1. Выбор мощности ТЭЦ.
1.1. Определение объёма выделяемого биогаза
Прогнозирование количества выделяющегося биогаза целесообразно
проводить с учетом состава и свойств ТБО, емкости полигона ТБО.
Морфологический
состав. ТБО
по
морфологическому
признаку
подразделяются на компоненты: бумагу, картон; пищевые отходы; дерево; металл
(черный и цветной); текстиль; кости; стекло; кожа; резнна; камни; полимерные
материалы, прочие (неклассифицируемые части); отсев (менее 15 мм). При
проектировании предприятий по переработке ТБО необходимы сведения о
морфологическом составе ТБО различных климатических зон табл. 1.
Таблица 1 –морфологический состав ТБО
Климатическая зона
Компонент
средняя
южная
северная
Бумага, картон
25...30%
20...28%
21...24%
Пищевые отходы
30...38%
35...45%
28...36%
Дерево
1.5...3%
1...2%
2...4%
Металл черный
2...3,5%
1,5...2%
3...4.5%
Текстиль
4...7%
4...7%
5...7%
Кости
0,5...2%
1...2%
2...4%
Стекло
5...8%
3...6%
6... 10%
Кожа, резина
2...4%
1...3%
3...7%
Камни
1...3%
1...2%
1...2%
Пластмасса
2...5%
1,5...2.5%
2...4%
Прочее
1...2%
1...2%
1...3%
Доставляемые мусоровозами на комплекс ТБО последовательно сортируются во
вращающемся грохоте, на движущемся столе с ручной сортировкой, и с помощью
магнитного сепаратора. Выделенные полезные фракции утилизируются, а
влажные отходы (пищевая органика), бумага, картон, попадают в систему
анаэробного сбраживания. Сбраживания осуществляется с использованием
естественной ассоциации микроорганизмов - анаэробов. С целью активизации
процесса биопереработки часть выделяющегося биогаза с помощью компрессора
прокачивается через теплообменник и при температуре 37C барботирует через
слой биосмеси внутри биореактора.
Лист
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Примерный состав биогаза: метан - 55...75 %, диоксид углерода - 25...45 %,
азот, сероводород, кислород, водород и пр. газы - 5...10 %. Теплотворная
способность биогаза - 18...25 МДж/м3. Пределы взрывоопасной смеси биогаза с
воздухом - 5...15 %.
При расчетах надлежит принимать такие величины:
- весовое количество биогаза, получаемого при анаэробном разложении, - 1 г
биогаза с 1 г разложенного беззольного вещества ТБО;
- объемная масса биогаза - 1 кг/м3,
- теплотворная способность биогаза - 5000 ккал/м3 (~21 МДж/м3).
По данным правительства калининградской области мусоросортировочный
завод
рассчитан
на
100
тыс.
тонн
ТБО
в
год.
При сортировке возможное использование отходов для анаэробного сбраживания
60% от общей массы ТБО исходя из таблица 1.
При выращивании микроорганизмов на бумажных отходах выход метана
составил от 190 до 260 мл на грамм целлюлозы, а из пищевых отходов получается
230–353 мл метана на грамм субстрата./9/.
Расчет ожидаемого количества биогаза, выделяющегося при анаэробном
разложении ТБО, рекомендуется выполнять по формуле:
Vр.б = V∙РТБО /10-6 м3
где Vр.б - расчетное количество биогаза, м3;
РТБО – общая масса ТБО, поступающая для анаэробного сбраживания г;
V- количество биогаза, получаемого при анаэробном разложении, 1 г биогаза с 1 г разложенного беззольного вещества ТБО
Vр.б = 60∙109 ∙300 / 10-6 = 18∙106 м3
Произведенная тепловая и электрическая энергия будет использоваться
местным потребителем в г. Неман, также электрическая энергия будет отдаваться
в систему.
1.2 Определение энергетического потенциала биогаза
Теоретический потенциал биогаза при объемном содержании метана
60% составляет 6 кВт∙ч/м3.
6*18∙106 = 108∙106 кВт*ч – энергетический потенциал биогаза
Расчётная мощность, которую может обеспечить сжигание газа, составляет
12.32 МВт.
Теоретически возможная выходная электрическая мощность с КПД 40%
составляет 12.32∙0.4=4.92 МВт. Исходя из этого, выберем два турбогенератора Т2,5-2У3 мощностью 2,5 МВт каждый /8/
Лист
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
1.3 Анализ электрической и тепловой нагрузки
Установленная мощность электростанции предусматривается проектом так,
чтобы с учетом разрывов мощности и иных ограничений покрывать
незначительные нагрузки энергосистемы. На данном этапе проектирования
невозможно построить график электрических нагрузок.
1.4 Выбор площадки строительства
Город Неман расположен на левом берегу судоходной реки Неман в северовосточной части Калининградской области.
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
ДП45.140204.65.05 ПЗ
Лист
Под площадкой электростанции понимается собственно промплощадка
ТЭС, на которой размещены все основные сооружения, а также земельные
участки, необходимые для размещения других объектов.
Входящих в комплекс сооружения ТЭС (водохранилище, склад топлива и
слабоактивных отходов, очистные сооружения, открытые распределительные
устройства), включая объекты жилищно-гражданского строительства, трассы
подъездных железных и автомобильных дорог и коридоры для линий
электропередачи.
Выбор площадки новой электростанции является начальным и одним из
наиболее ответственных этапов проектирования, так как принятое решение в
значительной мере определяет сроки и стоимость строительства, возможность
эффективной эксплуатации объекта.
Вопрос о размещении энергетического объекта решается последовательно,
начиная с разработки перспективного плана развития отрасли и кончая
утверждением проекта электростанции.
Руководствуясь
утверждённой
схемой
развития
энергосистемы,
разрабатываются обосновывающие материалы строительства ТЭС, в которых
определяются конкурентные пункты размещения и на основе их техникоэкономического сравнения и согласований с заинтересованными организациями и
ведомствами устанавливается район
строительства. В обосновывающих
материалах строительства определяется единичная мощность агрегатов, их
количества и род топлива.
Проектируемая ТЭЦ размещается вблизи центра тепловых нагрузок, на
землях малопригодных для сельскохозяйственных работ. При этом учитывается
дальнейший рост электрической нагрузки, роза ветров и требования норм
санитарной безопасности.Кроме того, учитываются такие факторы как, рельеф
местности, качество грунта и уровень грунтовых вод, наличие железнодорожных
магистралей, автомобильных дорог, местных строительных материалов и так
далее.
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
ДП45.140204.65.05 ПЗ
Лист