Эколого-экономическая эффективность применения установок поглощения газовых выбросов для очистки продуктов сгорания стационарных и транспортных энерге
.pdfвведет цифру 3, то программа автоматически умножит значения величин платы за выбросы в пределах установленных лимитов на коэффициент,
учитывающий превышение выброса над установленными лимитами, равный 5.
В случае ввода пользователем цифрового кода, отличного от 1 3 будет выдано сообщение об ошибке: "ОШИБКА. Введите 1 - 3". Программа возвратится в начало подпрограммы и снова ожидает ввода.
При правильном вводе цифрового кода программа задаст следующий вопрос: "Превышают ли выбросы CO ПДК или установленных лимитов" "не превышают ПДК-1; "превышают ПДК–2", "превышают установленные лимиты-3". Действия пользователя должны быть аналогичны описанным выше. Это также относится к SO2 и саже. После ввода всех цифровых кодов,
пользователь должен ответить на следующие запросы программы:
"Введите среднегодовую массу NOx, поступающих в атмосферу до осуществления мероприятий по очистке дымовых газов, т/год";
"Введите среднегодовую массу CO, поступающего в атмосферу до осуществления мероприятий по очистке дымовых газов, т/год;
"Введите среднегодовую массу SO2, поступающего в атмосферу до осуществления мероприятий по очистке дымовых газов, т/год";
"Введите среднегодовую массу сажи, поступающей в атмосферу до осуществления мероприятий по очистке дымовых газов, т/год";
"Введите количество процентов, на которое сократится содержание
NOx";
"Введите количество процентов, на которое сократится содержание
CO";
"Введите количество процентов, на которое сократится содержание
SO2";
"Введите количество процентов, на которое сократится содержание
сажи".
"Введите отчисления на амортизацию и ремонт и эксплуатационные затраты, тыс. руб·год-1".
61
"Введите капитальные затраты, тыс. руб".
Программа произведет внутренние расчеты по нижеприведенным
формулам (6-14): |
|
mki:= m0i-dmi*m0i/100, |
(6) |
где mki - среднегодовая масса i-го вещества, поступающего в атмосферу после осуществления мероприятий по очистке дымовых газов, т/год; m0i -
среднегодовая масса i-го вещества, поступающего в атмосферу до осуществления мероприятий по очистке дымовых газов, т/год; dmi -
количество процентов, на которое сократится содержание i-го вещества, %;
Р0i:=Kinf*g*ro*Fi*Vi*m0i; |
(7) |
где Р0i - плата за выбросы i-го вещества до установки УПГВ, руб/год; |
|
Рki:=Kinf*g*ro*Fi*Vi*mki; |
(8) |
где Рki - плата за выбросы i-го вещества после установки УПГВ, руб/год; |
|
Рi:=Kinf*g*ro*Fi*Vi*(m0i-mki), |
(9) |
где Рi - снижение платы за выбросы i-го вещества после установки |
|
УПГВ, |
|
Р:=Р1+Р2+Р3+Р4; |
(10) |
Р0:=Р01+Р02+Р03+Р04; |
(11) |
Рk:=Рk1+Рk2+Рk3+Рk4; |
(12) |
где dР, Р0, Рk – снижение платы, плата за выбросы до и после установки
УПГВ всех веществ соответственно. |
|
Ес:=(dP-Zaе)/Zk; |
(13) |
где Ес – экономическая эффективность |
|
Zaе – сумма отчислений на амортизацию и ремонт и эксплуатационных |
|
затрат, тыс. руб·год-1; |
|
Zk - капитальные затраты, тыс. руб; |
|
Sok:=1/Ec; |
(14) |
где Sok - срок окупаемости, лет. |
|
После этого на экране монитора появится следующая информация:
62
Плата до установки УПГВ /ответ/ руб/год в том числе NOx /ответ/ руб/год
СO /ответ/ руб/год
SO2 /ответ/ руб/год сажа /ответ/ руб/год
Плата после установки УПГВ /ответ/ руб/год в том числе NOx /ответ/ руб/год
СO /ответ/ руб/год
SO2 /ответ/ руб/год сажа /ответ/ руб/год
Снижение платы /ответ/ руб/год в том числе: NOx /ответ/ руб/год СO /ответ/ руб/год
SO2 /ответ/ руб/год сажa /ответ/ руб/год
Экономическая эффективность /ответ/ руб/год Срок окупаемости /ответ/ руб/год
После этого расчет считается законченным. Выход из программы осуществляется при нажатии любой клавиши на клавиатуре. После ввода по запросу числа необходимо нажать клавишу Enter, для перехода к следующему запросу.
