2.3. Koszt zakupu energii cieplnej z systemu ciepłowniczego

Dolnośląski Zakład Termoenergetyczny S.A. dla odbiorców ciepła dostarczanego w postaci wody gorącej na terenie Kłodzka posiada dwie taryfy ciepła zatwierdzone przez Prezesa URE w decyzji nr OWR-820/134-A/ /37/2000/II/JJ z dnia 7 września 2000 r. Odbiorców ciepła dostarczanego z kotłowni przy ulicy Kruczkowskiego i Wielisławskiej obowiązuje taryfa A2.

Grupa A2 – odbiorcy, którym ciepło jest dostarczane za pośrednictwem sieci ciepłowniczej i węzłów cieplnych

sprzedawcy.

Taryfy netto dla poszczególnych grup odbiorców (bez podatku VAT):

Lp.

Rodzaje cen i stawek opłat

Jednostki

Grupa A2

1.

Cena za zamówioną moc cieplną

zł/MW/rok

74 151,11

zł/MW/m-c

6 179,26

2.

Cena ciepła

zł/GJ

19,18

3.

Cena nośnika ciepła

zł/m3

7,00

4.

Stała stawka opłaty za usługi przesyłowe

zł/MW/rok

13 876,41

zł/MW/m-c

1 156,37

5.

Zmienna stawka opłaty za usługi przesyłowe

zł/GJ

6,79

6.

Stawka opłaty abonamentowej

zł/przyłącze

7,26

Przy przeliczeniu ceny ciepła na ceny jednoskładnikowe przyjęto czas wykorzystania mocy szczytowej 2200 godzin.

Opłata za ciepło loco odbiorca dla przyłącza 100 kWth wynosi:

– dla taryfy A2 37,10 PLN/GJ

w tym:

– za wytworzenie ciepła 28,54 PLN/GJ

– za przesył ciepła 8,54 PLN/GJ

3. PROPOZYCJE W ZAKRESIE MODERNIZACJI I ROZWOJU

Głównymi założeniami przeprowadzonej analizy była efektywność i gwarancja zapewnienia ciągłości dostaw ciepła przy spełnieniu wymogów ochrony środowiska. Te elementy stanowią kryterium planowanych zamierzeń modernizacyjnych.

System ciepłowniczy miasta był projektowany i wykonany w zupełnie innych realiach rynkowych i w oparciu o założenia, które całkowicie odbiegają od stanu obecnego. Efektem tego jest znacznie przewymiarowana kotłownia przy ul. Wielisławskiej, której moc jest wykorzystywana w 37%. Docelowa moc planowana dla tej ciepłowni miała wynosić około 80 MWth, co skutkowało wykonaniem głównych magistral przesyłowych przystosowanych do przesyłania tej mocy. Wynikiem tego są znaczące straty ciepła (straty średnioroczne około 22%), znacznie przewyższające straty przyjęte dla porównywalnych systemów ciepłowniczych jako średnie.

Rozważania na temat modernizacji systemu zostały przeprowadzone dwutorowo:

obejmują zmiany średnic rur magistralnych, poprawienie izolacji, ograniczenie zasięgu sieci magistralnych,

obejmują wariantową modernizację kotłowni przy ulicy Kruczkowskiego.

Modernizacja kotłowni lokalnych będzie kontynuacją podjętych przez miasto działań w zakresie modernizacji kotłowni lokalnych. Dla wybranych obiektów zostanie przeprowadzona analiza ceny ciepła w zależności od rodzaju paliwa.

3.1. Modernizacja sieci

Z uwagi na ukształtowanie sieci i lokalizację kotłowni sieć ciepłowniczą możemy podzielić na trzy zasadnicze odcinki, których modernizację będziemy rozważać:

– magistrala zasilająca od kotłowni przy ulicy Wielisławskiej do komory K1,

– magistrala zasilająca od komory K1 do komory K3,

– magistrala zasilająca od komory K3 do komory K4.

Odcinki te posiadają największe rezerwy przesyłowe, a tym samym stosunek strat do przesyłanej mocy jest największy.

3.1.1. Obliczenia strat ciepła

Sieć cieplna w trakcie przesyłania ciepła traci pewną część energii do otoczenia. Wielkość strat jest uzależniona w głównej mierze od jakości i grubości izolacji cieplnej na rurociągu. Drugim istotnym elementem jest ilość przejmowania ciepła przez otoczenie. Zupełnie odmienny jest charakter obliczeń dla rurociągu napowietrznego lub rurociągu prowadzonego w kanale od rurociągu ułożonego bezpośrednio w ziemi.

Zastosowany algorytm obliczeń jest zgodny z procedurą obliczeń zawartą w poz. literatury [3].

Charakterystyka analizowanych odcinków sieci:

Odcinek I: magistrala zasilająca od kotłowni przy ulicy Wielisławskiej do komory K1,
sieć napowietrzna o długości L
I=1600 m,
średnica nomina
lna 2xDN500,
średnica zewnętrzna rurociągu j 508,
izolacja dwuwarstwowa: mata z waty szklanej, blacha osłonowa,
grubość izolacji: 100 mm (zasilanie i powrót),
grubość płaszcza osłon
owego: 1 mm.

Odcinek II: magistrala zasilająca od komory K1 do komory K3,
sieć kanałowa o długości L
I=560 m,
średnica nomina
lna 2xDN400,
średnica zewnętrzna rurociągu j 406,4,
izolacja dwuwarstwowa: mata z waty szklanej, płaszcz azbestowo-cementowy,
grubość izolacji: 90 mm (zasilanie i powrót),
grubość płaszcza osłonowego: 10 mm.

