Домой Регистрация
Приветствуем вас, Гость



Форма входа

Население


Вступайте в нашу группу Вконтакте! :)




ПОИСК


Опросник
Используете ли вы афоризмы и цитаты в своей речи?
Проголосовало 514 человек


Когенерационная установка что это такое


ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОГЕНЕРАЦИОННЫХ УСТАНОВОК

В настоящее время, в России наблюдается упадок топливно-энергетического комплекса. Наглядно это можно заметить при частых задержках и нарушениях в снабжении топливом, электрической и тепловой энергией потребителей. При том, что потребность в данной энергии постоянно растет.

Одним из высокоперспективных решений в этой ситуации является развитие сферы энергетики, связанной с получением энергии независимо от централизованных сетей энерго- и теплоснабжения. Особое внимание следует уделить комбинированной генерации различных видов энергии, позволяющее значительно увеличить эффективность использования топлива в ходе выработки энергии – процесс когенерации. В техническом исполнении, когенерация - это процесс, в котором тепловая и электрическая энергии вырабатываются одновременно в едином устройстве, называемом «когенератором».

Устройство когенерационных установок довольно простое. Как правило это либо газопоршневая (ГПУ) установка, либо газотурбинная (ГТУ). Газопоршневая установка – это всем привычный двигатель внутреннего сгорания. Газотурбинная – это реактивный двигатель, мощность у которого отбирается посредством присоединения генератора к валу [1]. Топливом для этих установок служит газ, так как имеет достаточную теплоту сгорания и экологичен.

В зависимости от объема расходуемой энергии подбирается мощность и тип такой установки. При расходе энергии менее 5 МВт разумно использовать газопоршневую установку (ГПУ), а если более - лучше прибегнуть к газотурбинным установкам (ГТУ). Однако, при выборе системы нужно руководствоваться не только количеством потребляемых Вт, но и следует иметь ввиду множество факторов в каждом конкретном случае, хотя вопрос объемов потребления здесь стоит наиболее остро [2].

Огромная доля побочной (тепловой) энергии утрачивается в ходе выработки электроэнергии, что приводит к увеличению себестоимости производства. В то время как при когенерации всё избыточное тепло трансформируется в тепловую энергию, которую можно использовать для систем отопления жилых и производственных помещений. Так же часть электроэнергии теряется во время транспортировки. Дабы избежать больших потерь при передаче электричества от подстанции до потребителя, электрическую энергию транспортируют при больших напряжениях. Но потребителю необходимо более низкое, это влечет за собой дополнительные расходы на строительство трансформаторных подстанций. То есть для более эффективной работы классических электро- и тепло центров требуется целая инфраструктура. Для когенерационных установок требуется лишь подвод топлива (газа). Наглядно можем увидеть сравнение КПД на схеме ниже, на рисунке 1.

Рисунок 1. Сравнение КПД использования совместного и раздельного производства электроэнергии и тепла

Экономическая выгода

Инвестировать в когенерационные установки экономически выгодно: капитальные затраты после их ввода в эксплуатацию за первые 5 лет полностью покрываются. В будущем собственная ТЭЦ способствует существенной экономии, что помогает чувствовать себя уверенно. Потребители собственной энергетической установки обретают микроисточник довольно дешевой тепло- и электроэнергии, а инвесторы, которые решили сэкономить на этом, обязаны расплачиваться зависимостью от центральных энергетических сетей и их тарифов, к тому же всегда существует риск в случае энергетических сбоев остаться совсем без электричества и тепла [2].

Также у когенерационных систем имеется еще один экономический плюс. В случае подключения когенерационной установки к центральной электрической и тепловой сети она может стать источником маленького дополнительного, но стабильного дохода. А происходит это из-за того, что лишнюю неизрасходованную энергию можно продавать региональным энергетическим компаниям, которые способны позднее ее перепродать, не исключая получения собственной определенной выгоды, а при пиковых нагрузках эти компании могут использовать ресурсы такой мини-ТЭЦ. То же относится и к тепловым сетям [2].

У когенерационных установок есть большой потенциал для работы в России и странах с аналогичным географическим расположением. Так как большинство наших регионов находится в северных широтах, то отопительный сезон достаточно продолжительный, в среднем 7 и более месяцев, поэтому периоды без недостаточных нагрузок на когенерационные установки в течение года весьма непродолжительны.

Еще один неоспоримый плюс в копилку когенерационных мини-ТЭЦ состоит в том, что их можно устанавливать внутри энергоснабжаемого района или поселка. Таким образом, район, снабжаемый энергией от мини- ТЭЦ, избавляется от зависимости тепловых сетей. Не нужно прокладывать магистральные трубопроводы, электросети. Данный вариант особо актуален для загородных и пригородных поселков.

При правильном эксплуатировании когенерирующие установки дают экономическую выгоду почти сразу в виде снижения затрат на электричество и тепло не менее чем в 2 раза, к тому же когенерационные установки могут быть использованы более 30 лет [2].

Но не стоит забывать, что для обретения высоких экономических показателей, которые дают когенерационные установки, они обязаны работать с нагрузкой довольно близкой к максимальной [2]. Так уменьшение потребления энергии влечет за собой снижение эффективности всей установки, и повышению себестоимости производимой энергии. Тут действует простой закон, оптом дешевле.

Какие есть недостатки у когенерации? Основной из них – это стабильное количество вырабатываемой энергии, из-за этого практически невозможно эффективно преодолевать ситуации с пиковыми нагрузками. Кроме того, в летний период года потребность в тепле резко снижается, как следствие уменьшается КПД мини-ТЭЦ.

Дабы минусы когенерационных установок превратить в плюсы, необходимо чтобы установка работала как можно большее время при максимальной нагрузке. Этого можно достичь подключив третью ступень выработки энергии, так называемую тригенерацию.

Тригенерация – это использование единицы топлива для выработки сразу трех видов энергии: тепловой, электрической и холода. Тригенерация значительно выгодней когенерации, так как она позволяет повысить энергоэффективность применения переработанного тепла не только в зимний период года для теплоснабжения, но и в летний для обеспечения холодом системы кондиционирования воздуха объектов или нужд технологий предприятий. Для данных целей часто используют теплоиспользующие абсорбционные бромистолитиевые холодильные установки. В техническом исполнении, они представляют собой когенерационную установку с абсорбционной холодильной машиной, которые вместе образуют единый энергокомплекс. Данные меры существенно снижают затраты на производство энергии, что непосредственно максимально снижает её стоимость [3].

Абсорбционная холодильная установка по конструкции довольно ощутимо отличается от компрессионной. В ней нет компрессора, а в дополнение к хладагенту по её системе циркулирует также жидкость - абсорбент. Им может быть только та жидкость, которая обладает высокой поглотительной способностью хладагента. Источником тепла для некоторых видов абсорбционных установок может быть использована энергия сбрасываемой горячей воды (95°С — 80°С), например, воды с рубашек охлаждения ГПУ автономных газовых электрических станций. Вместе с этим возможно получение холодной воды с температурой 7°С, которую можно доставлять потребителю [4].

Рисунок 2. Принципиальная схема тригенерационной установки

В системах тригенерации на базе абсорбционных холодильных установок практически полностью отсутствуют выбросы дымовых газов, нет вредных химических загрязнений, так как хладагент - вода. Поэтому использование системы тригенерации — одна из тех технологий, которая удовлетворяет требованиям экологической безопасности [4].

Остается еще один недостаток установки – фиксированное количество вырабатываемой энергии. При том что потребление тепла непостоянно, потребность ГВС возрастает утром, вечером и на выходных. Дабы сгладить потребление тепловой энергии, можно установить баки накопители. Они будут выполнять роль буферной зоны. Днем и ночью, когда потребление тепла невелико, они будут его накапливать, а в вечернее и утреннее время отдавать. При такой вариации система будет работать с максимальным КПД, т. к. будет всегда загружена на полную мощность.

