ІНСТИТУТ МІСЦЕВОГО РОЗВИТКУmyrgorod.pl.ua/files/images/madem/4.pdf ·...

ІНСТИТУТ МІСЦЕВОГО РОЗВИТКУ

Звіт по технічних та екологічних аспектах пілотного проекту з використання біомаси

(соломи) для пілотної біокотельні з обґрунтуванням вибору місця її розташування Report on technical and environmental aspects of pilot bio-fuel project with analysis of potential locations and their use for the

bio-fuel project - Sub-task 3.1

Підготовлено в рамках виконання Угоди про спільні дії AID-121-A-13-00002 від 23 травня 2013 р. між Агентством США з міжнародного розвитку (USAID) та Всеукраїнською благодійною організацією «Інститут місцевого розвитку» для виконання Проекту

«Місцеві альтернативні джерела енергії: м. Миргород»

Завдання 3

Інститут місцевого розвитку 04070 м. Київ, вул. Ігорівська, 14 A

Teл: +38 044 428 7610/11, факс: +38 044 428 7612 [email protected], www.mdi.org.ua

Грудень 2013 р. Київ, Україна

Погляди авторів, викладені у цьому документі, не обов’язково відображають думку Агентства США з міжнародного розвитку або уряду Сполучених Штатів Америки

МІСЦЕВІ АЛЬТЕРНАТИВНІ ДЖЕРЕЛА ЕНЕРГІЇ: М. МИРГОРОД (МАДЕМ)

2

ЗМІСТ

EXECUTIVE SUMMARY ........................................................................................................ 4

1. ВСТУП .................................................................................................................................. 7

2. ОСНОВНІ НОРМАТИВНІ ВИМОГИ, ЯКИХ НЕОБХІДНО ДОТРИМУВАТИСЬ ПРИ ВИБОРІ МІСЦЯ РОЗТАШУВАННЯ ПІЛОТНОЇ БІОКОТЕЛЬНІ ...................................... 8

2.1. Забезпечення відповідності вимогам містобудівних умов і обмежень .............. 8

2.2. Відповідність вимогам чинних нормативних документів ................................... 9

2.3. Відповідність вимогам до об’єктів щодо забезпечення стійкості і надійності . 9

2.4. Забезпечення безпеки життя і здоров’я людини та захисту навколишнього природного середовища ............................................................................................... 10

2.5. Протипожежні вимоги, яким повинна відповідати пілотна біокотельня ........ 13

2.6. Екологічні вимоги, яким повинна відповідати пілотна біокотельня ............... 15

2.7. Екологічні вимоги щодо утилізації золи, отриманої при спалюванні біопалива ........................................................................................................................................ 19

2.8. Вимоги до розміщення витратного складу біопалива та його конструктивного виконання ...................................................................................................................... 20

3. АНАЛІЗ ІСНУЮЧИХ КОТЕЛЬНИХ ЦЕНТРАЛІЗОВАНОЇ СИСТЕМИ ТЕПЛОПОСТАЧАННЯ М. МИРГОРОД............................................................................. 21

3.1. Аналіз встановлених потужностей котельних та під‘єднаних теплових навантажень .................................................................................................................. 22

3.2. Аналіз груп приєднаних до котелень споживачів .............................................. 25

3.3. Складання та аналіз енергетичних балансів котельних. Визначення оптимальної потужності біокотельні ......................................................................... 27

Котельня К1 (вул. Старосвітська, 17) ......................................................................... 29

Котельня К2 (вул. Багачанська, 104) .......................................................................... 32

Котельня К3 (вул. Шишацька, 80) .............................................................................. 33

Котельня К7 (вул. Прорізна, 4) .................................................................................... 35

Котельня К8 (вул. Гоголя, 34) ..................................................................................... 36

Котельня К9 (пров. Спартаківський, 8) ...................................................................... 38

Котельня К4 (вул. Гоголя, 100) ................................................................................... 39



Вибір теплової потужності для біокотла для котельні по пров. Спартаківський, 8 ........................................................................................................................................ 44

3.4. Аналіз наявності вільного місця на території існуючих котелень для розташування пілотної біокотельні ............................................................................ 48


3

Котельня К1 (вул. Старосвітська, 17) ......................................................................... 48

Котельня К2 (вул. Багачанська, 104) .......................................................................... 50

Котельня К3 (вул. Шишацька, 80) .............................................................................. 51

Котельня К7 (вул. Прорізна, 1) .................................................................................... 53

Котельня К8 (вул. Гоголя, 34) ..................................................................................... 54

Котельня К9 (пров. Спартаківський, 8) ...................................................................... 56




3.5. Висновок щодо можливості розміщення пілотної біокотельні на територіях існуючих котелень. Перелік потенційних котелень для розміщення пілотної біокотельні .................................................................................................................... 62

4. ПРОГРАМА ДІЙ З ПІДГОТОВКИ ВИБРАНИХ МІСЦЬ ДЛЯ МОЖЛИВОСТІ БУДІВНИЦТВА ТВЕРДОПАЛИВНИХ КОТЕЛЬНИХ З ВИТРАТНИМ СКЛАДОМ ПАЛИВА ................................................................................................................................. 64

4.1. Можливість влаштування санітарно-захисних зон для пілотної біокотельні на вибраних майданчиках ................................................................................................. 64

4.2. Можливість організації протипожежних розривів для будівель і споруд, розташованих на вибраних майданчиках................................................................... 65

4.3. Висновок по вибору майданчика для будівництва пілотної біокотельні ........ 65

4.4. Технічні рішення, які рекомендуються для котельні К9 за адресою: пров. Спартаківській, 8 для установки пілотної біокотельні ............................................. 66

ДОДАТОК 1. ЧИННІ НОРМАТИВНІ ДОКУМЕНТИ, ВИМОГИ ЯКИХ ПОВИННІ БУТИ ВРАХОВАНІ ПРИ ПРОЕКТУВАННІ БІОКОТЕЛЬНІ ........................................... 68

ДОДАТОК 2. МІНІСТЕРСТВО РЕГІОНАЛЬНОГО РОЗВИТКУ, БУДІВНИЦТВА ТА ЖИТЛОВО-КОМУНАЛЬНОГО ГОСПОДАРСТВА УКРАЇНИ: ПОЯСНЕННЯ ЩОДО МІНІМАЛЬНИХ САНІТАРНО-ЗАХИСНИХ РОЗРИВІВ ДЛЯ КОТЕЛЕНЬ .................. 69

ДОДАТОК 3. ФІЗИКО-ГЕОГРАФІЧНІ ОСОБЛИВОСТІ РАЙОНУ І МАЙДАНЧИКА РОЗМІЩЕННЯ ОБ’ЄКТУ ПРОЕКТУВАННЯ ................................................................... 70

ДОДАТОК 4. РОЗРАХУНОК ТРАНСПОРТНОЇ ІНФРАСТРУКТУРИ ДЛЯ ДОСТАВКИ ПАЛИВА ДО ПІЛОТНОЇ БІОКОТЕЛЬНІ ТА ОПТИМАЛЬНОЇ ПОТУЖНОСТІ КОТЛА .................................................................................................................................................. 71

ДОДАТОК 5. СХЕМА ГЕНЕРАЛЬНОГО ПЛАНУ РОЗМІЩЕННЯ ОБЛАДНАННЯ НА ТЕРИТОРІЇ ІСНУЮЧОЇ КОТЕЛЬНІ ПО ПРОВ. СПАРТАКІВСЬКИЙ, 8 ....................... 72

ДОДАТОК 6. ПРОПОЗИЦІЯ ПО ПЕРЕОБЛАДНАННЮ ІСНУЮЧОЇ КОТЕЛЬНІ ПО ПРОВ. СПАРТАКІВСЬКИЙ, 8 ............................................................................................. 73

ДОДАТОК 7. РОЗРАХУНОК РОЗСІЮВАННЯ ЗАБРУДНЮЮЧИХ РЕЧОВИН .......... 74

ДОДАТОК 8. КАРТА-СХЕМА З НАНЕСЕННЯМ ДЖЕРЕЛ ВИКИДІВ І САНІТАРНИХ РОЗРИВІВ ............................................................................................................................... 90


4

Executive Summary

This Report on technical and environmental aspects of pilot bio-fuel project with analysis of potential locations and their use for the bio-fuel project was prepared by MDI in the framework of Task 3 of the Work Plan of the USAID Project “Local Alternative Energy Solutions in Myrhorod” (LAESM).

Technical analysis was conducted in preparation for implementation of a pilot project on bio-fuel energy production in Myrhorod. All 18 existing gas boiler houses operated by Myrhorod District Heating Utility were screened and studied from the perspective of location of a pilot bio-boiler. This screening and analysis exercise was split into several phases. During Phase 1, 10 potential gas boiler houses, where connected heat load exceeds 0,5 Gkal/hour, were analyzed. All individual and roof boilers fell out of the analysis. During Phases 2 and 3, connected consumers were analyzed and energy balances were prepared for all potential boiler houses selected for the pilot bio-boiler project. As a result of this analysis, the boiler house located on 17, Spartakivska St. was excluded from the analysis because of the lowest annual heat energy production (1028 Gkal) and the lowest heat energy tariff (340 UAH/Gkal) out of all boiler houses pre-selected during Phase 1. During Phase 4, the pre-selected boiler houses were screened from the perspective of available free space for location of the pilot bio-boiler and the way adjacent territories are built-up.

The analysis showed three most suitable locations: 1) 80, Shishatska St., 2) 8, Spartakivsky Lane, and 3) 181, Gogol St. For each of the mentioned potential locations a layout of the territory was made with a place for location of a bio-fuel storage facility, and heat load was defined, monthly energy balances prepared, best possible heat load and necessary volume of bio-fuel for the bio-boiler determined, and average heat tariffs defined, and own territory and the extent to which the adjacent territory is built-up analyzed.

The results of the analysis allow stating that on existing gas boiler houses locations reconstruction of the boiler house shall be completed for installation of the pilot bio-boiler and sanitary and protection areas reduced, prior to the shift from the natural gas to the solid bio-fuel.

Several concerns/considerations are presented in this Report, which are:

Compliance with the requirement to the size of a sanitary and protection area around a gas boiler house within densely populated and built-up localities in Myrhorod (the requirements of item 5.1 of the National Sanitary Rules issued by Order #173 the Ministry of Health of Ukraine of June 19, 1996, according to which the distance from a boiler house to residential buildings, areas of kindergartens, schools, hospitals, recreation and sports buildings shall not be less than 50 m);

Bio-boilers belong to the highest, Vth, category of complexity of bio-boilers, as of high hazard facilities based on their impact on environment, according to the Law of Ukraine “About High Hazard Objects” #2245-II of January 18, 2001; requirements of the Decree of the Cabinet of Ministers of Ukraine “About types of activities and objects of high ecological hazard” #808 of August 28, 2013; State Building Norms А.2.2-3-2012 “Structure, preparation procedure, approval and adoption of design documentation for construction”; as well as the list of the Ministry of Regional Development, Construction, and Housing and Municipal Economy of Ukraine “About the category of complexity of an object” #7/16-12666 of September 2, 2013;


5

There are no free spaces in facilities of existing boiler houses and on the territory of their production areas where bio-boilers and complementary equipment, and storage facilities, and gas purification equipment (the latter is mandatory when biomass is used) can be located without violating the requirements to explosion- and fire safety breaks, which are established by relevant regulation documents.

As further steps, in the framework of the LAESM Project, a system of measures will be developed, at the level of pre-project development and design works, that shall make installation of bio-boiler and shift to biomass at selected boiler houses possible. These measures will also facilitate implementation of the pilot bio-fuel project by finding solutions to existing problems, and legal and regulatory limitations, which were uncovered in course of implementation of the LAESM Project.

Analysis of current laws and regulations shows that 8, Spartakivsky Lane is the best location for the pilot bio-boiler in Myrhorod because:

1. It is possible, without violating sanitary and fire safety requirements, to locate a storage facility with capacity of 28 tones that means a 7-days stock of bio-fuel, as well as location of fire safety reservoirs as established by regulations.

2. In the existing gas boiler house, after some equipment is dismantled and removed and the boiler house itself reconstructed, it is possible to place a 1 megawatt bio-boiler that will use straw packs as solid bio-fuel.

3. Location of this boiler house makes delivery of solid bio-fuel possible without tracks passing through the centre of Myrhorod that is a health resort (with mineral springs). This reduces pollution and harmful exhaust fumes from trucks.

4. If the bio-boiler is placed on 8, Spartakivsky Lane it will be necessary to undertake additional treatment of combustion products of smokes from the bio-boiler and reduction of noise from the bio-boiler and bio-boiler equipment that will make it possible to reduce a sanitary and protection area.

Reduction of the sanitary and protection area shall be approved by Marzeyev Institute of Hygiene and Medical Ecology of the National Academy of Science of Ukraine and shall have a draft of Environment Impact Assessment (EIA).

This Report contains four main sections and eight annexes.

Section 2 presents key requirements to location of a pilot bio-boiler, including town planning terms and conditions, compliance with current norms and regulations, requirements to sustainability and reliability, human health and safety and environment protection, fire safety requirements, ecological requirements to a bio-boiler, ecological requirements to utilization of ashes produced as a result of combustion of bio-fuel, requirements to location of a storage facility and its design.

Section 3 contains analysis of existing gas boiler houses of the district heating system of Myrhorod, including: analysis of facilities and connected heat loads, analysis of consumer groups, preparation and analysis of energy balances of gas boiler houses, establishment of the best heat capacity of the boiler house, and overview and analysis of nine pre-selected gas boiler houses in Myrhorod.

Section 4 overviews creation of sanitary and protection areas for the pilot bio-boiler on pre-selected locations, creation of fire safety breaks for buildings and facilities located on selected locations, and contains a conclusion on selection of a location for the pilot bio-boiler, engineering solutions for the pre-selected location.


6

Annexes:

1. Current norms and regulations applicatble and giverning bio-boilers.

2. Explanation from the Ministry of Regional Development about sanitary and protection areas around boiler houses.

3. Physical and geographic features about Myrhorod rayon and a location of a pilot bio-boiler.

4. Transport infrastructure for delivery of bio-fuel for a pilot bio-boiler and calculation of the best capacity of the bio-boiler.

5. Master layout: placement of the bio-boilet and complementary equipment on the pre-selected location of 8, Spartakivsky Lne.

6. Reconstruction of the existing gas boiler house on 8, Spartakivsky Lane.

7. Calculation of dispercion of harmful emissions.

8. Layout with sources of harmful emissions and sanitary breaks.


7

1. Вступ

Цей Звіт про вибір місця розташування пілотної біокотельні підготовлений в рамках виконання завдання 3 Робочого плану Проекту USAID «Місцеві альтернативні джерела енергії: м. Миргород» (МАДЕМ).

Враховуючи особливості об’ємно-планувальних рішень котелень, які працюють на твердому паливі, в тому числі біопаливі, і значну залежність їх роботи від запасу палива, котельні на твердому паливі не завжди можуть забезпечити нормативну надійність для споживачів тепла у відповідності до вимог п. 7.4. ДБН В.2.5-39:2008 «Теплові мережі». Враховуючи цю обставину, бажано, щоби біокотельні були розташовані поруч з існуючою котельною, яка працює на природному газі, для можливості об’єднання інженерних систем (теплових мереж, систем ХВО, мережевих та підживлюючих насосів, ін.) для забезпечення відповідної до нормативів надійності теплопостачання в разі відсутності твердого біопалива.

В зв’язку з цим, у даному Звіті про вибір місця розташування пілотної біокотельні розглядаються тільки майданчики для будівництва, які можливо розташувати у безпосередній близькості від існуючих джерел теплової енергії, працюючих на природному газі.

Для вибору майданчика для розміщення будівель і споруд біокотельні прийняті технологічні процеси, які є оптимальними по техніко-економічних показниках і в найменшій мірі шкодять довкіллю. Ці технологічні процеси такі:

1. Транспортування палива. В якості палива прийнята солома в тюках або блоках, яку отримують після збору злакових культур безпосередньо на сільськогосподарських полях. Такий вид палива не вимагає значних витрат з підготовки палива для спалювання і мінімізує експлуатаційні витрати на доставку палива до котельні.

2. Організація збору і доставки палива передбачає наявність пригосподарських соломосховищ, захищених від атмосферних впливів і розташованих безпосередньо біля сільськогосподарських ланів і до яких є під’їзди з твердим покриттям.

3. Доставка соломи в тюках або блоках здійснюється спеціалізованим автотранспортом із закритим кузовом (тракторний причіп). Доставка здійснюється рівномірно протягом року в витратний склад, розташований біля котельні. Об’єм витратного складу розрахований на 7 діб роботи твердопаливних котлів.

4. Експлуатація котельні на біопаливі здійснюється в ручному режимі з постійною присутністю персоналу і використанням засобів малої механізації працемістких процесів.

5. Розрахункова потужність пілотної біокотельні складає 1.0 МВт. Розрахунок потужності котельні наведений у Розділі 3.

6. Об’ємно-планувальні рішення по котельні з котлом на біопаливі приймаються у відповідності до СНиП ІІ-35-76* і НПАОП 0.00-1.26-96.

Схеми генеральних планів і транспорту по майданчиках, які розглядаються у цьому Звіті, розроблені на умовах використання соломи з під злакових культур (у


8

вигляді тюків або блоків) в якості твердого біопалива і доставкою їх закритими тракторними причепами до витратного складу котельні.