8.2.Эколого-экономическая оценка применения УПГВ для котлов
работающих на высокосернистом жидком топливе
Эколого-экономическая эффективность применения установок поглощения газовых выбросов (УПГВ) /8,9,10-12/ рассчитывается с помощью приведенной программы для реальных котлов мощностью 0,5 МВт, 1,0 МВт и
2,0 МВт, работающих на жидком топливе с высоким содержанием серы, до
3,5%.
Марки котлов: "Peder Halvorsen" P=0,5 МВт (0,430 Гкал·ч-1),
"KPAUnicon-TVB" P=1,0 МВт (0,859 Гкал·ч-1),
63
"KPAUnicon-TVB" P=2,0 МВт (1,718 Гкал·ч-1).
Оценка эффективности опирается на следующие основные положения и ряд допущений, существенно не влияющих на результаты представленных данных:
-в расчетах используются результаты инструментальных замеров концентраций оксидов, содержащихся в дымовых газах (табл. 8.5);
-оценка производится с учетом природоохранных мероприятий
(использования УПГВ) и без них;
- процент поглощения оксидов, содержащихся в дымовых газах,
принимаем 80%, хотя фактически для установок типа УПГВ /10-12/ он может колебаться в зависимости от конкретных условий от 78% до 83% и более;
-из-за отсутствия точных данных о распределении тепловых нагрузок котельных последние принимаем условно – 100% на горячее водоснабжение);
-учитываем поправки на курортные зоны, так как котельные расположены в Южном Федеральном округе в районах курортных зон или близких к ним.
Годовые выбросы вредных веществ от котлов определяем по формуле: M = C·V·T·3,6·10-6 т·год-1, (15)
где С - концентрация выбросов по данным замеров, мг·м-3; V - объем дымовых газов по данным замеров, м3·с-1; Т - продолжительность работы УПГВ (принята равной 8400 час/год при работе на горячее водоснабжение).
Полученные по формуле (15) значения сводим в таблицу 8.6.
64
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 8.5 |
||||
|
Качественные и количественные показатели продуктов сгорания |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
котельных |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Режим |
Теплопроизводи- |
Выбросы, мг·м-3 |
|
Объем |
|||||||||||
|
Марка котла |
|
|
тельность, Гкал·ч-1 |
|
|
|
|
|
|
газов, м3·с- |
||||||
|
|
|
SO2 |
|
NOх |
СO2 |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
"Peder Halvorsen" |
№1 |
0,214 |
|
|
1394 |
|
198 |
125 |
|
0,069 |
|
|||||
|
(0,430Гкал/ч) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
№2 |
0,422 |
|
|
1469 |
|
302 |
127 |
|
0,130 |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
"KPAUnicon- |
№1 |
0,413 |
|
|
1377 |
|
205 |
125 |
|
0,133 |
|
|||||
|
TVB" |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
№2 |
0,812 |
|
|
1387 |
|
199 |
133 |
|
0,243 |
|
||||||
|
(0,859Гкал/ч) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
"KPAUnicon- |
№1 |
0,862 |
|
|
1394 |
|
210 |
20 |
|
0,268 |
|
|||||
|
TVB" |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
№2 |
1,722 |
|
|
1444 |
|
259 |
135 |
|
0,517 |
|
||||||
|
(1,718Гкал/ч) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 8.6 |
||||
|
|
|
|
|
Масса выбросов оксидов |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
Выбросы, мг·с-1 |
|
Годовая |
|
|
|
масса |
|
|||||
|
Марка котла |
|
Режим |
(по данным замеров) |
выбросов, т·год-1 |
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
SO2 |
NOх |
|
СO2 |
SO2 |
|
NOх |
|
СO2 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
"Peder Halvorsen" |
№1 |
|
96,2 |
13,7 |
|
8,6 |
2,93 |
|
0,42 |
|
0,26 |
|
||||
|
(0,430 Гкал·ч-1) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
№2 |
|
191 |
39,3 |
|
16,5 |
5,75 |
|
1,18 |
|
0,49 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
"KPAUnicon-TVB" |
№1 |
|
183,1 |
27,3 |
|
16,6 |
5,53 |
|
0,82 |
|
0,50 |
|
||||
|
(0,859 Гкал·ч-1) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
№2 |
|
337 |
48,4 |
|
32,3 |
10,19 |
|
1,46 |
|
0,98 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
"KPAUnicon-TVB" |
№1 |
|
373,6 |
56,3 |
|
5,4 |
11,31 |
|
1,70 |
|
1,01 |
|
||||
|
(1,718 Гкал·ч-1) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
№2 |
|
746,5 |
133,9 |
|
69,8 |
22,56 |
|
4,05 |
|
2,10 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Оценка эколого-экономической эффективности опирается на предположение о размещении УПГВ на газоходах уходящих газов с учетом следующих положений: в качестве базовой установки принимаем модель
65
УПГВ-5 /12/; мощность, потребляемая УПГВ –3,5 кВт; расход воды (сброс в канализацию) –3 м3·сутки-1; капитальные затраты определялись по реальной стоимости УПГВ; УПГВ не требует постоянного обслуживающего персонала и расходных материалов.
