USING REGIONAL RENEWABLE ENERGY RESOURSES FOR HEATING SUPPLY SYSTEMS

<jats:p>Purpose. The study analyzed the possibility and conditions for the effective operation of heating systems during the transition of the heat-generating capacity to biofuels energy. The straw of cereal crops, which are prevailing in Dnipro region, is used for this. The main purpose is scientific calculation of opportunities and cost of specific measures for such a transition. As an example it was taken the boiler-room of campus at Dnipropetrovsk National University of Railway Transport named after Academician V. Lazaryan (DNURT) that consumes natural gas. Methodology. The work analyses the legislative base of Ukraine, which promotes the using of renewable energy sources as fuel, as well as the incentive mechanisms for the development of this trend. The paper identifies opportunities of   Prydniprovsk region to ensure straw supply for the boiler-room. Cost parameters of cargo transportation on the territory of Ukraine in 2016, which depend on the distance and the size of the trucks, are analysed. These indicators, as well as indicators related to its purchase, are considered together with energy potential of using the straw as fuel. Findings. With existing in Ukraine (as of 2016) the grain yielding capacity in the agriculture and cost indicators in the field of transportations, the transition of capacity share to biofuel is sufficiently profitable. The thermal power unit cost can be reduced fourfold. Originality. For the first time it is proposed to use the new integrated approaches to assess the cost of thermal power unit boiler with its transition to the use of renewable energy sources. The authors also proposed a new logistics delivery of these sources to the place of their application. From a technical and cost points of view it was determined the optimal order of capacity transfer for new renewable sources of energy in a given region depending on the structure of areas under crops and their productivity. Originality. The introduction of the proposed solutions and approaches to capacity boiler renewable energy sources can be realized with a relatively small investment and can provide significant economic benefits.</jats:p>

section_content: Мета. У дослідженні необхідно проаналізувати можливість та умови забезпечення ефективної роботи систем теплопостачання при переході частки теплогенеруючих потужностей на біопаливо. В якості біопалива пропонується застосовувати солому злакових культур, які широко розповсюджені в Придніпровському регіоні. Головною метою роботи є науковий прорахунок можливості та вартості конкретних заходів для такого переходу. Для прикладу береться котельня компактного містечка Дніпропетровського національного університету залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна (ДНУЗТ), що споживає природний газ. Методика. В роботі проведено аналіз законодавчої бази України, що стимулює застосування відновлювальних джерел в якості палива, а також зроблено аналіз механізмів стимулювання та розвитку цього напрямку. Також визначаються можливості Придніпровського регіону щодо забезпечення отримання та поставок соломи для роботи котельні. Аналізуються вартісні показники перевезень вантажів по території України в 2016 році, які залежать від відстані та розміру вантажівок. Ці показники, а також показники, що пов'язані з купівлею соломи, розглядаються сумісно з енергетичними можливостями її застосування в якості палива. Результати. При існуючих в Україні (станом на 2016 рік) продуктивності зернових у сільському господарстві та вартісних показників у галузі перевезень, переведення частки потужностей на відновлювальне паливо є досить рентабельним. Вартість одиниці теплової потужності при цьому може бути знижена в чотири рази. Наукова новизна. Вперше запропоновано використовувати нові комплексні підходи для оцінки вартості одиниці потужності теплової котельні при переході на застосування відновлювальних джерел енергії. Авторами також запропонована нова логістика доставки цих джерел до місця їх застосування. З технічної та вартісної сторін визначено оптимальний порядок потужності переводу на нові відновлювальні джерела енергії у конкретному регіоні, в залежності від структури посівних площин та їх продуктивності. Практична значимість. Введення запропонованих рішень та підходів до забезпечення потужності котельні відновлювальними джерелами енергії можуть бути реалізовані при відносно невеликих капіталовкладеннях та можуть дати значний економічний ефект. 

Ключові слова: біоресурси; згоряння соломи; система тепло-та гарячого водопостачання; теплові втрати; тепловий режим; теплотворна здатність; вартість перевезення; відновлювальні джерела енергії
section_name: ЗАСТОСУВАННЯ РЕГІОНАЛЬНИХ ВІДНОВЛЮВАЛЬНИХ БІОРЕСУРСІВ ДЛЯ РОБОТИ СИСТЕМИ ТЕПЛОПОСТАЧАННЯ

section_content: На сьогоднішній день основним енергоносієм в країні залишається природний газ (34,8 % загального первинного постачання енергії (ЗППЕ)), на другому місці вугілля (34,6 %), хоча тенденцією останніх кількох років є зниження споживання газу та збільшення використання вугілля та біомаси. Близько третини загального обсягу природного газу -31 % (16 млрд. м 3 ) -споживається населенням, 19 % (10 млрд. м 3 ) іде на теплопостачання підприємствами ЖКГ, а промисловість використовує 37 % (20 млрд. м Зношеність теплових мереж по підприємству призводить до високих втрат теплової енергії та надмірного споживанням електричної енергії. Теплові втрати з витоком води з трубопроводів і втрати тепла за рахунок охолодження води в трубопроводах складають близько 12 %, хоча ці дані представляються заниженими, а точна цифра може бути встановлена при впровадженні повного обліку тепла у споживачів. Питоме споживання електроенергії складає близько 10 кВт-год/Гкал (відпущену). Перелік основного обладнання, яке є в котельні, наведене в табл. 2. Розподіл теплоти по категоріям споживачів для котельні наведено в табл. 3.
section_name: Вступ

