Технико-экономический анализ возможности использования биогаза для теплоснабжения фермерского хозяйства «Домашний очаг»

1.

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Владимирский государственный университет
имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых»
Институт архитектуры, строительства и энергетики
Кафедра «Теплогазоснабжение, вентиляция и гидравлика»
Направление подготовки 08.04.01 «Строительство»
Программа подготовки:
«Теплогазоснабжение населенных мест и предприятий»
Магистерская диссертация
тема: «Технико-экономический анализ возможности
использования биогаза для теплоснабжения фермерского
хозяйства «Домашний очаг» в Нижегородской области»
Магистрант: Пшеничников А.А.
Руководитель: Борисов Б.Н.
2024 год
1

2.

Объект
биогазовая установка для энергоснабжения
фермерского хозяйства
Предмет
технологическая и экономическая
эффективность использования биогазовой
установки длины энергоснабжения
фермерского хозяйства
Цель
технико-экономический анализ
возможности использования биогаза для
теплоснабжения фермерского хозяйства,
которое расположено в Нижегородской
области
2

3.

Задачи:
• изучить процессы образования биогаза из органического
сырья;
• изучить состав и свойства биогаза;
• выполнить обзор оборудования для производства и
использования биогаза в качестве топлива;
• выполнить расчеты и проектирование установки
производства биогаза для фермерского хозяйства;
• рассчитать экономическую эффективность предложенного
проекта.
3

4.

Выход биогаза и концентрация метана в нем при
использовании различного сырья
4

5.

Общий вид мобильной биогазовой
установки
1 – реактор; 2 – перемешивающее устройство; 3 –
крышка реактора; 4 – газгольдер малый (водяной
затвор); 5 – манометр; 6 – переключатель
нагревателя; 7 – термометр; 8 – нагревательный
элемент; 9 – термопара; 10 – регулятор
температурного режима11 – сливной кран
биоудобрения; 12 – программатор; 13 – газовый
счетчик; 14 – табло счетчика; 15 – тихоходный
компрессор; 16 – подставка
Принципиальная
схема биогазовой
установки
5

6.

Технологическая схема использования отходов на ферме с
получением биогаза
1 – биореактор; 2 - теплообменник-мешалка; 3 – газгольдер
Схема
биоэнергетической
установки для фермы
6
1 – метантенк;
2 – сухой газгольдер;
3 – навозохранилище;
4 – водонагреватель;
5 – емкость-теплообменник
для предварительного
нагрева навоза; 6 – мешалка;
7 – накопитель исходного
навоза; 8 – отделитель
посторонних включений;
9 – теплообменник

7.

План зданий фермерского хозяйства
7

8.

Суммарные тепловые нагрузки зданий фермы
Наименован Мощность на Мощность на
ие группы отопле­ние, Qо, венти­ля­цию,
Qв, кВт
зданий
кВт
Мощность на
горячее
Суммарная
водоснаб­
тепловая
жение, Qгвс, нагрузка, Qр, кВт
кВт
Здания для
содержания
животных
1572
998
1107
3677
Производств
енные и
жилые
здания
1543
349
50
1941
Суммарно:
3115
1347
1157
5618
8

9.

График теплопотребления зданий фермы
Годовое
теплопотребление
56390 ГДж/год
(13458 Гкал/год)
Температурный
график
регулирования
тепловой нагрузки
9

10.

Принципиальная
схема работы и
внешний вид
котла ТТ100-2000
10

11.

Пластинчатый теплообменник Ридан серии НН
1 – Плита неподвижная; 1 – Направляющая верхняя; 2 – Стойка задняя; 3 – Плита прижимная;
4 – Пакет пластин с прокладками; 5 – Направляющая нижняя; 6 – Шпильки стяжные
11

12.

Комплектация биогазовой модульной установки
12

13.

Экономические показатели
Варианты
Описание варианта
Вариант
1
газовая водогрейная
котельная на
природном газе
Вариант
2
газовая водогрейная
котельная с
комплексной
биогазовой
установкой
Капитальные
затраты, тыс.
руб.
Эксплуатацион
ные затраты,
тыс. руб./год
Себестоимость
тепловой
энергии,
руб./Гкал
10843,2
12583,95
935,05
87739,2
7033,30
522,61
13

14.

Выводы:
• суммарная нагрузка потребителей составит 5618 кВт, что по составляющим:
отопление 3115 кВт, вентиляция 1347 кВт, ГВС 1157 кВт;
• суммарное годовое потребление зданий и сооружений фермы составит
56390 ГДж/год (13458 Гкал/год);
• суммарное количество отходов составит около 35 тыс. т/год;
• выход биогаза до 2241,54 тыс.м3/год;
• основным оборудованием водогрейной котельной приняты три
водогрейных газовых котла марки ТТ100-2000, мощностью 2000 кВт
каждый;
• для производства биогаза приняты к установке четыре модульные
установки марки БУГ-100, суммарно они могут производить до 470 м3/час
биогаза;
• функционирование биогазовых установок позволит экономить до 79%
природного газа на котельной;
• экономия денежных средств в варианте с использованием биогаза составит
5550,62 тыс. руб.;
14
• срок окупаемости вложение денежных
средств будет равен 13,85 года.

15.

Спасибо за
внимание!
15