Данные для определения экономической эффективности и срока окупаемости приведены в таблице 8.7. Размеры годовых платежей за выбросы в атмосферу, экономическую эффективность и срок окупаемости определяем с помощью программы, описанной выше.
В результате вычислений получаем следующие величины: годовые платежи за выбросы до установки УПГВ (табл. 8.8), годовые платежи за выбросы после установки УПГВ (табл. 8.9), снижение платы за выбросы для рассматриваемых объектов (табл. 8.10), экономическую эффективность и срок окупаемости (табл.8.11).
Таблица 8.7
Амортизационные, эксплуатационные и капитальные затраты (по отчетным данным котельных)
|
|
"Peder |
|
"KPAUnicon- |
"KPAUnicon- |
|||
Котел |
|
Halvorsen" |
TVB" |
|
TVB" |
|
||
|
|
(0,430Гкал·ч-1) |
(0,859Гкал·ч-1) |
(1,718Гкал·ч-1) |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Режим |
|
№1 |
№2 |
№1 |
№2 |
№1 |
№2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Сумма |
амортизацион- |
|
|
|
|
|
|
|
ных и |
эксплуатацион- |
125,33 |
125,33 |
125,33 |
125,33 |
125,33 |
125,33 |
|
ных |
расходов, тыс. |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|||
руб·год-1 |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
||
Капитальные затраты, |
400,0 |
400,0 |
400,0 |
400,0 |
400,0 |
400,0 |
||
тыс. руб |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
66
|
|
|
|
Таблица 8.8 |
|
Годовые платежи за выбросы до установки УПГВ |
|
||||
|
|
|
|
|
|
Марка котла |
Режим |
Плата за выбросы, тыс. руб·год-1 |
|
||
|
|
|
|
||
|
|
SO2 |
NOх |
СO2 |
Всего |
|
|
|
|
|
|
"Peder Halvorsen" |
№1 |
168,768 |
31,450 |
0,225 |
200,443 |
(0,430Гкал·ч-1) |
|
|
|
|
|
№2 |
331,200 |
88,358 |
0,423 |
419,981 |
|
|
|
|
|
|
|
"KPAUnicon-TVB" |
№1 |
318,528 |
61,402 |
0,432 |
380,362 |
(0,859 Гкал·ч-1) |
|
|
|
|
|
№2 |
586,944 |
109,325 |
0,847 |
697,116 |
|
|
|
|
|
|
|
"KPAUnicon-TVB" |
№1 |
651,456 |
127,296 |
0,872 |
779,624 |
(1,718 Гкал·ч-1) |
|
|
|
|
|
№2 |
1299,456 |
303,264 |
1,814 |
1604,534 |
|
|
|
|
|
|
|
Анализ полученных данных позволяет сделать следующие выводы:
-УПГВ рентабельны при их использовании для поглощения газовых выбросов, особенно содержащих оксиды серы;
-устанавливать УПГВ следует, прежде всего, на котельных, работающих на мазуте;
|
|
|
|
Таблица 8.9 |
||
Годовые платежи за выбросы после установки УПГВ |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
Марка котла |
Режим |
Плата за выбросы, тыс. руб·год-1 |
|
|
||
|
|
|
|
|
||
|
|
SO2 |
NOх |
СO2 |
Всего |
|
|
|
|
|
|
|
|
"Peder Halvorsen" |
№1 |
33,754 |
6,290 |
0,045 |
40,089 |
|
(0,430 Гкал·ч-1) |
|
|
|
|
|
|
№2 |
66,240 |
17,672 |
0,085 |
83,997 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
"KPAUnicon-TVB" |
№1 |
63,706 |
12,280 |
0,086 |
76,072 |
|
(0,859 Гкал·ч-1) |
|
|
|
|
|
|
№2 |
117,389 |
21,865 |
0,169 |
139,423 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
"KPAUnicon-TVB" |
№1 |
130,291 |
25,459 |
0,175 |
155,925 |
|
(1,718 Гкал·ч-1) |
|
|
|
|
|
|
№2 |
259,891 |
60,653 |
0,363 |
320,907 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
67
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 8.10 |
|||
|
|
Снижение платы за выбросы после установки УПГВ |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Марка котла |
|
Режим |
|
Плата за выбросы, тыс. руб·год-1 |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
SO2 |
NOх |
|
СO2 |
|
Всего |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
"Peder |
Halvorsen" |
|
№1 |
|
135,014 |
25,16 |
|
0,18 |
|
160,4 |
|
|
|
(0,430 Гкал·ч-1) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
№2 |
|
264,96 |
70,686 |
|
0,338 |
|
336 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