2. Основні нормативні вимоги, яких необхідно дотримуватись при виборі місця розташування пілотної біокотельні

Будівельним законодавством України при будівництві об’єктів передбачається необхідність виконання наступних блоків нормативних вимог:

1. Відповідність вимогам містобудівних умов і обмежень;

2. Відповідність вимогам чинних нормативних документів;

3. Відповідність вимогам до об’єктів щодо забезпечення стійкості та надійності;

4. Забезпечення безпеки життя і здоров’я людини та захисту навколишнього природного середовища;

5. Відповідність вимогам протипожежного захисту;

6. Раціональне використання енергії;

7. Забезпечення охорони праці та експлуатаційної надійності.

Шляхи досягнення вказаних нормативних вимог при виборі майданчика під проектування і будівництво пілотної біокотельні у м. Миргороді викладені у відповідних розділах цього Звіту.

Важливим показником для визначення послідовності дій по проектуванню, отриманню дозволу на будівництво і будівництву котелень на твердому біопаливі є визначення категорії складності об’єкта проектування.

У відповідності до п.1. Постанови КМУ від 28 серпня 2013р. №808 устаткування для виробництва гарячої води тепловою потужністю більше 200 кВт віднесено до видів діяльності, що становлять підвищену екологічну небезпеку. В зв’язку з цим на підставі положення п.А2 ДСТУ-Н Б В.1.2-16:2013 котельні, що проектуються, віднесені до V категорії складності і в подальшому дії з підготовки до проектування біокотелень, збору вихідних даних, проектуванню, розробці ОВНС, експертизі проекту, отриманню дозволів на будівництво, будівництво, пуску котелень з виходом на проектні показники повинні здійснюватись як для об’єктів цієї категорії складності.

2.1. Забезпечення відповідності вимогам містобудівних умов і обмежень

Закон України «Про регулювання містобудівної діяльності», прийнятий 17 лютого 2011р., в якості основного документа у складі вихідних даних на проектування визначив Містобудівні умови і обмеження. Порядок надання містобудівних умов і обмежень встановлений Наказом Мінрегіону від 7.07.2011р. № 109. Містобудівні умови і обмеження – документ, що містить комплекс планувальних та архітектурних вимог до проектування і будівництва. Містобудівні умови і обмеження є підставою для розробки завдання на проектування і дозволом на звернення до відповідних служб про надання технічних умов.

Містобудівні умови і обмеження видаються управлінням містобудування та архітектури на підставі наступних документів:

1. Документ на право власності на землю.


9

2. Ситуаційний план місця розташування котельні.

3. Викопіювання з топографо-геодезичного плану М1:2000.

4. Фотофіксація місця розташування котельні.

5. Містобудівний розрахунок з техніко-економічними показниками.

Підготовка матеріалів по пунктах 1-4 входить до обов’язків замовника. Підготовка містобудівного розрахунку з техніко-економічними показниками виконується проектною організацією. До складу містобудівного розрахунку входить схема генерального плану.

При розробці містобудівного розрахунку необхідно визначити такі техніко-економічні показники:

потужність об’єкта у натуральних показниках (вироблення теплової енергії);

те ж у вартісних показниках;

кількість утворених робочих місць;

кошторисна вартість будівництва;

витрати на охорону навколишнього природного середовища;

тривалість будівництва.

Таким чином, майданчик, обраний для розміщення пілотної біокотельні, до звернення в органи місцевої влади за дозволом на розробку проектної документації, повинен мати вказані вище документи.

2.2. Відповідність вимогам чинних нормативних документів

Перелік чинних в Україні нормативних документів, вимоги яких повинні бути враховані при проектуванні біокотельні, наведений у Додатку 1.

2.3. Відповідність вимогам до об’єктів щодо забезпечення стійкості і надійності

При виборі майданчиків для будівництва біокотелень і витратних складів палива необхідно виконати вимоги нормативних документів щодо забезпечення стійкості і надійності в частині фізичних характеристик (несучої здатності) шару ґрунту, на якому буде розташовуватись котельня та ін.

Вимоги стійкості і надійності об’єкту повинні бути забезпечені у відповідності до вимог ДБН В.1.1-2-14-2009 «Загальні принципи забезпечення надійності та конструктивної безпеки будівель, споруд, будівельних конструкцій та основ» на всіх етапах життєвого циклу об’єкту:

на стадії вишукування і проектування;

на стадії будівництва;

на стадії приймання об’єкта в експлуатацію;

на стадії експлуатації об’єкта;

на стадії ліквідації об’єкта.


10

2.4. Забезпечення безпеки життя і здоров’я людини та захисту навколишнього природного середовища

При виборі майданчика для будівництва важливо врахувати чинники, які забезпечують безпеку життя і здоров’я людей (як працівників, зайнятих на експлуатації котельні, так і людей, які проживають в зоні, наближеній до котельні). При виборі місць розташування котелень слід попередньо врахувати ступінь впливу від роботи котельні на клімат, на повітря, на геологічну і водну середу, на ґрунти, рослинний та тваринний світ. Крім того, необхідно оцінити вплив на соціальне і техногенне середовище. На підставі вивчення перелічених впливів виконується оцінка ризиків впливу будівництва котельні на здоров’я населення.

На підставі вивчення технологічних процесів доставки, складування і спалювання соломи, викладених у Розділі 2, при виборі місць для будування котельних мають бути попередньо визначені види негативних впливів на здоров’я населення та довкілля. Це:

Вплив на клімат.

Характеристика клімату в районі розміщення котелень, що проектуються, і які працюють на твердому біопаливі, наведені у Додатку 3. Технологічні процеси при спалюванні твердого біопалива і його обсяги дозволяють зробити висновок про відсутність впливу на клімат від запланованої діяльності.

Вплив на повітряне середовище.

Район розміщення об’єкту, згідно з даними ДСТУ-Н Б В.1.1-27:2010 «Будівельна кліматологія» відноситься до І кліматичного району. Метрологічні умови будівництва для м. Миргород наведені у Додатку 3.

Фонові концентрації забруднюючих речовин у приземному шарі атмосфери визначаються згідно з «Порядком визначення величин фонових концентрацій забруднюючих речовин в атмосферному повітрі»», затвердженим наказом Мінекології №286 від 30.07.2001р. Величини фонових концентрацій для м. Миргород приймаються згідно з п. 4.8 таблиці 4.1 вищезазначеного документу. Значення фонових концентрацій наведені у Таблиці 1:

Таблиця 1

Величини фонових концентрацій для м. Миргород

Код р-ни

Найменування забруднюючої речовини

Клас небезпеки

Фонові концентрації,

мг/м3

ГДК в повітрі населених місць

(ОБРВ)

Концентрація в долях по ГДК

301 Діоксид азоту 2 0,015 0,2 0.17

330 Сірковий ангідрид 3 0,800 5,0 0.16

337 Оксид вуглецю 3 0,06 0,15 0,4

2909 Пил неорганічний - 0,024 (0,06) 0,4

№31 Група сумації № 3 0,08 0,2 0,4


11

Визначення основних впливів на повітряне середовище.

Основним видом негативного впливу на атмосферне повітря для котельних, які працюють на твердому біопаливі, є викиди через димову трубу забруднюючих речовин, які утворюються після очистки продуктів згоряння перед викидом їх в атмосферу, до яких, в основному, відносяться:

оксид вуглецю;

діоксид азоту;

сірковий ангідрид;

пил неорганічний (зола).

Технічні рішення з очистки продуктів згоряння, перед викидом їх в атмосферу, залежать від складу продуктів згоряння, які, в свою чергу, залежать від складу палива і способу його спалювання. На стадії вибору майданчика для будівництва котельні виконується попередній розрахунок кількісного і якісного складу продуктів згоряння, складу і ефективності очисних споруд, і виконується розрахунок розсіювання шкідливих речовин в атмосферному повітрі для визначення висоти димової труби і розміру санітарно-захисної зони. Висота димової труби при виконанні попереднього розрахунку умовно прийнята, що дорівнює 28 м у відповідності до СНиП ІІ-35-76*. Карта-схема розташування викидів з нанесенням санітарно-захисної зони наведені у Додатку 8. Результати розрахунку шкідливих викидів в навколишнє середовище наведені в Розділі 2.6. і Додатку 7.

Таким чином, одним з визначальних факторів для оцінки місця під будівництво біокотельні є можливість організації санітарно-захисної зони.

Вплив на геологічне середовище.

При виборі майданчика під будівництво котелень необхідно визначити ступінь негативного впливу на існуюче геологічне середовище і вирішити об’єми і необхідність рекультивації порушених земель.

При виконанні робіт по виготовленню фундаментів і підземної прокладки інженерних комунікацій здійснюється незначний вплив на геологічне середовище. Після виконання робіт геологічне середовище відновлюється.

Вплив на водне середовище.

Робота котельні пов’язана із споживанням значної кількості води і скиданням забруднених вод у систему господарської каналізації. При виборі місця розміщення котелень необхідно визначитись із кількістю необхідної води для технологічного споживання котельні, можливостями її забезпечення і складом забруднених стоків, а також визначити спосіб очистки стоків у разі необхідності. Слід вирішити питання очистки технологічних стоків від регенерації фільтрів і нейтралізації конденсату, який утворюються в димоходах..

Вплив на ґрунти, рослинний та тваринний світ.

Усі майданчики, які розглядаються у даному Звіті для виявлення місця розташування пілотної біокотельні, розташовані на землях, відведених під будівництво об’єктів теплопостачання і не вимагають додаткового землевідводу.

Вплив на соціальне середовище.


12

Біокотельня в рамках пілотного проекту у м. Миргород матиме позитивний вплив на розвиток економічних аспектів життя міста.

До роботи на біокотельні буде залучено 7 штатних працівників, що підвищує здатність і можливість працевлаштування населення.

Робота теплопостачального підприємства стимулює розвиток транспортної інфраструктури, збільшує навантаження на комунальні підприємства міста.

Вплив на техногенне середовище.

Оцінка майданчиків, які розглядаються в якості місць для будівництва пілотної біокотельні, виконана з оцінкою впливів об’єкта, що проектується, на навколишнє техногенне середовище. Оцінка техногенної безпеки на підприємстві виконана відповідно до методики ідентифікації потенційно небезпечних об’єктів, затверджених МНС України 23.02.2006р. наказ №98.

Відповідно до п.6. вказаної методики при проектуванні був здійснений аналіз структури підприємства, характер його функціонування і особливості технологічного процесу.

Оцінка ризиків від будівництва котелень на здоров’я населення.

Оцінка ризиків від будівництва біокотельні на здоров’я населення виконана за методикою, викладеною у Зміні №1 до ДБН А.2.2-1-2003. При роботі над цим розділом виконана оцінка ризику на здоров’я населення і розроблені заходи з управління ризиком і інформування населення. Розрахунок ризиків від будівництва біокотельні на здоров’я населення буде наведений в розділі ОВНС, який входить до проектних матеріалів, які розробляються на стадії ТЕО.

Відповідність вимогам протипожежного захисту.

Протипожежні вимоги і заходи, які забезпечують пожежну безпеку біокотельні наведені у Розділі 2.5 цього Звіту.

Раціональне використання енергії.

При виборі майданчика для будівництва біокотельні і витратного складу біопалива необхідно виконати нормативні вимоги щодо економної витрати теплової і електричної енергії. До цих вимог, стосовно вибору майданчиків, слід віднести:

максимальне блокування приміщення витратного складу з іншими об’єктами;

оптимальний розмір світлових прорізів;

розташування твердопаливного котла у приміщенні існуючих котелень (якщо можливо).

Забезпечення охорони праці та експлуатаційної надійності.

При розробці матеріалів для влаштування біокотельні слід виконати нормативні вимоги з охорони праці, викладені в Законі України «Про охорону праці» і вимоги нормативних актів з охорони праці НПАОП, наведених у Додатку 1.

На стадії вибору майданчика для будівництва необхідно виконати наступні вимоги:

майданчики для розташування біокотелень і витратних складів біопалива повинні мати зручні проїзди для техніки і проходу людей, повинен бути


13

круговий об’їзд для пожежної техніки, повинен бути забезпечений технологічний під’їзд для розвантаження палива;

майданчики для біокотелень не повинні знаходитись в захисних зонах підземних інженерних комунікацій і повітряних ліній електропередачі.

2.5. Протипожежні вимоги, яким повинна відповідати пілотна біокотельня

Нормативні протипожежні вимоги, яким повинна відповідати будівля біокотельні з витратним складом палива (солома) і допоміжними спорудами викладені в діючих нормативних документах, перелік яких наведений у Додатку 1.

Категорія приміщення котелень, які працюють на твердому біопаливі, по вибухопожежній і пожежній небезпеці, визначена розрахунком на підставі вимог п. 6.1. НАПБ Б.03.002-2007 «Норми визначення категорій приміщень, будівель і зовнішніх установок по вибухопожежній і пожежній небезпеці». У відповідності до вказаного розрахунку, споруди, які входять в комплекс котельні, віднесені до наступних категорій:

приміщення котельні – «Г»;

приміщення витратного складу соломи – «В»;

насосна станція автоматичного пожежогасіння – «Д»;

пожежні резервуари – «Д».

При виборі майданчиків для будівництва котелень на твердому біопаливі, крім категорії виробництва, слід визначитись із ступенем вогнестійкості будівель для котельні і для витратного складу палива. Найбільш оптимальним варіантом будівель для вказаних об’єктів були б будівлі з металевим несучим каркасом і огороджувальними конструкціями з сендвіч панелей. Такі будівлі без протипожежної обробки несучих елементів відносяться до будівель ІІІа ступеня вогнестійкості. Такі будівлі з протипожежною обробкою можуть бути віднесені до ІІ ступені вогнестійкості. Вогнестійкість існуючих будівель котельних визначена на підставі п. 2.16 ДБН В.1.1-7-2002 «Пожежна безпека об’єктів будівництва». По більшості майданчиків, які розглядаються для вибору місця під пілотну біокотельню, існуючі будівлі котелень віднесені до ІІ ступеня вогнестійкості, а значить до них можливо блокувати будівлі витратних складів.

Протипожежні розриви для будівель на майданчику котелень з урахуванням вказаного ступеня вогнестійкості при будівництві в умовах міста наведені у ДБН-360-92** (зі змінами) і складають:


14

Таблиця 2

Протипожежні розриви для будівель на майданчику котелень з урахуванням ступеня вогнестійкості при будівництві в умовах міста

Ступінь вогнестійкості

будинку

Відстані між будівлями залежно від ступеня їх вогнестійкості, м

I, II* III IIIа, IIIб, IV, IVа, V I, II* 9 9 12 III 9 12 15 IIIа, IIIб, IV, IVа, V 12 15 18

*Відстані між будинками I і II ступенів вогнестійкості допускається передбачати менше 6 м за умови, якщо стіна вищого будинку, розміщеного навпроти іншого будинку, є протипожежною. Ця обставина дозволяє, в нашому випадку, блокувати склад твердого біопалива з будівлею котельні з улаштуванням між ними протипожежної стіни. Тип протипожежної стіни і технічні рішення по влаштуванню пройому для проходу транспортера подачі палива, визначається на підставі вимог ДБН В.1.1-7-2002. «Пожежна безпека об’єктів будівництва».

Котельні, які працюють на соломі, у відповідності до вимог діючих нормативних документів повинні бути обладнані такими системами захисту від пожеж:

1. Внутрішнє пожежогасіння за допомогою пожежних кран-комплектів.

Для котелень при їх об’ємах до 500 м3, які працюють на твердому паливі, внутрішнє водяне пожежогасіння за допомогою пожежних кран-комплектів не передбачається (п. 8.1. ДБН В.2.5-64:2012).

Для складів соломи з об’ємом будівлі більше 500 м3 передбачається водяне пожежогасіння за допомогою кран-комплектів з витратою води 2х2.5 л/с (п. 8.1. ДБН В.2.5-64:2012).

2. Внутрішня пожежна сигналізація.

Для котелень, які працюють на любих видах палива, і для складів паливоподачі твердого палива повинна бути передбачена пожежна сигналізація з виводом сигналу про пожежу на фасад будівлі і по системі радіозв’язку на пост централізованого пожежного нагляду міста (п. 1.14. додатку В2 ДБН В.2.5-56:2010 «Системи протипожежного захисту»).

3. Системи автоматичного пожежогасіння.

Витратній склад твердого палива (соломи) у відповідності до вказаного пункту крім пожежної сигналізації повинен бути обладнаний автоматичним пожежогасінням. Вид системи автоматичного пожежогасіння визначається на підставі характерних небезпечних факторів у відповідності до розділу 7 ДБН В.2.5-56:2010. Для автоматичного пожежогасіння складу соломи слід прийняти водяне спринклерне автоматичне пожежогасіння. Для роботи системи автоматичного водяного пожежогасіння повинна бути запроектована насосна станція і резервуари води. Потужність насосної станції і об’єм запасу води визначаються розрахунком при реальному проектуванні.

4. Система оповіщення про пожежу.

Витратний склад соломи повинен бути обладнаний системою оповіщення про пожежу у відповідності до Додатку 1, ДБН В2.5-56-2010 «Системи протипожежного захисту». Тип системи оповіщення СО1.


15

5. Засоби первинного пожежогасіння.

Всі приміщення котельні і складу соломи повинні бути обладнані засобами первинного пожежогасіння у відповідності до Типових норм належності вогнегасників (НАПБ Б.03.001-2004). Клас можливої пожежі установлюється при проектуванні.

6. Зовнішнє пожежогасіння.

У зв’язку з тим, що біокотельні планується розташувати поруч з існуючими котельними (сблокована) та з розміщенням на території котельні витратного складу соломи (категорія «В»), повинна бути змінена організація зовнішнього пожежогасіння з урахуванням вимого ДБН В.2.5-74:2013.

Крім того, у відповідності до Правил пожежної безпеки в Україні на території котельні повинен бути встановлений протипожежний пост та покажчики місць розташування пожежних гідрантів або пожежних водойм.

2.6. Екологічні вимоги, яким повинна відповідати пілотна біокотельня

Екологічні вимоги до котельних включають заходи, які повинні забезпечувати не перевищення вимог до шуму, вібрації, концентрацій шкідливих речовин у атмосферному повітрі, електромагнітного та електростатичного полів від обладнання та трубопроводів котелень у виробничій зоні і на прилеглій території. Екологічні вимоги регламентуються наступною нормативною документацією: ДБН В.1.2-10, ДСН 3.3.6.037, ДСанПіН 239, ДСНіП 3.3.6-096, СанПиН 42-120-4948, ДСН 3.3.6.039, СН 1304, СН 1757, СН 3077, ГОСТ 12.1.006, ГОСТ 12.1.045. Заходи щодо захисту від шкідливих впливів повинні обґрунтовуватись відповідними розрахунками.

Згідно з вимогами СНиП ІІ-35-76 «Котельные установки» п. 3.1 при проектуванні будівель і споруд котельних необхідно виконувати будівельні нормативи і правила по проектуванню виробничих будівель промислових підприємств. Крім того, в ДСП 173-96, п. 5.1 зазначено, що «До складу виробничої території входять: промислова, комунально-складська, науково-виробнича зони, споруди зовнішнього транспорту та міської вулично-дорожньої мережі».

Таким чином, комунально-складська територія котельних відноситься до виробничої (тобто промислової). Таким чином, для котельних діє п. 4.3. зазначеного ДСП, а саме: «У сельбищній зоні населеного пункту допускається розташування промислових підприємств, які не є джерелами викидів шкідливих речовин … вище нормативних рівнів, що не потребують обладнання під'їзних залізничних шляхів, інтенсивного руху автомобільного транспорту (понад 40 автомобілів за добу)». При цьому відстань до житлових будинків, ділянок дитячих дошкільних закладів, шкіл, закладів охорони здоров'я, відпочинку та фізкультурних споруд слід встановлювати за погодженням з органами державного санітарного нагляду, але не менше 50 м від межі території об'єкту.

Згідно зі статтею 114 Земельного кодексу України санітарно-захисні зони (СЗЗ) створюються навколо об'єктів, які є джерелами виділення шкідливих речовин, запахів, підвищених рівнів шуму, вібрації, ультразвукових і електромагнітних хвиль, електронних полів, іонізуючих випромінювань тощо, з метою відокремлення таких об'єктів від територій житлової забудови. У межах СЗЗ забороняється будівництво житлових об'єктів, об'єктів соціальної інфраструктури та інших об'єктів, пов'язаних з постійним перебуванням людей.


16

Проект організації СЗЗ розробляється в комплексі з проектом будівництва (реконструкції) підприємства з першочерговою реалізацією заходів, передбачених у СЗЗ. На даний момент ні одна із котельних, які розглядаються у звіті, не задовольняє вимоги нормативної документації щодо СЗЗ. Крім того, відповідно до пункту 5.7 Державних санітарних правил, СЗЗ для підприємств та об'єктів, що проектуються або реконструюються з впровадженням нової технології (до якої можна віднести і об’єкти з переробки і спалювання біомаси) і не обладнані способами очищення викидів, може бути збільшена, але не більше ніж у 3 рази. Але наряду із цим розміри СЗЗ можуть бути зменшені, коли в результаті розрахунків та лабораторних досліджень, проведених для району розташування підприємств або іншого виробничого об'єкта, буде встановлено, що на межі житлової забудови та прирівняних до неї об'єктів концентрації шкідливих речовин у атмосферному повітрі, рівні шуму, вібрації, ультразвуку, електромагнітних та іонізуючих випромінювань, статичної електрики не перевищуватимуть гігієнічні нормативи.

Відповідно до частини першої статті 31 Закону України «Про регулювання містобудівної діяльності» до проектної документації на будівництво, зокрема, об’єктів, що становлять підвищену екологічну небезпеку, додаються результати оцінки впливу на стан навколишнього природного середовища (матеріали оцінки та звіти про оцінку і громадське обговорення). Враховуючи, що затверджений постановою Кабінету Міністрів України від 27.07.1995 р. №554 «Перелік видів діяльності та об'єктів, що становлять підвищену екологічну небезпеку», включає «виробництво електроенергії і тепла на базі органічного палива», до проектної документації на будівництво котельні на біопаливі необхідно додавати зазначені результати оцінки.

З огляду на вищезазначене, на основі розробленого проекту ОВНС для котельні з використанням біомаси можна клопотати про можливість коригування розміру санітарно-захисної зони. Такі роботи виконуються Інститутом гігієни і медичної екології ім. Марзеєва АМН України. Такі роботи заплановано виконати на початку 2014 року з метою оптимізації СЗЗ для котельні по вул. Спартаківська, 8.

Проекти будівництва котелень, що працюють на органічному паливі, відносять до V категорії складності1. Міністерство регіонального розвитку, будівництва та житлово-комунального господарства України дійшло такого ж висновку, роз’яснюючи, що при визначенні категорії складності об'єктів будівництва відповідно до Додатку А (обов'язкового) ДСТУ-Н Б В.1.2-16:2013 до об'єктів, що становлять підвищену екологічну небезпеку, необхідно відносити устаткування для виробництва пару і гарячої води тепловою потужністю 200 кВт і більше з використанням органічного палива2.

Постановою Кабінету Міністрів України від 28 серпня 2013 року №808 «Про затвердження переліку видів діяльності та об’єктів, що становлять підвищену екологічну небезпеку» устаткування для виробництва електроенергії, пари і гарячої води тепловою потужністю 200 кВт і більше з використанням органічного палива віднесено до об’єктів, що становлять підвищену екологічну небезпеку.

1 Підставою для цього є положення ДБН А.2.2-3-2012, яке передбачає, що «об’єкт підвищеної небезпеки, ідентифікований згідно з законодавством, відносять до V категорії складності», а котельня на органічному паливі належить до об’єктів, що становлять підвищену екологічну небезпеку, і підпадає під визначення об’єкта підвищеної небезпеки згідно зі статтею 1 Закону України «Про об’єкти підвищеної небезпеки» від 18.01.2001 р. №2245-ІІ. Режим доступу: http://archiforum.org.ua/viewtopic.php?id=279. 2 Лист Мінрегіону «Про категорію складності об'єкта» від 02.09.2013 р. №7/16-13666.


17

Це висуває до проектів будівництва додаткові вимоги, а саме – проектування таких об’єктів проводиться у три стадії:

техніко-економічне обґрунтування,

проект,

робоча документація.

Обов’язковою складовою ТЕО є оцінка впливів планованої діяльності на стан навколишнього середовища (ОВНС) відповідно до вимог ДБН А.2.2-1-2003 «Склад і зміст матеріалів оцінки впливів на навколишнє середовище (ОВНС) при проектуванні і будівництві підприємств, будинків і споруд», про яку йшлося вище.

Основним підґрунтям для оптимізації СЗЗ для біокотелень може бути розрахунок розсіювання шкідливих інгредієнтів атмосфері.

Концентрація забруднюючих речовин на межі СЗЗ у приземному шарі атмосфері при цьому не повинна перевищувати 0,8 від ГДК (граничнодопустимої концентрації).

Основним проблемним питанням при проведенні таких розрахунків є концентрація забруднюючих речовин у складі продуктів згорання на виході із котла. Для традиційних викопних видів палива такі концентрації нормуються державними стандартами. Для біокотлів такі стандарти відсутні. Тому при виконанні розрахунків необхідно керуватись даними заводів-виробників котлів на біомасі або нормативами EN.

Згідно з даними комерційної пропозиції, наданої фірмою Lin-ka отримані дані, що характеризують викиди котлів на біомасі:

оксиди азоту NOx - концентрація після газоочисної установки 400 мг/нм3, за умови концентрації кисню у продуктах згоряння 13% (при коефіцієнті надлишку повітря α=2,6);

моно оксид карбону, СО - концентрація після газоочисної установки 250 мг/нм3, за умови концентрації кисню у продуктах згоряння 13% (при коефіцієнті надлишку повітря α=2,6);

тверді частинки - концентрація після газоочисної установки 20 мг/нм3, за умови концентрації кисню у продуктах згоряння 13% (при коефіцієнті надлишку повітря α=2,6).

Концентрації наведені за умови використання на котельні запатентованої технології очищення газів LIN-KA (Данія) на фільтрах Blueline і використанні палива, яке відповідає вимогам стандартів.

Необхідно зауважити, що при виконанні розрахунків розсіювання у вітчизняній практиці використовують концентрації шкідливих інгредієнтів, які повинні бути приведені до концентрації кисню у продуктах згоряння 0%. При цьому коефіцієнт надлишку повітря повинен становити б=1. Таким чином, перераховані концентрації шкідливих інгредієнтів на виході із фільтрів будуть становити:

NOx – 1040 мг/м3 (для природного газу - 250 мг/м3);

СО – 650 мг/м3 (для природного газу - 125 мг/м3);

тверді частинки - 26 мг/м3 (для природного газу - 0 мг/м3).


18

Порівняння токсичності продуктів згоряння біомаси і природного газу показує, що при спалюванні біомаси токсичність продуктів згоряння значно вища порівняно з природним газом, що повинно враховуватись при визначенні СЗЗ.

Отримані вище характеристики токсичності продуктів згоряння добре корелюють з даними EN, які наведені нижче згідно з даними Міжнародного державного екологічного університету, 2008, Мінськ (режим доступу: http://www.iseu.by/m/12_0_1_63563.pdf).

Згідно з наведеними даними були виконані розрахунки розсіювання викидів від котлів потужністю 1,5 МВт із димовою трубами висотою 28 м. Карта-схема з нанесеними джерелами викидів та СЗЗ наведені у Додатку 8.

Згідно з виконаними розрахунками у приземній концентрації атмосфери при висоті труби у 20 м має місце перевищення концентрації золи.

Таблиця 3

Викиди від котлів в залежності від біопалива, яке використовується

Потужність установки,

Мвт

О2 у ПС, % Тверді частки

СО NOx SOx C

Чеська Республіка. Сировина - деревина 5-50 11 150 250 650 2500 50 0,2-5 11 250 250 650 2500

Німеччина. Сировина - деревина 5-50 11 50 250 500 2000 50 1-5 11 150 250 500 2000 50

0,5-1 13 150 500 - - - 0,15-0,5 13 150 1000 - - -

0,05-0,15 13 150 2000 - - - 0,015-0,05 13 150 4000 - - - Німеччина. Сировина - солома

5-50 11 50 250 500 2000 50 0,1-5 11 150 250 500 2000 50

0,015-0,1 13 150 4000 - - - Австрія. Основна сировина – деревина. Мінімальний тепловий ККД – 80%

3-5 13 120 250 300 - 50 2-3 13 120 250 - - 50 1-2 13 150 - - - 50

0,5-1 13 150 - - - 100 0,5 13 150 - - - 150

Наведені у таблиці дані для соломи і інших видів біомаси необхідно приводити до коефіцієнту надлишку повітря б=1,0 шляхом множення приведених концентрацій на коефіцієнт 2.1, після чого буде отримано наступне:

NOx - 1050 мг/м3

СО – 650 мг/м3

тверді частинки - 300 мг/м3.


19

2.7. Екологічні вимоги щодо утилізації золи, отриманої при спалюванні біопалива

При спалюванні твердого біопалива утворюється зольний залишок, кількість якого залежить від вмісту золи у паливі, конструкції топки, способу спалювання біомаси і виду біомаси.

У таблиці 4 наведені характеристики деяких видів біомаси і їх зольність.

Таблиця 4

Основні характеристики біомаси, як палива

№ Вид біомаси Зольність,% мас

Нижча теплота згорання на сухий склад, МДж/кг

типова величина

діапазон зміни

типова величина

діапазон зміни

1 Деревина: - хвойні породи - листяні породи - кора хвойних порід - кора листяних порід

0,3 0,3 1,5 1,5

0,1-1,0 0,2-1,0

1,5 1,5

19,1 18,9 19,2 19,0

18,5-19,8 18,4-19,2 17,5-20,5 17,1-21,3

2 Відходи лісозаготівлі: - хвойні породи - листвяні породи

3,0 5,0

1-10 2-10

19,2 18,7

18,5 – 20,5 18,3 - 18,5

3 Свіжозібрані деревні матеріали із коротким періодом росту: - верба - тополь

2,0 2,0

1-10 2-10

19,9 19,8

19,2-20,4 19,5-20,1

4 Солома: - пшениці - жита - ячменю - вівса - рапсу

6,5 4,5 5,5 4,9

3-10 2-9

3-10 2-10

17,8 17,0 17,4 16,7 17,6

15,8-19,1 15,5-18,7 15,8-19,0 15,2-18,5 16,6-20,1

5 Трава 7,0 4-10 17,1 16-19 6 Міскантус 4,0 1-6 17,7 16-19 7 Лушпина 2,0 1-3 18,2 17-19 8 Торф 14,0 3-25 14,2 6 -16,0

Джерело: Сформавано авторами на підставі таких джерел: Семирненко С. Л. Исследование рационального использования соломенной биомассы с целью уменьшения техногенной нагрузки [Текст] / С. Л. Семирненко // Молодой ученый. — 2013. — №3. — С. 98-102. Електронний ресурс. Режим доступу: http://www.moluch.ru/archive/50/6417/

Як видно із таблиці, величина зольності біомаси змінюється у межах від 0,3% (для деревини) до 14% (для торфу). Зольність соломи пшениці, яку заплановано для використання у м. Миргороді, становить до 6,5% мас.

Таким чином, якщо потужність котла на біомасі становитиме близько 1,5 МВт, то, за умови спалювання соломи з теплотою згоряння близько 15,7 МДж/кг (вологість соломи близько 10%), годинні витрати соломи котлом будуть становити близько 430 кг/год. За умови повного переходу золи у зольний залишок, який буде залишатись у зольнику (винос золи з продуктами згоряння умовно відсутній), вихід золи із зольника становитиме 28 кг за годину.

За умови встановлення котла потужністю 1 МВт вихід золи становитиме близько 19 кг за годину або 456 кг за добу.


20

При спалюванні соломи у котлі можливий винос частини золи з продуктами згоряння в атмосферу. Якщо прийняти винос золи близько 40%, то зольний залишок становитиме 11 кг за год або 264 кг за добу.

При виконанні розрахунків прийняті такі величини:

питомий об’єм продуктів згоряння соломи при коефіцієнті надлишку повітря α = 1,4 становить 6,36 м3/кг соломи;

годинний об’єм продуктів згоряння за нормальних умов – 1832 м3 за годину (потужність котла 1 МВт);

секундні викиди золи із продуктами згорання (винос золи) – 2,08 г/c;

концентрація золи у продуктах згорання за н.у. - близько 3100 мг/м3;

теоретична потреба у повітрі для повного згорання соломи - 4,0 м3 повітря на 1 кг палива.

При проектуванні золовидалення на пілотній біокотельні необхідно керуватись СНиП II-35-76 «Котельні установки». Відповідно на пілотній біокотельні необхідно передбачити надійне і безперебійне золошлаковидалення та захист обслуговуючого персоналу і навколишнього середовища від запилення і забруднення. Проектувати системи золошлаковидалення на пілотній біокотельні необхідно на підставі фізико-хімічних властивостей золи і шлаку та їх кількості. Вимоги щодо поводження з промисловими відходами приймають з урахуванням ДСанПіН 2.2.7.029-99 «Гігієнічні вимоги щодо поводження з промисловими відходами та визначення їх класу небезпеки для здоров'я населення».

Зола, що отримується при спалюванні біопалива, може використовуватись в якості мінерального добрива, за умови, що вона відповідає екологічним вимогам і вноситься в ґрунт у дозволених об'ємах.

В пілотному проектні необхідно передбачити склад для збору золи для подальшого використання в якості мінерального добрива або для інших потреб будівельної промисловості.

2.8. Вимоги до розміщення витратного складу біопалива та його конструктивного виконання

Згідно з СНиП ІІ-35-76* «Котельные установки» проектування закритих складів палива і приймально-розвантажувальних пристроїв допускається для районів житлової забудови при обмежених умовах майданчика котельні. Дозволяється також прибудовувати витратний склад із паливом до котельні при дотриманні протипожежних вимог.

Як було сказано вище, витратний склад твердого біопалива (соломи в тюках і блоках) повинен мати наступні характеристики:

Склад повинен бути одноповерховий.

Категорія складу по вибухопожежній і пожежній небезпеці «В».

Ступінь вогнестійкості будівлі складу – ІІ при блокуванні з будівлею котельні.

Будівля складу повинна бути обладнана установкою автоматичного водяного пожежогасіння, об’єднаною з пожежною сигналізацією.


21

Нормативні протипожежні розриви, яким повинен відповідати витратний склад із біопаливом, зазначені в ДБН 360-92** «Містобудування. Планування і забудова міських і сільських поселень». В ньому регламентується відстань між спорудами залежно від їх категорії вогнестійкості, яку представлено у Таблиці 1 (див. Розділ 1.2).

Конструкції будівлі складу повинні витримувати наступні розрахункові навантаження:

вітрове навантаження – 430 Па;

снігове навантаження – 1300Па.

Фундаменти під споруди складу вирішуються при реальному проектуванні.

Для можливості блокування складу до котельні ступінь вогнестійкості складу повинна бути не нижче ІІ. Це означає що:

несучі стіни (або колони) повинні мати межу вогнестійкості не нижче 120 хвилин;

балки (ферми) покриття повинні мати межу вогнестійкості не нижче 30 хвилин.

Технологічний процес в складі твердого біопалива передбачає розвантаження тюків і блоків соломи з тракторних причепів і подачу його на витратний склад з укладкою в штабелі. Розвантаження і складування передбачається за допомогою вилкового автонавантажувача, вантажопідйомністю до 500 кг. Висота підйому – до 5 м.

Подача паливних тюків або блоків в топку котла передбачається за допомогою підвісного конвеєра або транспортера. Завантаження на конвеєр - за допомогою ручної талі.

Склад біопалива не опалювальний.

3. Аналіз існуючих котельних централізованої системи теплопостачання м. Миргород

Загальні дані централізованої системи теплопостачання м. Миргород:

Загальна кількість мешканців міста - 42 тис. чол., з них 14,94 тис. (36%) підключені до системи централізованого теплопостачання.

Кількість опалювальних котелень - 18 котелень, 8 з яких індивідуальні котельні з встановленою тепловою потужністю генеруючого обладнання менше 0,5 Гкал (0,58 МВт) та 10 районних котелень, які складають 97% встановленої потужності ОКВПТГ «Миргородтеплоенерго».

Загальна встановлена потужність теплогенеруючого обладнання ОКВПТГ «Миргородтеплоенерго» - 77,5 Гкал (90,1 МВт), з яких 2,1 Гкал (2,4 МВт) з встановленою тепловою потужністю генеруючого обладнання менше 0,5 Гкал (0,58 МВт).

Система теплопостачання - закрита.

В якості палива для теплогенеруючого обладнання підприємства використовується природний газ.

Кількість споживачів - 206 об'єктів.


22

У житлово-комунальному комплексі міста можна виділити наступні основні зони виробництва і споживання теплової енергії:

Таблиця 5

Зони виробництва і споживання теплової енергії

№ з/п

Назва теплової зони

Адреса котельні Позначення котельні

1 Південна вул. Багачанська, 104 К2 2 Шишацька вул. Шишацька, 80 К3 3 Спартаківська вул. Спартаківська, 17 К10

пров. Спартаківський, 8 К9 4 Центральна вул. Старосвітська, 17 К1

вул. Прорізна, 1 К7 вул. Гоголя, 34 К8 вул. Гоголя, 100 К4

5 Північна вул. Гоголя, 156 К5 вул. Гоголя, 181 К6

Централізована система теплопостачання (ЦСТ) ОКВПТГ «Миргородтеплоенерго» складається з 5-ти теплових зон, схематично зображених на Рисунку 1.

Рис. 1. Зони виробництва і споживання теплової енергії, м. Миргород

3.1. Аналіз встановлених потужностей котельних та під‘єднаних теплових навантажень

В рамках проекту МАДЕМ був проведений аналіз встановлених потужностей котелень, які знаходяться на балансі ОКВПТГ «Миргородтеплоенерго».

Центральна, (60%)

Спартаківська, (7%)

Південна, (12 %)

Шишацька, (8%)

Існуючі газові котельні

Північна, (13%)


23

На основі зібраних даних в ході аналізу складена порівняльна таблиця 6, в якій наведені встановлені теплові потужності всіх котелень підприємства та приєднане до них теплове навантаження.

Таблиця 6

Встановлене та підключене теплове навантаження на котельнях ОКВПТГ «Миргородтеплоенерго» станом на 1.01.2013р.

№ пп

Адреса котельні

Встановлене наванта-ження, Гкал/год

Підключене теплове навантаження, Гкал/год Надлишок

встановлених потужностей,

%

на опалення

та вентиляцію

на ГВП

загальне навантаження

1 Старосвітська, 17 23,1 8,38 2,55 10,94 53% 2 Багачанська, 104 4,80 3,50 1,22 4,71 2% 3 Шишацька, 80 5,80 2,51 0,69 3,20 45% 4 Гоголя, 100 7,20 2,75 0,72 3,47 52% 5 Гоголя, 156 4,40 2,01 0,79 2,80 36% 6 Гоголя, 181 5,00 1,92 0,48 2,40 52% 7 Прорізна, 4 19,5 5,87 2,08 7,95 59% 8 Гоголя, 34 2,24 1,06 0,32 1,38 38% 9 Спартаківський, 8 2,80 1,34 0,90 2,23 20% 10 Спартаківська, 17 1,12 0,31 0,36 0,67 40% 11 Кашинського, 26 0,36 - - 0,36 0% 12 Гоголя, 136 0,17 - - 0,14 14% 13 Гоголя, 120 0,17 - - 0,09 43% 14 Гоголя, 173 0,51 - - 0,24 53% 15 Грекова, 5 0,34 - - 0,23 31% 16 Сорочинська, 146 0,15 - - 0,13 9% 17 Я. Усика, 36 0,34 - - 0,22 34% 18 Багачанська, 51 0,33 - - 0,17 48% ВСЬГО : 78,3 29,7 10,1 41,4

Для найбільш успішної демонстрації перспектив використання відновлювальних джерел енергії у ЦСТ міста необхідно забезпечити стабільну роботу біокотельні протягом усього опалювального періоду. Такий підхід дозволить мінімізувати час простою біокотельні і, як наслідок, зменшити термін окупності проекту. Це можливо тільки за умови роботи біокотельні на потреби гарячого водопостачання та частково на потреби опалення.

Котельні за адресами: Кашинського, 26; Гоголя, 136; Гоголя, 120; Гоголя, 173; Грекова, 5; Сорочинська, 146; Я. Усика, 36; Багачанська,51 – мають встановлену теплову потужність менше ніж 0,5 Гкал/год і відносяться до індивідуальних дворових або дахових котелень. Тому ці котельні недоцільно аналізувати на предмет реалізації пілотної частини проекту.

Котельні за адресами: Старосвітська, 17; Багачанська, 104; Шишацька, 80; Гоголя, 100; Гоголя, 156; Гоголя, 181; Прорізна, 4; Гоголя, 34; Спартаківський, 8; Спартаківська, 17 – є потенційно котельнями, на яких можливо частково або повністю перевести теплове навантаження на пілотну біокотельню.


24

На потенційних котельнях, які по підключеному навантаженню підходять для реалізації пілотного проекту, було проаналізоване теплогенеруюче обладнання. В ході аналізу визначено кількість, марку, теплову потужність і ККД встановлених та працюючих котлів на кожній із потенційних котелень.

Таблиця 7

Загальні дані по теплогенеруючому обладнанню встановленому на районних котельнях ОКВПТГ «Миргородтеплоенерго»

№пп

Адреса котельні Теплогенеруюче обладнання,

модель

Встановлена потужність, Гкал/год

К-ть встановл. котлів, шт

К-ть прац. котлів, шт

ККД котлів,

%

1 Старосвітська, 17 ТВГ 8 М 8,3 1 90 ТВГ 8 М 8,3 1 1 90 КВГ 6,5 6,5 1 1 91

2 Багачанська, 104 ВК-34 0,86 2 2 92 Факел 0,56 4 4 91

3 Шишацька, 80 КБНГ-2,5 2,5 1 1 93 КБНГ-2,5 2,5 1 1 93 КБНГ-2,5 2,5 1 1 93

4 Гоголя, 100 ВК-32-2,5 2,2 2 2 92 НИИСТУ 0,56 5

5 Гоголя, 156 ВК-33-1,25 1,1 2 2 92 НИИСТУ 0,56 4 2 86

6 Гоголя, 181 ВК-33-1,25 1,1 2 2 92 НИИСТУ 0,56 5 2 86

7 Прорізна, 4 КВГ-6,5 6,5 3 3 91 8 Гоголя, 34 НИИСТУ 0,56 4 3 86 9 Спартаківський, 8 НИИСТУ 0,56 5 3 82 10 Спартаківська, 17 НИИСТУ 0,56 2 2 86

Теплогенеруючі установки на районних котельнях ОКВПТГ «Миргородтеплоенерго» являють собою водогрійні котли, які використовують в якості палива природній газ. Варто зазначити, що більшість котельних установок вже вичерпали свій нормативний ресурс роботи і є технічно застарілим обладнанням, хоча і працюють з достатньо високим ККД.

Коротка характеристика по всіх групах встановлених теплогенераторів на потенційних котельнях для реалізації пілотної частини проекту МАДЕМ наведена у Таблиці 8.


25

Таблиця 8

Загальні дані по групах теплогенеруючого обладнання, встановленого на районних котельнях ОКВПТГ «Миргородтеплоенерго»

№ пп

Група котельних установок

Встановлена потужність

одиниці, Гкал/год

Кількість працюючих котлів, шт

Загальна потужність, Гкал/год

Питома вага від загальної

встановленої потужності, %

1 НИИСТУ 0,56 12 6,72 11%

2 КВГ 6,5 6,5 4 26 42%

3 КБНГ-2,5 2,5 3 7,5 12%

4 ТВГ 8 М 8,3 1 8,3 14%

5 ВК-32 2,2 2 4,4 7%

6 ВК-33 1,1 4 4,4 7%

7 ВК-34 0,86 2 1,72 3%

8 Факел 0,56 4 2,24 4%

На даний момент на 10 районних котельнях ОКВПТГ «Миргородтеплоенерго» працюють 32 котельні агрегати. Найбільш високий ступінь зносу мають котли НИИСТУ, які займають 11% від загальної встановленої потужності всіх 10 районних котелень.

Близько 42% від загальної встановленої потужності припадає на котли КВГ 6,5, які працюють на котельнях К1 (Старосвітська, 17) і К7 (Прорізна, 4).

В результаті проведеного аналізу визначені встановлені і підключені теплові навантаження та наявне теплогенеруюче обладнання.

3.2. Аналіз груп приєднаних до котелень споживачів

В рамках проекту був проведений аналіз груп споживачів теплової енергії, що є приєднані до котелень ЦСТ міста Миргород.

До джерел теплопостачання ОКВПТГ «Миргородтеплоенерго» підключені 123 житлові будинки, 7 навчальних закладів, 6 дитячих садочків та 43 бюджетних і муніципальних будинків. Основними споживачами теплової енергії підприємства ОКВПТГ «Миргородтеплоенерго» є населення, яке проживає у житлових багатоквартирних будинках, і становить 84% від всіх груп споживачів. 12% споживачів - це бюджетні будинки і 4% – інші споживачі.


26

Багатоквартирні житлові будинки

84%

Бюджетні будинки

12%

Інші споживачі4%

Рис. 2. Структура споживачів ЦСТ міста Миргород

На опалювальний сезон 2012-2013 рр. згідно з даними ОКВПТГ «Миргородтеплоенерго» тарифи по групах споживачів на відпуск теплової енергії було встановлено на такому рівні:

Таблиця 9

Тариф на відпуск теплової енергії по групах споживачів, приєднаних до котелень ОКВПТГ «Миргородтеплоенерго» станом на квітень 2013 р.

Населення, грн/Гкал

Бюджет, грн/Гкал

Інші, грн/Гкал

Тариф на теплову енергію 340,24 973,34 973,34

Тариф на теплову енергію для населення практично у 2,8 рази менший за тариф для бюджетних будівель та всіх інших споживачів. В середньому, тариф на відпуск теплової енергії по котельнях «Миргородтеплоенерго», враховуючи співвідношення по групах споживачів, становить орієнтовно 441 грн/Гкал.

Для потенційних котелень, які по під’єднаних теплових навантаженнях підходять для реалізації пілотного проекту, був проведений аналіз груп споживачів теплової енергії. В ході аналізу визначені співвідношення споживачів та середній тариф на відпуск теплової енергії по кожній із потенційних котелень ОКВПТГ «Миргородтеплоенерго».

Таблиця 10

Розподіл споживачів та середній тариф на відпуск теплової енергії по потенційних котельнях ОКВПТГ «Миргородтеплоенерго» по факту за останні 2

роки

№ з/п

Адреса котельні Населення, % Бюджет, % Інші, % Середній тариф, грн/Гкал

1 Старосвітська, 17 81,5% 14,8% 3,7% 457,67 2 Багачанська, 104 99,2% 0,0% 0,8% 345,12 3 Шишацька, 80 99,3% 0,1% 0,6% 344,95 4 Прорізна, 1 92,0% 5,4% 2,6% 390,83 5 Гоголя, 34 83,8% 14,0% 2,2% 442,81


27

6 Спартаківська, 17 99,97% 0,0% 0,03% 340,46 7 Спартаківський, 8 89,8% 9,7% 0,4% 404,59 8 Гоголя, 100 68,5% 10,0% 21,4% 539,49 9 Гоголя, 156 78,0% 20,1% 1,9% 479,42

10 Гоголя, 181 58,9% 39,6% 1,6% 600,62

По кожній з районних котелень переважною групою споживачів теплової енергії є населення. По котельнях К4 (вул. Гоголя, 100) та К6 (вул. Гоголя, 181) відсоток бюджетних та інших споживачів тепла складає більше 30%, що, з точки зору тарифу на відпуск теплової енергії, робить ці котельні такими, що найбільше підходять для проекту. В середньому, для цих котелень тариф на тепло становить 539 грн/Гкал для К4 та 600 грн/Гкал для К6. Це найвищі тарифи на відпуск теплової енергії із усіх потенційних котелень, що їх було відібрано для реалізації пілотного проекту.

Дещо менші середні тарифи на відпуск теплової енергії мають котельні К5 (вул. Гоголя, 156), К1 (вул. Старосвітська, 17) та К8 (вул. Гоголя, 34), які становлять 479 грн/Гкал, 457 грн/Гкал, 442 грн/Гкал відповідно.

Для усіх інших котелень середній тариф на відпуск теплової енергії становить менше за 405 грн/Гкал. Варто зазначити, що найнижчій тариф на тепло має котельня К10 (вул. Спартаківська, 17) - 340 грн/Гкал. Це пов’язано з тим, що котельня обслуговує потреби у тепловій енергії переважно населення.

Очевидно, що найбільш вдалими, з точки зору окупності пілотного проекту, є котельні з найвищим тарифом на відпуск теплової енергії. Проте, необхідно розглянути і інші умови щодо можливості та доцільності реалізації пілотної біокотельні на території однієї із існуючих котелень ОКВПТГ «Миргородтеплоенерго».

3.3. Складання та аналіз енергетичних балансів котельних. Визначення оптимальної потужності біокотельні

Виробництво та розподіл теплової енергії представлено на прикладі статистичних даних по роботі підприємства «Миргородтеплоенерго» за останні 2 роки.

Середньорічний обсяг вироблення теплової енергії на ОКВПТГ «Миргородтеплоенерго» за останні 2 роки становив близько 79 433 Гкал/рік, при цьому споживання природного газу орієнтовно склало 10 951 тис. нм3/рік. Всю вироблену теплову енергію було використано: на власні потреби котелень 1 690 Гкал/рік (2%); на покриття тепловтрат розподільних мереж 8 623 Гкал/рік (11%); решта теплової енергії - 69 120 Гкал/рік (87%) - реалізована споживачам. Основним видом палива на котельних «Миргородтеплоенерго» є природний газ.


28

Власні потреби

2%

Тепловтрати розподільних

мереж 11%

Реалізовано споживачам

87%

Рис. 3. Аналіз розподілу теплової енергії, виробленої на ОКВПТГ «Миргородтеплоенерго»

Для потенційних районних котелень ОКВПТГ «Миргородтеплоенерго» складено дійсний загальний річний енергетичний баланс по виробництву та розподілу теплової енергії.

Таблиця 11

Дійсний енергетичний баланс середньорічного споживання ПГ та вироблення і розподіл ТЕ районними котельнями ОКВПТГ «Миргородтеплоенерго»

№ пп

Адреса котельні Спожито

ПГ, нм3/рік

Вироблено ТЕ,

Гкал/рік

Власні потреби, Гкал/рік

Втрати ТЕ,

Гкал/рік

Реалізація ТЕ,

Гкал/рік 1 Старосвітська, 17 3 033 354 22 057 473 2 396 19 189 2 Багачанська, 104 1 305 819 9 474 201 1 030 8 244 3 Шишацька, 80 818 775 5 940 125 646 51 69 4 Прорізна, 1 1 862 374 13 493 288 1 453 11 752 5 Гоголя, 34 422 794 3 065 66 330 2 670 6 Спартаківська, 17 141 443 1 028 24 112 893 7 Спартаківський, 8 740 376 5 374 114 590 4 671 8 Гоголя, 100 896 912 6 506 138 708 5 661 9 Гоголя, 156 783 293 5 684 121 617 4 946

10 Гоголя, 181 562 741 4 080 86 443 3 551 Всього 10 567 878 76 699 1 636 8 325 66 742

Розподіл навантаження за окремими групами споживання представлений у вигляді таблиці 12.


