Модернізація системи теплопостачання молочного заводу з переходом на використання біогазу в м. Кременець
Вантажиться...
Дата
2026
Науковий керівник
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
КПІ ім. Ігоря Сікорського
Анотація
Дипломний проєкт на здобуття ступеня бакалавра за спеціальністю 144 «Теплоенергетика», освітньо-професійна програма «Теплоенергетика та теплоенергетичні установки електростанцій». – Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Навчально-науковий інститут атомної та теплової енергетики, Кафедра теплової та альтернативної енергетики, Київ, 2026 р.
Об'єкт дослідження: термодинамічні, теплообмінні та екологічні процеси спалювання альтернативного палива, а також технологічні параметри систем анаеробного зброджування та сепарації біомаси. Предмет дослідження: складники теплового балансу, ККД котельного агрегату, валові викиди забруднюючих речовин, капіталомісткість та термін окупності біогазового комплексу. Мета роботи: теоретичне, інженерне та фінансово-економічне обґрунтування доцільності модернізації системи паливозабезпечення парового котла «Invest» молочного заводу в м. Кременець шляхом інтеграції біогазової установки. Методи дослідження: числове моделювання регулярних теплових режимів, стехіометричні розрахунки процесів горіння багатокомпонентних газів, балансовий аналіз біотермічних реакторів та методи простої окупності інвестиційних проєктів.
Основні результати роботи:- Виконано комплексний порівняльний аналіз роботи парового котла «Invest» (номінальна паропродуктивність 13,5 т/год) при переході з природного газу на неочищений ко-ферментований біогаз (60% CH4, 37% CO2). Доведено, що через баластну дію діоксиду вуглецю ККД котла знижується на 4–5 %, а номінальна годинна витрата палива зростає з 1080 м3/год до 1620 м3/год. - Розраховано матеріальний баланс мезофільного метантенка безперервної дії типу CSTR для суміші 29,7 т/добу гною ВРХ та 2,09 т/добу кукурудзяного силосу. Визначено необхідний корисний об'єм бродильної камери (541,1 м3), підібрано два реактори моделі HR-500 (потужність мішалок по 37 кВт) та обчислено річний вихід товарного біогазу за вирахуванням власних потреб опалення реакторів (77 695,92 м3/рік). - Встановлено, що річний обсяг товарного біогазу дозволяє замістити 51 797,28 м3/рік природного газу. За промислової вартості газу 28 грн/м3 та собівартості біогазу 8,5 грн/м3, чисте річне заощадження на паливі становить 789 908,52 грн/рік. - Проведено агрохімічний розрахунок виходу продуктів сепарації дигестату (1894,4 т/рік твердого шламу та 9709,05 т/рік рідкої фракції). Доведено, що повернення у цикли сільського господарства поживних макроелементів заміщує купівлю мінеральних добрив і приносить додатковий комерційний дохід у розмірі 4 683 494,6 грн/рік. - На основі питомих інвестиційних індикаторів ринку (2,5 тис. євро/кВт) визначено загальну капіталомісткість будівництва біогазової станції генераційною потужністю 50 кВт на рівні 5,625 млн грн. З урахуванням інтегрального річного доходу ( 5 473 403,18 грн/рік) простий термін окупності проєкту становить 1,03 року.
Опис
Ключові слова
біогаз, ко-ферментація, метантенк CSTR, котел Invest, матеріальний баланс, дигестат, валоризація відходів, фінансова економія, капітальні інвестиції, термін окупності, циркулярна економіка, biogas, co-fermentation, CSTR methane tank, Invest boiler, material balance, digestate, waste valorization, financial savings, capital investments, payback period, circular economy
Бібліографічний опис
Ковальчук, І. О. Модернізація системи теплопостачання молочного заводу з переходом на використання біогазу в м. Кременець : дипломний проєкт ... бакалавра : 144 Теплоенергетика / Ковальчук Ірина Олександрівна. – Київ, 2026. – 100 с.