на привод сетевого насоса.

Производительность сетевого насоса определяется по уравнению [14]:

, м³/ч, (17.20)

где – производительность сетевого насоса, м³/ч; – часовой расход теплоты, Дж/ч (определен, см. гл. 7); с _в – теплоемкость воды, с _в = 4,1868 кДж/(кг ∙ ºС); τ_пр, τ_обр – температуры прямой и обратной воды, ^оС, принять
τ_пр = 95 ºС; τ_обр = 70 ºС; ρ_воды – плотность воды, кг/м³, принять ρ_воды = 988 кг/м³.

Годовой расход электрической энергии на привод сетевого насоса по определить по уравнению[14]:

,кВт·ч/год,(17.21)

где – производительность сетевого насоса, м³/ч; ρ – плотность воды, принять ρ = 988 кг/м³; H – напор воды развиваемый сетевым насосом типа
К-150/128, принять по фактическим показаниям манометра, Н = 55…75 м; η_с.н – КПД сетевого насоса, принять равным 0,7.

Определение годового расхода электроэнергии на освещение и автоматику. Годовой расход электроэнергии определяется по уравнению

, кВт·ч/год, (17.22)

где N _о.а – установленная мощность осветительных приборов и приборов автоматики, N _о.а = 5 кВт.

Найденные значения годовых расходов электроэнергии подставить в уравнение (17.15) и определить годовые затраты на потребленную электроэнергию.

Затраты на приобретение воды. В котельной установке Университета два котла ДКВ_р–6,5–1,3, ДКВ-2-0,8 работают в паровом режиме. Это значит, что котлы вырабатывают пар, который идет на пароводяной теплообменник. Отдав теплоту сетевой воде, пар конденсируется, конденсат возвращается в котельный агрегат. Сетевая вода нагревается в подогревателе и поступает в систему отопления, из которой, будучи охлажденной, вновь возвращается в подогреватель. Теоретически потеря воды возможна только при продувке котла с целью удалить шлам из его нижних коллекторов и обдувки поверхностей нагрева.

Один котел ДКВ_р–6,5–1,3 работает в водогрейном режиме, т.е. охлажденная обратная вода из системы отопления, минуя пароводяной подогреватель, поступает в котлоагрегат, нагревается и направляется в систему отопления. В этом случае вообще потери воды не должно быть. Однако состояние тепловых сетей, запорной и регулирующей аппаратуры в тепловых пунктах и в самой котельной таково, что потери становятся неизбежными.

Периодически на тепловых сетях, в системах отопления происходит аварийная утечка воды, в этом случае расход воды резко возрастает.

В соответствии с показаниями водосчетчика, установленного в помещении котельной среднесуточный расход воды, G _воды, кг/сут., за отопительный сезон составляет 51 м³/сут.:

С _воды = G _воды · n _от · Ц _воды, руб./год, (17.23)

где С _воды – годовые затраты на приобретение воды руб./год; Ц _воды – цена воды в Санкт-Петербурге с учетом НДС, руб./м³, принимается по данным бухгалтерии на момент проведения расчётов.

Затраты на оплату труда обслуживающего персонала. Количество работающих сотрудников в котельной Университета определяется штатным расписанием, в котором указывается перечень профессий, уровень квалификации и размер оплаты.

Штатное расписание общегосударственных котельных установок (ТЭС, ТЭЦ, межрайонные, районные отопительные котельные и т.д.) определяется их тепловой производительностью (типовое штатное расписание). В котельных ведомственного подчинения, в котельных, принадлежащих предприятиям, в т.ч. и в котельной Университета, допускается изменение и дополнение штатного расписания по увеличению численного состава обслуживающего персонала котельной (типовое соблюдается неукоснительно) и различного рода доплат.

Штатное расписание сотрудников котельной Университета и годовой фонд заработной платы приведены в прил. 16 [1].

Годовые затраты на оплату труда обслуживающего персонала котельной установки Университета принять равными

С_зр.пл = 1 384 297 руб/год. (17.24)

Амортизационные отчисления на капитальный ремонт теплового оборудования и здания котельной. В котельной любого назначения периодически проводится капитальный ремонт котлов с обязательной их остановкой. Капитальный ремонт является восстановительным, так как в процессе его восстанавливается номинальная техническая характеристика каждого котлоагрегата.