Заключение:

Исходя из вышеперечисленного, можно сделать вывод о том, что развивать системы совместного производства электро- и теплоэнергии в современной России просто необходимо. Использование таких систем, по сравнению с существующими монопольными тарифами, позволяет значительно уменьшить затраты на потребляемую энергию, а также решить важную проблему пиковых нагрузок и недостатков централизованных систем.

Когенерационные установки обладают большим ресурсным потенциалом, высокой надежностью, у них большой диапазон мощностных ресурсов, что позволяет использовать такие установки как для одного жилого дома, так и для целого района.

Использование когенерационных установок позволяет значительно уменьшить загрязнение окружающей среды, что является важным достоинством в мире, где стремятся использовать безопасные для экологии материалы и процессы.

Список литературы:

  1. Когенерационные газовые электростанции [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.gazecos.ru/description.html (дата обращения 15.10.2017)
  2. Когенерация позволяет экономить и зарабатывать [Электронный ресурс]. – Режим доступа: ttp://www.cnews.ru/reviews/free/ups2008/articles/gas2.shtml (дата обращения 18.10.2017)
  3. Тригенерация [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://abxm-thermax.ru/primenenie/trigeneraciya/ (дата обращения 17.10.2017)
  4. Преимущества и применение когенерационных установок [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.rosgazenergo.ru/trigen-preim.html (дата обращения 17.10.2017)

sibac.info

Когенерация — когенераторные установки — тепловые электростанции

Когенерация — двойная эффективность — двойная прибыль!

Определение принципа когенерации

Когенерация — это комбинированное производство тепла и электроэнергии. На электростанции с применением технологии когенерации топливо используется для получения двух форм энергии — тепловой и электрической. Приставка «ко» в слове когенерация и означает комби. Проще говоря когенераторная установка это тепловая электростанция. 

Когенераторные электростанции более эффективны в сравнении с электростанциями производящими только электрическую энергию. 

С технологией когенерации появляется реальная возможность использовать тепловую энергию, которая обычно улетучивается в атмосферу через градирни и вместе с дымовыми газами.

При использовании эффекта когенерации существенно возрастает общий коэффициент использования топлива (КиТ). Применение когенерации в значительной степени сокращает затраты на приобретение топлива.

Когенерация — это существенное снижение затрат на получение тепловой энергии.

Когенераторные установки — устройство и принцип действия

Когенерационная установка состоит из силового агрегата, например, газовой турбины, электрического генератора, теплообменника и системы управления.

В газотурбинных установках основное количество тепловой энергии отбирается из системы выхлопа. В газопоршневых электростанциях отбор тепловой энергии происходит от масляного радиатора, а так же и от системы охлаждения двигателя. Отбор тепловой энергии в газотурбинных установках (ГТУ) осуществим технически проще, так как выхлопные газы имеют более высокую температуру.

При использовании когенерации на 1 МВт электрической мощности потребитель получает от 1 до 2 МВт тепловой мощности в виде пара и горячей воды для промышленных нужд, отопления и водоснабжения.

Когенераторные электростанции с избытком покрывают нужды потребителей в электрической и дешевой тепловой энергии.

Излишнее тепло может направляться на паровую турбину, для максимальной выработки электричества или в абсорбционно-холодильные машины (АБХМ) для производства холода, с последующей реализацией в системах кондиционирования. Подобная технология имеет собственное определение — тригенерация.

Когенерация — органичная экспансия технологии в российскую экономику

Применение электростанций с технологией когенерации в мегаполисах позволяет эффективно дополнять рынок энергоснабжения, без реконструкции сетей. При этом значительно улучшается качество электрической и тепловой энергий. Автономная работа когенераторной установки позволяет обеспечить потребителей электроэнергией с устойчивыми параметрами по частоте и по напряжению, тепловой энергией со стабильными параметрами по температуре.

Потенциальными объектами для применения когенерационных установок в России выступают промышленные производства, больницы, объекты жилищной сферы, газоперекачивающие станции, компрессорные станции, котельные и т. д.

В результате внедрения когенераторных электростанций возможно решение проблемы обеспечения потребителей недорогим теплом и электроэнергией без дополнительного, затратного, строительства новых линий электропередачи и теплотрасс.

Приближенность источников к потребителям позволит значительно снизить потери при передаче энергии и улучшить ее качество, а значит, и повысить коэффициент использования энергии топлива.

Когенерация — альтернатива тепловым сетям общего назначения

Когенерационная установка является эффективной альтернативой тепловым сетям, благодаря гибкому изменению параметров теплоносителя в зависимости от требований потребителя в любое время года. Потребитель, имеющий в эксплуатации когенераторную электростанцию не подвержен зависимости от экономического состояния дел больших теплоэнергетических компаниях.

Доход (или экономия) от реализации электричества и тепловой энергии, за короткое время, покрывают все расходы на когенераторную электростанцию. Окупаемость капитальных вложений в когенераторную установку происходит быстрее окупаемости средств, затраченных на подключение к тепловым сетям, обеспечивая тем самым, устойчивый возврат инвестиций.

Когенераторная установка хорошо вписываются в электрическую схему, как отдельных потребителей, так и любого количества потребителей через государственные электросети. Компактные, экологически безопасные, когенераторные электростанции покрывают дефицит генерирующих мощностей в крупных городах. Появление подобных установок позволяет разгрузить электрические сети, обеспечить стабильное качество электроэнергии и делает возможным подключение новых потребителей.

Преимущества когенерации

Преимущества когенераторных электростанций заключены, прежде всего, в сфере экономики.Существенная разница между капитальными затратами на энергоснабжение от сетей и энергоснабжение от собственного источника заключается в том, что капитальные затраты, связанные с приобретением когенераторной установки, возмещаются, а капитальные затраты на подключение к сетям безвозвратно теряются при передаче вновь построенных подстанций на баланс энергетических компаний.

Капитальные затраты при применении когенераторной установки компенсируются за счет экономии топлива.

Обычно полное возмещение капитальных затрат происходит после эксплуатации когенераторной электростанции в течение трех-четырех лет.

Такое возможно, когда когенераторная установка питает нагрузку в непрерывном цикле работы, или если она работает параллельно с электросетью. Последнее решение является выгодным для владельцев электрических и тепловых сетей. Энергосистемы заинтересованы в подключении мощных когенераторных установок к своим сетям, так как при этом они приобретают дополнительную генерирующую мощность без капитальных вложений на строительство электростанции. В таком случае энергосистема закупает дешевую электроэнергию для её последующей перепродажи по более выгодному тарифу. Тепловые сети получают возможность закупать дешевое тепло для его реализации близлежащим потребителям

Ведущими мировыми производителями когенераторных установок на основе поршневых двигателей и турбин на сегодняшний день являются: Alstom (Альстом), Capstone (Кэпстоун – Кепстон), Calnetix - Elliott Energy Systems, Caterpillar (Катерпиллар), Cummins (Камминз), Deutz AG (Дойтц АГ), Generac (Дженерак), General Electric (Дженерал Электрик), GE Jenbacher (Йенбахер), Honeywell (Хоневелл), Kawasaki (Кавасаки), Kohler (Колер), Loganova (Логанова), MAN B&W (МАН Б В), MAN TURBO AG (МАН ТУРБО), Mitsubishi Heavy Industries (Митсубиши Хэви Индастриз),  Rolls-Royce (Роллс–Ройс), SDMO (СДМО), Siemens (Сименс), Solar Turbines (Солар Турбайнз), Turbomach (Турбомах), Vibro Power, Wartsila (Вяртсиля), Waukesha Engine Division (Вокеша / Вукеша), FG Wilson (Вилсон).

Дополнительная тематическая информация в разделе: когенерация и тригенерация

Полезные статьи, документы, файлы:

Что практичнее, выгоднее и современнее? Газотурбинные установки или газопоршневые силовые агрегаты?Почему, как топливо для электростанций выгоден и перспективен газ?

manbw.ru

Когенерационные установки

Централизованные электрические и тепловые сети не всегда способны обеспечить в полной мере энергетические потребности объектов в промышленной и социально значимой сфере. В процессе производства электроэнергии газопоршневыми электростанциями выделяется определённое количество тепла, отводимое в окружающую среду. Применение технологии когенерации позволяет значительное количество вырабатываемого тепла газопоршневой установкой использовать для нужд конечного потребителя.

Компания ЗАО «ПФК «Рыбинсккомплекс» производит когенерационные установки на базе запатентованных газопоршневых электростанций серии АГП, обеспечивая конечному потребителю выработку электроэнергии с одновременным получением тепла для его дальнейшего использования. Как показывает практика – газопоршневые когенерационные установки являются эффективным методом по использованию тепла, который помогает достигать КПД до 90%, в сравнении с 40% на обычных газовых электростанциях. Принцип действия когенерационной установки и обозначенные данные, позволяют с уверенностью заявить, что для производства определённого количества сдвоенной энергии (электро- и теплоэнергия) затрачивается значительно меньше топлива, чем при отдельном получении электроэнергии и теплоэнергии.

Применение когенерационных установок

Широкое применение когенерационные установки (газопоршневые мини-ТЭЦ) нашли в промышленном и общественном сегменте:

Эффективность использования газопоршневых теплоэлектростанций:

Характеристика когенерационных установок для газопоршневых электростанций серии АГП:

Наименование Электрическая мощность, кВт Тепловая мощность, кВт Расход теплоносителя, м³/ч
АГП-60 60 60 2,35
АГП-100 100 80 3,42
АГП-150 150 110 3,42
АГП-200 200 160 6,85
АГП-250 250 200 8,51
АГП-315 315 250 10,76
АГП-350 350 290 12,22

Эксплуатация когенерационных установок является наиболее выгодным способом получения электрической и тепловой энергии.

Преимущества использования когенерационных установок на базе газопоршневых электростанций от ЗАО «ПФК «Рыбинсккомплекс»:

Варианты исполнения когенерационных установок производства ЗАО «ПФК «Рыбинсккомплекс»

Наша компания производит когенерационные установки на базе газопоршневых электростанций в двух вариантах исполнения: 1. В открытом исполнении – на раме

2. В теплоизолированном блок-контейнере

Установка когенерационной системы в теплоизолированный блок-контейнер имеет неоспоримые преимущества:

Таким образом, использование специализированного блок-контейнера является удобным, безопасным и экономически выгодным вариантом для установки высокотехнологического оборудования.

Газопоршневые когенерационные установки – это надёжный и выгодный источник электро- и теплоэнергии.

www.r-kompleks.ru

Когенерация

  1. Количество производимого тепла одной электростанцией зависит от количества производимой ей электроэнергии. При снижении электрической мощности падает количество производимого тепла,и наоборот.
  2. При работе газопоршневой или газотурбинной электростанции нельзя регулировать мощность производимого тепла. Можно лишь только снизить степень его утилизации, направив часть тепла на сброс через системы охлаждения.
  3. Мощность газопоршневых или газотурбинных электростанций следует выбирать исходя, прежде всего, из требуемой электрической мощности энергоблока. Нехватку тепла можно покрыть путем установки дополнительных котлов.

Принципиальная схема когенерации

Преимущества от когенерации:

Себестоимость произведенного при помощи газовой электростанции 1 кВт может быть в 2 и более раз ниже себестоимости сетевой электроэнергии. Электрические КПД ГПУ в зависимости от мощности установки составляют 35-42 %.

Производство электро- и теплоэнергии в непосредственной близости к потребителю снижает стоимость за счет отсутствия сетевого тарифа, стоимости подключения мощностей и снижения потерь при централизованном энергоснабжении.

Оптимальный режим эксплуатации мини-ТЭЦ позволяет не только обеспечить автономное энергоснабжение, но также добиться дополнительной стабильности при параллельной работе с энергосистемой.

Когенерация позволяет экономить до 60% энергии по сравнению с отдельной выработкой электроэнергии на электростанциях и использованием нагревательных котлов.

Сокращение периода окупаемости достигается также за счет использования мини-ТЭЦ для покрытия базовой нагрузки в режиме параллельной работы с сетью.

www.esist.ru

Словарь технических терминов, применяемых в энергетике

Когенерационная установка — это технологическая система, принцип работы которой позволяет одновременно получать тепловую и электрическую энергии. Электрическая энергия производится электрогенераторной установкой. Для выработки тепловой энергии используются теплообменники, которые отдают в магистраль выхлопные газы двигателей различного строения.

Наряду с установками, работающими по принципу когенерации, существует оборудование, которое вместе с электро- и тепловой энергиями производит холод — такая технология получила название «тригенерация».

Процесс когенерации под названием «теплофикация» активно используется в отечественной энергетике как метод значительного увеличения эффективности использования топлива. В Евросоюзе предприятия, работающие по принципу когенерации, носят название CHP-plant (Combined Heat and Power plant — завод по совместному производству тепла и электроэнергии).   

Современные когенерационные установки становятся популярными в Украине ввиду выраженной эффективности использования топлива; эксплуатации как на газовом, включая биогаз, так и на твердом топливе; возможности применения для частных домов и конкурентоспособной цены.

Понравилось? Удиви друзей!

kmzp.ua

Принцип когенерации. Схема когенерационной установки

Когенерационные установки представляют собой технологическое оборудование, используемое для совместного производства электро- и тепловой энергии. Процесс когенерации осуществляется посредством агрегата, включающего в себя электрогенераторную установку с поршневым двигателем (газопоршневая электростанция) и систему утилизации вырабатываемого тепла. Применение электростанций с технологией когенерации позволяет с используемого топлива получать две формы энергии — электрическую и тепловую. В качестве топлива для когенерационных установок на базе газопоршневых электростанций может использоваться газ — природный, коксовый, биогаз, попутный нефтяной газ (ПНГ) и т.д. Когенерационные установки являются альтернативой существующему энергоснабжению в промышленной и социально значимой сфере, что обуславливается очевидными преимуществами используемого агрегата.

Принцип действия когенерации позволяет использовать тепловую энергию, которая, как правило, уходит в атмосферу вместе с дымовым газом, либо через градирни. В когенерационной установке имеются 4 основных узла:

Ниже представлена схема когенерационной установки на базе газопоршневой электростанции серии АГП производства ЗАО «ПФК «Рыбинсккомплекс», описан принцип действия когенерации:

Весь принцип работы системы утилизации тепла основан на использовании тепловой энергии выхлопных газов газопоршневой установки.

Жидкостный теплоноситель потребителя (вода) направляется в котёл-утилизатор выхлопных газов. Отходящие газы двигателя внутреннего сгорания проходят через кожухотрубный теплообменник, где производится перенос тепловой энергии жидкостному теплоносителю когенерационной установки, нагревая его до температуры в 90 °С. Далее теплоноситель (вода) отправляется в тепловую сеть потребителя.

Данный контур является основным тепловым контуром оборудования, так как именно здесь осуществляется передача тепловой мощности на теплообменник потребителя.

Тепловой баланс когенерационной установки, (если потребление тепловой энергии клиентом становится меньше, чем вырабатывается когенерационной установкой), обеспечивается байпасным клапаном, который отводит часть выхлопных газов, минуя котёл-утилизатор, в атмосферу через глушитель двигателя.

Отрасль применения когенерационных установок

Тепловая система когенерационной установки имеет значительный потенциал применения в следующих отраслях:

Газопоршневые электростанции серии АГП и когенерационные установки производства ЗАО «ПФК «Рыбинсккомплекс» используются в качестве основного или резервного источника электро- и теплоэнергии для промышленных предприятий и жилого сектора. Модельный ряд газопоршневых электростанций, на которые возможна установка системы утилизации тепла нашего производства: АГП-60, АГП-100, АГП-150, АГП-200, АГП-250, АГП-315, АГП-350.

Организации, использующие когенерационную установку, обеспечивают собственные потребности в электро- и теплоэнергии, что в значительной степени снижает себестоимость выпускаемой продукции и возрастает энергетическая безопасность.

www.r-kompleks.ru


Смотрите также




© 2012 - 2020 "Познавательный портал yznai-ka.ru!". Содержание, карта сайта.