RYSZARD BARTNIK ANALIZA TERMODYNAMICZNA I EKONOMICZNA MODERNIZACJI ENERGETYKI CIEPLNEJ Z WYKORZYSTANIEM TECHNOLOGII GAZOWYCH

Transkrypt

1 POLITECHNIKA ŁÓDZKA ZESZYTY NAUKOWE Nr943 ROZPRAWY NAUKOWE, Z. 335 SUB Gottingen A 2640 RYSZARD BARTNIK ANALIZA TERMODYNAMICZNA I EKONOMICZNA MODERNIZACJI ENERGETYKI CIEPLNEJ Z WYKORZYSTANIEM TECHNOLOGII GAZOWYCH ŁÓDŹ 2004

2 SPIS TREŚCI Podstawowe oznaczenia Wprowadzenie CeH zakres pracy 23 Część I Modernizacja układów technologicznych elektrociepłowni i elektrowni węglowych przez nadbudowę turbiną gazową 3. Metodologia obliczeń energetycznej i ekonomicznej efektywności modernizacji istniejących węglowych elektrociepłowni i elektrowni przez nadbudowę turbiną gazową Wstęp Metodologia doboru optymalnej mocy turbiny gazowej do elektrociepłowni węglowej Dyskusja i analiza rezultatów obliczeń efektywności ekonomicznej modernizacji elektrociepłowni węglowej Wyniki analiz Ocena efektywności ekonomicznej modernizacji elektrociepłowni Wnioski Efektywność energetyczna i ekonomiczna przystosowania do pracy skojarzonej elektrowni węglowych z nadbudową układu turbiną gazową Analiza efektywności ekonomicznej przystosowania elektrowni węglowych do pracy skojarzonej Analiza efektywności ekonomicznej nadbudowy turbiną gazową i kotłem odzyskowym przystosowanej do pracy skojarzonej elektrowni węglowej Wyniki analiz Wnioski Efektywność energetyczna i ekonomiczna modernizacji elektrowni węglowych przez nadbudowę turbiną gazową w układzie szeregowym i równoległym Analiza efektywności energetycznej modernizacji elektrowni węglowych przez nadbudowę turbiną gazową w układzie HotWindbox Dyskusja i analiza rezultatów obliczeń Analiza efektywności energetycznej modernizacji elektrowni węglowych przez nadbudowę turbiną gazową w układzie równoległym Dyskusja i analiza rezultatów obliczeń Analiza efektywności ekonomicznej modernizacji elektrowni węglowych przez nadbudowę turbiną gazową Dyskusja i analiza rezultatów obliczeń 98

3 Ekonomicznie uzasadniona wysokość opłat za gospodarcze korzystanie ze środowiska naturalnego. Wpływ zmian cen nośników energii na wysokość opłat Dyskusja i analiza rezultatów obliczeń Wnioski 108 część n Zagadnienia związane z budową nowych elektrociepłowni i elektrowni gazowo-parowych 4. Metodologia doboru mocy cieplnej bloku gazowo-parowego do nowo budowanych elektrociepłowni komunalnych Wstęp Ocena wpływu dopalania na efektywność ekonomiczną elektrociepłowni gazowo-parowej Określenie maksymalnej wartości dopalania w kotle odzyskowym Dyskusja wyników Roczny uporządkowany wykres sumarycznego zapotrzebowania na ciepło grzejne Algorytm obliczeń optymalizacyjnych doboru wielkości urządzeń bloku gazowo-parowego w elektrociepłowni Analityczne rozwiązanie problemu optymalnego doboru znamionowej mocy cieplnej bloku gazowo-parowego Funkcja celu w procedurze optymalizacyjnej Równanie warunku koniecznego istnienia bezwarunkowego optimum wartości znamionowej mocy cieplnej bloku gazowo-parowego Wyniki obliczeń optymalizacyjnych. Graniczna cena energii elektrycznej. Jednostkowy koszt produkcji ciepła Układ gazowo-parowy ze szczytowymi kotłami wodnymi Układ gazowo-parowy z dopalaniem Analiza wpływu sprawności turbin na koszt produkcji ciepła w elektrociepłowni gazowo-parowej Analiza termodynamiczna wytwarzania energii elektrycznej i ciepła grzejnego w układach termodynamicznych przy wykorzystaniu entropowo uśrednionych temperatur Analiza termodynamiczna układu gazowo-parowego Analiza ekonomiczna wpływu sprawności turbiny gazowej i parowej na koszt produkcji ciepła grzejnego w elektrociepłowni gazowo-parowej Wpływ sprawności turbiny gazowej Wpływ sprawności turbiny parowej Wnioski Wpływ ograniczenia temperaturowego mocy cieplnej bloku gazowo-parowego na dobór jego optymalnej wielkości w elektrociepłowni komunalnej Układ gazowo-parowy ze szczytowymi kotłami wodnymi 182

4 Układ gazowo-parowy z dopalaniem Podsumowanie Wnioski Metodologia doboru kotła odzyskowego do elektrociepłowni i elektrowni gazowo-parowych Wstęp Parametry projektowe i eksploatacyjne kotła odzyskowego Analiza termodynamiczna i ekonomiczna doboru rozmieszczenia powierzchni ogrzewanych w kotle odzyskowym Analiza termodynamiczna Analiza ekonomiczna Wnioski Metodologia doboru liczby stopni ciśnienia w kotle odzyskowym Wyniki analiz Elektrociepłownia komunalna Elektrownia gazowo-parowa Wnioski Optymalizacja termicznych parametrów pracy jedno- i dwuciśnieniowej części parowej elektrociepłowni i elektrowni gazowo-parowej Wstęp Określenie parametrów pracy części parowej układu gazowo-parowego Wyniki analiz optymalizacyjnych Układjednociśnieniowy Układ dwuciśnieniowy Wnioski 255 Część HI Wartość rynku ciepła i energii elektrycznej 7. Metodologia wyceny wartości rynku ciepła i energii elektrycznej Wstęp Wartość rynku ciepła i energii elektrycznej zasilanego z elektrociepłowni gazowo-parowej. Dyskusja i analiza rezultatów obliczeń Wnioski Uwagi końcowe 271 Bibliografia 273 Dodatek A A. Podstawowe zasady analizy efektywności ekonomicznej inwestycji 281 A.l. Wskaźniki oceny efektywności ekonomicznej inwestycji 281 A Wartość zaktualizowana netto NPV- łączny przewidywany zysk obejmujący cały okres eksploatacji 282

5 A Wewnętrzna stopa zwrotu IRR oprocentowanie, jakie przynosi zainwestowany kapitał 288 A Prosty (statyczny) okres zwrotu nakładów inwestycyjnych SPB 289 A Zdyskontowany (dynamiczny) okres zwrotu nakładów inwestycyjnych DPB 290 A.1.5. Próg rentowności BEP 291 A.2. Amortyzacja 292 A.3. Sposoby finansowania inwestycji 294 A.4. Płynność finansowa 298 Streszczenie 299 Summary 300