Nghiên cứu thiết kế dự án cung cấp nhiệt tập trung cho một vùng của thành phố mới xây dựng bằng trung tâm nhiệt điện đốt than

LỜI MỞ ĐẦUNgày nay quá trình công nghiệp hoá hiện đại hoá ngày càng nhanh kéo theonhu cầu sử dụng năng lượng nói chung và năng lượng nhiệt nói riêng ngày càng lớn.Cùng với sự phát triển

MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU 3

CHƯƠNG 1 : MÔ TẢ DỰ ÁN 4

CHƯƠNG 2 : TÀI LIỆU ĐẦU VÀO 8

1 Phụ tải nhiệt hàng năm 8

2 Phụ tải nhiệt giờ 8

3 Tiêu hao nhiên liệu tiêu chuẩn 9

4 Suất tiêu hao nhiên liệu than 9

5 Lượng nhiệt sản xuất hàng năm 10

6 Tổng mức đầu tư ( K ) 10

7 Tổng tiêu hao nhiên liệu 10

CHƯƠNG 3 : PHÂN TÍCH KINH TẾ TÀI CHÍNH DỰ ÁN ĐẦU TƯ 12

1 Tính toán chi phí (C) 12

2 Tính toán doanh thu (B) 13

3 Dòng tiền của dự án 13

4 Tính toán các chỉ tiêu kinh tế 13

CHƯƠNG 4 : PHÂN TÍCH RỦI RO CỦA DỰ ÁN 15

1 Phương án tổng vốn đầu tư tăng 10% 15

2 Phương án giá bán nhiệt giảm 10% 16

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 18

1 Kết luận 18

2 Kiến nghị 18

a Các biện pháp nâng cao hiệu suất lò hơi: 18

b Các biện pháp giảm chi phí nhiên liệu: 18

TÀI LIỆU THAM KHẢO 19

PHỤ LỤC 1 20

PHỤ LỤC 3 27

LỜI MỞ ĐẦU

Ngày nay quá trình công nghiệp hoá hiện đại hoá ngày càng nhanh kéo theonhu cầu sử dụng năng lượng nói chung và năng lượng nhiệt nói riêng ngày càng lớn.Cùng với sự phát triển đó đòi hỏi chúng ta phải thiết kế các dự án cung cấp nhiệt phùhợp với từng hoàn cảnh, điều kiện cụ thể Xuất phát từ thực tế đó, nhóm sinh viên 4,lớp Đ3-QLNL được giao Bài tập lớn môn Hệ thống cung cấp nhiệt với đề tài:

“Nghiên cứu thiết kế dự án cung cấp nhiệt tập trung cho một vùng của thành phố mới xây dựng bằng trung tâm nhiệt điện đốt than.”

Trong quá trình thực hiện nghiên cứu này, với sự hướng dẫn tận tình của thầyNgô Tuấn Kiệt và nỗ lực của cả nhóm, chúng em đã hoàn thành bài tập lớn môn học.Tuy nhiên, do lượng kiến thức và kinh nghiệm thực tế còn hạn chế nên bài tìm hiểucủa chúng em không tránh khỏi những sai sót Em rất mong nhận được những ý kiếnđóng góp của thầy giáo để bài của nhóm được hoàn thiện hơn

Chúng em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, tháng 5 năm 2011

Nhóm sinh viên 4

CHƯƠNG 1 : MÔ TẢ DỰ ÁN

Hiện nay nhu cầu này thường được giải quyết bằng các máy điều hòa và bình đun nước nóng cục bộ cho mỗi căn hộ trong tòa nhà Giải pháp này đơn giản trong thiết kế và vận hành song nhược điểm lớn nhất của nó là chi phí nhiên liệu - năng lượng tăng mạnh, do phải sử dụng điện năng và hiệu suất thiết bị thường thấp Để nâng cao hiệu quả sử dụng nhiên liệu năng lượng ở các nước kinh tế phát triển

thường sử dụng giải pháp cấp nhiệt tập trung cho toàn bộ tòa nhà thậm chí cho cả một vùng của thành phố Việc đầu tư cấp nhiệt tập trung sẽ cho phép nâng cao hiệu quả đầu tư