В объем капитального ремонта входят: полная разборка котельного агрегата, замена отдельных узлов частично или комплексно; чистка наружной поверхности барабанов трубной системы, экономайзера, газоходов и дымоходов; чистка внутренней поверхности барабанов, кипятильных и экранных труб, коллекторов, чугунных водяных экономайзеров; чистка, ремонт топки и топочных устройств; проверка, ремонт и испытание арматуры котла; проверка и ремонт обмуровки котла, торкрета на барабанах; проверка и ремонт тяго-дутьевых машин; ремонт и наладка контрольно-измерительных приборов и автоматики котлов; проверка и ремонт газового оборудования и газопровода.

Затраты на проведение перечисленного объема работ по капитальному ремонту закладываются в себестоимость единицы теплоты в виде амортизационных отчислений от стоимости зданий, сооружений и теплового оборудования котельной установки. Для каждого вида сооружений и оборудования установлена определенная продолжительность срока их работы и норма ежегодных амортизационных отчислений, среднее значение которой для котельных составляет 6…8,5 %.

Норма амортизационных отчислений на капитальный ремонт котельной установки ЛТУ выбирается произвольный в пределах от 6 до 8,5 %. По данным бухгалтерии Университета стоимость основных фондов котельной составляет: здание котельной – 3 784 698 руб., тепловое оборудование –
340 804 руб.

Затраты на амортизационные отчисления определяются по уравнению

, руб./год, (17.25)

где А – норма амортизационных отчислений, %.

Амортизационные отчисления – это процесс постепенного переноса стоимости основных фондов (здания котельной и котельного оборудования) по мере их физического и морального износа на стоимость продукции (в данном случае на единицу теплоты), выпускаемой предприятием (в данном случае котельной установкой) с целью аккумуляции денежных средств для последующего полного восстановления (путем проведения капитального ремонта) этого основного оборудования (основных фондов).

Амортизационные отчисления производятся по установленным нормам отчислений для каждого вида основных фондов за определенный период времени для котельной установки. Ежегодные отчисления в амортизационный фонд составляют от 6 до 8,5 % от стоимости основных фондов в зависимости от тепловой производительности установки. Величину процента амортизационных отчислений студенты выбирают произвольно в заданных пределах (6…8,5 %).

Затраты на текущий ремонт теплового оборудования и здания котельной. В котельных малой мощностью непрерывно в течение года проводится текущий ремонт теплового оборудования без останова котлоагрегата. В объем работ по текущему ремонту входят: частичная разборка агрегатов, ремонт и замена изношенных деталей, ремонт отдельных частей обмуровки, ремонт контрольно-измерительных приборов и т.д.

Затраты на проведение текущего ремонта С _т.р, для котельной ЛТУ следует брать в виде отчислений в процентах (от 1…2 %) от стоимости основных фондов:

, руб/год. (17.26)

Затраты на прочие расходы. Затраты на прочие расходы (приобретение спецодежды, наглядных пособий по технике безопасности, журналов учета работы обслуживающего персонала и т.д.) можно определить в виде отчислений до 0,5…0,7 % от стоимости основных фондов:

, руб/год. (17.27)

Для определения суммы общих затрат_. На производство теплоты С _общ, руб./год, значение найденных затрат С _топл, С _эп, С _воды, С _з.пл, С _амор., С _тек.р, С _пр подставляются в уравнение (17.13):

С _общ = С _топл + С _эп + С _воды + С _з.пл + С _амор + С _тек.р + С _пр, руб/год.

Себестоимость единицы теплоты С, определяется по уравнению (17.12):

, руб/Гкал.

Полученное значение себестоимости теплоты необходимо сравнить с себестоимостью 1 Гкал теплоты в городских теплоснабжающих организациях, последняя сообщается преподавателям по данным бухгалтерии. По результатам анализа необходимо сделать заключение является ли котельная убыточной для Лесотехнического Университета, следует ли руководству ЛТУ ходатайствовать о подключении зданий к городским тепловым сетям и ликвидации котельной.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: