Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
6. ВИЗНАЧЕННЯ ТЕХНІКО – ЕКОНОМІЧНОЇ ЕФЕКТИВНОСТІ.
Проектування і експлуатація установок метанового шумування показує, що методика визначення економічної ефективності від впровадження установки метанового шумування, повинна враховувати оптимальний вплив позитивних факторів, із зведенням до мінімальних, затрат на її впровадження, тобто:
де Е – річний економічний ефект, грн;
Р – господарський ефект від впровадження установки, грн;
З – витрати на впровадження установки, грн.
Так, якщо в розвинених країнах основним ефектом від будівництва біогазових установок вважається екологічний, то в Україні біогазові технології змушені конкурувати з іншими технологіями тільки за рахунок енергетичного ефекту й ефекту від виробництва якісних органічних добрив. Екологічне питання визначається існуючим на сьогодні м’яким екологічним законодавством, що не дозволяє включити в економічний ефект від використання біоенергетичних технологій екологічну складову.
При цьому господарський ефект від впровадження біогазової установки визначається:
де Д – річний приріст прибутків від покращення виробничих результатів при
впровадженні установки, грн;
У – попереджені економічні втрати ( як результат зниження рівня
забруднення навколишнього середовища і покращення санітарно-
гігієнічних норм ), грн.
Річний приріст прибутку Д, в кожному конкретному випадку, визначається прийнятою методикою використання продуктів ферментації:
де Е1 – додатковий прибуток від використання біогазу, грн;
зшумованої маси, грн;
Е3 – додатковий прибуток від використання стоків зшумованої маси, грн;
Е4 – зниження затрат за рахунок зменшення об’єму вивезення і зберігання
відходів, грн.
При проектуванні біогазової установки необхідно перевірити, чи дійсно є окупною фактична потреба виробництва в біогазі, його високий вихід з відходів, так як при обмеженому використанні потенціалу газу можна значно знизити витрати на її впровадження і експлуатацію.
Технологія метанового шумування є одночасно і виробником енергії і її споживачем. Щоб зменшити власне споживання енергії установкою, необхідно ставити високі вимоги до будови метантенку ( його форми і теплоізоляції ) і до механізмів перемішування. При цьому слід приймати додаткові заходи, щодо утилізації теплових відходів шламу в теплообміннику. Порушення балансу витрат і споживання біогазу відображається на економічності установки. Ефективність технологічного процесу і конструкція біогазової установки будуть визначатися різницею між виробленою кількістю біогазу і використанням його на підтримання процесу.
Досвід проектування і експлуатації біогазових установок показує, що кількість товарного біогазу складає від 30% до 70% від повного виходу, так як від 70% до 30% одержаного біогазу використовується на нагрівання і компенсацію теплових втрат метантенка.
Якщо в технологічній схемі біогазової установки передбачена система нагромадження тепла паливних газів від спалювання біогазу або нагромадження тепла стоків відферментованої маси, доля товарного біогазу зросте.
Товарний біогаз може бути використаний в якості біопалива для потреб господарства, для виробництва електроенергії і інших цілей.
Е1 = К · V1 · Цт (6.4)
де V1 – кількість товарного біогазу, який підлягає спалюванню, м3/год;
Цт – ціна палива, яке буде замінено на біогаз, грн/л, грн/м3, грн/кг.
К = q1 / q2 (6.5)
де q1 – кількість енергії, яку одержуємо при згорянні 1 м3 біогазу;
q2 – кількість енергії, яку одержуємо при згорянні заміненого палива, МДж/л,
МДж/м3, МДж/кг.
Значення коефіцієнта К для різних енергоносіїв різне, а саме:
Е1 = η · К · V1 ·Це (6.6)
де η – коефіцієнт корисної дії електрогенераторної установки з приводом від
двигуна внутрішнього згоряння;
Це – ціна електроенергії, грн/(кВт/год);
К – значення коефіцієнту для бензину ( знаходиться в межах 0,65…0,8, для
дизпалива – 0,55…0,7 ).
біогазу у стисненому стані. Стискання біогазу дозволяє розширити сферу його використання і одержати певну вигоду від цього. Стиснений біогаз може бути використаний в якості палива для автотранспорту. В цьому випадку Е1, визначається за формулою (6.4).
Окрім цього, стискання біогазу дає можливість використовувати енергію стисненого біогазу для змішування ферментної маси метантенка. А при значних об’ємах виробленого біогазу – відокремлення від біогазу СО2 і одержання сухого льоду.
добрив слід врахувати, що зростання врожаю сільськогосподарських культур в середньому на 15 % вище, ніж при використанні гною. Пояснюється це наступними міркуваннями:
Додатковий прибуток Е2 визначається вартістю додаткової продукції рослинництва, одержаної за рахунок використання добривних елементів зневодненого шламу:
Е2 = К · Цко · V2 · П1 (6.7)
де К – коефіцієнт, який враховує приріст врожаю сільськогосподарських
рослин, К = 1,15 (15 %);
Цко – ціна однієї кормової одиниці, грн/к.о.;
V2 – кількість обезводненого шламу, т/год;
П1 – питомий приріст врожаю кормових культур при внесенні зневодненого
шламу, к.о./т .
значно підвищена за рахунок використання його в якості сировини для одержання біогумусу з використанням каліфорнійських хробаків. Схожі системи існують в тих випадках, коли одержання біогумусу значно підвищує економічний ефект використання установки. Окрім цього, зневоднений шлам є відмінним живильним середовищем для вирощування грибів.
Так, наприклад, в сільськогосподарському кооперативі “Дока” в Демшеде (Угорщина) протягом декількох років працює біогазова установка, яка в рік переробляє 12 000 т відходів ВРХ, 18 000 т відходів свинокомплексів і 8 000 т відходів населеного пункту. Зневоднений шлам переробляється в біогумус, закупівельна ціна пакету вагою в 2 кг складає до 6 німецьких марок.
Рідкі відферментовані стоки після відокремлення шламу містять ще достатню кількість добривних елементів і, при відповідній організації роботи, мають температуру, близьку до температури метанового шумування, тобто є низькотемпературними носіями теплоти. Стоки можуть використовуватися для зрошування, як замінник зрошувальної води з одночасним внесенням в грунт добривних елементів; для попереднього підігріву сировини; для видалення гною при зливній або самотічній системах його видалення, в якості технічної води і ін.
Можливі варіанти комбінованого використання стоків, як наприклад: зрошення і акумуляція теплоти та ін.
формулою:
Е3 = К · Цке · V3 · П2 + С1 · V3 (6.8)
де П2 – прибавка врожаю кормових культур, яка забезпечена внесенням азоту,
фосфору і калію при поливі стоками, к.е./т. Значення П2 визначають
розрахунковим шляхом у відповідності з нормами витрат мінеральних
добрив, виходячи із вмісту азоту, фосфору і калію в стоках. Значення П2 в
4-5 раз менше П1;
С1 – собівартість технічної води для зрошення, грн/м3;
V3 – кількість стоків, м3/год.
Ефективність використання стоків для зрошення в певних кліматичних зонах при відповідних ґрунтах може дати більш відчутніший ефект, коли застосовувати системи підгрунтового зрошення. При цьому ефективність зросте за рахунок підвищення врожайності зрошуваних культур і більш раціонального використання стоків.
для видалення гною із стійл.
Стоки, маючи значну кількість добривних елементів, застосовуються для вирощування водоростей, які в подальшому використовуються як сировина для трав’яної муки. Приготування рідких органічно-мінеральних добрив також може здійснюватись з використанням стоків.
6.4. Зниження витрат за рахунок скорочення об’ємів вивозу і
зберігання відходів.
Зменшення витрат Е4 на видалення гною за рахунок транспортування рідкої частини стоків по трубопроводу, замість вивозу мобільним транспортом (у випадку без розділення на фракції), і зниження затрат по зберіганню відходів перед їх використанням, визначаються за формулою:
Е4 = [Зв – (З1в + Зт)] + (Зо + З1о) (6.9)
де Зв – витрати на вивіз гною до впровадження установки, грн.;
З1в – витрати на вивіз зневодненого шламу після впровадження
установки, грн.;
Зт – витрати на транспортування рідких стоків по трубопроводу після
впровадження установки, грн.;
Зо – витрати на будівництво відстійників для зберігання відходів до
впровадження установки, грн.;
З1о – витрати на будівництво накопичувача для зберігання рідких стоків після
впровадження установки, грн.
Зв = V · Цп (6.10)
де V – продуктивність установки по вихідній сировині, т/год;
Цп – вартість перевезення гною, грн/т.
Витрати Зт – на транспортування рідкої фракції (до накопичення) повинні визначатися із наступних умов:
Зт = Цт · S (6.11)
де Цт – вартість прокладання 1 п.м. трубопроводу, грн/п.м.;
S – відстань, на яку транспортуються рідкі стоки, м.
Зо = Vо · Цо (6.12)
де Цо середня вартість будівництва 1 м3 відстійника, грн/м3;
Vо – необхідний об’єм відстійника для зберігання гною до впровадження
установки, м3.
Об’єм відстійника повинен забезпечувати зберігання непереробленого рідкого гною протягом не менше 12 місяців, тобто повинен бути по об’єму не менший V.
Зо = V · Цо (6.13)
Тоді
З1о = V1о · Цо (6.14)
де V1о – необхідний об’єм накопичувача для рідких стоків ( на період зберігання
в зимовий період ), м3.
V1о = V3 / n (6.15)
де n – кількість місяців у році, коли стоки не будуть використовуватись для
зрошування чи інших цілей.
(6.16)
У цьому випадку:
(6.17)
Попереджені економічні збитки ΔУ в результаті зниження забруднення навколишнього середовища, в основному, визначаються збитками від забруднення поверхневих вод, тобто
ΔУ = γ · Gn · M; (6.18)
де, γ – константа, яка визначена дослідним шляхом, γ=144грн./у.п.
Gn - константа, яка враховує границю між водогосподарськими ділянками
( Gn для кожного району визначається водорозділом річок );
М – приведена маса річного вивантаження домішок.
Значення приведеної маси вивантаження домішок можна записати у вигляді виразу:
М=m1A1+ m2A2+ m3A3+…...+ mnAn (6.19)
де A1, A2, A3,….. An – показник відносної небезпеки від скинутої у воду
речовини, у.п./т.
m1,m2,m3,…....mn – загальна маса річного знесення речовини.
Значення An для певних домішок визначається за формулою:
= (6.20)
де ГДКn – граничнодопустима концентрація речовини у водоймищах.
Числові значення m1,m2,m3,…....mn визначаються на основі кількості цієї речовини у вихідній сировині, в обезводненому шламі і рідких стоках з врахуванням наступних припущень:
фракції) відбувається попадання забруднених речовин у водні джерела в об’ємі від 0,5% до 20%.
Виходячи із цього, для речовин, які після метанового шумування містяться в зневодненому шламі і в рідких витоках:
mn = mnшV+К mnрVз; (6.21)
де, mnш – вміст забруднюючих речовин в шламі, кг/т,
mnр – вміст забруднюючих речовин в рідких стоках, кг/т,
К – коефіцієнт, який визначає процент домішок, які зберігаються в ґрунті
або всмоктуються рослинами; К=0,8.
Для забруднюючих речовин, які містяться у вихідній сировині, але в процесі метанового шумування розкладаються і в зневодненому шламі і рідких стоках не містяться:
mn = mnв · (V2+V3) (6.22)
де, mnв – вміст забруднюючої речовини у вихідній сировині, кг/т.
Для речовин, які містяться у вихідній сировині і рідких витоках, але відсутні в зневодненому шламі:
Mn= mnв · (V2+V3) · К1 m1рVз (6.23)
де К1 – коефіцієнт, який визначає процент виносу. Приймають 20%, тобто К1=0,2
Маючи значення A1, A2, A3,….. An і m1,m2,m3,…....mn можна визначити ΔУ:
ΔУ = γ · Gn · (m1A1+ m2A2+ m3A3+…...+ mnAn) (6.24)
Величина приведених витрат на монтаж установки визначається за формулою:
З=С + Ен · К (6.25)
де С – експлуатаційні затрати на обслуговування установки, грн.;
К – капіталовкладення, грн.;
Ен – нормативний коефіцієнт капіталовкладень.
До експлуатаційних витрат на обслуговування установки входить:
Враховуючи це:
З = 365 · W · Це + Зп · N + (Ен + Кпр + Кр) · К (6.26)
де W – добова витрата електроенергії, кВт·год/добу;
Це – ціна на електроенергію, грн./кВт·год.;
Зп – заробітна плата оператора з нарахуванням, грн./год.;
N – кількість операторів, чол.;
Кпр, Кр – норми відрахувань на поточний, капітальний ремонт і реновацію.
Норма реновації визначається за формулою:
(6.27)
де t – строк служби установки, років;
Капітальні вкладення К визначаються за формулою:
К = Во + Вб + Вм; (6.28)
де Во – вартість основного технологічного обладнання ( без вартості трубопроводу
відкачування рідких витоків ), грн.
Вб – вартість будівельних робіт з врахуванням вартості будівельних
матеріалів, грн.
Вм – вартість монтажних робіт, грн.
Таким чином, маючи значення всіх складових Е1, Е2, Е3, Е4, ΔУ і З можна визначити річний економічний ефект:
Е = Е1 + Е2 + Е3 + Е4 +ΔУ – З; (6.29)
Аналіз розрахунків, проведених за наведеною методикою, показує, що частка попереджених збитків ΔУ в складі економічного ефекту складає від 30% до 50%, але, поза відсутності ймовірних даних, не враховано всі позитивні фактори технології метанового шумування. До числа позитивних факторів відносять:
Для проектування високоекономічних установок є доцільним подальше
вдосконалення наступних показників:
Питання для самоконтролю.
За рахунок чого можна досягти зменшення витрат на впровадження установки?
EMBED Equation.3