Hệ thống cung cấp nhiệt tập trung: Trong Hệ thống cung cấp nhiệt tập trungnguồn nhiệt (lò hơi hoặc trung tâm nhiệt điện) và vật thu nhận nhiệt ở hộ tiêu thụcách xa nhau, việc tải nhiệt từ nguồn đến hộ tiêu thụ được tiến hành thông qua mạngnhiệt (các đường ống).Và theo cách nối hộ dùng nhiệt với mạng nhiệt và hộ tiêu thụđược chia thành: Hệ thống kín và hệ thống hở

Trong hệ thống cấp nhiệt kín : chất mang nhiệt (nước, hơi nước, chất lỏng hữu cơ…)trong lưới nhiệt sau khi trao đổi nhiệt năng với hộ tiêu thụ quay trở lại nguồn cấpnhiệt

Trong hệ thống hở : chất mang nhiệt (nước, hơi nước, chất lỏng hữu cơ…)được lấy trực tiếp từ lưới nhiệt

 Nghiên cứu thiết kế dự án cung cấp nhiệt tập trung cho một vùng củathành phố mới xây dựng, từ trung tâm nhiệt điện vùng đốt than Dự ánđược mô tả sơ bộ qua hình (1)

 Lò hơi sử dụng trong dự án là lò hơi đốt than với công suất nhiệt10.000.000 Gcal/năm.Lò hơi sản xuất nhiệt ở dang hơi nước

 Các thiết bị tiêu thụ nhiệt gồm: điều hòa không khí, thông gió cho tòa nhàcao tầng,bình nước nóng,thiết bị sưởi.v…v

 Mạng nhiệt sử dụng trong dự án là mạng nhiệt hai đường ống gồm mộtđường ống tải nhiệt đi và một đường ống thu hồi môi chất về

- Ưu điểm của mạng hai đường ống là cho phép ta tiết kiệm được nhiệt vàmôi chất.Sau khi hơi nước trao đổi nhiệt với các thiết bị tiêu thụ nhiệt sẽmất nhiệt và trở thành nước, thu hồi lượng môi chất này giúp ta tiết kiệmđược một khoản chi phí vì không phải xử lý nước cấp trước khi vào lò

- Mặt khác lượng nước trở về cũng có thể có một nhiệt độ nhất định, điềunày sẽ giảm được lượng nhiên liệu đáng kể để làm nóng nước cấp đếnnhiệt độ nhất định cho nước cấp mới từ bên ngoài

Hình 2 Mạng nhiệt 2 đường ống

CHƯƠNG 2 : TÀI LIỆU ĐẦU VÀO

Dự án được thiết kế theo các tài liệu đầu vào cho trước như sau:

 Tổng nhu cầu phụ tải nhiệt mỗi năm: 10.000.000 Gcal/năm

 Số giờ sử dụng phụ tải nhiệt năm : 6.500 h/năm

 Giá nhiên liệu than : 500.000 đ/T

 Giá nhiệt bán ra : 150.000 đ/Gcal

 Lò hơi đốt than nhiệt trị làm việc của than : 5.500 Kcal/kg

 Hiệu suất lò hơi: 0,9

 Nhiệt trị làm việc : 5000 Gcal/kg

 Suất vốn đầu tư cho lò hơi đốt than: 1.250.000 USD/Gcal

 Thời gian xây dựng : 2 năm

 Tuổi thọ công trình: 25 năm

 Chi phí vận hành O&M cố định là 5% tổng mức đầu tư

 Tự dùng : 5%

 Tổn thất mạng nhiệt : 5%

 Tỷ giá: 20.000 đ

 Chiết khấu: 10%

1 Phụ tải nhiệt hàng năm

Theo trên ta thấy phụ tải nhiệt hàng năm của trung tâm nhiệt điện là Qtt =10.000.000 Gcal/năm

2 Phụ tải nhiệt giờ

Phụ tải nhiệt giờ được tính theo công thức:

Qh = Q tt

h = 10.000.0006500 = 1538,46 ( Gcal/h) Trong đó:

 Qh : Phụ tải nhiệt giờ.

