3.2.2. Modernizacja w oparciu o gospodarkę skojarzoną zwymiarowaną na potrzeby c.w.u.
3.2.2.1. Założenia
Przyjęto, że modernizacja rozpatrywanego kierunku modernizacji zostanie przeprowadzona z uwzględnieniem podstawowych założeń:
3.2.2.2. Wybór wariantu
Do wstępnej analizy przyjęto dwa typy zespołów prądotwórczych:
– turbina gazowa,
– silnik gazowy.
Z pośród rozpatrywanych propozycji został wybrany wariant z silnikiem gazowym. O wyborze silnika zdecydowały:
Doprowadzenie gazu dla silnika gazowego będzie wiązało się z wykonaniem przyłącza na rurociągu średniego przebiegającym w pobliżu kotłowni.
Dla turbiny gazowej w przypadku zasilania z poziomu średniego ciśnienia niezbędne jest zabudowanie sprężarki gazu pogarszającej sprawność i podwyższającej koszt inwestycji.
3.2.2.3. Rozwiązanie techniczne
Zastosowany zostanie silnik czterosuwowy o mocy cieplnej 900 kWth i mocy elektrycznej 700 kWe, z zapłonem iskrowym doładowany turbosprężarką, o niskiej zawartości emitowanych zanieczyszczeń, spełniający wymogi niemieckiej normy TALuft-86. Silnik będzie napędzał generator o napięciu 400 V/50 Hz.
Powietrze do spalania w silniku, chłodzenia generatora i wentylacji będzie zasysane przez wentylatory z zewnątrz budynku poprzez filtr, tłumik dźwięku i podgrzewacz powietrza (uruchamiany przy temperaturze zewnętrznej poniżej 10oC).
Ciepło do celów grzewczych na potrzeby przygotowania c.w.u. i c.o. będzie odbierane przez wodę sieciową z następujących źródeł ciepła silnika gazowego:
W wymienniku ciepła obiegu chłodzenia wysokotemperaturowego możliwy jest podgrzew wody sieciowej do temperatury ok. 85oC.
W kotle odzysknicowym możliwe jest do wykorzystania 270 – 450 kW mocy cieplnej, czyli ok. 30–50% mocy zapotrzebowanej.
Duży zakres podanej mocy ciepła możliwej do odzyskania ze spalin jest wynikiem różnej temperatury (w granicach 400–510oC) i strumienia spalin wylotowych z turbosprężarki w silnikach oferowanych przez poszczególnych producentów.
Podane moce dotyczą kotła odzysknicowego, w których temperatura spalin jest obniżana do ok. 130–150oC.
Dla prawidłowego funkcjonowania silnika konieczne jest odprowadzenie ciepła z II st. chłodnicy mieszanki paliwo-powietrznej (obieg niskotemperaturowego chłodzenia). Jednak z uwagi na niską temperaturę czynnika tego obiegu (ok. 40–50oC) ciepło to nie może być wykorzystane na cele grzewcze, lecz musi odprowadzane do otoczenia poprzez w chłodnicę wentylatorową.
Również na wypadek braku odbioru ciepła z wysokotemperaturowych obiegów chłodzących silnika w ilości potrzebnej do właściwego funkcjonowania silnika przez wodę obiegu grzewczego będzie zainstalowana awaryjna chłodnica wentylatorowa.
Obie chłodnice radiatorowe zlokalizowane poza budynkiem będą wyposażone w osłony akustyczne lub wentylatory z regulowaną prędkością obrotową celem spełnienia wymagań w zakresie emisji hałasu.
Dla uniezależnienia pracy silnika i układu wody grzewczej kocioł odzysknicowy zostanie wyposażony w kanał obejściowy spalin z klapą odcinającą.
Spaliny z kotła będą odprowadzane do przewodu kominowego poprzez tłumik hałasu. Kanały spalin i przewód kominowy będą wykonane ze stali nierdzewnej. Komin będzie konstrukcji dwuściennej, izolowany termicznie.
