Содержание

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОГЕНЕРАЦИОННЫХ УСТАНОВОК | sibac.info

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 электро и тепло энергии: принцип, схема, применение


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:

  • газопоршневой двигатель внутреннего сгорания
  • электрогенератор
  • система утилизации тепла
  • система управления


 


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:

  • пищевой
  • текстильной
  • оборонно-промышленной
  • химической
  • нефтеперерабатывающей (для утилизации ПНГ)
  • в сфере ЖКХ
  • в системах теплоснабжения общественно-социальных объектов и т.д.


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

Когенерационные установки и проектирование на их базе

Когенерационная установка для одновременной выработки тепла и
электроэнергии


 

Техническое описание


 Когенерационная установка состоит
из следующих узлов:

—     
Газового двигателя с синхронным
генератором с регулятором cos ф, установленных на общей раме
—     
Тракта газового
регулятора,
включая фильтр и отсечное
устройство.
—     
Системы маслоснабжения маслом с автоматикой для поддержания
оптимального уровня масла в картере газопоршневого двигателя.
—     
Устройства очистки выхлопных газов
с катализатором, лямбда-зондом и лямбда-регулятором.
—     
Панели
управления
—     
Стартерной аккумуляторной батареи с
зарядным устройством.
—      Теплообменника работающего под давлением.
—     
Звукоизолирующего кожуха с вытяжным
вентилятором;


1.Масляный бак дополнительный


2.Газовый тракт, включая


3.Лямбда-регулятор


4.Коллектор выхлопных газов (с
водяным охлаждением)


5.Датчик измерения дымности


6.Температурный датчик


7.Предохранительный ограничитель
температуры воды
охлаждения двигателя


8.Удаление воздуха из воды охлаждения
двигателя


9.Водяной насос охлаждения


10.Мембранный
выключатель воды охлаждения двигателя


11.Корпус
катализатора


12.Вентиляция
картера


13.Лямбда-зонд


14.Теплообменник
выхлопных газов


15.Автоматическое
заполнение масляного поддона с магнитным клапаном (шаровой кран внутри)


16.Слив
из масляного поддона (нижний шаровой кран внутри)



17. Слив
из масляного бака (шаровой кран снаружи)

Газовый
двигатель




Газовый двигатель является силовой установкой
внутреннего сгорания, работающего на карбюраторном принципе, в которой в качестве топлива используется природный газ на основе метана. В карбюраторном двигателе по
аналогии с 4-тактным принципом бензинового двигателя горючая смесь топлива и
воздуха сжимается и воспламеняется от искры свечи
зажигания.


В
когенерационных установках используются промышленные газовые двигатели, которые конструктивно и
термодинамической точки зрения адаптированы к использованию газообразного
топлива и рассчитаны на эксплуатацию в течение 30 000 — 40
000 рабочих часов.


В зависимости от соотношения компонентов
горючей смеси различают:


1.   
двигатели с
безнаддувным впуском лямбда =1 с присоединенным последовательно 3-ходовым катализатором,


2.   
двигатели с безнаддувным впуском лямбда > 1  (двигатели, работающие на обедненной смеси)


3.   
двигатели с наддувом (со сжатием
горючей смеси турбокомпрессором).


Генератор


Агрегаты когенерационной
установки работают
с самовозбуждающимися бесщеточными синхронными генераторами с внутренними
полюсами со встроенными возбудителями и внешним регулированием
реактивного тока (регулирование cos ф).
Генераторы имеют воздушное охлаждение. Благодаря использованию генераторов
крупных типоразмеров с максимальным коэффициентом полезного действия в точке
номинальной мощности модуля достигается максимальный электрический коэффициент полезного действия ГПУ. Двигатель и генератор соединены
друг с другом упругой муфтой.


Образование газовой
смеси


Карбюраторные двигатели оснащены устройствами внешнего образования
топливной смеси. Горючий газ в смесителе по принципу Вентури засасывается в
количестве, в зависимости от количества засасываемого воздуха. Точное
соотношение компонентов горючей смеси устанавливается регулировочным клапаном в
подаче газа. Лямбда-зонд в отводе выхлопных газов определяет
содержание остаточного кислорода в выхлопных газах. Система
лямбда-регулирования при отклонении от заданного значения выдает
соответствующий сигнал на регулировочный клапан.


Система зажигания


На газовых карбюраторных двигателях топливовоздушная
смесь воспламеняется внешним зажиганием. Это производится искрой высокого
напряжения в свечах зажигания. На установках применяются системы зажигания с
микропроцессорным управлением разрядки конденсаторов. Эти системы не имеют
изнашивающихся деталей и в оптимальный момент времени
выдают необходимое количество энергии для зажигания, что способствует снижению
выброса вредных газов и увеличению срока службы свечей зажигания. С помощью
инициатора на распределительном валу определяется положение цилиндров.


Зажигание
с микропроцессорным управлением позволяет производить адаптацию к различным
видам газа и компенсировать изменяющиеся свойства газа. Момент зажигания и
энергия зажигания изменяются с помощью контроля детонации.


Теплообменник


Тепло,
выделяемое двигателем, передается через несколько теплообменников в сетевую
воду. Это  теплообменник охлаждения
двигателя, масляный радиатор и теплообменник
выхлопных газов.


Глушитель выхлопных газов


Первичный глушитель выхлопных газов из нержавеющей стали расположен в раме когенерационной установки. Фланцы выхода выхлопных газов располагаются на задней стороне модуля.


Система очистки выхлопных газов


Катализатор
устанавливается на входе выхлопных газов в
теплообменник. Замена катализатора возможна без трудоемких работ по разборке ГПУ. Для увеличения срока службы катализатора производится постоянный
контроль выхлопных газов.


Тракт газового регулятора


Тракт газового регулятора состоит из газового фильтра тонкой очистки,
клапана с двойным магнитом, регулятором нулевого давления, газового регулирующего клапана лямбда-регулирования, гибких шлангопроводов из
нержавеющей стали и шарового крана с тепловым расцепителем отсечного
устройства.


Система смазки


Когенерационная установка  оснащается устройством для контроля уровня
смазочного масла. Уровень определяется по индикатору.
Кроме этого, имеется электрический контроль уровня с сигнализационными
контактами минимального и максимального уровня масла. Расход масла на угар покрывается из дополнительного
масляного бака. Объем бак
рассчитан на период между техническими обслуживаниями
установки. Из этого бака при замене масла можно
производить его заливку вручную с помощью переключающей арматуры. Под
двигателем расположен масляный поддон. Приемный поддон, в виде которого
образована нижняя часть когенерационной установки, по условиям безопасности вмещает в себя
все содержимое масляного поддона и бака свежего масла. Для снижения расхода
масла и поддержания его уровня в течение длительного времени необходимо
применять двигательные масла рекомендованные
производителем.


Стартер


На газопоршневом двигателе устанавливается система электрического запуска. Она состоит из электрического стартера, виброустойчивой
аккумуляторной батареи высокой емкости, не требующей технического обслуживания и зарядного устройства.


Система управления


Система управления ГПУ выполнена в виде
микропроцессорного управления с промышленным компактным персональным
компьютером. В нее входит интегрированный дисплей для ввода команд и
параметров, а также графического отображения рабочих параметров и сообщений.


Система регулирования частоты вращения и
мощности


Изменение частоты вращения и мощности производится путем перемещения
дроссельной заслонки. Регулирование
частоты вращения активно только на стадии запуска до синхронизации и в
аварийном режиме работы сети. Регулирование мощности производится по
внутренней или внешней заданной мощности генератора.


При запуске двигателя в изолированном режиме работы система работает
как регулятор частоты вращения. Фактическое значение частоты вращения
определяется с помощью сенсора на ободе стартового маховика
двигателя. Заданное значение составляет 1500 об/мин (со­ответствует
частоте 50 Гц) при 4-полюсном генераторе. После
подключения к сети система работает с регулированием по мощности. Фактическое
значение мощности генератора регистрируется измерительным
преобразователем.


Устройство
синхронизации


При
работе синхронных генераторов требуется устройство синхронизации, с помощью
которого должны выполняться следующие условия подключения:


Разность напряжений: от 0,8 до
1,12


Разность частот:
от 47,5 Гц
до 50,2 Гц


Разность по фазовому углу ± 10°


Частота
и напряжение сети и генератора регистрируются измерительным преобразователем и
передаются на сетевой компьютер в качестве управляющих сигналов. Сетевой
компьютер обрабатывает эти данные и выдает соответствующие сигналы
для выравнивания заданных и фактических значений. Для значений в пределах
условий подключения выдается импульс включения на переключатель генератора.


Распределительное
устройство

Для подключения генераторной установки к сети предприятия используется
самостоятельный коммутационный пункт с коммутационной способностью,
соответствующей номинальному току генераторной установки.




Требования к звукоизоляции


При
работе установки с одновременной выработкой тепла и мощности возникает
воздушный и механический (корпусной) шум. Он передается от места установки
через полы, потолок и стены в соседние помещения и через систему отвода
выхлопных газов.


Следствием
могут быть акустические нагрузки. Поэтому уже на стадии
проектирования рекомендуется организовать совместную работу архитекторов,
заказчика-застройщика, проектировщиков и других специалистов, а также
разработчиков системы отопления.


Свойства
сетевой воды




Низкое качество сетевой воды способствует образованию накипи и коррозии. Это может привести к нарушению работоспособности и
образованию коррозии теплообменника. Поэтому перед заполнением отопительную систему необходимо тщательно промыть водопроводной водой.


Повреждения
от коррозии возникают, когда в сетевую воду проникает
большое количество кислорода, например, из-за недостаточности размеров или
неисправности расширительного бака или в открытых системах. Если
невозможно выполнить отопительную систему закрытого типа, требуется выполнить
разделение системы с помощью теплообменника.


Свойства охлаждающей воды


Для первичного и дополнительного заполнения системы водяного охлаждения
двигателя («внутренний контур охлаждения») необходимо использовать, смесь воды и гликоля. Для придания этой смеси необходимых качеств по
коррозионной устойчивости, отсутствию кавитации и стойкости к замерзанию
необходимо соблюдать заданное соотношение компонентов смеси. Концентрация
подлежит постоянному периодическому контролю в процессе проведения работ
по техническому обслуживанию: смесь для охлаждения двигателя необходимо периодически менять из-за
старения.


Концепция
регулирования


Система управления отслеживает и управляет
всеми узлами, непосредственно связанными с модулем. Так, например, система
управления осуществляет процедуры запуска и останова, синхронизации когенерационной установки, а также регулирование мощности.


Газопоршневые
агрегаты могут регулироваться внешним сигналом в диапазоне электрической мощности от 30% до 100%. Возможно регулирование ГПУ
системой регулирования вышестоящего уровня.




Регулирование
по тепловой мощности




В этом режиме система управления ГПУ ориентируется на потребности в
тепловой энергии. ГПУ
работает, если имеется потребность в тепловой энергии. Одновременно
вырабатываемая электрическая энергия потребляется, если в этом имеется
потребность. Излишняя электрическая энергия передается в общие электрические сети.


Регулирование по электрической мощности


В этом режиме система управления ГПУ ориентируется на потребности здания в электрической энергии. Избыточная потребность в
электрической энергии покрывается из сети общего пользования. Одновременно
вырабатываемая тепловая энергия расходуется, если в
этом имеется потребность. Излишняя тепловая энергия утилизируется системой охлаждения.


Регулирование
потребления от сети по общему энергопотреблению («Регулирование нулевой
мощности»)


Регулирование потребления от сети по общему энергопотреблению
используется для предотвращения передачи в сеть общего пользования
электроэнергии. Применение регулирования потребления сети
по общему энергопотреблению может быть экономичным, так как выработанная
электроэнергия почти исключительно потребляется автономно.


Величина мощности, потребляемой от сети, предоставляется форме измерительного сигнала 0-20 мА, соответствующего мощности 0-
…кВт. При превышении регулируемого количества сетевой энергии производится
запрос модуля ГПУ. Когенерационная установка выводится
на нагрузку, соответствующую регулируемому количеству сетевой нагрузки
(нулевая нагрузка).


Покрытие
пиковых нагрузок


Необходимость такого режима определяется сигналом от внешнего
командного устройства, например, таймера, от реле контроля пиковых нагрузок
энергоснабжающего предприятия или
от системы централизованного управления. При этом
запускается все установки ГПУ, и все агрегаты работают на полной мощности.


Регулирование
по параметрам сети


Если управление установкой ГПУ производится с центрального узла
управления несколькими установками, этот режим называется регулированием ГПУ по
параметрам сети. Регулирование охватывает всю систему и учитывает
выработку, необходимую для покрытия потребности, аккумулированную емкость и
краевые условия экономичности. Регулирование по параметрам сети представляет
собой, таким образом, реализацию идеи о виртуальной электростанции.


Режим параллельной работы

Как правило, когенерационные
установки эксплуатируются параллельно с
электросетями общего пользования. Это означает, что ГПУ, наряду с собственным
энергоснабжением объекта электрической и тепловой энергией неиспользованное количество электроэнергии подает в сеть, а при необходимости
покрытия дополнительной потребности забирает ее из сети.


Режим работы взамен сети


Если имеется определенная общая сеть, установка ГПУ работает
параллельно с ней. При неполадках или исчезновении напряжения в сети сначала
ГПУ отсоединяется от сети и переходит в изолированный режим работы. Режим
работы взамен сети выбирают, когда при выходе сети из строя ГПУ должны вырабатывать электроэнергию.


Автономный режим работы


Если подключение к сети электроснабжения общего
пользования отсутствует, блочные теплоэлектроцентрали могут эксплуатироваться в
так называемом изолированном режиме. ГПУ обеспечивает объект электрической и
тепловой энергией, при этом снабжение электроэнергией имеет приоритет.


Во избежание отключения установки вследствие перегрузки необходимо для
расчета ее параметров точно знать характеристики подключаемых потребителей,
например, потребность в реактивном токе, характеристики
подключения и т. п. Устройство аварийного охлаждения должно быть предусмотрено для случаев, когда электроэнергия должна
вырабатываться при отсутствии потребности в тепловой энергии.


Режим работы взамен сети/безопасный режим работы


ПУ работает нормально в параллельном режиме с регулированием по
тепловой мощности. При выходе сети из строя он
осуществляет энергоснабжение выбранных потребителей. Это предполагает наличие
согласованного управления и наличия устройства аварийного охлаждения для
случая, когда электроэнергия должна вырабатываться при отсутствии потребности в тепловой энергии, и буферный аккумулятор полон. Требования
включают в себя обеспечение топливом, не зависящим от электросети (природный
газ без электрических вспомогательных приводов), наличие мощной пусковой
аккумуляторной батареи, устройства обратной синхронизации и аварийного
охлаждающего устройства для отвода тепла для случая выработки электроэнергии
без съема тепла.


Режим работы взамен сети


Установка электроснабжения, которая предназначена для обеспечения всех
функций электрической установки или ее компонентов при прерывании
обычного электроснабжения по причинам, отличным от безопасного
электроснабжения. Требования к времени переключения, качеству напряжения,
длительности снабжения, а также перечень обеспечиваемых установок определяется
исключительно эксплуатирующей организацией.


Прочие
функции регулирования


Контроль
состояния сети


Задачей является быстрое отсоединения когенерационной
установки от
сети при возникновении неисправностей в сети, например, при превышении
заданного напряжения или снижении его ниже заданного уровня, исчезновение или
скачок фазы, недопустимая несимметричность нагрузки, ис­чезновение напряжения в сети, короткое замыкание или неисправность ГПУ.


Лямбда-регулятор


Для
изменения состава смеси и, тем самым, значения Лямбда,
служит клапан с шаговым двигателем, изменяющий при помощи дроссельной заслонки
подачу газа. Лямбда-регулирование
необходимо для обеспечения условий работы для последовательно подключенного
трехходового катализатора и снижения значений вредных выбросов.


Опция
дистанционного контроля


Для дистанционного контроля ГПУ в комплект поставки входит модем дистанционного контроля. Когенерационная установка с модемом дистанционного контроля
автоматически сообщает о возникших неполадках нарушениях в пункт обслуживания
на персональный компьютер, факс или мобильный телефон.
Система располагает возможностью архивирования эксплуатационных
сообщений и сообщений о неисправностях. Программное обеспечение содержат
дополнительные функции обработки, а также соответствующие измерительные
устройства.


Распределительный шкаф ГПУ


Распределительный шкаф ГПУ содержит
следующие узлы, включая кабельную разводку внутри модуля:


Силовая часть генератора

•      
четырехполюсной силовой выключатель с
термомагнитным расцепителем и зажимным приспособлением с электроприводом и
дистанционным управлением

•       блок
преобразователя тока для контроля генератора встроен в генератор.




Контроллер сети


            Контроллер сети выполнен
в виде независимого
цифрового процессорного блока, изготовленного по модельному образцу и выполняет:


•       Контроль
сети и синхронизацию


•       Интегрированный
контроль и регулирование cos ф
для синхронного генератора

•      
Постоянная регистрация параметров
напряжения, тока, частоты, фазового положения, cos ф, векторного скачка, несимметричности
нагрузки, обратной мощности и т.д.

•       Связь
через шину Шина CAN-BUS с пультом
управлении ГПУ для сохранения и оценки данных


•       Индикация
сетевых данных на сенсорном экране блока управления ГПУ


•       Параметрирование по запросам сети




Блок управления, контроля и
вспомогательных приводов

•      
управление и реле насоса
охлаждающей воды двигателя, стартера, вытяжного вентилятора

•       управление
интегрированным управлением температуры подающей линии (опция)


•       управление газовым трактом


•       блок
питания для подачи управляющего напряжения


•       зарядное
устройство аккумуляторной батареи


•       розетка
230 В для технического обслуживания


•       освещение
машинного отделения

•      
Выключатель с замком для блокировки
при проведении работ по сервисному обслуживанию

•       Кнопка
аварийного выключения


•       Выключатель
с замком для разблокировки аварийного режима работы сети (опция)


 


Управление ГПУ

•      
Выполнено в виде микропроцессорного
управления с промышленным компактным персональным компьютером со следующими свойствами:•      
встроенный сенсорный экран (5,7
дюймов) для ввода команд и параметров, а также для графического отображения
эксплуатационных параметров и рабочих сообщений•      
Индикация текущего рабочего
состояния, заданных и фактических значений, интегрированных в схемы
процесса.•      
Индикация трендовых кривых
электрической мощности, температуры двигателя, температуры подающей и обратной
линии

•       Мощный
процессор 32-Bit


•       4-проводной
резистивный сенсор


•      
Интерфейсы USB, LAN, RS232, RS485, CANope


•       Фронтальная
панель с защитой от брызг IP 65


•       Параметрирование
с защитой паролем




Передача данных

•      
Опция передачи данных м помощью
коммуникационной и сервисной системы предприятия-изготовителя

•       Передача
данных с помощью RS232 на DDC

•      
Полевая шина для передачи
параметров ГПУ в систему управления зданием с опциональным интерфейсом 

Запоминающее устройство

•      
Запоминающее устройство истории и
аналоговых значений важнейших эксплуатационных параметров для оптимизации работы

•       Запоминающее
устройство неисправностей для регистрации отказов и предупреждений


•       Электронный
дневник эксплуатации

•      
Постоянное сохранение данных на
карте SD
считывается обычными табличными программами


Телемеханические интерфейсы


•      
Клеммы передачи
для сигналов систему управления сухими контактами:


•       Включение
генератора (работа ГПУ)


•       Режим
аварийной работы (опция)


•       Выключатель
подключения к сети включен


•       Выключатель
подключения к сети выключен


•       Неисправность
ГПУ


•       Предупреждение
ГПУ


•       Готовность
к работе ГПУ


•       Аварийное
выключение


•       Сигнализация
о появлении дыма

•      
Внешний аналоговый сигнал задания
нагрузки, гальваническое разделение с помощью интегрированного разделительного
усилителя 0/4-20 мА или 0/2-10 В

•      
Входные контакты для запроса автоматического запуска через внешний сухой контакт


Газовоздушный смеситель


Газ на газовоздушный смеситель
подается через тракт защитного газового регулятора.


Тракт
газового регулятора рассчитан для природного газа и предназначен
для установленных
значений давления подачи газа (давление истечения газа в начале тракта
защитного газового регулятора.




Когенерационная установка должна
эксплуатироваться при постоянном давлении и постоянной температуре газа.


Тракт
защитного газового регулятора установлен в блоке генератора и двигателя на виброизолированном соединении и состоит из
следующих деталей


-
Газовый магнитный клапан, закрытый при отсутствии тока


— Отсечное устройство с термическим

— расцепителем и шаровым краном


— Манометр с запорным устройством


-
Газовый фильтр тонкой очистки


— Реле
давления минимального давления газа


— Двойной
магнитный клапан


— Контроль герметичности для
двойного магнитного клапана


— Регулятор нулевого давления


-
Клапан лямбда регулятора


-
Упругое соединение


-
Газовоздушный смеситель


— Дроссельная заслонка для
регулирования частоты вращения и мощности


 


Воздух для горения всасывается
через сухой фильтр. Отводимый воздух из картера через маслоотделитель
примешивается к воздуху для горения.


Функциональная схема когенерационной установки


 


teplo-proect.ru

Когенерационные энергетические установки малой мощности, схема, Макс Моторс

Электроэнергия является самым востребованным и дорогостоящим ресурсом. В последние годы ощущается значительный рост цен на электричество. Вместе с этим уменьшаются природные ресурсы, а прежние методы генерации показывают минимальную эффективность. Когенерация (установка) становится прекрасной альтернативой привычным для многих способом получения энергии.

Эффективность инновационного оборудования

Когенерация подразумевает комбинированную выработку тепла и электроэнергии. На электростанциях с помощью данной технологии, топливо применяется для получения сразу 2 форм энергии – электрической и тепловой. Когенерационые энергетические установки представляют собой тепловые электростанции, обладающие большим коэффициентом полезного действия, так как способны выдавать в разы больше ресурсов.

Эксплуатация установок дает возможность значительно увеличить общий коэффициент использования топлива (КиТ), а также сократить расходы на его приобретение. Данную методику причисляют к числу тех, что ощутимо снижают затраты на генерацию тепловой энергии.

Схема когенерационной установки и принцип работы

Оборудование включает в себя силовой агрегат в виде газовой турбины, электрический генератор, теплообменник и систему управления.

При применении когенерации на 1МВт электрической мощности пользователь может получить 1-2 МВт тепловой мощности, представленной паром или горячей водой, которые используются для промышленных нужд, водоснабжения или отопления. Данные показатели позволяют когенерационным электростанциям полностью покрывать потребности в дешевой электрической и тепловой энергии.

Кроме того, лишнее тепло может быть направлено на паровую турбину с целью увеличения выработки электроэнергии или в абсорбционно-холодильные агрегаты для производства холода (для систем кондиционирования).

Когенерационная установка малой мощности и сфера ее применения

Использование когенерации в крупных городах позволяет с максимальной эффективностью дополнять рынок энергоснабжения ресурсами без постоянного ремонта и реконструкции сетей. Также данный метод улучшает качество тепловой и электрической энергии.

Автономная работа установок гарантирует обеспечение потребителей ресурсам с установленными параметрами (частота, напряжение, температура).

Когенерационные установки в России используются на:

  • промышленных предприятиях;
  • в больницах;
  • объектах жилой сферы;
  • станциях по перекачке газа;
  • в котельных;
  • компрессорных станциях.

Результатом внедрения когенерационных электростанций является решение проблемы обеспечения пользователей теплом и электричеством и исключение необходимости строительства новых теплотрасс, линий электропередачи и т.п. В свою очередь, приближенность источников ресурсов к потребителям снижает процент потери при передаче, улучшает качество и повышает КиТ.

Когенерация, как альтернатива тепловым сетям

Когенерационные установки – эффективная альтернатива общим тепловым сетям. Это обусловлено гибким изменением параметров теплоносителя в зависимости от требований, установленных потребителем в определенное время года. Пользователи, эксплуатирующие данное оборудование, не подвергаются зависимости от экономической ситуации крупных энергетических компаний.

Когенерационные установки имеют высокую стоимость. Однако их доход и экономия от реализации одновременно двух ресурсов позволяет в короткие сроки окупить приобретение. По статистике, окупаемость оборудования происходит быстрее, нежели возврат средств, потраченных на подсоединение к общим тепловым сетям.

Установки отлично вписываются в электрические схемы и отдельных потребителей, и любого числа пользователей посредством государственных электросетей. Они являются экологически безопасными и способны покрывать дефицит генерирующих мощностей в крупных городах.

Главные достоинства когенерации

Преимущества когенерационных электростанций заключаются в:

  • Экономии. Огромная разница между капитальными вложениями в энергоснабжение от сетей и собственного источника, выражается в том, что затраты на покупку установок возмещаются, а на подключение к сетям – нет.
  • Окупаемости. Окупаемость средств, потраченных на установку когенерационного агрегата, происходит за счет экономии топлива и выработки более качественной тепловой и электрической энергии.
  • Безопасности. Современные производители оборудования используют качественные материалы и технологии, позволяющие создавать оборудование, которое не вредит ни пользователям, ни окружающей среде.
  • Многофункциональности. Установки работают на различном топливе и способны вырабатывать сразу 2 ресурса, покрывая потребительские нужды.
  • Надежности. Эксплуатационные характеристики оборудования позволяют использовать его продолжительное время до первых сервисных и ремонтных работы (от 30 000 часов и выше).

Компания «Макс Моторс» предлагает когенерационные установки от ведущего австрийского бренда GE Jenbacher. Будучи официальным дистрибьютором и сервис-провайдером в России, мы гарантируем высокое качество агрегатов. Помимо продажи, мы готовы взять на себя обязанности по:

  • подбору установок;
  • расчету их мощности;
  • установке и вводу в эксплуатацию;
  • обслуживанию и обеспечению запасными частями.

В интересах нашей компании наладить сотрудничество с различными компаниями и частными лицами, заинтересованными в бесперебойной, а главное – экономичной поставке тепловой и электрической энергии.

max-motors.ru

Использование когенерационных установок в современных условиях

Главная
» Информационный раздел
» Использование когенерационных установок в современных условиях

 

В современном обществе глобальный дефицит энергии, вызванный постоянным увеличением потребителей, стоит как нельзя остро. Особенно это касается России, где стремительное старение энергогенерирующего оборудования вызывает ряд проблем, которые не позволяют экономике развиваться должным образом.

Введение в строй новых электростанций и общественных электрических сетей становится настоящим событием государственного масштаба, освещать который приезжают представители региональных и всероссийских СМИ. Даже банальный запуск новой трансформаторной подстанции представляется как из ряда вон выходящее событие.

Тяжелую ситуацию в электроэнергетике могло бы спасти строительство новых атомных электростанций или пуск энергоблоков на уже существующих. Но на это требуются огромные средства, выделить которые федеральные власти не в состоянии. Да и недавние события на «Фукусима-1» в Японии вызывают некоторые опасения.

 

В этих условиях потребители пытаются самостоятельно решить проблемы энергоснабжения собственных мощностей, обращаясь, если не к альтернативным источникам энергии, то к современным энергогенерирующим установкам, которые способны вырабатывать не только электричество, но и другие энергоносители.

Подобные автономные установки до недавнего времени широко использовались только в условиях Крайнего Севера и в местах, где строительство централизованных сетей электроснабжения сопряжено со значительными трудностями, в том числе и с материальными, которые удорожают электроэнергию в несколько раз.

Сегодня такие установки, получившие название когенерационные, используются практически во всех регионах России. И это связано не только с растущей потребностью в электроэнергии. Традиционное электрогенерирующее оборудование огромное количество тепла выбрасывает просто в атмосферу, не позволяя снизить стоимость киловатт-часа.

Когенерационные установки позволяют максимально рационально использовать тепловую энергию, направляя ее на нужды владельцев таких локальных установок или даже реализуя ее сторонним потребителям. Это позволяет повысить их эффективность с 30-40%, как в обычных электростанциях, до 80-90%.

Современные когенерационные установки, совершенствование и повышение эффективности которых идет последние 25 лет, на сегодняшний день являются энергосберегающими станциями, которые не только снабжают потребителей электроэнергией и теплом, но и служат источником бесперебойного энергоснабжения.

 

Бесперебойное энергоснабжение сегодня — это один из факторов, от которого непосредственно зависит нормальная жизнедеятельность. Человек становится зависимым от электроэнергии дома, на работе, на отдыхе. Трудно представить современную жизнь без лифтов, электротранспорта, компьютеров и т. д., которым электричество требуется круглосуточно.

Так же не менее важно и «качество» электроэнергии, то есть отсутствие скачков напряжения в сети, которые могут привести к непоправимым последствиям: потере данных в компьютерных сетях, выходу из строя дорогостоящего оборудования, смерти пациентов в медицинских учреждениях и другим происшествиям.

Все эти проблемы успешно решают когенерационные установки, самой распространенной из которых сегодня можно назвать установку с первичным поршнем и утилизацией тепла. В качестве силового агрегата на таком оборудовании используется двигатель внутреннего сгорания на газообразном или жидком топливе.

Газовые установки обладают рядом преимуществ, которые выгодно отличают их от дизельных и бензиновых электростанций станций. К слову сказать, последние сегодня применяются крайне редко, ввиду дороговизны данного вида топлива.

 

Достоинства когенерационных газовых энергогенерирующих установок:

  • экологическая безопасность и чистота;

  • возможность утилизации (использования) тепловой энергии;

  • низкая себестоимость электроэнергии;

  • отсутствие необходимости в многокилометровых ЛЭП;

  • высокая мобильность.

 

Мобильность когенерационных установок для многих потребителей является основополагающим фактором, влияющим на их решение при выборе подобного оборудования. Стандартные станции мощностью до 2 МВт устанавливаются в специальных контейнерах, соответствующих международному стандарту ISO 40.

Подобные электростанции широко используются, как вспомогательные и резервные источники питания в медицинских учреждениях, жилых массивах, коммунальных объектах и т. д. Также когенерационные установки отлично зарекомендовали себя на буровых платформах, шахтах и очистных сооружениях, где в качестве топлива для них используется попутный газ: метан, биогаз и т. п.

 

Мобильные (контейнерные) когенерационные установки имеют высокий межремонтный ресурс, который на некоторых моделях доходит до 20 тысяч моточасов, и низкие эксплуатационные расходы. Поэтому внедрение таких установок, кроме бесперебойного электроснабжения, дает еще и существенную экономию.

www.ros-energy.ru

Когенерационные установки. Когенерационные установки. Когенерация: основные особенности и преимущества

Что такое когенерационная установка

 

Когенерационные установки TEDOM представляют собой сложное технологическое оборудование, предназначенное для совместного производства тепла и электроэнергии. Энергетическая единица когенерационной установки включает следующие главные узлы и компоненты: двигатель внутреннего сгорания, генератор, систему теплообменников и систему управления, позволяющую управлять установкой как на месте, так из удаленного места посредством компьютера или сотового телефона.

Когенерационные установки на базе газовых двигателей внутреннего сгорания являются децентрализованными источниками энергии.  Т.е. производство электроэнергии и тепла осуществляеся в непосредственной близости от места их потребления, что, в конечном результате, значительно снижает расходы на энергопроводы и потери энергии при транспортировке.

Электроэнергия, произведенная когенерационной установкой, употребляется для собственных нужд объекта, в котором когенерационная установка находится, или ее можно выводить в общественную сеть. Тепло когенерационных установок используется для отопления объектов, подогрева воды и в технологических целях. Когенерационные установки успешно используются в качестве аварийных источников электроэнергии во время перебоев в общественной электросети, что снижает уязвимость именно тех объектов, где требуется бесперебойная поставка электороэнергии. С помощью абсорбционного охладителя тепло, возникающее в процессе когенерации, можно использовать для производства холода для технологических целей или для кондиционирования объектов. Такую систему комбинированного производства энергии называют тригенерацией – производство электроэнергии, тепла и холода.

Топливо для когенерационных установок

Главным топливом для сжигания в когенерационных установках является природный газ. Однако в последнее время резко увеличивается объем оборудования, работающего на биогазе, свалочном газе, канализационном газе или при сжигании альтернативных видов топлива, как например, рудничный газ, попутный газ и т.п. 

Центральное управление работой когенерационных установок

По сравнению с альтернативным способом производства электроэнергии с использованием возобновляемых источников энергии, как например, солнце или ветер, несомненным преимуществом когенерации является возможность поставлять электроэнергию в точно определенном объеме. Таком образом, когенерацию можно отнести к регулируемым источникам энергии. С помощью централизованной системы управления несколькими когенерационными установками можно создать так называемые распределенные электростанции (иногда называемые виртуальными электростанциями), т.е. системы, состоящие из большого количества малых источников электроэнергии, расположенных в различных регионах, которые работают как один источник большой мощности. Эти электростанции способны обеспечить и некоторые системные службы, выравнивать колебания в поставке электричества из солнечной и ветровой энергии.

Подробнее о распределенных электростанциях

kgu.tedom.com

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОГЕНЕРАЦИОННЫХ УСТАНОВОК | sibac.info

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.

10i5.ru

КОГЕНЕРАЦИОННЫЕ УСТАНОВКИ — TEDOM

  • О нас
  • Новинки
  • Документы к загрузке
  • Контакты

Искать

  • RUCZENDEPL
  • КОГЕНЕРАЦИОННЫЕ УСТАНОВКИ
  • ГАЗОВЫЙ ТЕПЛОВОЙ НАСОС
  • ЭНЕРГО-ПРОЕКТЫ
  • РЕКОМЕНДАЦИИ
  • ДИЛЕРЫ В МИРЕ
  • КОГЕНЕРАЦИОННЫЕ УСТАНОВКИ

    • Когенерационные установки TEDOM
    • MICRO
    • CENTO
    • QUANTO
    • Когенерационные модули
    • Оборудование для подготовки газа
    • Природный газ
    • Биогаз
    • СУГ
    • Рудничный газ
    • Канализационный газ
    • Утилизационный газ
    • Преимущества и применение когенерации
    • Преимущества и применение тригенерации
    • Двигатели TEDOM
    • Мониторинг и дистанционное управление
    • Центр обучения
    • Рекомендации
    • Новые КГУ TEDOM по выгодным ценам
  • ГАЗОВЫЙ ТЕПЛОВОЙ НАСОС

    • Газовый тепловой насос Polo 100
    • Принцип газового теплового насоса
    • Варианты применения газового теплового насоса
    • Часто задаваемые вопросы
    • Видеоблог
  • ЭНЕРГО-ПРОЕКТЫ

  • РЕКОМЕНДАЦИИ

  • ДИЛЕРЫ В МИРЕ

  • О нас

    • О нас
    • Инновации и разработки
    • Присоединяйтесь к TEDOM
    • Сертификация ИСО
    • Руководство компании
    • Для средств массовой информации
  • Новинки

  • Документы к загрузке

  • Контакты