Альтернативные способы производства тепла для Шуйско

1
Альтернативные способы
производства тепла для
Шуйско-Виданской
лесотехшколы в п. Чална
Текущее состояние
- В настоящее время тепло производится двумя
большими котлами, работающими на топливной
древесине
- Аккумулирующие мощности отсутствуют  тепло
производится и расходуется одновременно
- Тепло поступает в три здания по подземной теплосети,
тепмература воды на уровне 70/400 C
2
3
Энергетический баланс
- Для получения тепла сжигают примерно 753
складочных м3 топливной древесины (осина)
- 400 кг/м 3 + влажность 25%  1,3 МВт/ч складочных м3
- Общее потребление энергии 978 МВт/a
- Тепло поставляется с начала сентября до конца
апреля  отопительный период ‒ 8 месяцев.
Тепловая энергия расходуется только для
отопления помещений, но не для производства
горячей воды
4
Производство тепловой энергии
- Расчётная тепловая мощность системы определяется в
результате составления теплового баланса в
обогреваемых помещениях при определенной
температуре наружного воздуха
- Зная динамику внешних температур можно оценить
требуемые мощности в пиковый период
- - Температурные данные приграничного района Иломантси
(Ilomantsi) был использован в качестве основы
температурного профиля
- Была вычислена максимальная мощность, которая
составила примерно 410 кВт
- Пик нагрузки приходится на период сильных
морозов (до -30o C)
1
8
15
22
29
36
43
50
57
64
71
78
85
92
99
106
113
120
127
134
141
148
155
162
169
176
183
190
197
204
211
218
225
232
239
246
253
260
267
274
281
288
295
302
309
316
323
330
337
344
351
358
365
кВт power [kW]
Heating
График потребления
тепловой энергии
Количество дней
Time, days
- Примерно в течение двух месяцев спрос на энергию
составляет более 200 кВт
5
450
400
350
300
250
200
150
100
50
0
6
Альтернативы
- Обсуждаются два варианта
- В обоих случаях прежние котлы сохраняются для
дополнительного производства тепла в период пиковых
нагрузок
- Вариант 1: котел мощностью 200 кВт на щепе с
модулирующей горелкой для производства энергии в
диапозоне 200 ‒ 50 кВт. Мощности выше 200 кВт и
ниже 50 кВт будут вырабатываться существующими
котлами на дровах
- Вариант 2: Новый котел на дровах мощностью 400 кВт
с аккумулирующим баком
Вариант 1: котел на
древесной щепе
7
450
400
350
300
Heating
кВт power, kW
250
Wood
logs
Дрова
200
Wood chip
Щепа
150
100
50
1
8
15
22
29
36
43
50
57
64
71
78
85
92
99
106
113
120
127
134
141
148
155
162
169
176
183
190
197
204
211
218
225
232
239
246
253
260
267
274
281
288
295
302
309
316
323
330
337
344
351
358
365
0
Количество дней
Производительность котла на щепе – 839 МВт/ч, до 200 кВт
Производительность существующих котлов на дровах – 141 МВт/ч каждый
Вариант 1: котел на
древесной щепе
- Котел на дровах следует использовать одновременно с
котлом на щепе в течение 1,5‒2 месяцев в году
- Остальное время будет работать котел на древесной щепе
(автоматически)
8
Вариант 2:
котел на древесном топливе с
аккумулирующим баком
9
- Аккумулирующий бак используется в качестве
аккумулятора энергии, значит, в нормальных условиях,
когда температура воздуха > -10o C топить в ночное время
нет необходимости
- Котельную необходимо оснастить крупногабаритным
баком емкостью 75 м3, так как здания потребляют много
тепловой энергии
- Данное оборудование позволит аккумулировать 2,2
МВт/ч энергии с поддержанием температуры воды 95o C.
- Разница температур составляет 95 - 70 = 250 C
Вариант 2: котел на древесном
топливе с аккумулирующим
баком
10
- Чем больше котел тем выше скорость загрузки
аккумулятора
- Расчет необходимых периодов нагрева котла мощностью 450 кВт
на дровах в зависимости от наружной температуры
ПроизводительПродолжительность
Внешняя
Энергопотребность ность в день
нагрева, часов в
температура[0C] [кВт]
[MВт/ч]
день
-30
407
9,768
21,7
-20
315
7,56
16,8
-10
225
5,4
12,0
0
135
3,24
7,2
10
45
1,08
2,4
11
Размер инвестиций, вариант 1
- Котел 200 кВт, базовая модель на щепе с топливным
бункером и автоматизированной подачей щепы ‒
около 200 000 €, включая монтаж и теплосеть.
- Базовые модели без учета проектирования и монтажа
находится в диапазоне от 140 000 до 160 000 €. Номинальный
уровень инвестиций в малогабаритные установки ‒ в
диапазоне 500‒700 €/кВт
12
Размер инвестиций, вариант 2
- Аккумулирующий бак 75 м3 ‒ около
60 000 €, номинальный уровень инвестиций ‒ чуть
более 1000 €/м3 , для небольших аккумулирующих
мощностей, в зависимости от случая ‒ 600‒1000 €/м3
- Котел на дровах 450 кВт ‒ около
200 000 €. Номинальный уровень инвестиций ‒
400‒600 €/кВт
13
Вопросы для обсуждения
- Какие возможности для производства щепы в Чалне
или соседней области?
- Какие способы повышения энергоэффективности
являются приемлемыми наряду с инвестициями в
котельную?
- Наиболее подходящие для данной местности способы
поставки щепы?
- Есть ли шансы для коммерческой деятельности в сфере
заготовки топливной древесины или производства
щепы?
- Существуют ли ограничения в отношении уровня
автоматизации котла на щепе?