 Qtt : Phụ tải nhiệt năm

 h : Số giờ sử dụng phụ tải nhiệt năm

Công suất nhiệt lò hơi được xác định theo công thức:

Qlh = Qh × ( 1+ Vtd + Vmn )

= 1538,46 × ( 1+ 0,05 + 0,05 )

= 1692,31 ( Gcal/h )

Trong đó:

 Qlh : Công suất nhiệt lò hơi

 Qh : Phụ tải nhiệt giờ

 Vtd : Tổn thất nhiệt tự dùng

 Vmn : Tổn thất mạng nhiệt

3 Tiêu hao nhiên liệu tiêu chuẩn

Tiêu hao nhiên liệu tiêu chuẩn được xác định theo công thức :

T LH

LH = 1430,9 ≈ 158,89 (kgNLTC/Gcal) Trong đó:

 b LH T : tiêu hao nhiên liệu tiêu chuẩn

 ηLH : hiệu suất lò hơi

4 Suất tiêu hao nhiên liệu than

Suất tiêu hao nhiên liệu than được xác định theo công thức:

b t h an T = Q❑

t h an× Qtc

Suất tiêu hao nhiên liệu than = Tiê u h ao n h iê n li ệ u ti ê u c hu ẩ n N hi ệ t tr ị c ủ a n h i ê nli ệ u t h an ×Nhiệt trị nhiên

liệu tiêu chuẩn

Qthan = 5000(Kcal/kg)

Qtc = 7000( Kcal/kg)

Suất tiêu hao nhiên liệu than là:

158,895000 × 7000 ≈222,44 (kg/Gcal)

5 Lượng nhiệt sản xuất hàng năm

Lượng nhiệt sản xuất hàng năm được xác định theo công thức:

Qn = Qtt (1+Vtd +Vmn) Trong đó:

 Suất vốn đầu tư Sđt = 1 250 000 USD/Gcal

 Tỷ giá = 20 000 đ

 Công suất nhiệt lò hơi Qlh = 1692,31 (Gcal/h)

Tổng mức đầu tư ban đầu của dự án là :

K = 1 250 000 × 20 000 × 1692,31 ≈ 42,308 × 1012 ( đồng)

7 Tổng tiêu hao nhiên liệu

Tổng tiêu hao nhiên liệu dầu được xác định theo công thức:

BT = Qn × b t h an T

Trong đó:

 Nhiệt sản xuất hàng năm Qn = 11 000 000 (Gcal/năm

 Suất tiêu hao nhiên liệu bt h an

T

= 222,44 (kg/Gcal) Tổng tiêu hao nhiên liệu than là:

BT = 11 000 000 × 222,44 ≈ 2 446 888 889 (kg/năm)

Các thông số đầu vào được thống kê trong bảng sau:

Tỷ giá =20 000; Chiết khấu = 10%

Suất vốn đầu tư

Công suất nhiệt lò hơi 1,692.31 GCal/h

Tiêu hao nhiên liệu TC 158.89 kgNLTC/Gcal

Tổng mức đầu tư 42,307,692,307,692 đồng

Nhiệt sản xuất hàng năm 11,000,000 Gcal/năm

Suất tiêu hao nhiên liệu 222.44 kg/Gcal

Tổng tiêu hao nhiên liệu 2,446,888,888.89 kg/năm

CHƯƠNG 3 : PHÂN TÍCH KINH TẾ TÀI CHÍNH DỰ ÁN ĐẦU TƯ

1 Tính toán chi phí (C)

Dự án cung cấp nhiệt tập trung cho một vùng của thành phố mới xây dựngbằng trung tâm nhiệt điện đốt than bao gồm các chi phí sau:

 Vốn đầu tư ban đầu (chỉ tính cho năm 0)= 16,923 × 1012 (đồng)

Từ năm 1 =>năm 25, vốn đầu tư =0

 Chi phí biến đổi và cố đinh O&M bằng nhau từ năm 1 => năm 25:

Chi phí vận hành O&M = 5%K

Trong đó:

Tổng mức đầu tư K = 43,208 × 1012(đồng) Thay số ta được:

Chi phí vận hành O&M = 5% × 43,208 × 1012 = 2,115 × 1012(đồng)

 Chi phí nhiên liệu bằng nhau từ năm 1 => năm 25:

Chi phí nhiên liệu = Giá nhiên liệu × Tổng tiêu hao nhiên liệu

Trong đó:

Giá nhiên liệu = 1200 (đ/kg)Tổng tiêu hao nhiên liệu = 2 446 888 889 (kg/năm) Thay số ta được:

Chi phí nhiên liệu = 1200 ×2 446 888 889 ≈ 2,936 ×1012 (đ/năm)

 Tổng các chi phí tính toán theo từng năm (Ct , với t = 0 ÷ 25)

Ct = Vốn đầu tư ban đầu(chỉ tính cho năm 0) + Chi phí O&M + Chi phí nhiênliệu

C0 = 16,923 × 1012 (đồng)

C1 = C2 = C3 =…………=C25 = 2,115 × 1012 + 2,936 ×1012 = 5,051

×1012(đồng)

 Chi phí chiết khấu theo năm = C t

(1+i)ti: là suất chiết khấu (10%) , t = 0 ÷ 25

 Tổng chi phí chiết khấu = Tổng các chi phí chiết khấu từ năm 0 => năm 25 Theo tính toán, tổng chi phí chiết khấu = 62,777 ×1012 (đồng)

2 Tính toán doanh thu (B)

Doanh thu = Phụ tải nhiệt năm × Giá bán nhiệt

 Năm 0, do mới bắt đầu xây dựng dự án nên chưa có doanh thu

=> Doanh thu = 0

 Từ năm 1 trở đi, dự án bắt đầu đi vào hoạt động, cung cấp nhiệt tập trung chomột vùng của thành phố mới xây dựng

Trong đó : Phụ tải nhiệt năm = 10 000 000 (Gcal/năm)

Giá bán nhiệt = 750 000 (đ/Gcal)

Khi đó, doanh thu năm 1 =doanh thu năm 2 = ……=doanh thu năm 25, vàbằng:

(Ta tính toán theo từng năm, với t = 0÷ 25)

 B –C = Doanh thu theo năm – Tổng chi phí theo năm

4 Tính toán các chỉ tiêu kinh tế

NPV là hiện giá thu hồi thuần của dòng lợi ích gia tăng.

NPV = Tổng doanh thu chiết khấu – Tổng C chiết khấu = 68,078 ×1012 – 62,777 ×1012 = 5,301 × 1012 (đồng) =5301(tỷđồng)

 Thời gian hoàn vốn của dự án:

Thời gian hoàn vốn của dự án là thời gian cần thiết để dự án thu lại những chiphí đầu tư dự án, nói cách khác thời gian hoàn vốn là thời gian cần phải chờ đợitrước khi dự án bắt đầu sinh lợi nhuận

Thv = Số năm trước khi thu hồi hết vốn + Chi ph í c ò n l ạ ich ư athu h ồ i D ò ng ti ề n v à o trong n ă m

Tính toán ta được Thv = 3,56 năm

CHƯƠNG 4 : PHÂN TÍCH RỦI RO CỦA DỰ ÁN

Rủi ro ở đây được hiểu là các tác động bất thường, khó dự đoán trước được,tác động lên dự án và có thể làm thay đổi các kết quả dự án Rủi ro có thể chuyểnmột dự án từ trạng thái lãi sang lỗ hoặc làm giảm độ hấp dẫn của dự án đầu tư

Rủi ro có thể đến từ nhiều nguồn khác nhau, như rủi ro về nguồn vốn, vềnhân công dự án, lạm phát, ảnh hưởng của điều kiện thời tiết, khí hậu Rủi ro cũng

có thể đến từ việc dự đoán quá lạc quan về các viễn cảnh đầu ra của dự án hay cácsản phẩm đầu ra của dự án phải chịu sự cạnh tranh không lường trước được từ các

dự án tương tự của các đối thủ cạnh tranh trên thị trường

Dự án cung cấp nhiệt cho một vùng của thành phố mới xây dựng mà chúng tađang phân tích có tuổi thọ dự án lên tới 25 năm, số vốn đầu tư là vô cùng lớn, lên tới

42308 tỷ đồng Chính vì thế, chỉ cần một sự biến động nhỏ cũng có thể ảnh hưởngrất lớn đến dự án Hay nói cách khác, dự án càng dài, số vốn đầu tư càng lớn thì mứcrủi ro của dự án càng cao

Trong giới hạn bài tập lớn môn học này, chúng tôi đi phân tích khả năng rủi

ro của dự án trong 2 trường hợp sau:

 Tổng vốn đầu tư tăng 10%

 Giá bán nhiệt giảm 10%

1 Phương án tổng vốn đầu tư tăng 10%

 Đầu tư gia tăng là: 10% × 42,308 × 1012 = 4,2308 ×1012 (đồng)

= 4230,8 (tỷ đồng)

 Chi phí O&M gia tăng là : 10% × 2,1154 × 1012 = 211,54× 109 (đồng)

= 211,54 (tỷ đồng)

 Chi phí về nhiên liệu không đổi do không ảnh hưởng bởi vốn đầu tư

 Tổng chi phí theo từng năm gia tăng là:

Năm 0: gia tăng 1692 (tỷ đồng)Năm 1 => năm 25 : gia tăng 211,538 (tỷ đồng)

Các chỉ tiêu kinh tế như : NPV, B/C, IRR, Thv trong trường hợp này là:

(Bảng tính toán chi tiết cho phương án vốn đầu tư tăng 10% xem phụ lục 2)

2 Phương án giá bán nhiệt giảm 10%

 Toàn bộ các tính toán về chi phí vẫn giữ nguyên do không bị ảnh hưởng bởigiá bán nhiệt

 Doanh thu của dự án bị ảnh hưởng khi giá bán nhiệt thay đổi Trong trườnghợp này giá bán nhiệt giảm 10% dẫn đến doanh thu dự án này cũng giảm10%

Do doanh thu là bằng nhau từ năm 1 => năm 25 nên lượng doanh thu giảmcũng bằng nhau theo từng năm, và bằng:

ΔB = 7,5 × 1012 × 10% = 750 × 109 (đồng) = 750 (tỷ đồng)

 NPV = - 1507,098(tỷ đồng) <0

 ΔNPV = -6807,78 (tỷ đồng)

 ΔNPV/ NPV cơ s ở = −6807,785300,682 = -128,43 %

 B/C = 0,976 <0

Nhận xét:

Trong trường hợp giá bán nhiệt giảm 10%, ta thấy NPV của dự án nhỏ hơn 0,

tỷ lệ B/C <0 Điều đó cho thấy, với tuổi thọ 25 năm, dự án không có lãi, thời gianhoàn vốn vượt quá tuổi thọ của dự án Có thể thấy dự án phụ thuộc nhiều vào giábán nhiệt nguyên nhân chủ yếu là giá nhiệt quá cao Dự án không có tính khả thi vềmặt kinh tế (NPV<0, B/C<1)

Từ 2 trường hợp, tăng vốn đầu tư lên 10% và giảm giá bán nhiệt 10%, ta thấymức độ ảnh hưởng của giá bán nhiệt lớn hơn mức độ ảnh hưởng của vốn đầu tư Khivón đầu tư tăng lên 10%, mức độ rủi ro của dự án là nhỏ hơn so với trường hợpgiảm giá bán nhiệt 10%

(Bảng tính toán chi tiết cho phương án giảm giá bán nhiệt 10% xem trong phụ lục

3)

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

1 Kết luận

Từ những kết quả tính toán và phân tích cho thấy đây là một dự án đáng để đầu tư(NPV=5301tỷ đồng) Không chỉ dừng lại ở góc độ kinh tế, dự án này góp phần thỏamãn nhu cầu sử dụng nhiệt hiện nay càng ngày gia tăng, đặc biệt tại các trung tâmthương mại, công nghiệp,… Cùng với con đường công nghiệp hóa hiện đại hóa dự