"KPAUnicon-TVB" |
|
№1 |
|
254,822 |
49,122 |
|
0,346 |
|
304,3 |
|
||
|
(0,859 Гкал·ч-1) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
№2 |
|
469,555 |
87,46 |
|
0,678 |
|
557,7 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
"KPAUnicon-TVB" |
|
№1 |
|
521,165 |
101,837 |
|
0,697 |
|
623,7 |
|
||
|
(1,718 Гкал·ч-1) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
№2 |
|
1039,565 |
242,611 |
|
1,451 |
|
1284 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 8.11 |
|||
|
|
Экономическая эффективность и срок окупаемости |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Марка котла |
Режим |
Экономическая |
Срок окупаемости, лет |
|||||||||
|
эффективность, Е |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
"Peder |
Halvorsen" |
№1 |
0,09 |
|
11,11 |
|
|
|
||||
|
(0,430 Гкал·ч-1) |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
№2 |
0,53 |
|
1,89 |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
"KPAUnicon-TVB" |
№1 |
0,45 |
|
2,24 |
|
|
|
|
||||
|
(0,859 Гкал·ч-1) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
№2 |
1,08 |
|
0,93 |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
"KPAUnicon-TVB" |
№1 |
1,25 |
|
0,8 |
|
|
|
|
|
|||
|
(1,718 Гкал·ч-1) |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
№2 |
2,9 |
|
0,34 |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
- |
дальнейшее |
ужесточение платы за |
загрязнение атмосферы, в том |
||||||||||
числе парниковыми газами, сделает УПГВ рентабельными при использовании любого вида топлива.
Следует также отметить, что определять экономическую эффективность УПГВ необходимо с учетом местной специфики и на основе данных (технических и экономических), характерных для конкретного объекта.
68
8.3. Пример расчета эколого-экономической эффективности УПГВ для
котла "KPAUnicon-TVB" для режима № 1)
Вносим исходные данные для расчета:
Среднее годовое значение разности температур в устье источника и в окружающей среде, 0С
150
Геометрическая высота источника выброса, м
40
Скорость ветра, м/с,
если значение скорости ветра неизвестно, оно принимается 3 м/с
3
Введите код экономического района, для которого производятся вычисления:
северный район – 1; cеверо-западный район – 2;
центральный район – 3;
волго-вятский район – 4;
центрально-черноземный район – 5;
поволжский район – 6;
северо-кавказский район – 7;
уральский район – 8;
западно-сибирский район – 9;
восточно-сибирский район – 10;
дальневосточный район – 11;
Калининградская область – 12.
7
Введите код территории, на которой находится источник загрязнения атмосферного воздуха:
для центральной части города с населением свыше 300 тыс. чел. – 1;
курорты, санатории, заповедники, заказники – 2;
69
пригородные зоны отдыха, садовые и дачные кооперативы и товарищества –3;
территория промышленных предприятий – 4;
леса /первая группа – 5:
леса /вторая группа – 6;
леса /третья группа – 7;
пашни /южные зоны (южнее 50 град. с. ш.) – 8;
пашни /ЦЧР, Южная Сибирь – 9;
пашни /прочие районы – 10;
сады, виноградники – 11;
пастбища, сенокосы – 12;
2
ПДК веществ, для которых производится расчет максимально разовая/среднесуточная, мг/м3):
ПДК NOx 0,085 / 0,04;
ПДК CO 5,0 / 3,0;
ПДК SO2 0,5 / 0,05;
ПДК сажи 0,15 / 0,05.
Превышают ли выбросы NOx ПДК или установленные лимиты?
Не превышают ПДК – 1; Превышают ПДК – 2, Превышают установленные лимиты - 3.
3
Превышают ли выбросы CO ПДК или установленные лимиты?
Не превышают ПДК – 1; Превышают ПДК – 2, Превышают установленные лимиты - 3.
3
Превышают ли выбросы SO2 ПДК или установленные лимиты?
Не превышают ПДК – 1; Превышают ПДК – 2, Превышают установленные лимиты - 3.
3
70