section_name: Таблиця2

section_content: Графік розподілу виробки теплової енергії для котельні по місяцям 2015 року наведено на рис. 1. Реконструкція котельні з переведенням на біомасу частини потужностей з використанням існуючої будівлі технічно повністю можлива. Для цього є всі необхідні передумови, а саме: вільне місце у котельній, наявність інфраструктури у котельній, наявність будівлі під склад біопалива у безпосередній близькості до котельні (5 м), наявність вільних і просторих під'їзних шляхів для маневру будь-якого автотранспорту, наявність точки підключення до електромережі, димової труби, наявність навантаження на ГВП влітку (частково) і взимку, Тобто реконструкція котельні з переведенням на біомасу частини потужностей з використанням існуючої будівлі технічно повністю можлива. (частково) і взимку, дорогий «бюджетний» природний газ, що буде заміщуватися. У будівлі існуючої котельні достатньо місця (10х5х8 м) для встановлення одного котла на біомасі потужністю до 3,0-3,5 МВтт або двох котлів по 1,5-1,75 МВтт. Для цього треба здійснити демонтаж і перенесення існуючого допоміжного обладнання (насосів, теплообмінників, ХВО, тощо). Взагалі котельня відрізняються нещільним розміщенням існуючого обладнання усередині будівлі, тому більш компактне розміщення допоміжної інфраструктури забезпечить достатньо місця для потужності до 3,5 МВтт на біомасі. Як буде показано далі, оптимальною потужністю котла на біомасі можна вважати діапазон більше 2 МВт. Такий діапазон потужності також добре узгоджується із простором, наявним у котельні та у господарській будівлі для складу: за габаритами. Як зазначено вище, газова котельня може буде частково реконструйована для спалювання біомаси та буде залишатися у власності ДНУЗТ. Потужність обладнання на біопаливі буде складати або 2х1,5 МВт (1 котел на ГВП, інший -на опалення), або 1 котел 1,2 МВтт (на ГВП), 2-й котел -2 МВтт (на опалення). Один газовий котел КВГ-6,5 та котел КВГ-4,0 залишаються в роботі для опалення в найбільш холодний період року (січень-лютий) паралельно з котлом на біомасі. Другий газовий котел КВГ-6,5 залишається в резерві. Двоє з трьох газові котлів Е-1/9 продовжують покривати потреби ГВП в опалювальний період та в ті місяці літа, коли котли на біомасі не працюватимуть. За відсутності навантаження опалення, один з котлів на біомасі переключається на забезпечення потреб. Як і раніше, планується забезпечувати 100 % цілорічну потребу споживачів в тепловій енергії для потреб опалення та ГВП. Облік відпущеної теплової енергії з котельні планується здійснювати на основі показників приладів автоматичного обліку.
section_name: Перелік основного обладнання котельні

section_name: Таблиця 3

section_name: Розподіл теплоти по категоріям споживачів

section_content: Ресурси соломи з Дніпровського регіону, як палива визначаються з одного боку теплотворною здатністю її, а з другого кількістю самої соломи коло місця її споживання, як палива. Теплотворна здатність соломи різних видів надана в табл. 4.
section_name: Наукова новизна та практична значимість

section_name: Таблица 4

section_name: Теплотворна здатність с/х відходів

section_content: Цель. В исследовании необходимо проанализировать возможность и условия обеспечения эффективной работы систем теплоснабжения при переходе части теплогенерирующих мощностей на биотопливо. В качестве биотоплива предлагается применять солому злаковых культур, которые широко распространены в Приднепровском регионе. Главной целью работы является научный просчет возможности и стоимости конкретных мероприятий для такого перехода. Как пример берется котельная компактного городка Днепропетровского национального университета железнодорожного транспорта имени академика В. Лазаряна (ДНУЖТ), потребляющая природный газ. Методика. В работе проведен анализ законодательной базы Украины, которая стимулирует применение возобновляемых источников в качестве топлива, а также сделан анализ механизмов стимулирования и развития этого направления. Также определяются возможности Приднепровского региона по обеспечению получения и поставок соломы для работы котельной. Анализируются стоимостные показатели перевозок грузов по территории Украины в 2016 году, которые зависят от расстояния и размера грузовиков. Эти показатели, а также показатели, связанные с покупкой соломы, рассматриваются совместно с энергетическими возможностями ее применения в качестве топлива. Результаты. При существующих в Украине (по состоянию на 2016 год) производительности зерновых в сельском хозяйстве и стоимостных показателей в области перевозок, перевод доли мощностей на биотопливо является достаточно рентабельным. Стоимость единицы тепловой мощности при этом может быть снижена в четыре раза. Научная новизна. Впервые предложено использовать новые комплексные подходы для оценки стоимости единицы мощности тепловой котельной при переходе ее на применение возобновляемых источников энергии. Авторами также предложена новая логистика доставки этих источников к месту их применения. С технической и стоимостной сторон определен оптимальный порядок мощностей перевода на новые возобновляемые источники энергии в конкретном регионе, в зависимости от структуры посевных площадей и их продуктивности. Практическая значимость. Введение предлагаемых решений и подходов к обеспечению мощностей котельной возобновляемыми источниками энергии могут быть реализованы при относительно небольших капиталовложениях и могут дать значительный экономический эффект. 

Ключевые слова: биоресурсы; сгорание соломы; система тепло-и горячего водоснабжения; тепловые потери; тепловой режим; теплотворная способность; стоимость перевозки; возобновляемые источники энергии
section_name: ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕГИОНАЛЬНЫХ ВОЗОБНОВЛЯЕМЫХ БИОРЕСУРСОВ ДЛЯ РАБОТЫ СИСТЕМЫ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