29

Таблиця 12

Розподіл реалізованої ТЕ по групам споживачів районних котельних ОКВПТГ «Миргородтеплоенерго»

№ пп


Розподіл реалізованої ТЕ між групами споживачів

Загалом Населення, Гкал/рік

Бюджетні будівлі, Гкал/рік

Інші споживачі, Гкал/рік

1 Старосвітська, 17 15 329 2 763 705 18 798 2 Багачанська, 104 8 180 0 64 8 244 3 Шишацька, 80 5 130 7 32 5 169 4 Прорізна, 1 10 817 633 302 11 752 5 Гоголя, 34 2 235 375 59 2 670 6 Спартаківська, 17 892 0 0,3 893 7 Спартаківський, 8 4 197 454 20 4 671 8 Гоголя, 100 3 884 565 1 211 5 661 9 Гоголя, 156 3 863 988 94 4 946 10 Гоголя, 181 2 093 1 402 56 3 551

Всього 56 621 7 187 2 542 66 351

Котельня К1 (вул. Старосвітська, 17)

Котельня К1 має підключене розрахункове теплове навантаження 10,9 Гкал/год, з яких на опалення та вентиляцію необхідно 8,38 Гкал/год, на гаряче водопостачання 2,55 Гкал/год. Аналіз дійсних середньомісячних теплових навантажень (таблиця 13) свідчить про суттєве переважання теплових навантажень опалення порівняно з навантаженнями ГВП. Середній рівень навантажень ГВП (з урахуванням втрат теплоти в тепломережах) в період з травня по вересень становить близько 0,6 Гкал/год. В період опалення середнє навантаження ГВП становить близько 0,76 Гкал/год.


30

Таблиця 13

Аналіз роботи біокотельні на потреби теплового навантаження котельні К1 (вул. Старосвітська, 17)

№ п/п

Місяць

Середній показник по факту роботи

котельні за останні 3 роки

Середнє вироблення

ТЕ

біокотельнею

при

оптимальній

потуж

ності

біокотла,

Гкал

/міс

.

Середнє спож

ивання ум

овного палива

біокотлом

, т.у

.п./м

іс.


ТЕ

газовою

котельнею

, Гкал

/міс

.


ивання ПГ

котлом

, м3 /м

іс.

Середнє теплове навантаження,

Гкал

/год

Споживання ПГ, м3/місяць

Вироблення ТЕ, Гкал/міс

яць

1 Січень 527152 3814 3720 625,2 94 12992 5,126 2 Лютий 565735 4101 3360 564,7 741 102221 6,103 3 Березень 424833 3080 3080 517,6 0 0 4,140 4 Квітень 173381 1263 1263 212,3 0 0 1,754 5 Травень 77566 567 0 0,0 567 77566 0,762 6 Червень 66989 494 0 0,0 494 66989 0,686 7 Липень 48628 364 0 0,0 364 48628 0,489 8 Серпень 24444 181 0 0,0 181 24444 0,243 9 Вересень 71887 531 0 0,0 531 71887 0,738 10 Жовтень 222392 1621 1621 272,4 0 0 2,179 11 Листопад 366768 2666 2666 448,1 0 0 3,703 12 Грудень 463580 3378 3378 567,7 0 0 4,540 Всього 3033355 22060 19088 3208 2972 404727 2,518

Для забезпечення кращих техніко-економічних показників впровадження проекту, зменшення терміну окупності вибір встановленої потужності біокотла повинен забезпечити заміщення якомога більшого обсягу природного газу біомасою на протязі року. При цьому треба враховувати, що діапазон регулювання потужності котлів на біомасі, як правило, знаходиться в межах від 30 до 10 % від номінальної теплової потужності. В діапазоні нижче 30% спостерігається ряд негативних моментів, таких як: надмірне зменшення температури вихідних газів, що, в окремих випадках, може викликати їх конденсацію, суттєве погіршення екологічних показників, помітне зниження ККД, неможливість підтримання стабільної температури теплоносія. Тому, як правило, забороняється експлуатація котлів з потужністю меншою, ніж встановлено у технічній документації виробника.

Таким чином, враховуючи зміни потреби споживачів у тепловій енергії протягом року, виникає необхідність вибору такої потужності котла, яка б забезпечувала максимальне заміщення природного газу біомасою, проте дозволяла б експлуатувати котел на біомасі при тепловій потужності в межах її регулювання.


31

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0100020003000400050006000700080009000

100001100012000130001400015000160001700018000190002000021000

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5

Вироблено теплово

ї енергії , % від

загальн

ого виробництва


ї енергії котлом

на біомасі, Гкал/рік

Встановлена потужність котла на біомасі, Гкал/год

Вироблено теплової енергії котлом на біомасі, Гкал/рік

Те ж, % від загальної кількості теплової енергії, виробленої котельнею

Розрахунки кількості теплової енергії, виробленої за рік, на основі середньомісячних навантажень споживачів, наведених у таблиці 13, було проведено для різних можливих значень встановленої потужності котла на біомасі в діапазоні 0,5-7 Гкал/год. Результати розрахунків показано рис. 3. При розрахунку було враховано наявність нижньої межі теплової потужності з точки зору можливості експлуатації котла (близько 30% встановленої потужності). Через те, що аналізувались середньомісячні значення, вплив пікових навантажень в січні, лютому та грудні не враховувався.

Рис. 3. Вибір діапазону потужності біокотла для забезпечення максимального заміщення природного газу біомасою на котельні по

вул. Старосвітська, 17

Наведені дані свідчать, що діапазон встановленої потужності, що забезпечує найбільшу частку виробництва теплової енергії котлом на біомасі, становить від 4 до 5 Гкал/год. Частка теплової енергії, виробленої котлом, у цьому діапазоні становитиме від 78 до 86% від загальної за рік. Слід зазначити, що котел на біомасі, маючи встановлену потужність у діапазоні 4-5 Гкал/год, не зможе забезпечувати теплові навантаження ГВП поза опалювальним сезоном (тобто з травня по вересень), через обмеження його мінімальної теплопродуктивності.

Сумарна кількість теплової енергії, що споживається на потреби ГВП в ці місяці, становить близько 10% від загальної кількості теплової енергії (опалення та ГВП), що споживається за рік. Ця кількість теплоти, як і пікові навантаження в сезон опалення, можуть бути забезпечені існуючими газовими котлами.

Вироблення тепла та споживання палива біокотельнею, наведене у таблиці 13, відповідає встановленій потужності біокотла 5 Гкал/год. В цьому випадку пілотна біокотельня теоретично може забезпечити скорочення використання природного газу на 87%.


32

Котельня К2 (вул. Багачанська, 104)

Котельня К2 має підключене розрахункове теплове навантаження 4,71 Гкал/год з яких на опалення та вентиляцію необхідно 3,5 Гкал/год, на гаряче водопостачання 1,22 Гкал/год. Аналіз дійсних середньомісячних теплових навантажень (Таблиця 14) свідчить про суттєве переважання теплових навантажень опалення порівняно з навантаженнями ГВП. Середній рівень навантажень ГВП (з урахуванням в трат теплоти в тепломережах) в період з травня по вересень становить близько 0,23 Гкал/год. В період опалення середнє навантаження ГВП становить близько 0,3 Гкал/год.

Таблиця 14

Аналіз роботи біокотельні на потреби теплового навантаження котельні К2 (вул. Багачанська, 104)

№ п/п

Місяць




ТЕ


при


потуж

ності

біокотла,

Гкал

/міс

.


ивання ум

овного

палива

біокотлом

, т.у

.п./м

іс.


ТЕ

газовою

котельнею

, Гкал

/міс

.


ивання ПГ

котлом

, м

3 /міс

.


Гкал

/год

Спожи-вання ПГ,

м3/місяць

Вироб-лення ТЕ,

Гкал/місяць

1 Січень 224913 1628 1488 250 140 19341 2,188 2 Лютий 247728 1796 1344 226 452 62346 2,673 3 Березень 185675 1346 1346 226 0 0 1,809 4 Квітень 65598 478 478 80 0 0 0,664 5 Травень 24007 175 0 0 175 24007 0,235 6 Червень 17249 128 0 0 128 17249 0,178 7 Липень 19167 143 0 0 143 19167 0,192 8 Серпень 26264 193 0 0 193 26264 0,259 9 Вересень 28739 212 0 0 212 28739 0,294 10 Жовтень 99455 722 722 121 0 0 0,970 11 Листопад 163540 1183 1183 199 0 0 1,643 12 Грудень 203485 1473 1473 248 0 0 1,980 Всього 1305820 9477 8034 1350 1443 197113 1,082

Розрахунки кількості теплової енергії, виробленої за рік, на основі середньомісячних навантажень споживачів, наведених в табл. 14, було проведено для можливих значень встановленої потужності котла на біомасі в діапазоні 0,2-5 Гкал/год. Результати розрахунків показано на рис. 4.


33

Рис. 4. Вибір діапазону потужності біокотла для забезпечення максимального заміщення природного газу біомасою на котельні по вул. Багачанська, 104

Наведені дані свідчать, що діапазон встановленої потужності, що забезпечує найбільшу частку виробництва теплової енергії котлом на біомасі, становить від 1,7 до 2,7 Гкал/год. Частка теплової енергії, виробленої котлом, в цьому діапазоні становитиме від 78 до 85% від загальної за рік. Слід зазначити, що котел на біомасі, маючи встановлену потужність в діапазоні 1,7-2,7 Гкал/год, не зможе забезпечувати теплові навантаження ГВП поза опалювальним сезоном (тобто з травня по вересень), через обмеження його мінімальної теплопродуктивності.

Сумарна кількість теплової енергії, що споживається на потреби ГВП у ці місяці, становить близько 9% від загальної кількості теплової енергії (опалення та ГВП), що споживається за рік. Вироблення тепла та споживання палива біокотельнею, наведене у таблиці 14, відповідає встановленій потужності біокотла 2 Гкал/год. У цьому випадку пілотна біокотельня теоретично може забезпечити скорочення використання природного газу на 85%.

Котельня К3 (вул. Шишацька, 80)

Котельня К3 (вул. Шишацька, 80) має підключене розрахункове теплове навантаження 3,2 Гкал/год, з яких на опалення та вентиляцію необхідно 2,51 Гкал/год, на гаряче водопостачання - 0,69 Гкал/год.

Аналіз дійсних середньомісячних теплових навантажень (таблиця 15) свідчить про суттєве превалювання теплових навантажень на опалення порівняно з навантаженнями на ГВП.


34

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5



загальн








Таблиця 15

Аналіз роботи біокотельні на потреби теплового навантаження котельні К3 (вул. Шишацька, 80)

№ п/п

Місяць




ТЕ


при


потуж

ності

біокотла,

Гкал

/міс

.


ивання

умовного палива

біокотлом

, т.у.п

./місяць


ТЕ

газовою

котельнею

, Гкал

/міс

.


ивання ПГ

котлом

, м3 /м

іс.

Середнє теплове

навантаження,

Гкал

/год


м3/міс.


Гкал/міс.

1 Січень 133009 963 892,8 150 70,2 9696 1,294 2 Лютий 151044 1095 806,4 136 289 39809 1,629 3 Березень 130540 946 892,8 150 53 7341 1,272 4 Квітень 47219 345 345 58 0 0 0,479 5 Травень 6205 46 0 0 46 6205 0,062 6 Червень 11589 86 0 0 86 11589 0,119 7 Липень 16482 123 0 0 123 16482 0,165 8 Серпень 14593 107 0 0 107 14593 0,144 9 Вересень 15803 117 0 0 117 15803 0,163 10 Жовтень 62698 455 455 76 0 0 0,612 11 Листопад 102844 744 744 125 0 0 1,033 12 Грудень 126751 917 892,8 150 24 3345,01 1,233 Всього 818777 5944 5029 845 915 124864 0,679

Розрахунки кількості теплової енергії, виробленої за рік, на основі середньомісячних навантажень споживачів, наведених у таблиці 15, було проведено для можливих значень встановленої потужності котла на біомасі в діапазоні 0,2-3 Гкал/год. Результати розрахунків показано на рис. 5.

Рис. 5. Вибір діапазону потужності біокотла для забезпечення максимального заміщення природного газу біомасою на котельні по вул. Шишацька, 80


35

Наведені дані свідчать, що діапазон встановленої потужності, що забезпечує найбільшу частку виробництва теплової енергії котлом на біомасі, становить від 1,2 до 1,4 Гкал/год. Частка теплової енергії, виробленої котлом, у цьому діапазоні становитиме від 84 до 89% від загальної за рік. Слід зазначити, що котел на біомасі, маючи встановлену потужність у діапазоні 1,2-1,4 Гкал/год, не зможе забезпечувати теплові навантаження ГВП поза опалювальним сезоном (тобто з травня по вересень), через обмеження його мінімальної теплопродуктивності.

Вироблення тепла та споживання палива біокотельнею, наведене у таблиці 15 відповідає встановленій потужності біокотла 1,2 Гкал/год. У цьому випадку пілотна біокотельня теоретично може забезпечити скорочення використання природного газу на 85%.

Котельня К7 (вул. Прорізна, 4)

Котельня К3 (вул. Прорізна, 4) має підключене розрахункове теплове навантаження 7,95 Гкал/год, з яких на опалення та вентиляцію необхідно 5,87 Гкал/год, на гаряче водопостачання - 2,08 Гкал/год. Аналіз фактичних середньомісячних теплових навантажень (таблиця 16) свідчить про відсутність навантажень ГВП в літній період на протязі останніх трьох років

Таблиця 16

Аналіз роботи біокотельні на потреби теплового навантаження котельні К7 (вул. Прорізна, 4)

№ п/п

Місяць




ТЕ


при


потуж

ності

біокотла,

Гкал

/міс

.


ивання ум

овного

палива

біокотлом

, т.у

.п./м

іс.


ТЕ

газовою

котельнею

, Гкал

/міс

.


ивання ПГ

котлом

, м

3 /міс

.


Гкал

/год


м3/міс.


Гкал/міс.

1 Січень 356298 2578 2232 375 346 47820 3,4652 Лютий 388886 2819 2016 339 803 110775 4,1953 Березень 313025 2270 2232 375 38 5240 3,0514 Квітень 98659 719 719 121 0 0 0,9995 Травень 0 0 0 0 0 0 0,0006 Червень 0 0 0 0 0 0 0,0007 Липень 0 0 0 0 0 0 0,0008 Серпень 0 0 0 0 0 0 0,0009 Вересень 0 0 0 0 0 0 0,00010 Жовтень 127257 924 924 155 0 0 1,24211 Листопад 260670 1885 1885 317 0 0 2,61812 Грудень 317581 2299 2232 375 67 9255 3,090 Всього 1862376 13494 12240 2057 1254 173090 1,540


36

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000

11000

12000

13000

14000

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5



загальн








Розрахунки кількості теплової енергії, виробленої за рік, на основі середньомісячних навантажень споживачів, наведених у таблиці 16, було проведено для можливих значень встановленої потужності котла на біомасі в діапазоні 0,5-5 Гкал/год. Результати розрахунків показані на рис. 6.

Рис. 6. Вибір діапазону потужності біокотла для забезпечення максимального заміщення природного газу біомасою на котельні по вул. Прорізна, 4

Наведені дані свідчать, що діапазон встановленої потужності, що забезпечує найбільшу частку виробництва теплової енергії котлом на біомасі, становить від 2,8 до 3,7 Гкал/год. Частка теплової енергії, виробленої котлом в цьому діапазоні, становитиме від 86 до 92% від загальної за рік.

Вироблення теплової енергії та споживання палива біокотельнею, наведене у таблиці 16, відповідає встановленій потужності біокотла 3 Гкал/год. У цьому випадку пілотна біокотельня теоретично може забезпечити скорочення використання природного газу на 90 %.

Котельня К8 (вул. Гоголя, 34)

Котельня К8 (вул. Гоголя, 34) має підключене розрахункове теплове навантаження 1,38 Гкал/год, з яких на опалення та вентиляцію необхідно 1,06 Гкал/год, на гаряче водопостачання - 0,32 Гкал/год. Аналіз дійсних середньомісячних теплових навантажень (таблиця 17) свідчить про суттєве переважання теплових навантажень опалення порівняно з навантаженнями ГВП. Середній рівень навантажень ГВП (з урахуванням в трат теплоти в тепломережах) в період з травня по вересень становить близько 0,04 Гкал/год. В опалювальний період середнє навантаження ГВП становить близько 0,5 Гкал/год.


37

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2 2,2



загальн








Таблиця 17

Аналіз роботи біокотельні на потреби теплового навантаження котельні К8 (вул. Гоголя, 34)

№ п/п

Місяць




ТЕ


при


потуж

ності

біокотла,

Гкал

/міс

.


ивання

умовного палива

біокотлом

, т.у.п

./міс

.


ТЕ

газовою

котельнею

, Гкал

/міс

.


ивання ПГ

котлом

, м3 /м

іс.

Середнє теплове

навантаження,

Гкал

/год


м3/міс.


Гкал/міс.

1 Січень 80394 582 582 98 0 0 0,782 2 Лютий 84408 612 537,6 90 74 10261 0,911 3 Березень 63666 462 462 78 0 0 0,621 4 Квітень 20521 149 0 0 149 20521 0,207 5 Травень 5320 39 0 0 39 5320 0,052 6 Червень 3994 30 0 0 30 3994 0,042 7 Липень 365 3 0 0 3 365 0,004 8 Серпень 4546 34 0 0 34 4546 0,046 9 Вересень 4973 37 0 0 37 4973 0,051 10 Жовтень 30178 219 219 37 0 0 0,294 11 Листопад 53981 390 390 66 0 0 0,542 12 Грудень 70449 510 510 86 0 0 0,685 Всього 422795 3067 2701 454 366 49980 0,350

Розрахунки кількості теплової енергії, виробленої за рік, на основі середньомісячних навантажень споживачів, наведених у таблиці 17, було проведено для можливих значень встановленої потужності котла на біомасі в діапазоні 0,2-2 Гкал/год.

Рис. 7. Вибір діапазону потужності біокотла для забезпечення максимального заміщення природного газу біомасою на котельні по вул. Гоголя, 34


38

Наведені дані свідчать, що діапазон встановленої потужності, що забезпечує найбільшу частку виробництва теплової енергії котлом на біомасі, становить від 0,6 до 0,85 Гкал/год.