án hứa hẹn nhiều cơ hội mở rộng trên phạm vi quy mô lớn

2 Kiến nghị

Nhằm đạt được hiệu quả cao nhất khi vận hành dự án cần tiến hành một số biệnpháp như sau:

a Các biện pháp nâng cao hiệu suất lò hơi:

 Tận dụng nước ngưng cho lò hơi

 Giảm xả đáy lò hơi

 Lắp đạt van ống khói hoặc bẫy nhiệt trong các lò hơi quạt gió tự nhiên

 Thu hồi nhiệt thải để cung cấp cho hệ thống đốt cháy khác, như dịch

vụ nước nóng, lò

 Kiểm soát không khí dư tối thiểu, CO và không khí dư tối đa

 Lắp đặt hệ thống kiểm soát hiệu suất đốt cháy

b Các biện pháp giảm chi phí nhiên liệu:

 Lắp đặt thiết bị có thể sử dụng được nhiều loại nhiên liệu để đốt

 Lắp thiết bị CHS tự động đồng hóa dầu 10% nước vào dầu FO đốt cho

lò hơi nung tiết kiệm từ 3-8% dầu

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Hệ thống cung cấp nhiệt – Hoàng Văn Chước, NXB Bách khoa Hà Nội

2,936,266,666,668

5,051,651,282,0

53

4,592,410,256,411

2 2,115,384,615,385 2,936,266,666,668 5,051,651,282,053 4,174,918,414,920

3 2,115,384,615,385 2,936,266,666,668 5,051,651,282,053 3,795,380,377,2004

2,115,384,615,385

2,936,266,666,668

5,051,651,282,0

53

3,450,345,797,454

5 2,115,384,615,385 2,936,266,666,668 5,051,651,282,053 3,136,677,997,6866

2,115,384,615,385

2,936,266,666,668

5,051,651,282,0

53

2,851,525,452,441

7 2,115,384,615,385 2,936,266,666,668 5,051,651,282,053 2,592,295,865,856

8 2,115,384,615,385 2,936,266,666,668 5,051,651,282,053 2,356,632,605,3249

2,115,384,615,385

2,936,266,666,668

5,051,651,282,0

53

2,142,393,277,567

10 2,115,384,615,385 2,936,266,666,668 5,051,651,282,053 1,947,630,252,33311

2,115,384,615,385

2,936,266,666,668

5,051,651,282,0

53

1,770,572,956,667

12 2,115,384,615,385 2,936,266,666,668 5,051,651,282,053 1,609,611,778,788

13 2,115,384,615,385 2,936,266,666,668 5,051,651,282,053 1,463,283,435,26214

2,115,384,615,385

2,936,266,666,668

5,051,651,282,0

53

1,330,257,668,420

15 2,115,384,615 2,936,266,666, 5,051,651,282,0 1,209,325,153,

,385 668 53 10916

2,115,384,615,385

2,936,266,666,668

5,051,651,282,0

53

1,099,386,502,826

17 2,115,384,615,385 2,936,266,666,668 5,051,651,282,053 999,442,275,297

18 2,115,384,615,385 2,936,266,666,668 5,051,651,282,053 908,583,886,63319

2,115,384,615,385

2,936,266,666,668

5,051,651,282,0

53

825,985,351,485

20 2,115,384,615,385 2,936,266,666,668 5,051,651,282,053 750,895,774,07721

2,115,384,615,385

2,936,266,666,668

5,051,651,282,0

53

682,632,521,888

22 2,115,384,615,385 2,936,266,666,668 5,051,651,282,053 620,575,019,898

23 2,115,384,615,385 2,936,266,666,668 5,051,651,282,053 564,159,108,99924

2,115,384,615,385

2,936,266,666,668

5,051,651,282,0

53

512,871,917,271

25 2,115,384,615,385 2,936,266,666,668 5,051,651,282,053 466,247,197,519

∑C chiết khấu 62,777,117,768,408