Odcinek III: magistrala zasilająca od komory K3 do komory K4,
sieć kanałowa o długości L
I=384 m,
średnica nomina
lna 2xDN400,
średnica zewnętrzna rurociągu j 406,4,
izolacja dwuwarstwowa: mata z waty szklanej, płaszcz azbestowo-cementowy,
grubość izolacji: 90 mm (zasilanie i powrót),
grubość płaszcza osłonowego: 10 mm.

Przyjęte założenia:

– mata z waty szklanej (w funkcji temperatury):

l 20=0,052 W/(mK)

m=0,00023

Z uwagi na stan techniczny współczynnik przewodności cieplnej zwiększono o 20%.

– płaszcz azbestowo-cementowy:

l =0,9 W/(mK)

Z uwagi na stan techniczny współczynnik przewodności cieplnej zwiększono o 50%.

– do otoczenia:

a =20 W/(m2K) dla średniorocznej prędkości wiatru 1,5 m/s

– w kanale:

a =12 W/(m2K)

– opór cieplny gruntu:

l =1,83 W/(mK)

– opór cieplny ścianki kanału:

l =1,8 W/(mK) dla płyty żelbetowej

l =0,18 W/(mK) dla lepiku asfaltowego

– długość sezonu grzewczego: 4740 h,

– czas wykorzystania mocy szczytowej w czasie sezonu grzewczego: 2200 h,

– długość sezonu letniego: 4020 h.

Temperatury i współczynniki przewodności cieplnej izolacji przyjęte w obliczeniach

Lp.

Okres

tz

tp

te

twiz

tmizz

tmizp

Współczynnik przewodności cieplnej

l t [W/mK]

Mata z waty

szklanej

Płaszcz azbestowo-

-cementowy

[oC]

[oC]

[oC]

[oC]

[oC]

[oC]

l izz

l izp

l iz

l iz

l iśr

l iz

Odcinek I

sezon grzewczy

130

80

–20

–16

57

32

0,063

0,055

0,071

0,9

0,9

1,35

                         

Odcinek II

sezon grzewczy

130

80

30

34

82

57

0,069

0,061

0,097

0,9

0,9

1,35

poza sezonem

75

50

30

34

54,5

42

0,060

0,057

0,088

0,9

0,9

1,35

Odcinek III

sezon grzewczy

150

80

30

34

82

57

0,069

0,061

0,097

0,9

0,9

1,35

poza sezonem

75

50

30

34

54,5

42

0,060

0,057

0,088

0,9

0,9

1,35

Zestawienie strat ciepła

Lp.

Okres

Długość odcinka

Warunki obliczeniowe

ql [W/m]

S Q

E

S E

[m]

zasilanie

powrót

[kW]

[GJ]

[GJ]

Odcinek I

sezon grzewczy

1600

191

127

509

4 029

4 029

         

Odcinek II

sezon grzewczy

560

151

75

127

1 003

1 865

poza sezonem

63

28

51

862

Odcinek III

sezon grzewczy

384

151

75

87

688

1 279

poza sezonem

63

28

35

591

Wyniki obliczeń zawierają dla każdego odcinka sieci ciepłowniczej:

– stratę na rurociągu zasilającym i powrotnym w sezonie grzewczym,

– stratę na rurociągu powrotnymi powrotnym poza sezonem grzewczym,

– stratę mocy w sezonie grzewczym,

– stratę mocy poza sezonem grzewczym,

– stratę ilości ciepła w sezonie grzewczym,

– stratę ilości ciepła poza sezonem grzewczym,

3.1.2. Modernizacja izolacji

Najmniej kosztowną inwestycją zapewniającą natychmiastowy efekt jest poprawienie parametrów technicznych izolacji. Z uwagi na fakt, że istniejąca izolacja jest w znacznym stopniu zdegradowana zakładamy jej całkowitą wymianę na izolację nowego typu o współczynniku przewodności l =0,034 W/(mK) lub niższym.

Zestawienie strat ciepła po modernizacji

Lp.

Okres

ugość odcinka

Warunki obliczeniowe

ql [W/m]

S Q

E

S E

[m]

zasilanie

powrót

[kW]

[GJ]

[GJ]

Odcinek I

sezon grzewczy

1600

95

63

254

2 010

2 010

         

Odcinek II

sezon grzewczy

560

57

28

48

377

726

poza sezonem

25

11

21

349

Odcinek III

sezon grzewczy

384

57

28

33

258

497

poza sezonem

25

11

14

239

Zestawienie kosztów

Lp.

Okres

ugość odcinka

D Q

D E

Nakłady finansowe

Oszczędności energii

SPBT

[m]

[kW]

[GJ]

tys. PLN

tys. PLN

[lata]

Odcinek I

sezon grzewczy

1600

255

2 019

480

74,9

6,4

   

Odcinek II

sezon grzewczy

560

79

1 139

140

42,2

3,3

poza sezonem

30

Odcinek III

sezon grzewczy

384

54

782

96

29,0

3,3

poza sezonem

21

Wyniki obliczeń strat ciepła zostały przedstawione w takim samym układzie tabelarycznym jak w obliczeniach strat dla stanu istniejącego. Grubość izolacji po modernizacji została przyjęta w oparciu o grubości zalecane przez producentów dla typoszeregu rurociągów i temperatury czynnika.

Zestawienie kosztów określonych dla każdego odcinka rurociągów obejmuje:

– oszczędność mocy w sezonie grzewczym,

– oszczędność mocy poza sezonem grzewczym,

– oszczędność ilości ciepła w sezonie grzewczym,

– oszczędność ilości ciepła poza sezonem grzewczym,