Вироблення тепла та споживання палива біокотельнею, наведене у таблиці 17, відповідає встановленій потужності біокотла 0,8 Гкал/год. У цьому випадку пілотна біокотельня теоретично може забезпечити скорочення використання природного газу на 88%.

Котельня К9 (пров. Спартаківський, 8)

Котельня К9 (пров. Спартаківський, 8) має підключене розрахункове теплове навантаження 2,23 Гкал/год, з яких на опалення та вентиляцію необхідно 1,34 Гкал/год, на гаряче водопостачання - 0,9 Гкал/год.

Аналіз дійсних середньомісячних теплових навантажень (таблиця 18) свідчить про суттєве переважання теплових навантажень опалення порівняно з навантаженнями ГВП. Середній рівень навантажень ГВП (з урахуванням в трат теплоти в тепломережах) в період з травня по вересень становить близько 0,16 Гкал/год. В опалювальний період середнє навантаження ГВП становить близько 0,2 Гкал/год.

Таблиця 18

Аналіз роботи біокотельні на потреби теплового навантаження котельні К9 (пров. Спартаківський, 8)

№ п/п

Місяць




ТЕ


при


потуж

ності

біокотла,

Гкал

/міс

.


ивання ум

овного

палива

біокотлом

, т.у

.п./м

іс.


ТЕ

газовою

котельнею

, Гкал

/міс

.


ивання ПГ

котлом

, м

3 /міс

.


Гкал

/год


м3/міс.


Гкал/міс.

1 Січень 116088 840 669,6 113 170,4 23549 1,129 2 Лютий 124240 901 604,8 102 296 40843 1,341 3 Березень 102617 744 669,6 113 74 10262 1,000 4 Квітень 46376 338 338 57 0 0 0,469 5 Травень 21846 159 0 0 159 21846 0,214 6 Червень 1324 10 0 0 10 1324 0,014 7 Липень 16259 121 0 0 121 16259 0,163 8 Серпень 18685 137 0 0 137 18685 0,184 9 Вересень 21039 155 0 0 155 21039 0,215 10 Жовтень 60804 442 442 74 0 0 0,594 11 Листопад 98849 715 648 109 67 9263 0,993 12 Грудень 112251 813 669,6 113 143 19799 1,093 Всього 740378 5375 4042 679 1333 182869 0,614

Розрахунки кількості теплової енергії, виробленої за рік, проведені на основі середньомісячних навантажень споживачів, наведених у таблиці 18, було проведено


39

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2 2,2

Виро

блен

о тепл

ової ене

ргії , %

від

загаль

ного виро

бництва

Виро

блен

о тепл

ової ене

ргії ко

тлом

на

біомасі, Гкал/рік




для можливих значень встановленої потужності котла на біомасі в діапазоні 0,2-2 Гкал/год. Результати розрахунків показано рис. 8.

Рис. 8. Вибір діапазону потужності біокотла для забезпечення максимального заміщення природного газу біомасою на котельні по пров. Спартаківський, 8


Вироблення тепла та споживання палива біокотельнею, наведене у таблиці 18, відповідає встановленій потужності біокотла 0,9 Гкал/год. У цьому випадку пілотна біокотельня теоретично може забезпечити скорочення використання природного газу на 75%.


Котельня К4 (вул. Гоголя, 100) має підключене розрахункове теплове навантаження 3,47 Гкал/год, з яких на опалення та вентиляцію необхідно 2,75 Гкал/год, на гаряче водопостачання - 0,72 Гкал/год.



40

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

5500

6000

6500

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2 2,2 2,4 2,6 2,8 3 3,2

Виро

блен

о тепл

ової ене

ргії , %

від

загаль

ного виро

бництва

Виро

блен

о тепл

ової ене

ргії ко

тлом

на

біомасі, Гкал/рік




Таблиця 19


№ п/п

Місяць




ТЕ


при


потуж

ності

біокотла,

Гкал

/міс

.


ивання ум

овного

палива

біокотлом

, т.у

.п./м

іс.


ТЕ

газовою

котельнею

, Гкал

/міс

.


ивання ПГ

котлом

, м

3 /міс

.


Гкал

/год


м3/міс.


Гкал/міс.

1 Січень 159024 1151 1151 193 0 0 1,547 2 Лютий 170145 1234 1209,6 203 24 3364 1,836 3 Березень 126012 914 914 154 0 0 1,228 4 Квітень 45127 329 0 0 329 45127 0,457 5 Травень 7598 55 0 0 55 7598 0,074 6 Червень 10608 78 0 0 78 10608 0,108 7 Липень 18720 140 0 0 140 18720 0,188 8 Серпень 14803 109 0 0 109 14803 0,147 9 Вересень 15351 113 0 0 113 15351 0,157 10 Жовтень 67475 490 490 82 0 0 0,659 11 Листопад 119573 865 865 145 0 0 1,201 12 Грудень 142478 1031 1031 173 0 0 1,386 Всього 896914 6509 5661 951 848 115571 0,743




41


Вироблення тепла та споживання палива біокотельнею, наведене в таблиці 19, відповідає встановленій потужності біокотла 1,8 Гкал/год. В цьому випадку пілотна біокотельня теоретично може забезпечити скорочення використання природного газу на 87%.




Таблиця 20


№ п/п

Місяць




ТЕ


при


потуж

ності

біокотла,

Гкал

/міс

.


ивання ум

овного

палива

біокотлом

, т.у

.п./м

іс.


ТЕ

газовою

котельнею

, Гкал

/міс

.


ивання ПГ

котлом

, м

3 /міс

.


Гкал

/год


м3/міс.


Гкал/міс.

1 Січень 134981 977 892,8 150 84,2 11633 1,313 2 Лютий 146803 1064 806,4 136 258 35542 1,583 3 Березень 105399 764 764 128 0 0 1,027 4 Квітень 42219 308 308 52 0 0 0,428 5 Травень 17835 131 0 0 131 17835 0,176 6 Червень 15643 115 0 0 115 15643 0,160 7 Липень 4457 34 0 0 34 4457 0,046 8 Серпень 14376 106 0 0 106 14376 0,142 9 Вересень 18725 138 0 0 138 18725 0,192 10 Жовтень 57390 417 417 70 0 0 0,560 11 Листопад 100019 724 724 122 0 0 1,006 12 Грудень 125449 908 892,8 150 15 2100 1,220 Всього 783296 5686 4805 808 881 120311 0,649


42

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

5500

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2 2,2



загальн











Вироблення тепла та споживання палива біокотельнею, наведене у таблиці 20, відповідає встановленій потужності біокотла 1,2 Гкал/год. В цьому випадку пілотна біокотельня теоретично може забезпечити скорочення використання природного газу на 87%.





43

Таблиця 21


№ п/п

Місяць




ТЕ


при


потуж

ності

біокотла,

Гкал

/міс


ивання ум

овного

палива

біокотлом

, т.у

.п./м

іс.


ТЕ

газовою

котельнею

, Гкал

/місяць


ивання ПГ

котлом

, м

3 /міс

.


Гкал

/год


м3/міс.


Гкал/міс.

1 Січень 103432 749 744 125 5 690 1,007 2 Лютий 112411 815 672 113 143 19724 1,213 3 Березень 82975 602 602 101 0 0 0,809 4 Квітень 28330 207 0 0 207 28330 0,288 5 Травень 7065 52 0 0 52 7065 0,070 6 Червень 2375 17 0 0 17 2375 0,024 7 Липень 4177 32 0 0 32 4177 0,043 8 Серпень 6401 47 0 0 47 6401 0,063 9 Вересень 6252 47 0 0 47 6252 0,065 10 Жовтень 38600 280 280 47 0 0 0,376 11 Листопад 75801 548 548 92 0 0 0,761 12 Грудень 94925 687 687 115 0 0 0,923 Всього 562744 4083 3533 594 550 75014 0,466

Розрахунки кількості теплової енергії, виробленої за рік, на основі середньомісячних навантажень споживачів, наведених у Таблиці 21, було проведено для можливих значень встановленої потужності котла на біомасі в діапазоні 0,2-2 Гкал/год. Результати розрахунків показано на рис. 11. При розрахунку було враховано наявність нижньої межі теплової потужності з точки зору можливості експлуатації котла (близько 30% встановленої потужності). Через те, що аналізувались середньомісячні значення, вплив пікових навантажень в січні, лютому та грудні не враховувався.


44

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2 2,2



загальн









Наведені дані свідчать, що діапазон встановленої потужності, що забезпечує найбільшу частку виробництва теплової енергії котлом на біомасі, становить від 0,8 до 1,1 Гкал/год. будуть покривати пікові навантаження в опалювальний період.

Вироблення тепла та споживання палива біокотельнею, наведене у таблиці 21, відповідає встановленій потужності біокотла 1,0 Гкал/год. В цьому випадку пілотна біокотельня теоретично може забезпечити скорочення використання природного газу на 87%.

Вибір теплової потужності для біокотла для котельні по пров. Спартаківський, 8

Котельня К9 (пров. Спартаківський, 8) має підключене розрахункове теплове навантаження 2,23 Гкал/год, з яких на опалення та вентиляцію необхідно 1,34 Гкал/год, на гаряче водопостачання - 0,9 Гкал/год.

При використанні біопалива в системах централізованого теплопостачання необхідно враховувати деякі особливості використання біомаси, як палива:

залежність від атмосферних та інших умов довкілля;

залежність виходу біомаси від обсягів щорічних урожаїв;

періодичність природних циклів, внаслідок чого виникає незбалансованість вироблення теплоти.

З огляду на вищезазначені особливості, а також на вимоги СНиП 11-35-76* «Котельные установки. Нормы проектирования» щодо вибору кількості і одиничної продуктивності і потужності котлоагрегатів залежно від категорії споживачів (в котельних необхідно передбачати встановлення не менше двох котлів, за виключенням виробничих котельних другої категорії) виникає необхідність у проектуванні генеруючих теплових потужностей на біомасі спільно з


45

теплогенеруючими агрегатами на традиційних викопних видах палива (наприклад, на природному газі).

Нині формується епоха нових принципів використання природного газу в комбінації з поновлюваними джерелами енергії, у тому числі з біопаливом у складі котельних централізованих систем теплопостачання.

Найчастіше у зв'язку з більш високим рівнем технологічності та можливості автоматизації, газові котли використовуються в піковому режимі, а котли на біомасі - в основному, базовому.

Найбільш характерним тепловим навантаженням для районів житлової забудови міст є навантаження на гаряче водопостачання Qгв та опалення (з урахуванням вентиляції) Qов. Співвідношення між ними залежить від забудови, рівня оснащеності квартир приладами для приготування гарячої води, частки цивільних будинків в районі теплопостачання.

Одним із важливих питань, які визначають економічну ефективність котельних на біопаливі, є вибір потужності біокотлів у складі комбінованих котельних, які працюють на традиційному викопному паливі і біомасі.

При виборі потужності котлів на біопаливі у складі комбінованих «гібридних» котелень найчастіше виходять з випадкових, нічим не обґрунтованих співвідношень між потужністю котлів, які працюють на твердому паливі, та котлів на природному газі. Одним з таких принципів вибору потужності є призначення потужності біокотлів по величині теплового навантаження на гаряче водопостачання котельні Nб = Qгв. При цьому не враховуються економічні показники роботи комбінованих котелень та обґрунтованість такого вибору.

Для розроблення універсальної методики вибору оптимальної потужності біокотлів фахівцями Інституту місцевого розвитку Колієнком А.Г., Тормосовим Р.Ю., Бабак А.В. були виконані розрахунки по визначенню річної кількості теплоти, яка буде вироблятись котлами на біопаливі при різних співвідношеннях встановлених потужностей біокотлів та котлів на природному газі, а також при різних співвідношеннях теплового навантаження на гаряче водопостачання і загального теплового навантаження на котельню для метеоумов м. Миргорода.

Результати розрахунків з визначення річного вироблення теплоти біокотла з різною відносною тепловою потужністю наведені на рис. 12.


46

Рис. 12. Графіки залежності співвідношення річного вироблення теплоти біокотлами до загального річного вироблення теплоти комбінованою котельнею f=Qб рік/QУ рік залежно від відносної потужності біокотлів g б =Nб/NУ при різних співвідношеннях

навантажень на гаряче водопостачання і опалення r=Qгв/(Qгв+Qов):r=0,1; 0,25; 0,4; 0,5; 0,6.

Частку теплової потужності котельні NУ, яка буде покриватись котлом на біопаливі, позначимо через gб=Nб/NУ, тоді частка потужності котлів на природному газі дорівнюватиме gг=1-gб=Nг/NУ.

Величину gб будемо змінювати від 0 (тільки газова котельня) до 1 (котельня тільки з біокотлами). Частку навантаження на гаряче водопостачання будемо змінювати від r=Qгв/(Qгв+Qов)=0,1 (навантаження на гаряче водопостачання становить 10% від загального теплового навантаження) до 0,6 (60% від загального теплового навантаження).

Річне вироблення теплоти котельні визначимо з урахуванням повторюваності температур зовнішнього повітря відповідно до графіку Россандера.

Як видно з графіка, співвідношення потужностей котлів на різних видах палива gб=Nб/NУ не еквівалентне співвідношенню їхнього річного вироблення теплоти Qб

рік/QУ рік.


47

Так, наприклад, котли на біопаливі з відносною потужністю gб=0,5 від загальної теплової потужності котельні мають річне вироблення теплоти, яка закриває 90% загального об’єму річного вироблення теплоти котельні (при частці навантаження на гаряче водопостачання r=0,25 (25%) від загального теплового навантаження.

Однак при збільшенні відносного навантаження на гаряче водопостачання Qгв до 60% (r=0,6) котли тієї ж потужності на біомасі виробляють лише 56% річної потреби в теплоті.

Аналіз графіків на рис.12 дає можливість зробити наступні висновки щодо вибору потужності біокотла, що працюють в базовому режимі «гібридних» котелень:

1. Для вироблення на біокотлі достатньої для отримання економічного ефекту річної кількості теплоти, потужність біокотла повинна перевищувати навантаження споживачів на гаряче водопостачання на 35-50%. Із збільшенням частки теплового навантаження на гаряче водопостачання r=Qгв/(Qгв+Qов) величина перевищення необхідної потужності зменшується.

2. У разі забезпечення відносної теплової потужності біокотла до (0,6-0,7) NУ річне вироблення теплоти біокотлом за певних умов може досягати 90-99% від загального річного вироблення теплоти в котельні. Таким чином, біокотли забезпечують вироблення превалюючої частки від річної потреби теплоти і подальше збільшення теплової потужності, що приводить до неминучого подорожчання «гібридної котельні», вже не потрібно.

3. Вибір необхідної потужності біокотла великою мірою залежить від величини відносного теплового навантаження на гаряче водопостачання. Зменшення частки теплового навантаження Qгв до 0,1 дає можливість обмежити мінімально необхідну потужність біокотла на рівні gб=Nб/NУ=0,5.

Для умов котельні по вул. Спартаківська 8 з розрахунковим тепловим навантаження 2,23 Гкал/год, з яких на опалення та вентиляцію необхідно 1,34 Гкал/год, а на гаряче водопостачання 0,9 Гкал/год, величина r=0,9/2,34=0,38 (частка навантаження на гаряче водопостачання).

Для забезпечення вироблення біокотлом f=86-90% теплоти від загального річного вироблення теплоти котельнею по вул. Спартаківській 8 потужність біокотла повинна становити (0,54 - 0,6) від загальної потужності котельні. Таким чином, потужність біокотла повинна становити 1,2 – 1,4 Гкал за год або близько 1,5 – 1,6 МВт.

Загальне річне споживання газу котельнею по вул. Спартаківська становить 740 376 м3. Таким чином, річна економія газу у разі інсталяції котла потужністю 1,5-1,6 МВт становитиме близько 633 тис. м3. Відсоток річної економії газу – 5,3% від загальних витрат газу на підприємстві «Миргородтеплоенерго».

Величина економії газу за рахунок впровадження біокотла з потужністю 0,9 Гкал за год становитиме: 740376 х 0,57 = 422014 м3 за рік, що становить 3,5% від існуючих витрат природного газу на підприємстві «Миргородтеплоенерго».

Отриманий графік дає можливість визначити загальну функціональну залежність потрібної потужності біокотла від різних факторів.

Ціни на біопаливо і природний газ в умовах України на сьогодні такі, що використання альтернативних джерел теплоти для теплопостачання житлових будинків економічно недоцільно. Однак для цивільних будівель, для яких вартість природного газу не субсидується, вартість паливної складової в тарифах на теплову енергію з


48

біомаси менше у порівнянні з природним газом, і використання біопалива дає економічний ефект. Збільшення теплової потужності біокотла і, відповідно, вироблюваної ним теплоти збільшують такий ефект.

При виконанні економічних розрахунків необхідно також враховувати, що величина інвестицій у будівництво біокотлів та їх допоміжного обладнання значно перевищує інвестиції в будівництво котлів на природному газі. Це призводить до необхідності розумного обмеження встановленої теплової потужності біокотлів.

3.4. Аналіз наявності вільного місця на території існуючих котелень для розташування пілотної біокотельні

У м. Миргороді розташовано 8 закладів курортно-лікувального напряму, в яких є приміщення, які повинні бути забезпечені теплопостачанням першої категорії надійності. Забезпечити таку надійність теплопостачання без наявності альтернативного палива важко. Тому одним з пріоритетних напрямків розвитку енергетики міста є використання альтернативних відновлювальних джерел енергії, що сприятиме підвищенню енергонезалежності міста та скороченню використання традиційних видів палива.

Зважаючи на відсутність на території міста вільних земельних ділянок для будівництва біокотелень в рамках Проекту МАДЕМ був проведений аналіз наявності вільного місця на майданчиках, відведених ОКВПТГ «Миргородтеплоенерго», які були відібрані на основі попереднього аналізу.

Котельня К1 (вул. Старосвітська, 17)

Котельня К1 знаходиться в центральній частині міста за адресою вул. Старосвітська, 17. Була введена в експлуатацію 1980 року, має цегляну димову трубу висотою 20 м і діаметром 1,5 м. Котельня знаходиться у житловій зоні, де поблизу розташовані одноповерхові та два дев’ятиповерхових житлових будинків. Під’їзд організований по провулку Луговий через територію підприємства ОКВПТГ «Миргородтеплоенерго».

Фото 1. Котельня К1 (вул. Старосвітська, 17)

У котельні є своя територія, обгороджена бетонним парканом. Площадка для можливого розміщення біокотельні знаходиться з тильної сторони котельні, площа вільної ділянки становить близько 300 м2. Доступ до цієї вільної ділянки ускладнений, зважаючи на розміщенням енергетичного обладнання на території котельні. У приміщенні існуючої котельні відсутнє місце для розміщення додаткового теплогенеруючого обладнання.


49

План забудови прилеглих територій до котельні зображено на рисунку 13, на якому показані основні розміри наявної території котельні та відстані до прилеглих будинків та споруд.

Рис. 13. План територій котельні К1 (вул. Старосвітська, 17)

Поруч з територією котельні розташовані два дев’ятиповерхові житлові будинки, найближчий з яких розташований на відстані 10,6 м. від території котельні.

Фото 2. Прилегла житлова забудова до котельні К1 (Старосвітська, 17)

Варто зазначити, що одноповерхова забудова впритул розміщена до території котельні.

Висновок: на території котельні по вул. Старосвітська, 17 вільна ділянка для розміщення котельні на біопаливі відсутня (відсутня санітарно-захисна зона і протипожежні розриви).


50

Котельня К2 (вул. Багачанська, 104)

Котельня К2 знаходиться в південній частині міста по вул. Багачанська, 104. Була введена в експлуатацію 1981 року, має цегляну димову трубу висотою 20 м і діаметром 1,5 м та додаткову сталеву димову трубу. Котельня знаходиться в густонаселеній житловій зоні. Під’їзд організований по вулиці Багачанська. В районі розміщення котельні розташований стратегічний військовий аеродром та військова частина.

Фото 3. Котельня К2 (вул. Багачанська, 104)

Поруч з котельнею розташований житловий чотириповерховий будинок, дитячий майданчик та триповерховий гуртожиток. Найближчою будівлею до котельні є чотириповерховий житловий будинок, який знаходиться на відстані 20 м від приміщення котельні. Також, поруч з котельнею на відстані 10 м розташований торговий кіоск.

План забудови прилеглих територій до котельні зображено на рисунку 14.

Рис. 14. План забудови території поруч з котельнею К2 (вул. Багачанська, 104)

У котельні відсутня власна територія та можливість розміщення теплогенеруючого обладнання в приміщенні самої котельні.


51

Висновок: на території котельні по вул. Багачанська, 104 розміщення котельні, яка працює на біопаливі, неможливо (порушуються санітарно-захисна зона, протипожежні розриви, неможливо виконати вимогу п. 7.25 СНиП ІІ-35-76*).

Котельня К3 (вул. Шишацька, 80)

Котельня К3 знаходиться по вул. Шишацька, 80. Введена в експлуатацію 1980 року, має цегляну димову трубу висотою 20 м і діаметром 1,5 м. До котельні прибудована трансформаторна підстанція.

Знаходиться котельня у житловій зоні міста, під’їзд організований по вулиці Слави.

Фото 4. Котельня К3 (вул. Шишацька, 80)

Котельня розташована поруч з чотириповерховим та одноповерховим житловим будинком, які знаходиться на відстані 30 м і 15 м від території котельні відповідно. З боку вул. Слави територія котельні межує з промисловими складськими приміщеннями.

Рис. 15. План забудови території поруч з котельнею К3 (вул. Шишацька, 80)


52

З тильної сторони котельні впритул розміщені господарські приміщення та гаражі. До найближчого двоповерхового житлового будинку близько 30 м. Також, поруч з котельнею розташований магазин, який знаходиться від території котельні на відстані близько 15 м.

Фото 5. Прилегла житлова забудова до котельні К3 (Шишацька, 80)

В ході аналізу складений схематичний план територій котельні К3 з орієнтовними розмірами території та основних приміщень.

Рис. 16. Схема території котельні К3 (вул. Шишацька, 80)

У котельні наявна власна територія, огороджена бетонним парканом, загальною площею доступною для використання близько 650 м2. Варто зазначити, що на території котельні існує недіюче складське приміщення у вигляді капітальної одноповерхової цегляної споруди, яка прибудована до існуючої газової котельні. Загальна площа складського приміщення становить 175 м2. В приміщенні котельні відсутнє вільне місце для розміщення обладнання пілотної біокотельні.

Висновок: на котельні неможливе встановлення котельні з використанням біопалива. У районі розташування котельні відсутня можливість виділення санітарно-захисної зони..


53

Котельня К7 (вул. Прорізна, 1)

Котельня К7 знаходиться за адресою: вул. Прорізна, 1. Була введена в експлуатацію 1991 року, має цегляну димову трубу висотою 35 м і діаметром 2,5 м. На території котельні розміщена трансформаторна підстанція. Знаходиться котельня у житловій малоповерховій зоні міста, під’їзд організований по вулиці Вокзальна.

Фото 6. Котельня К7 (вул. Прорізна, 4)

У котельні є своя територія, яка обмежена бетонним парканом і межує з одноповерховими житловими забудовами сільського типу. На території котельні розміщена станція стільникового зв’язку та трансформаторна підстанція, тому вільне місце на території котельні обмежене.

Рис. 17. План забудови території поруч з котельнею К7 (вул. Прорізна, 1)


54

Територія існуючої котельні впритул межує із житловою одноповерховою забудовою.

Фото 7. Прилегла житлова забудова до котельні К7 (вул. Прорізна, 1)

На котельні відсутнє місце для розміщення енергетичного обладнання пілотної біокотельні, оскільки весь доступний простір для його розміщення займає теплогенеруюче та інше обладнання існуючої котельні. Поруч з котельнею знаходиться допоміжне енергетичне обладнання, до якого необхідно мати доступ. Виявлене місце для можливого розміщення пілотної біокотельні використати неможливо.

Висновок: розташування котельні з використанням твердого біопалива на території існуючої котельні по вул. Прорізна, 1 можливе тільки за умови знесення одноповерхових житлових будинків для організації санітарно-захисної зони і влаштування протипожежних розривів).


Котельня К8 знаходиться за адресою: вул. Гоголя, 34. Була введена в експлуатацію 1977 року, має металеву димову трубу висотою 15 м і діаметром 0,3 м. Знаходиться котельня у житловій багатоповерховій забудові, під’їзд організований з вулиці Гурамішвілі.

Фото 8. Котельня К8 (вул. Гоголя, 34)

Можливість розташування обладнання пілотної біокотельні в існуючій будівлі котельні відсутня.


55

Фото 9. Прилегла житлова забудова до котельні К8 (вул. Гоголя, 34)

Котельня розташована у багатоповерховій житловій забудові. Найближчій п’ятиповерховий житловий будинок знаходиться на відстані 20 м від котельні, найближчій чотириповерховий – 30 м. Під’їзд до котельні для технологічного транспорту ускладнений.

Рис. 18. План забудови території поруч з котельнею К8 (вул. Гоголя, 34)

Котельня має свою власну територію, обгороджену бетонним парканом, загальною площею близько 200 м2. На цій території влаштована димова труба та розміщений боров для видалення димових газів із котельні, тому можливість повноцінного використання наявної території для пілотної котельні відсутня.

Висновок: розташувати котельню, яка використовує тверде біопаливо на території існуючої котельні по вул. Гоголя, 34 неможливо (порушується санітарно-захисна зона).


56

Котельня К9 (пров. Спартаківський, 8)

Котельня К9 знаходиться за адресою: пров. Спартаківський, 8. Була введена в експлуатацію 1979 року, має металеву димову трубу висотою 32 м і діаметром 0,63 м. Котельня знаходиться в одноповерховій житловій забудові. Під’їзд організований по провулку Спартаківський.

Фото 10. Котельня К9 (пров. Спартаківський, 8)

Прилегла забудова до котельні представлена переважно житловими малоповерховими будинками, найближча будівля розташована на відстані 6 м до території котельні.

Рис. 19. План забудови прилеглої території до котельні К9 (пров. Спартаківський, 8)

Фото 11. Прилегла забудова до котельні К9 (пров. Спартаківський, 8)


57

Котельня має власну територію, огороджену бетонним парканом, загальна площа якої становить близько 1 000 м2. На території котельні значну частину вільної площі займає наземна прокладка теплових мереж, які можуть бути винесені.


.

Рис. 20. Схема території котельні К9 (пров. Спартаківський, 8)

В даний час по котельні розроблений робочий проект реконструкції, який передбачає заміну котлів НІІСТу-5 на сучасні котли КСВа-1. Після заміни котлів у котельні вивільняється зайве місце площею біля 40 м2, що достатньо для розміщення твердопаливного котла. Територія котельні достатня для розміщення витратного складу палива площею 160 м2, що при висоті складування до 5.0 м дозволяє зберігати 28 тон тюкованої соломи. Категорія будівлі котельні по вибухопожежній і пожежній небезпеці друга, що дозволяє блокувати котельню і витратний склад твердого біопалива.

Висновок: на території котельні по провулку Спартаковський, 8 може розташовуватись твердопаливна котельня за умови виконання реконструкції існуючої котельні із заміною існуючих котлів НІІСТУ на котли КСВа-1 і виконанням заходів щодо зменшення розмірів санітарно-захисної зони.

Для обґрунтованого зменшення розмірів санітарно-захисної зони необхідно виконання проекту ОВНС (проекту оцінки впливу на навколишнє середовище) і подача відповідного клопотання до Інституту гігієни і медичної екології імені О.М. Марзеєва Національної академії медичних наук України.


Котельня К4 знаходиться у центральній частині міста по вул. Гоголя, 100. Була введена в експлуатацію 1977 року, має металеву димову трубу висотою 35 м і діаметром 0,45 м.


58

Котельня розміщена у тісній забудові центральної частини міста, під’їзд організований з вулиці Незалежності.


Прилегла територія до котельні представлена переважно малоповерховими будинками, найближчим з яких є офісна двоповерхова будівля, яка знаходиться на відстані 8 м від будівлі котельні.

Фото 13. Прилегла забудова до котельні К4 (вул. Гоголя, 100)

Рис. 21. План забудови прилеглої території до котельні К4 (вул. Гоголя, 100)


59

До будівлі котельні зі сторони вулиці Незалежності прибудовані магазини тому, власної території котельня не має. У приміщенні самої котельні можливість розміщення додаткового обладнання для пілотної біокотельні відсутня.

Висновок: у котельні по вул. Гоголя, 100 влаштування котельні на твердому біопаливі неможливо.


Котельня К5 знаходиться за адресою: вул. Гоголя, 156. Була введена в експлуатацію 1979 року, має металеву димову трубу висотою 20 м і діаметром 0,3 м.

Розташована котельня у житловій багатоповерховій забудові, під’їзд організований з вулиці Гоголя.



Котельня розташована у багатоповерховій житловій забудові. Найближчий п’ятиповерховий житловий будинок знаходиться на відстані 20 м від котельні, найближчий триповерховий і двоповерховий – 12 м. Під’їзд до котельні для технологічного транспорту ускладнений. У котельні відсутня власна територія та можливість розміщення теплогенеруючого обладнання пілотної біокотельні в приміщенні існуючої котельні.

Висновок: влаштування твердопаливної котельні на території існуючої котельні по вул. Гоголя, 156 неможливе.


60



Котельня К5 знаходиться за адресою: вул. Гоголя, 181. Була введена в експлуатацію 1978 року, має цегляну димову трубу висотою 25 м і діаметром 1,5м.


Розташована котельня у житловій багатоповерховій забудові, під’їзд організований з вулиці Козацька, також існує можливість додаткового під’їзду технологічного транспорту зі сторони вулиці Лікарняна.

Котельня розташована у житловій багатоповерхові забудові. Поруч, на відстані 15 м від території котельні, знаходиться лікарня та п’ятиповерховий житловий будинок. На відстані 3 м від території котельні розташований двоповерховий житловий будинок.


61


Варто зазначити, що впритул до території котельні, зі сторони вул. Козацької, розташований одноповерховий житловий будинок, який знаходиться на відстані 6,1 м від приміщення котельні. Також, поруч з котельнею розташовані складські приміщення, які знаходяться в аварійному стані і використовуються частково. Котельня має свою власну обгороджену територію. Виконана огорожа зі сторони житлової забудови із цегли, а із всіх інших сторін – у вигляді металевої сітки.


Загальна площа власної території котельні, на якій можливе розміщення пілотної біокотельні, становить близько 600 м2. Вільне місце для розміщення пілотної біокотельні розділене приміщенням існуючої котельні. Вільний під’їзд наявний до обох частин вільного місця.



62

Висновок: на території існуючої котельні розташування котельного блоку, працюючого на твердому біопаливі, можливе за умови її реконструкції і вирішення питання щодо скорочення розмірів санітарно-захисної зони.

Рис. 24. Схема території котельні К6 (вул. Гоголя, 181)

3.5. Висновок щодо можливості розміщення пілотної біокотельні на територіях існуючих котелень. Перелік потенційних котелень для розміщення пілотної біокотельні

В рамках Проекту МАДЕМ було проведено обстеження та аналіз усіх 18 котелень ОКВПТГ «Миргородтеплоенерго» на предмет можливості розміщення пілотної біокотельні.

В ході першого етапу відбору було визначено 10 потенційних котельних, в яких підключене теплове навантаження вище за 0,5 Гкал/год, при цьому були виключені з подальшого аналізу всі індивідуальні та дахові котельні.

На другому та третьому етапі були проаналізовані під’єднані споживачі та складені енергетичні баланси по всіх потенційних котельнях, що їх було відібрано для пілотного проекту. В результаті, була виключена котельня К10 (вул. Спартаківська, 17), яка має найнижче річне виробництво теплової енергії (1 028 Гкал/рік) та найнижчій тариф на відпуск теплової енергії (340 грн/Гкал) серед всіх відібраних на першому етапі котельних.

На четвертому етапі відбору була проаналізована наявність вільного місця на територіях відібраних котельних для розташування пілотної біокотельні та забудова прилеглих до них територій.

В ході аналізу визначено, що найоптимальнішими котельнями, на яких можлива реалізація пілотної частини проекту є котельні за адресами: вул. Шишацька, 80; пров. Спартаківський, 8; вул. Гоголя, 181. По кожній з відібраних на четвертому етапі потенційних котельних була складена план-схема території та визначена площа для можливого розміщення пілотної біокотельні з витратним складом твердого біопалива.

На основі проведеного аналізу котельних централізованої системи теплопостачання міста Миргород визначено потенційні котельні, на яких можливо реалізувати пілотну частину проекту.

По кожній котельні визначено теплові навантаження, складені помісячні енергетичні баланси, визначена оптимальна теплова потужність біокотельні, визначена необхідна кількість умовного палива для роботи біокотельні, визначені середні тарифи на відпуск теплової енергії, проаналізована власна територія та прилегла до котельних забудова.


63

Таблиця 22

Порівняльна таблиця потенційних котелень, відібраних в ході аналізу


Наявна власна

територія, м2

Середній тариф, грн/Гкал

Під’єднане теплове

навантаження, Гкал/год

Оптимальна потужність біокотельні, Гкал/год

Очікуване скорочення споживання природного газу, %

вул. Шишацька, 80 650 344,95 3,20 0,69 63 пров. Спартаківький, 8

800 404,59 2,32 0,9 86

вул. Гоголя, 181 650 600,62 2,40 0,48 59

За результатами виконаного аналізу можна констатувати, що на жодній з обраних котелень в їх нинішньому стані інсталяція біокотлів і перехід з природного газу на біомасу без виконання реконструкції котелень із заміною існуючих газових котлів, вивільненням площі для встановлення біокотлів і здійсненням спеціальних заходів із скорочення розмірів санітарно-захисних зон, є неможливим.

Основними перешкодами розміщення котлів на біомасі на території існуючих котелень є наступне:

неможливість забезпечення нормованих розмірів санітарно-захисних зон у місцях розташування котелень в зоні щільної сельбищної забудови м. Миргорода (вимоги п. 5.1 «Державних санітарних правил», затверджених наказом Міністерства охорони здоров'я України від 19.06.1996р. №173, про необхідність забезпечення відстані до житлових будинків, ділянок дитячих дошкільних закладів, шкіл, закладів охорони здоров'я, відпочинку та фізкультурних споруд до межі території котельних не менше 50 м);

підвищена V-а категорія складності біокотелень, як об’єктів, що становлять підвищену екологічну небезпеку згідно із Законом України «Про об’єкти підвищеної небезпеки» від 18.01.2001 р. №2245-ІІ; вимогами Постанови Кабінету Міністрів України від 28 серпня 2013 р. №808 «Про затвердження переліку видів діяльності та об’єктів, що становлять підвищену екологічну небезпеку»; ДБН А.2.2-3-2012 «Склад, порядок розроблення, погодження та затвердження проектної документації для будівництва», а також листа Мінрегіону «Про категорію складності об'єкта» від 02.09.2013р. №7/16-13666;

відсутність вільних площ у будівлях існуючих котелень, а також на території їх виробничих майданчиків, де можна було б розмістити біокотли, обладнання для підготовки і подачі біомаси до котлів, склади для зберігання біомаси, газоочисне обладнання, яке є обов’язковим у разі використання біомаси, без порушень вибухо- і протипожежних розривів, які регламентуються нормативною документацією.

В подальшому в рамках проекту МАДЕМ буде розроблено комплекс заходів на рівні передпроектних і проектних робіт, які можуть уможливити впровадження біокотлів, перехід на використання біомаси у вибраних котельнях і сприяти впровадженню пілотного проекту в м. Миргород за рахунок розв’язання існуючих проблемних питань, нормативних і законодавчих обмежень, які виявлені при виконанні проекту.


64

4. Програма дій з підготовки вибраних місць для можливості будівництва твердопаливних котельних з витратним складом палива

4.1. Можливість влаштування санітарно-захисних зон для пілотної біокотельні на вибраних майданчиках

Розмір СЗЗ для котелень у відповідності до п.4.10. ДБН-360-92** визначається як до підприємств, що виділяють у навколишнє середовище забруднюючі речовини, запахи, шум, вібрації та ін. і визначається розрахунком (див. розділ 1.3). Мінімальний розмір санітарного розриву до житлової забудови – 50 м (п. 4.5. ДБН-360-92**). При виконанні певних умов по зменшенню шкідливих впливів на довкілля і за дозволу розробника нормативів ця відстань може бути зменшена, але не більше ніж на 50%. Забезпечити такі зменшені розміри СЗЗ можливо лише на майданчиках котельні по вул. Шишацька 80, пров. Спартаківський, 8 і по вул. Гоголя 181. Усі котельні для організації санітарно-захисної зони повинні бути реконструйовані з установкою твердопаливного котла в котельному залі і розміщення витратного складу палива на території котельні. При розрахунку санітарно-захисної зони по розсіюванню забруднюючих речовин у повітрі для м. Миргород приймаються фонові концентрації, наведені у таблиці 23.

Таблиця 23

Фонові концентрації забруднюючих речовин для м. Миргород

Код речовини

Назва забруднюючої речовини

Клас небезпеки

Фонові концентрації

ГДК в повітрі

населених пугктів (ОБРВ)

Концентрація в долях по

ГДК

301 Діоксид азоту 2 0,08 0,2 0,4 337 Оксид вуглецю 4 2,00 5,0 0,4 330 Сірчаний ангідрід 3 0,2 0,5 0,4

2909 Пил неорганічний 3 0.2 0.5 0.4

При виконанні розділів проекту ОВНС для розрахунку кількості забруднюючих речовин, які виділяються в повітря, в якості палива на пілотній біокотельні попередньо передбачається використовувати тюковану солому. Солома, яка знаходиться в тюках, повинна мати вологість не вище 20 %, при цьому її теплотворна здатність становитиме 14 МДж/кг (3374 Ккал/кг). Хімічний склад соломи залежить від її виду та умови вирощування. Орієнтовно хімічний склад соломи для різних видів зернових культур приведений в таблиці 24.

Таблиця 24

Хімічний склад соломи залежно від виду зернових

Солома Вміст компонентів, %

C H O N K Ca Mg P S Cl

Ячмінь 47,5 5,8 41,4 0,46 1,38 0,49 0,07 0,21 0,089 0,40

Тритікале 43,9 5,9 43,8 0,42 1,05 0,31 0,05 0,08 0,056 0,27

Рапс 47,1 5,9 40,0 0,84 0,79 1,70 0,22 0,13 0,270 0,47

Пшениця 45,6 5,8 42,4 0,48 1,01 0,31 0,10 0,10 0,082 0,19


65

Таким чином, для всіх трьох вибраних котелень санітарно-захисна зона може бути витримана за таких умов:

1. Використання ефективних газоочисних споруд для очищення продуктів згорання біопалива від золи.

2. Попереднього розрахунку розсіювання забруднюючих речовин в повітрі з урахуванням фонових концентрацій.

3. Розрахунку і зведення до нормативів величини шуму від працюючого обладнання.

4. Отримання дозволу на зменшення санітарно-захисних зон на основі розроблення проекту ОВНС (проекту оцінки впливу на навколишнє середовище) і подачі відповідного клопотання до Інституту гігієни і медичної екології імені О. М. Марзеєва Національної Академії медичних наук України.

4.2. Можливість організації протипожежних розривів для будівель і споруд, розташованих на вибраних майданчиках

Нормативні вимоги щодо протипожежних розривів для будівель котелень і витратних складів твердого біопалива викладені в розділі 2 цього. Звіту. В зв’язку з тим, що у Звіті уже здійснено попередній вибір котелень, на яких можливо впровадження біокотлів і перехід на використання біомаси, можливість дотримання протипожежних розривів розглядається лише для вибраних котелень.

Відповідно до п. 11.8. СНиП «Котельные установки» ємність витратного складу твердого палива складає не більше 7-мидобового запасу. Враховуючи те, що доставка твердого біопалива буде здійснюватись з пригосподарських соломосховищ, розташованих на відстані близько 10-15 км, мінімальна ємність витратного складу становить біля 28 т , що при триярусному складуванні тюків вимагає розміру складу не менше 9 х 18 м.

Розмістити склади таких розмірів із дотриманням протипожежних розривів, визначених в розділі 2 цього звіту (за найсприятливих умов будівництва, блокування складу з котельнею і будівлі складу ІІ ступеня вогнестійкості), разом з резервуарами води для автоматичного пожежогасіння, неможливо на майданчиках котелень по вул. Шишацька, 80 і вул. Гоголя 181. Таким чином, котельні по вул. Шишацька, 80 і вул. Гоголя 181 не можуть бути використані для інсталяції біокотлів і використання біомаси за ознаками невідповідності вибухо- і протипожежних вимог.

Розмістити склад витратного палива без порушень протипожежних розривів можливо тільки на території існуючої котельні по провулку Спартаківський, 8 за умови блокування складу до котельні і звільнення місця в котельні для установки твердопаливного котла за рахунок реконструкції котельні і заміни існуючих газових котлів типу НІІСТУ.

4.3. Висновок по вибору майданчика для будівництва пілотної біокотельні

Аналіз існуючої законодавчої і нормативної документації показує, що із усіх промислових майданчиків існуючих котелень системи централізованого теплопостачання м. Миргорода найбільш прийнятним для розміщення біокотлів і використання біомаси, як палива у пілотному проекті впровадження альтернативних


66

джерел енергії в системі теплопостачання м. Миргород, є промисловий майданчик котельні по пров. Спартаківському, 8. Це обґрунтовується наступним:

1. На майданчику без порушень санітарних і протипожежних вимог можливе розміщення витратного складу на 28 т, що забезпечує 7-мидобовий запас біопалива, а також розміщення протипожежних резервуарів згідно з вимогами нормативної документації.

2. В котельному залі існуючої котельні після переносу частини обладнання і реконструкції котельні можливе розміщення котла тепловою потужністю 1 МВт, якій працюватиме на твердому біопаливі у вигляді тюків або блоків із соломи.

3. Розташування котельні дозволяє організувати доставку палива без заїзду в центральну частину міста, де розташована курортна зона, що зменшує забруднення доріг і скорочує викиди шкідливих інгредієнтів у атмосферу від транспорту.

4. При розміщенні котельні на майданчику пров. Спартаківський, 8 необхідно вжити додаткових заходів з очищення продуктів згоряння димових газів від біокотла і зниження шуму від працюючого обладнання, що дасть можливість зменшити санітарно-захисну зону( СЗЗ).

5. Зменшення розмірів СЗЗ необхідно здійснити на основі отримання дозволу від Інституту гігієни і медичної екології імені О. М. Марзеєва Національної Академії медичних наук України і розроблення попереднього проекту ОВНС (проекту оцінки впливу на навколишнє середовище).

4.4. Технічні рішення, які рекомендуються для котельні К9 за адресою: пров. Спартаківській, 8 для установки пілотної біокотельні

Існуюча котельня, реконструкція якої передбачається, призначена для теплопостачання житлових та громадських будівель на опалення, вентиляцію та гаряче водопостачання.

Загальна потреба у тепловій енергії споживачів теплового району, який обслуговує дана котельня, складає – 2,32 Гкал/год.

Майданчик для розміщення пілотної біокотельні межує:

Сторона світу: південний схід,

Назва об’єкта: житлова забудова,

Адреса: м. Миргород, пров. Спартаківський, 15.

Сторона світу: північний схід,


Адреса: м. Миргород, пров. Спартаківський.

Сторона світу: північний захід,


Адреса: м. Миргород, пров. Спартаківський.

Сторона світу: південний захід,

Назва об’єкта: житлова забудова, шк. №3


67

Адреса: м. Миргород, вул. Гоголя, 10.

Схема генерального плану розміщення обладнання біокотельні на території існуючої котельні по провулку Спартаківській, 8 наведена у Додатку 5.

На території котельні додатково передбачаються такі споруди:

1. Витратний склад біопалива у вигляді тюків або блоків соломи Розміри тюків – діаметр 1.5 м, висота 1.5 м. Доставка тюків за допомогою тракторних причепів закритого типу. Розгрузка, транспортування і укладка тюків передбачається за допомогою автонавантажувачів вилкового типу. Блоки і тюки складуються у 3 яруси. Завантаження тюків на транспортер, який подає паливо в топку котла, передбачається за допомогою засобів малої механізації. Витратний склад у відповідності до вимог ДБН В.2.5-56:2010 облаштовується системою ручного водяного пожежогасіння за допомогою кран-комплектів і системою автоматичного пожежогасіння спринклерного типу.

2. Пожежні водойми з насосною станцією для організації автоматичного пожежогасіння. Характеристика і розрахунок обладнання пожежогасіння виконується при реальному проектуванні.

3. При установці в приміщенні існуючої котельні твердопаливного котла передбачається переміщення частини існуючого обладнання для звільнення місця. Пропозиції по переобладнанню існуючої котельні по провулку Спартаківський, 8 для установки біокотла наведені у Додатку 6.

4. Для біокотла передбачається система очистки димових газів і індивідуальна сталева димова труба. Висота димової труби прийнята на підставі розрахунку розсіювання забруднюючих речовин, що наведений у Додатках 7 і 8.

Попередньо передбачається використовувати пілотну біокотельню в якості базового джерела енергії, а існуючу газову – в якості пікового джерела енергії. При цьому, співвідношення вироблення теплової енергії на котельні К9 складатиме: 86% на біокотельні, 14% на газовій частині котельні.

Таблиця 25

Використання палива для вироблення теплової енергії на котельні К9 по пров. Спартаківський, 8

Вид палива Річне

використання,

Вміст сірки, %

Вміст золи, %

Калорійність,

Вироблення теплової енергії,

Гкал/рік Природний газ 740 376 м3 - - 8248 Ккал/м3 5374 Тверде біопаливо (Солома)

1 527 т 0,082 5 3347 Ккал/кг 5020


68

Додаток 1. Чинні нормативні документи, вимоги яких повинні бути враховані при проектуванні біокотельні

1. СНиП II-35-76* «Котельные установки». 2. ДБН 360-92** «Містобудування. Планування і забудова міських і сільських

поселень». 3. ДБН В.1.1-7-2002 «Пожежна безпека об'єктів будівництва». 4. ДБН А.2.2-1-2003* «Склад і зміст матеріалів оцінки впливів на навколишнє

середовище (ОВНС) при проектуванні і будівництві підприємств, будинків і споруд».

5. ДСанПіН 2.2.7.029-99 «Гігієнічні вимоги щодо поводження з промисловими відходами та визначення їх класу небезпеки для здоров'я населення».

6. ДБН А.2.2-3-2012 «Склад та зміст проектної документації на будівництво». 7. ДСП №173-96 «Планування та забудови населених пунктів». 8. ОНД-86 «Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных

веществ, содержащихся в выбросах предприятий». 9. ГКД 34.02.305-2002 «Викиди забруднювальних речовин в атмосферу від

енергетичних установок. Методика визначення». 10. Наказ Мінприроди України №309 від 27.06.2006р. «Про затвердження нормативів

гранично допустимих викидів забруднюючих речовин із стаціонарних джерел». 11. ДБН В.1.2-10 «Захист від шуму». 12. ДБН В.1.2-14-2009 «Загальні принципи забезпечення надійності та конструктивної

безпеки будівель, споруд, будівельних конструкцій та основ». 13. ДБН В.2.5-39:2008 «Теплові мережі». 14. ДБН В.2.6-31:2006 «Теплова ізоляція будівель». 15. ДБН В.2.5-56;2010 «Системи протипожежного захисту» 16. ДБН В.2.5-64:2012 «Внутрішній водопровід та каналізація». 17. ДБН В.2.5-74:2013 «Зовнішній водопровід» 18. ДСТУ-Н Б В.1.1-27:2010 «Будівельна кліматологія». 19. ДСТУ-Н Ю В.1.2-16:2013 «Визначення класу наслідків (відповідальності) та

категорії складності об’єктів будівництва». 20. НАПБ Б.03.002-2007 «Норми визначення категорій приміщень, будівель та

зовнішніх установок по вибухопожежній і пожежній небезпеці». 21. ДНАОП 0.00-1.26-96 «Правила будови і безпечної експлуатації парових котлів з

тиском пари не більше 0.07 МПа і водогрійних котлів і водонагрівачів з температурою нагріву до 115 Град. С.


69

Додаток 2. Міністерство регіонального розвитку, будівництва та житлово-комунального господарства України: пояснення щодо мінімальних санітарно-захисних розривів для котелень


70

Додаток 3. Фізико-географічні особливості району і майданчика розміщення об’єкту проектування

Метеорологічні умови.

Район розміщення об’єкту, згідно з даними ДСТУ-Н Б В.1.1-27:2010 «Будівельна кліматологія», відноситься до І кліматичного району.

Метеорологічні характеристики і коефіцієнти, які визначають умови розсіювання забруднюючих речовин в атмосфері для м. Миргород, характеризуються такими показниками:

— коефіцієнт, який залежить від стратифікації атмосфери, А=200;

— коефіцієнт, який залежить від рельєфу місцевості –1;

— середньомісячні температури повітря (0С):

січень (- 5,4) квітень (8,6) липень (20,2) жовтень (7,6)

лютий (- 4,6) травень (15,3) серпень (19,1) листопад (1,3)

березень (0,3) червень (18,5) вересень (13,7) грудень (-3,3)

— середньорічна: (7,60С);

— середньорічна повторюваність напрямку вітру за рік в % для 8 основних румбів:

січень

Пн ПнС С ПдС Пд ПдЗ З ПнЗ штиль

9 10 11,9 8,7 14,7 14,9 20,2 10,6 2,5

липень

Пн ПнС С ПдС Пд ПдЗ З ПнЗ штиль

19,5 12,3 11 5,3 7,5 8,3 20,4 15,7 7,4

— середня швидкість вітру по напрямках (м/с):

Пн ПнС С ПдС Пд ПдЗ З ПнЗ

січень 3,1 2,9 3,5 2,8 3,2 3,4 3,6 3,6

липень 2,4 2,3 2,2 2,0 2,1 2,5 2,7 2,5

— середня кількість опадів за рік – 640 мм.


71

Додаток 4. Розрахунок транспортної інфраструктури для доставки палива до пілотної біокотельні та оптимальної потужності котла

Розрахунок транспортної інфраструктури виконується для котла, що працює на твердому біопаливі (тюкованій соломі ) потужністю 1.0 МВт.

Розрахункова потреба біокотельні в паливі становить – 318 кг/год (при теплотворній здатності палива 3374 ккал/кг і ККД котла 0.8).

Максимальна витрата палива за добу – 5100 кг/добу.

Розрахункова річна витрата палива – 1832 т/рік.

Організація доставки палива з пригосподарських соломосховищ до витратних складів палива здійснюється автотранспортним підприємством системи теплоенерго. Оптимальна (найменша) кількість автотранспорту прийнята одна одиниця – трактор на пневмоходу з причепом закритого типу. Вантажопідйомність тракторного причепу 3.0 т. Технічне обслуговування і стоянка на підприємстві теплоенерго.

За добу трактор може здійснити 4 ходки на відстань 10-15 км (від пригосподарського соломосховища). За добу буде перевезено:

4 х 8 х 0.26 = 8.32 т,

де: 8 – кількість тюків, яку може взяти причіп за одну ходку;

0.26 – вага одного тюка, т.

Річна кількість палива, що перевозиться:

8.32 х 250 = 2080 тон/рік,

де: 250 – кількість робочих днів на рік з урахуванням відпусток, свят та часу на ремонт і профілактику.

Для котла потужністю 1.0 МВт потрібно соломи 1832 т/рік.

Таким чином, обраний для проекту котел потужністю 1.0 МВт відповідає можливостям доставки палива одним трактором з причепом і одним водієм (оптимальний варіант).


72

Додаток 5. Схема генерального плану розміщення обладнання на території існуючої котельні по пров. Спартаківський, 8


73

Додаток 6. Пропозиція по переобладнанню існуючої котельні по пров. Спартаківський, 8


74

Додаток 7. Розрахунок розсіювання забруднюючих речовин


75


76


77


78


79


80


81


82


83


84


85


86


87


88


89


90

Додаток 8. Карта-схема з нанесенням джерел викидів і санітарних розривів

ІНСТИТУТ МІСЦЕВОГО РОЗВИТКУmyrgorod.pl.ua/files/images/madem/4.pdf ·...

Documents