Zespół prądotwórczy będzie wyposażony w pompy wewnętrznych obiegów chłodzących silnika (osobne dla obiegu wysokotemperaturowego i niskotemperaturowego) napędzane z wału silnika.
Obiegi chłodzące silnika będą napełniane odgazowaną woda zmiękczoną z dodatkiem inhibitorów korozji i glikolu zabezpieczającego wodę przed zamarzaniem podczas postojów przy ujemnych temperaturach otoczenia.
Termostatyczne zawory regulacyjne będą utrzymywać temperaturę wody chłodzącej w obu obiegach na wymaganym dla silnika poziomie.
Obiegi chłodzące silnika będą wyposażone w ciśnieniowe naczynia wyrównawcze typu przeponowego celem zabezpieczenia przed skutkami zmian objętości czynnika chłodzącego w wyniku wzrostu temperatury wody.
System oleju smarnego będący integralną częścią dostawy silnika będzie składał się z napędzanej z wału silnika pompy głównej, pompy przesmarowania wstępnego z napędem elektrycznym, filtra oleju, płytowej chłodnicy oleju oraz zaworu regulacyjnego utrzymującego stałą temperaturę oleju na wlocie do silnika.
W ramach gospodarki olejem smarnym przewiduje się zainstalowanie zbiornika oleju czystego wraz z pompą do napełniania i uzupełniania układu olejowego. Uzupełnianie oleju smarnego do misy olejowej silnika będzie się odbywało grawitacyjnie ze zbiornika bezciśnieniowego umieszczonego ponad poziomem posadowienia silnika.
Opróżnianie misy z oleju zużytego będzie przeprowadzane pompą do zbiornika oleju przepracowanego.
Zostaną zainstalowane dwie pompy obiegowe o wydajności 2 x 50%, dobranej odpowiednio do przepływu wody sieciowej. Pompy będą miały regulowaną prędkość obrotową, co pozwoli utrzymać stałe ciśnienie dyspozycyjne na wyjściu z kotłowni niezależnie od zmiennego przepływu spowodowanego oddziaływaniem układów regulacji w węzłach cieplnych.
3.2.2.4. Gospodarka paliwem
Kotłownia będzie zasilana gazem wysokometanowym GZ-50 średniego ciśnienia z gazociągu doprowadzającego gaz do stacji redukcyjno-pomiarowej IIo przy ul. Sportowej.
Dla doprowadzenia gazu do kotłowni zostanie wykonane przyłącze gazowe składające się:
– gazociągu średniego ciśnienia o średnicy d=90 mm i długości ok. 50 m wykonany z rur polietylenowych,
– stacji pomiarowej zlokalizowanej na terenie działki kotłowni,
– sprzężonego z głowicą szybkozamykającą kurka odcinającego aktywnego systemu bezpieczeństwa instalacji gazowej składającego się z detektorów gazu, modułu sterującego i sygnalizatora alarmowego.
Zapotrzebowanie gazu przy założonej wartości opałowej 35,0 MJ/Nm3 wyniesie:
– zużycie roczne gazu 1 326 000 Nm3/rok
– zużycie maksymalne ok. 200 Nm3/h
– zużycie średnie ok. 180 Nm3/h
Koszt gazu został określony zgodnie z Taryfą dla paliw gazowych nr 1/2000 – wg grupy taryfowej W-6 (moc godzinowa 65<b<.600)
– współczynnik korygujący X: 1,03
– cena za paliwo gazowe: 0,505 zł/Nm3
– opłata abonamentowa: 67,00 zł/m-c
– opłata stała za usługę przesyłową 0,0416 zł/(m3/h) za h
– opłata zmienna za usługę przesyłową 0,2200 zł/m3
3.2.3. Modernizacja w oparciu o kotły zwymiarowane na potrzeby c.o. + c.w.u.
3.2.3.1. Założenia
Przyjęto, że modernizacja rozpatrywanego kierunku modernizacji zostanie przeprowadzona z uwzględnieniem podstawowych założeń: