Мини тэц на газе: Мини ТЭЦ на газе | 1кВт энергии от 1,13р.

Содержание

Мини ТЭЦ на газе цена в Екатеринбурге

Основное назначение когенерационных газопоршневых установок – комбинированная выработка электроэнергии и тепла (когенерация). При этом способе используется тепло, высвобождающееся в процессе получения электричества. Результат – высокоэффективность использования энергии, содержащейся в применяемом топливе.

Когенерационные электростанции способствуют экономии до 70% в сравнении с отдельной выработкой тепла и электричества.

Основные преимущества когенерационных установок:

  • Высокий уровень экономии топлива и ограниченные выбросы СО2 в окружающую среду.
  • Использование для работы исключительно возобновляемых источников энергии.
  • Выработка электричества и тепла установкой непосредственно в месте его дальнейшего потребления.

Мини ТЭЦ на газе

Приняли решение купить мини ТЭЦ? Это отличный выбор, если необходимо обеспечить экономию при производстве энергии, а также её транспортировке. Электроэнергия производится генераторами электрического тока, которые применяют механическую работу двигателей.

Выхлопные газы и системы охлаждения подают тепло в виде горячей воды либо пара.

Использование газа в качестве топлива обеспечивает:

  • экологичность и доступность вырабатываемой энергии
  • высокий коэффициент полезного действия (в среднем, 47%),
  • сравнительно бесшумную работу
  • возможность использования в жилых зонах,
  • простоту эксплуатации.

Схема когенерационных установок

Минимальная цена вырабатываемой энергии, быстрая окупаемость и легкость эксплуатации – главные особенности когенерационных установок. Сроки монтажа мини ТЭЦ определяются с учетом наличия газопроводной магистрали, мощности агрегатов и комплектации оборудования.

Схема когенерационной установки включает следующие элементы:

  • двигатели внутреннего сгорания,
  • генераторы тока,
  • утилизаторы газов,
  • катализаторы,
  • системы управления.

Мощность когенерационных установок

Цена когенератора зависит от его мощности. Диапазон электрической мощности установок достаточно широк: от 100 кВт до 5 000 кВт. Чем мощнее оборудование, тем более крупные объекты он может обеспечить теплом и электричеством. Главное, выбирайте надежные модели. В нашем каталоге представлены мини ТЭЦ, способные обеспечить бесперебойную и стабильную подачу энергии.

Применение Мини ТЭЦ

Котельные мини ТЭЦ широко применяются в промышленном, сельскохозяйственном и общественном сегменте. Они могут использоваться в качестве основного или резервного источника автономного энергоснабжения различных объектов, включая:

  • торгово-развлекательные комплексы,
  • бизнес-центры,
  • предприятия различного масштаба,
  • строительные площадки,
  • складские комплексы,
  • месторождения нефти и газа,
  • жилые и рабочие поселения и др.

Стоимость когенерационной установки

Гарантированно минимальная цена когенерационной установки – ключевое преимущество оформления заказа в компании PowerLink. Мы предлагаем надежное, 100% безопасное и сертифицированное оборудование, соответствующее всем действующим требованиям и стандартам эксплуатации.

У вас остались вопросы? Свяжитесь с нашими консультантами по номеру горячей линии 8 (800) 775-91-70 либо адресу электронной почты [email protected] – мы с легкостью поможем выбрать и купить мини ТЭЦ для различных сфер использования.

ТЭЦ - строительство и монтаж под ключ в Москве по доступным ценам

Находитесь в поиске ответа на вопрос, как сделать энергоснабжение менее затратным? Мини-ТЭЦ — это Ваша личная теплоэлектростанция. Расположение вблизи потребителей, низкая стоимость энергоресурсов, высокое качество электроэнергии, прогнозируемая надёжность – все это делает мини-ТЭЦ отличной альтернативой традиционному централизованному электроснабжению или его хорошим дополнением.

Хайтед реализует весь спектр работ по строительству газовых мини-ТЭЦ «под ключ» - от разработки проектной документации, монтажа оборудования до сдачи объекта в эксплуатацию и его дальнейшего обслуживания.

Алгоритм строительства мини-ТЭЦ

Строительство газовых мини-ТЭЦ — сложный, комплексный проект. В зависимости от конкретного объекта срок реализации проекта составляет от 6 до 24 месяцев.

За годы работы в области строительства газовых мини-ТЭЦ мы сформировали четкую последовательность, через которую нужно пройти, чтобы получить эффективный энергоцентр. Предлагаем вам пройти с нами по проверенному пути.

  • Предпроектная
    проработка

    1

  • Проектирование
    мини-ТЭЦ

    2

  • Поставка основного
    оборудования

    3

  • Строительно-
    монтажные работы

    4

  • Пусконаладка и
    сдача мини-ТЭЦ
    в эксплуатацию

    5

  • Эксплуатация и
    сервисное
    обслуживание

    6

Предпроектная проработка

  1. Анализ данных Заказчика по нагрузкам или изучение проектных расчетов по объекту
  2. Грубая оценка окупаемости мини-ТЭЦ на основе данных, предоставленных Заказчиком
  3. Формирование предварительной концепции системы электро- и теплоснабжения объекта
  4. Подготовка предварительного коммерческого предложения.

Проектирование мини-ТЭЦ

  1. Получение ТУ на газ и присоединение к сетям газоснабжения (выполняется Заказчиком)
  2. Подписание договора на проектирование
  3. Разработка проектной документации
  4. Прохождение Экспертизы промышленной безопасности (выполняется Заказчиком)
  5. Разработка рабочей документации

Поставка основного оборудования

  1. Подписание договора на поставку основного оборудования
  2. Заказ и поставка на объект основного оборудования мини-ТЭЦ

Строительно-монтажные работы

  1. Строительство здания энергоцентра (только при выборе стационарной мини ТЭЦ) или производство контейнеров для ГПУ (при выборе контейнерной мини-ТЭЦ)
  2. Строительно-монтажные работы на объекте
  3. Монтаж основного и вспомогательного оборудования

Пусконаладка

  1. Пусконаладочные работы, комплексная пусконаладка мини-ТЭЦ
  2. Обучение эксплуатирующего персонала
  3. Ввод мини-ТЭЦ в эксплуатацию

Эксплуатация и сервисное обслуживание

Плановое сервисное обслуживание газопоршневых агрегатов и вспомогательных систем авторизованными специалистами

Преимущества мини-ТЭЦ

Строительство мини-ТЭЦ подразумевает сооружение станции, вырабатывающей тепло и электричество одновременно.

Преимущества такого решения оценили многие энергетики и застройщики Москвы, спортивные комплексы, коммерческие и промышленные объекты. Важное преимущество газопоршневых установок (мини-ТЭС на газе) заключается в независимости от городских энергосетей, высоким КПД и возможностью использовать не только полученную электроэнергию, а также тепло и даже углекислый газ, вырабатываемый двигателем.

Тепловые электростанции для предприятий (мини-ТЭЦ) обладают мощностью 0,1–50 МВт. Выбор зависит от энергопотребления объекта. Благодаря наличию собственной ТЭЦ сокращаются расходы на электроэнергию, исключается необходимость установки централизованных энергосетей, снижается риск перебоев в подаче электричества. Дополнительный бонус — возможность использовать вторичное или сопутствующее топливо (отходы деревообрабатывающей, химической, сельскохозяйственной промышленности).

Желающие купить мини-ТЭЦ могут выбрать установки на различном виде газа. Расценки на строительство под ключ зависят от выбора конкретной модели и масштаба работ.

Комплекс услуг по энергообеспечению объектов

Если вашей компании необходимы газовые мини-ТЭЦ, их проектирование и монтаж можно доверить специалистам Хайтед. Опытные инженеры разработают проект энергетической установки так, чтобы он без проблем прошел согласование. Эксперты компании займутся строительство и монтажом оборудования согласно проекту, особенностям объекта и действующим нормативам. Результатом станет производительная газопоршневая мини-ТЭЦ, цена которой полностью соответствует заявленному функционалу.

В спектр услуг от компании Хайтед входит консультирование по выбору оборудования, осмотр участка под строительство, проектирование и согласование, монтаж и пусконаладочные работы. Финальный этап — инструктаж и сдача объекта.

Кроме строительства, специалисты предлагают обслуживание промышленных мини-электростанций по оговоренному графику. Контроль над функционированием агрегатов и своевременное ТО обеспечат бесперебойность работы и гарантируют долгий срок службы энергосистемы. Наличие собственной ТЭЦ позволяет иметь стабильный источник энергии, осуществлять охлаждение или обогрев в зависимости от режима. Свяжитесь с нашими экспертами, чтобы получить подробную информацию.

Когенерационные установки, мини-ТЭЦ на природном или сжиженном газе

Итальянская компания TESSARI ENERGIA S.p.A., основана в 1950 году,  производит генераторные установки промышленного и гражданского назначения, а с 1980 года -  когенерационные установки. В обеих областях компания занимает лидирующие позиции европейского региона благодаря технологическим ноу-хау, достигнутым в сфере производства энергии.

Мини-ТЭЦ на базе когенерационных установок TESSARI  позволяют экономить до 60% первичной энергии благодаря КПД до 94% при минимальных  выбросах загрязняющих веществ.

Комплексный подход, постоянное развитие и собственные ноу-хау являются залогом качества, высокого уровня производительности и максимальной надежности когенерационных установок (КГУ) TESSARI, сердце которых - долговечные немецкие двигатели MAN (Нюрнберг, Германия).

Надежность, производительность, универсальность и модульность  когенерационных установок TESSARI  обеспечивают их широкое применение – от небольших гостиничных комплексов (от 30 кВт), ТЭЦ до стратегических производственных предприятий. 

TESSARI специализируется на производстве когенерационных установок, адаптированных для промышленного применения, к которым традиционно предъявляется повышенные требования по надежности, эффективности и массо-габаритным характеристикам. Именно поэтому мини-ТЭЦ на базе когенерационных установок TESSARI являются лучшим выбором для постоянной работы. Немаловажно, что когенерационные установки TESSARI с двигателями MAN характеризуются умеренной стоимостью расходных материалов для ТО и высоким межремонтным/регламентным ресурсом.

 

Модель КГУ Тип двигателя MAN Электрическая мощность Электрическая мощность Потребление газа Общая тепловая мощность Общая эффективность
    [кВА] [кВтэ] [м³/ч]
[кВт]
[%]

COG44

E 0834 E3I2

55 44 13,5 63 82,9

COG45

E 0834 E302

56 45 14,2 72 86,7

COG50

E 0834 E302

62 50 15,5 79 87,2

COG63

E 0834 LE302

78 63 18,6 94 88,7

COG65

E 0836 E3I2

81 65 20,6 103 85,7

COG70

E 0836 E302

88 70 21,4 109 87,7

COG103

E 0836 LE202

128 104 29,5 138 85,8

COG140

E 2876 E3I2

175 142 41,2 207 89

COG197

E 2876 LE302

246 200 56,4 263 86,1

COG200

E 2676 LE202

261 209 55,5 248 86,4

COG230

E 2842 E3I2

300 239 70,2 365 90,3

COG250

E 2848 LE322

312 253 71,3 321 84,4

COG395

E 2842 LE322

493 404 109,5 513 87,8

COG530

E 3262 LE202

743 530 140,6 648 87,8

 Для получения технических характеристик и подбора когенерационных установок, просим обратится в наш офис.

 

МИНИ-ТЭЦ, стоимость мини тэц на газе цена

  • МИНИ-ТЭЦ (ТЭС). МИНИ-ТЭС НА ГАЗЕ

Малая теплоэлектроцентраль (ТЭЦ) – представляет собой теплосиловую установку, предназначенную для одновременного производства тепловой и электрической энергии.

Мини Тэц  – максимальная электро - отдача!

 

Коммерческая компания «Энерголига» предлагает купить мини-ТЭЦ, работающие на природном газе, по привлекательной цене. Небольшие теплоэлектростанции вырабатывают тепловую и электроэнергию из различного топлива в агрегатах с мощностью до 25 МВт.

Преимущества покупки мини ТЭЦ на газе

 

Мини тэц на газе или дизеле строятся рядом с потребителем. Такая концепция строительства мини теплоэлектроцентрали, работающей на природном газе или дизеле, обуславливает ряд преимуществ:

 

  • отсутствует необходимость в монтаже дорогих и опасных линий электропередач;
  • экономия средств на выполнении технических условий подключения к центральному энергоснабжению;
  • низкий расход топливной энергии;
  • беспрерывная подача электричества потребителю;
  • оперативный монтаж;
  • отсутствуют потери при электроснабжении.

 

Устройство мини агрегата

 

В состав ТЭС входят различные агрегаты, влияющие на стоимость мини тэц. Базовая комплектация, вне зависимости от стоимости малой теплосиловой установки, включает: газопоршневой или газотурбинный двигатель, генератор, теплообменник. В некоторых случаях добавляют водонагревательный котел, служащий для компенсации потерь тепла в ответственные моменты.

Мини – ТЭС от компании «Энерголига» работают в двух основных режимах:

  • конгенерация – извлечение тепла и электроэнергии;
  • тригенерация – получение тепла, электроэнергии и холода.

Где купить?

В нашей производственно-коммерческой компании можно приобрести мини-тэц цена, которых не оставит без внимания. Собственное производственное оснащение наряду с высокой квалификацией сотрудников компании позволяет реализовать качественные мини теплоэлектростанции по низкой в Нижнем Новгороде цене.

Малогабаритные ТЭЦ – тепло и уют в каждом доме!

 

Газопоршневые двигатели для мини-ТЭЦ на природном газе и биогазе - Журнал АКВА-ТЕРМ

Выход биогаза и электроэнергии из органического сырья

Наименование

сырья

Объем биогаза, м3, на тонну сырья

Выработка электроэнергии на тонну влажного сырья, кВт×ч

сухого

влажного

Навоз:

рогатого скота

куриный

 

210

340

 

25

10

 

50

140

Трава

500

110

220

Клевер

420

90

180

Зерновые культуры

650

250

500

Листва картофеля

500

110

220

Силос:

травяной

зерновой

 

450

590

 

190

200

 

380

400

Отходы:

биологические

пищевые

 

250

480

 

130

110

 

260

220

Примечание. По информационным материалам компании GE Jenbacher (Австрия).

В состав биогаза входят следующие компоненты: метан (СН4) как горючая основа, уг-лекислый газ (СО2) и сравнительно малое количество сопутствующих при получении биогаза примесей (азот, водород, ароматические и галогенные углеводородные соединения). В зави-симости от сырьевой базы, выход биогаза в процессе анаэробной деструкции может варьиро-ваться. В табл. 1 приведены некоторые оценочные величины по этому показателю, а также по удельной выработке электроэнергии из расчета на единицу первичного органического сырья в системе «биогазовая установка–биогазопоршневая электростанция».

Непосредственно технологии когенерации и тригенерации на газопоршневых элек-тростанциях базируются на использовании водогрейных котлов-утилизаторов и абсорбцион-ных холодильных установок. Последние обеспечивают возможность полезной утилизации теплоты выхлопных газов от газопоршневого двигателя, снижая их температуру при сбросе в атмосферу. Кроме этого, конструкции современных газопоршневых двигателей допускают возможность полезного использования низкопотенциальной теплоты от систем охлаждения и смазки. Газопоршневые двигатель-электрогенераторные агрегаты, в том числе для когене-рационных установок, разрабатывают, выпускают и предоставляют им сервисную поддерж-ку многие известные за рубежом и в России компании, например, MWM GmbH (Германия), GE Jenbacher (Австрия), MTU Onsite Energy GmbH (Германия). Ниже рассмотрены некото-рые особенности конструкций, характеристики и реализованные проекты с применением та-кой газопоршневой энергетической техники.

Биогаз или природный газ?

Германская компания MWM GmbH является одним из лидирующих мировых разра-ботчиков и производителей газопоршневых систем для выработки электрической и тепловой энергии из биогаза. Постоянное сокращение запасов невозобновляемых углеводородных ис-точников энергии и рост энергопотребления в общемировом масштабе ведет к увеличению со стороны потребителей спроса на альтернативные топлива (например, биогаз), получаемые из возобновляемых энергетических ресурсов, в том числе, отходов. Поэтому оборудование, с помощью которого можно эффективно производить биогаз и энергию, не остается без вни-мания заказчиков установок децентрализованного энергоснабжения.

Газопоршневые электроагрегаты компании MWM GmbH, один из которых показан на рис. 1, с синхронными генераторами успешно эксплуатируются, в частности,  в Европе, при-чем работают они, в том числе на мини-ТЭЦ, не только на природном газе, но и биогазе. Вы-рабатываемая электроэнергия может передаваться в централизованные электроэнергетиче-ские системы. Реализация процесса получения биогаза в составе единого локального генери-рующего комплекса осуществляется на собственном энергообеспечении. Например, в Гер-мании успешно работает биогазопоршневая мини-ТЭЦ фирмы Nawaro Kletkamp GmbH & Co. KG (Kletkamp biogas CHP plant – англ.) с двигателем TCG 2016 B V12 компании MWM GmbH, имеющая электрическую мощность 568 кВт. На ней ежедневно утилизируется около 20 т зернового силоса (corn silage – англ.), а тепловой энергией обеспечивается часть потре-бителей соседнего германского города Лютьенбург (Lütjenburg – нем. ). Используется эта те-пловая энергия и для сушки зерна, а также запасается в теплоаккумулирующем сооружении. Побочный продукт, образуемый в процессе анаэробной ферментации исходного для получе-ния биогаза сырья, представляет собой остатки субстрата и используется как органическое удобрение, вырабатываемое таким методом в годовом количестве около 7 тыс. т.

Рис. 1. Газопоршневой двигатель-генераторный агрегат компании MWM GmbH (Германия)

Специально для работы на биогазе адаптированы и рассчитаны детали и узлы соот-ветствующих газопоршневых двигателей компании MWM GmbH. Например, конструкция поршня приспособлена для работы с повышенной степенью сжатия. Для обеспечения высо-ких ресурсных показателей деталей и узлов двигателей используются, в частности, гальвани-ческие покрытия. Высокие энергетические параметры биогазопоршневых генераторных ус-тановок этой компании (табл. 2) достигаются, в том числе за счет исключения процесса предварительного сжатия биогаза.

Таблица 2

 Номинальные параметры электроагрегата компании MWM GmbH с двигателем типа TCG 2016 V08 C для мини-ТЭЦ

Наименование,

единица измерения

Значение при работе на топливе

Биогаз

(60 % СН4, 32 % СО2)

Природный

газ

Электрическая мощность, кВт

400

Род тока

Переменный, трехфазный

Напряжение, В

400

Частота тока, Гц

50

Частота вращения вала двигателя и генератора, об/мин

1500

Среднее эффективное давление, бар

19

Тепловая мощность, кВт

398

427

КПД по низшей теплоте сгорания, %:

электрический

тепловой

общий

 

42,5

42,3

84,8

 

42,2

45,0

87,2

Сухая масса, кг

4 650

Примечание. По информационным проспектам компании MWM GmbH (Германия).

Старший модельный ряд в линейке газопоршневых двигателей компании MWM GmbH представлен серией TCG 2016. Данные двигатели могут работать с весьма высокими значениями КПД, как видно из табл. 2, что достигается и за счет применения оптимизиро-ванных конструкций распределительного вала, камеры сгорания и свечей зажигания. Фир-менная «общая электронная система управления» под зарегистрированным товарным знаком TEM (Total Electronic Management – англ.) обеспечивает координацию и работу всей двига-тель-генераторной установки. Предусмотрен температурный мониторинг для каждого из ци-линдров. Функционирует также система, благодаря которой двигатель может эффективно работать при колебаниях и изменениях газового состава топливовоздушной смеси. Это осо-бенно важно, когда в качестве топлива предполагается использовать такие «проблематич-ные» газы, как, например, каменноугольные или из отходов органического происхождения.

Революционная конфигурация

Инновационные газопоршневые двигатели с мировой известностью под маркой Jen-bacher (рис. 2) разрабатывает и выпускает австрийская компания GE Jenbacher, входящая в состав подразделения GE Energy компании General Electric. Установки децентрализованного энергоснабжения на базе таких двигателей приспособлены для работы как на природном га-зе, так и других газообразных топливах, в число которых входит и биогаз. Особенно положи-тельный экономический эффект от внедрения таких установок достигается при их работе по когенерационному или тригенерационному циклу. Во многих развитых странах, например, Австрии и Германии успешно эксплуатируются газопоршневые электростанции с двигатель-генераторными агрегатами Jenbacher в комплексе с биогазовыми установками, в частности, при электрических и тепловых мощностях от порядка трех сотен до полутора-двух тысяч ки-ловатт.

Рис. 2. Газопоршневой двигатель Jenbacher в составе электроагрегата

Революционная, как называют ее сами разработчики, трехмодульная конфигурация современных электроагрегатов Jenbacher и инженерная концепция достижения цели повы-шения эффективности функционирования двигателей через повышение их КПД, надежности работы и снижение эмиссии вредных выбросов в атмосферу привели к созданию нового га-зопоршневого двигателя J920 с двухступенчатым турбонаддувом и наивысшим в классе га-зопоршневых двигателей электрическим КПД (табл. 3). Трехмодульная компоновка элек-троагрегата с этим двигателем включает в себя следующие последовательно расположенные элементы: модуль с синхронным электрогенератором, оснащенным воздушным охлаждени-ем и цифровой системой управления; двадцатицилиндровый газопоршневой силовой модуль собственно на базе двигателя J920; вспомогательный модуль с двухступенчатым турбонад-дувным агрегатом. Благодаря такой компоновке отдельные элементы могут быть заменены без разборки электроагрегата в целом.

Двигатель J920 имеет секционированный распределительный вал, что допускает удобную его замену через эксплуатационное окно, расположенное в верхней части картера. К другим базовым деталям и узлам двигателя тоже предусмотрен удобный доступ. Обшир-ный накопленный опыт разработки и практики эксплуатации системы сжигания топлива для газопоршневых двигателей Jenbacher типа 6 позволили оборудовать рассматриваемый двига-тель передовой форкамерной системой сгорания с искровым зажиганием, допускающей дли-тельную эксплуатацию. Кроме этого, предусмотрен оперативный контроль функционирова-ния системы с использованием специальных датчиков для каждого из цилиндров, что позво-ляет добиваться оптимальных характеристик при сгорании топлива. Система зажигания – электронная, обеспечивающая подбор момента времени зажигания с адаптацией к составу и (или) разновидности используемого газообразного топлива.

Таблица 3

Номинальные параметры электроагрегата с двигателем Jenbacher J920 для мини-ТЭЦ на природном газе (метановое число MN > 80)

Наименование, единица измерения

Значение

Электрическая мощность, кВт

9500

Род тока

Переменный, трехфазный

Частота тока, Гц

50

Частота вращения вала двигателя и генератора, об/мин

1000

Тепловая мощность, кВт

8100

КПД по низшей теплоте сгорания, %:

электрический

общий

 

48,7

90,0

Габаритные размеры (ориентировочно), мм:

длина

ширина

высота

 

16 580

6490

3410

Сухая масса (ориентировочно), кг

163 894

Примечание. По информации компании GE Energy (www.ge-energy.com).

Из выхлопного коллектора часть отработавших в газопоршневом двигателе газов ис-пользуется для привода турбокомпрессорного (турбонаддувного) агрегата. Последний при своей работе обеспечивает прирост удельной мощности двигателя, а, следовательно, в ко-нечном итоге, и электрического КПД двигатель-генераторного агрегата. Применение в дви-гателе фирменной запатентованной технологии под зарегистрированным товарным знаком LEANOX (Lean mixture combustion – англ.) дало возможность реализовать процесс эффек-тивного управления соотношением содержания компонентов «воздух/газовое топливо» в то-пливовоздушной смеси с целью минимизации эмиссии вредных для экологии выхлопных га-зов в атмосферу. Такой экологический эффект достигается за счет функционирования двига-теля на обедненной топливной смеси (соотношение «воздух/газовое топливо» корректирует-ся ниже границы всех рабочих величин) до тех пор, пока он работает устойчиво.

Фирменная двухступенчатая технология турбонаддува дает возможность обеспечи-вать двигателю более значительный прирост удельной мощности, чем это реализуется при одноступенчатом турбонаддуве. Кроме этого, если речь идет о когенерационных установках, то при реализации данной технологии турбонаддува повышается и общий КПД электроагре-гата, достигая величины 90 %, что практически на 3 % выше, чем у газопоршневых электро-агрегатов с одноступенчатым турбонаддувом.

Система управления двигателем J920 от компании General Electric всесторонне отла-жена и оборудована, в частности, программируемым логическим блоком, панелью управле-ния и отображения информации. Помимо всего этого, двигатели J920 разработаны с учетом допускаемой возможности их эксплуатации в составе многодвигательных электроагрегатов, в том числе, на ТЭЦ. Многодвигательная структура электростанций делает их более адап-тивными к нагрузкам – от базовых до циклических и пиковых. Время пуска двигателя до вы-хода на номинальный режим составляет 5 мин.

Рекордная энергоэффективность

Германская компания MTU Onsite Energy GmbH тоже занимается разработкой и про-изводством высокоэффективных современных газопоршневых агрегатов (рис. 3), в том числе предназначенных для работы в составе мини-ТЭЦ. Весьма интересно, что ее специалисты создали газопоршневой энергетический агрегат типа GC 849 N5 (табл. 4), с использованием которого в Германии на Фаубанской мини-ТЭЦ (Vauban HKW) удалось достичь действи-тельно рекордного показателя по преобразованию первичной энергии сгорания топлива (природного газа) в электрическую и полезно утилизируемую тепловую энергию: коэффици-ент полезного использования теплоты сгорания топлива составил около 96 %! Такой высо-кий показатель обеспечивается за счет использования на мини-ТЭЦ, помимо самого газо-поршневого агрегата, и оборудования для глубокой утилизации теплоты от выхлопных газов и смазочно-охлаждающих систем двигателя. Кроме этого, теплота от двигателя и еще син-хронного генератора утилизируется с помощью электрического теплового насоса, обеспечи-вающего, по крайней мере, охлаждение пространства вокруг когенерационного агрегата. С учетом всех ступеней и контуров теплоутилизации, при номинальных режимах работы по электрической и тепловой нагрузкам мини-ТЭЦ, отмеченный коэффициент и достигает ре-кордного значения – вплоть до 96 %.

Рис. 3. Газопоршневой агрегат компании MTU Onsite Energy GmbH (Германия)

Таблица 4

Номинальные параметры агрегата типа GC 849 N5 компании MTU Onsite Energy GmbH для мини-ТЭЦ на природном газе (расчетное метановое число MN ≥ 80

Наименование, единица измерения

Значение

Электрическая мощность, кВт

849

Род тока

Переменный, трехфазный

Напряжение, В

400

Частота тока, Гц

50

Газовые электростанции и мини-ТЭЦ : аналитика

Краткое обозрение

Газовые электростанции мини-ТЭЦ (мини-ТЭС) производят электроэнергию и тепло. Система утилизации тепла газовой электростанции мини-ТЭЦ (мини-ТЭС) предусматривает производство горячей воды или пара для отопления (когенерация), а также холода для систем кондиционирования и вентиляции (тригенерация). Общий КПД газовой электростанции мини-ТЭЦ (мини-ТЭС) в этом случае может достигать ~ 95%. Экономия топлива, при использовании газовых электростанций, составляет 50%. Кроме того, занимая сравнительно небольшую территорию, газовые электростанции имеют низкий уровень шума, что дает возможность оптимального размещения. Мини-ТЭЦ (мини-ТЭС) располагаются в непосредственной близости к потребителю энергии. Это исключает потери в ЛЭП и теплопроводной сети.

Прекрасные характеристики по уровню шума и надежность электростанций позволяют использовать их в качестве основных источников тепло- и электроснабжения.

По уровню воздействия на окружающую среду газовые электростанции соответствуют стандартам, таким, как TA-Luft и 1/2 TA-Luft. Выбросы от мини-ТЭЦ (мини-ТЭС), работающей на природном газе, существенно ниже выбросов от автомобильного транспорта.

Газовые электростанции могут поставляться и в модульных зданиях. Это позволяет наращивать мощности постепенно и по мере необходимости. Появляется возможность загружать имеющиеся энергетические мощности на все 100%. Для получения максимальной гибкости газовая электростанция может устанавливаться с дополнительным модулем, который запускается для снятия пиковых нагрузок. Важно отметить, что в случае установки газовых электростанций мини-ТЭЦ (мини-ТЭС) не возникает дополнительных проблем, так как требуемые давление на входе и качество газа являются нормой для большинства газопроводов. Кроме того, мини-ТЭЦ (мини-ТЭС), имеющим высокую степень автоматизации, требуется минимальное количество персонала.

Газовая электростанция работает около 8 000 ч/год (6 500 ч/год при 100 % нагрузке, 1 500 ч/год при 85 % нагрузке). При необходимости каждая из них может работать и по 8 300 ч/год при 100 % нагрузке. Это достигается тем, что двигатели газовой электростанции мини-ТЭЦ (мини-ТЭС) имеют большие интервалы техобслуживания. Располагаясь рядом с потребителем, газовая электростанция работает на короткую электросеть Вашего предприятия. Таким образом, исключаются различные внешние воздействия, что также повышает надежность энергоснабжения.

Ресурс, периодичность ремонтов и их трудоемкость зависят от типа двигателя и вида используемого топлива. В целом, двигатели газовой электростанции предназначены для постоянной работы в течение 25-30 лет, при условии соблюдения сроков регламентных работ и правильного технического обслуживания.

Хорошим решением является использование газовых электростанций на освоении нефтяных месторождений. В этом случае возможна работа электростанций на попутном газе. Затраты на развитие инфраструктуры заметно снижаются.

Основные преимущества

газовой электростанции мини-ТЭЦ (мини-ТЭС)
  1. Значительная экономия денег для Вашей компании - до 50% на платежах за электроэнергию и тепло.
  2. Гарантированное бесперебойное энергоснабжение Ваших объектов.
  3. Независимость от монопольных источников электро- и теплоснабжения.
  4. Короткий срок планирования и строительства.
  5. Возможность работы на самом доступном, дешевом и экологически чистом топливе — природном газе.
  6. Возможность работы на попутном нефтяном газе (ПНГ).
  7. Общий КПД газовой электростанции мини-ТЭЦ (мини-ТЭС) - свыше 90%.

Эксклюзив – электростанции «под ключ» – газотурбинные – газопоршневые установки (EPC contracting)

Компания Новая Генерация предлагает проектирование и строительство по очень выгодным ценам автономных тепловых электростанций на базе газотурбинных и газопоршневых установок.Электрическая мощность электростанций – от 5 кВт до 150 МВт. Электростанции поставляются «под ключ» - EPC contracting.
Газовые тепловые электростанции имеют компактную блочно – модульную конструкцию. Используя модульную газовую электростанцию мощностью 5,2 МВт, вы можете получать 4,5 Гкал бесплатной тепловой энергии в час.

В летнее время избыточную тепловую энергию можно использовать для бесплатного кондиционирования. Для повышения эффективности использования топливного газа и максимальной выработки электричества тепловая энергия может направляться на инновационные паровые турбины.

Автономные электростанции – успешно служат нефтяникам и газодобытчикам - утилизируют - перерабатывают попутный нефтяной газ (ПНГ). Для нефтепромыслов электростанции поставляются с ультрасовременными станциями подготовки и сероочистки попутного газа.

Неприхотливые и надежные газотурбинные установки отлично зарекомендовали себя на нефтяных промыслах ОАО ЛУКОЙЛ, ТНК-ВР и газовых месторождениях ОАО Газпром.
Поставляемые газотурбинные установки имеют отличное соотношение цены и качества. Цены на газотурбинные - газопоршневые электростанции адекватные, привлекательные и конкурентоспособные.
В условиях постоянного роста тарифов, независимое производство электричества и доступной, дешевой тепловой энергии при помощи мощных, и современных когенераторных электростанций – единственно верное, экономически оправданное решение для промышленных предприятий различных отраслей, объектов малого и среднего бизнеса, организаций  ЖКХ.
Мы всегда готовы поделиться с Вами богатыми практическими знаниями в сфере строительства надежных и доступных по ценам автономных электростанций.

Позвоните прямо сейчас! +7 (495) 649-81-79


Мини ТЭЦ - более 25 лет проектируем и строим под ключ

Мини ТЭЦ – это автономный энергетический комплекс для совместного производства электрической и тепловой энергии. Параллельно с названием "мини ТЭЦ" используется термин когенерация. 

Наиболее распространены мини ТЭЦ работающие на газе. Однако существуют варианты на жидком и твердом топливе.

Причины популярности

  • Высокая стоимость подключения объектов к централизованному энергоснабжению.
  • Нередко стоимость подключения сопоставима с капитальными затратами на строительство .
  • Постоянный непредсказуемый рост тарифов на электроэнергию.
  • Высокое качество энергии, (стабильное напряжение, постоянное теплоснабжение с необходимыми параметрами).
  • Более многофункциональное и экономичное использование дешевых топливных ресурсов по сравнению с обычной котельной.
  • Эффективность использования топлива на 30-40% выше, чем оборудование, вырабатывающее только электроэнергию или только тепло.
  • Простота и эффективность в обслуживании.
  • Энергетическая независимость производства (объекта)

Основные типы 

Газопоршневые (1- 6 МВт)

Газопоршневые мини-ТЭЦ –  установки приводом электрического генератора которых служит поршневой двигатель внутреннего сгорания, работающий на газообразном топливе.

Газотурбинные (от 6 МВт)

Газотурбинные мини ТЭЦ – установки приводом электрического генератора которых служит газовая турбина.

Микротурбинные (до 500 кВт)

Микротурбины - это газотурбинные генераторы малой мощности, выпускаемые производителями в диапазоне от 30 до 250 кВт.

Компания "Бертекс" – проектирование и строительство

Компания "Бертекс" одна из немногих в Санкт-Петербурге специализируется на проектировании и строительстве мини ТЭЦ на газе, твердом топливе и жидком топливе. Мы предлагаем весь комплекс проектирования и строительства  мини ТЭЦ под ключ.

Перечень работ при  проектировании и строительстве  газовой мини ТЭЦ под ключ

  • Оформление разрешительных документов на использование природного газа;
  • Предпроектная оценка данных для определения параметров объекта;
  • Создание проекта мини ТЭЦ и проекта подводящего газопровода;
  • Согласования проекта и подводящего газопровода;
  • Поставка оборудования;
  • Строительства здания и другой инфраструктуры Монтаж оборудования и подводящего газопровода;
  • Пусконаладочные работы;
  • Сдача когенерационной установки Заказчику;
  • Сдача мини-ТЭЦ и подводящего газопровода инспектирующим инстанциям.

Ремонт и обслуживание  

Компания "Бертекс" заключает договор на плановое обслуживание оборудования и автоматики мини ТЭЦ, а также производит разовые ремонты оборудования.


Дополнительную информацию по теме читайте в разделе Мини ТЭЦ на отходах производства


Системы когенерации | Энергетические системы | YANMAR

Обзор когенерационных систем Yanmar

Yanmar предлагает широкий спектр когенерационных систем, которые обеспечивают отличные решения для эффективного производства электроэнергии и горячей воды. Обладая широким диапазоном выходной мощности, когенерационные системы Yanmar могут использоваться как отдельные блоки, так и в системах из нескольких блоков, чтобы обеспечивать электроэнергией и теплом весь спектр зданий, в которых люди живут, работают и играют.
Yanmar также предлагает когенерационные установки на биогазе для многоблочных установок.Это позволяет эффективно вырабатывать электроэнергию и тепло даже при колебаниях количества доступного биогаза.

Установки CP (25 кВт)

Типичные области применения когенерационных систем

Когенерационный механизм и достоинства

Как генераторная установка, так и когенерационная установка вырабатывают электроэнергию, но в системе когенерации тепло отводится от двигателя для производства нагретой воды, которую можно использовать вне установки.За счет рекуперации этого тепла значительно повышается общая эффективность первичной энергии, что дает ряд других преимуществ, включая более низкие затраты на энергию и сокращение CO 2 и других выбросов.

Поколение

Когенерация

Это также верно для большинства удаленно генерируемых коммерческих энергосистем, где, помимо потерь при преобразовании, есть также потери при распределении в энергосистеме.

В этом примере когенерация дает гораздо более высокую энергоэффективность по сравнению с коммерческой сетью, а также снижает затраты на энергию и снижает выбросы CO 2 .

Экономия энергии

CO 2 Снижение выбросов

Производство электроэнергии с использованием газообразного топлива, такого как природный газ, оказывает меньшее воздействие на окружающую среду по сравнению со многими другими широко используемыми видами топлива.Это преимущество дополнительно усиливается за счет использования высокоэффективной когенерационной системы, такой как микрокогенерационная установка Yanmar.

Все, что вам нужно знать о когенерации

Все, что вам нужно знать о когенерации | CogenGreen

Что такое когенерация?

Когенерационная установка вырабатывает тепло и электричество одновременно. Отсюда и аббревиатура ТЭЦ от «комбинированного производства тепла и электроэнергии».Это решение дает огромную экономию энергии по сравнению с традиционными производственными объектами (печи / котлы и электростанции).
Как такое возможно?

  • Все тепло, которое обычно теряется при преобразовании первичной энергии в электричество, рекуперируется для обогрева здания или для обеспечения горячего водоснабжения (ГВС).
  • Большая часть вырабатываемой электроэнергии используется на территории. Это позволяет избежать потерь в линии при передаче на большие расстояния и избавляет от затрат на распределение электроэнергии.

Это инновационное решение может работать на природном газе, растительном масле, биотопливе или обычном мазуте.

Когенерация для кого?

Чтобы использовать когенерационную установку с максимальной эффективностью, вам необходимо минимум тепла. Таким образом, идеальными кандидатами для когенерации обычно являются

человек.
  • многоквартирных домов
  • муниципальное жилье с коллективным отоплением
  • спортивные центры
  • бассейны
  • отели
  • центры отдыха и релаксации
  • дома престарелых и реабилитационные центры
  • Maisons Individualuelles avec un besoin de chaleur équivalent à plus de 10.000 L de mazout / an…
  • пр.

Что такое микро-ТЭЦ?

  • Блок микро-ТЭЦ - это тепловой двигатель мощностью менее 50 кВт, соединенный с генератором для одновременного производства тепла и электроэнергии.
  • Тепловые выбросы двигателя (от радиатора и выхлопных газов) рекуперируются теплообменником и направляются в контур отопления.
  • Генератор вырабатывает электроэнергию, которую можно использовать на месте или продавать (подавать в сеть).
  • Размеры, уровень шума и выбросы газа ТЭЦ сопоставимы с размерами печи или котла в доме.

В чем преимущества микрокогенерации?

  • Снижение ваших счетов за электроэнергию на до 30%
  • Срок окупаемости от 3 до 5 лет , в зависимости от размера и местоположения вашего предприятия
  • Снижение выбросов CO2 на 25% : настоящий жест в защиту окружающей среды
  • возможность финансирования инвестиций по лизингу или схеме стороннего инвестора

Откройте для себя наши мини- и микро-ТЭЦ сегодня!

См. Также:

Этот веб-сайт использует файлы cookie, чтобы вы могли максимально эффективно использовать наш веб-сайт.Я принимаю Узнать больше

Что такое когенерационная установка? Знакомство с системами когенерации

Этот пост для всех, кто когда-либо интересовался , что такое когенерационная установка и как она работает.

Также известный как комбинированное производство тепла и электроэнергии (ТЭЦ), термин когенерация описывает одновременное производство электроэнергии и полезного тепла из одного первичного источника энергии, часто природного газа или биотоплива.

Существует несколько определений систем когенерации, но в целом этот термин применяется, когда один источник топлива производит две или более формы энергии.Когенерацию также иногда называют переработанной энергией.

Как работает когенерационная установка?

Когда электростанция вырабатывает электричество, она производит тепло. Если растение выбрасывает это тепло в окружающую среду в виде выхлопных газов, это представляет собой огромную потерю энергии. Большую часть этого тепла можно уловить и использовать для других целей. Когда происходит это перепрофилирование тепла, электростанция работает как когенерационная система.

Процесс когенерации может повысить общую энергоэффективность, при этом типичные системы составляют от 65 до 90 процентов.Предприятия, использующие когенерацию, могут снизить эксплуатационные расходы и повысить свою самообеспеченность, одновременно сократив выбросы парниковых газов и загрязняющих веществ.

История создания ТЭЦ

Томас Эдисон, которого часто называют величайшим изобретателем Америки, спроектировал и построил станцию ​​на Перл-стрит в Нью-Йорке в 1892 году.

Концепция комбинированного производства тепла и электроэнергии не нова. Европа и США использовали формы ТЭЦ еще с 1880 по 1890 год. В те годы многие отрасли промышленности использовали свои собственные угольные электростанции для выработки электроэнергии, которая питала их заводы, фабрики или шахты.

Пар, образующийся в качестве побочного продукта, использовался в качестве тепловой энергии для различных промышленных процессов или для обогрева помещений.

Томас Эдисон спроектировал и построил первую коммерческую электростанцию ​​в США в 1882 году, и так случилось, что это была когенерационная установка. Побочный тепловой продукт станции Эдисона на Перл-Стрит в Нью-Йорке распространялся в виде пара среди местных производителей, а также отапливал близлежащие здания.

Взлет и падение использования ТЭЦ

В начале 1900-х годов системы ТЭЦ производили около 58 процентов всей электроэнергии, вырабатываемой на промышленных предприятиях в США.S. Согласно «Когенерации: технологии, оптимизация и внедрение» под редакцией Христоса А. Франгопулоса, к 1974 году этот процент упал до 5 процентов.

Причин такого резкого падения было много.

Электроэнергия из центральных электрических сетей стала более надежной и более дешевой для покупки, а топливо, такое как природный газ, стало доступным по низкой цене, что сделало частные угольные электростанции менее востребованными. Кроме того, правительство увеличило количество и охват нормативных актов и ограничений, касающихся производства электроэнергии.

Однако, когда в 1973 году резко возросли расходы на топливо и возросло понимание вредных последствий загрязнения, когенерация снова стала очень актуальной.

Зачем нужна когенерация?

Есть несколько преимуществ использования когенерации. Основными причинами использования ТЭЦ являются экономия энергии и затрат за счет снижения расхода топлива. Например, в Великобритании существующие пользователи ТЭЦ экономят 20 процентов своих затрат на электроэнергию.

В ТЭЦ, когда энергия топлива преобразуется в механическую или электрическую энергию, большая часть выделяемого тепла не теряется.Для получения того же объема полезной работы, что и обычная электростанция, требуется меньше топлива.

У этого снижения расхода топлива есть несколько преимуществ, в том числе:

  • Снижение затрат на топливо
  • Снижение потребности в хранении и транспортировке топлива
  • Снижение выбросов - ТЭЦ - один из наиболее экономически эффективных способов сокращения выбросов углерода
  • Меньший износ оборудования за счет снижения воздействия загрязняющих веществ

Еще одно преимущество - безопасность.

Когенерация считается надежным источником электроэнергии, поскольку она обеспечивает автономное электроснабжение, не зависящее от муниципальной электросети. Бизнес, использующий когенерацию, может работать в автономном режиме или легко дополнять его, чтобы удовлетворить всплеск спроса на электроэнергию.

Опыт

Vista в области когенерации варьируется от «микро» проектов когенерации, которые могут генерировать от 5 до 10 МВт электроэнергии, до гораздо более крупных объектов когенерации.

Что такое когенерационная установка: основные элементы

На самом базовом уровне типичная когенерационная установка имеет электрогенератор и систему рекуперации тепла.

Вот некоторые основные элементы установки когенерации:

  • Первичные двигатели: преобразует топливо в тепловую и электрическую энергию, которая может использоваться для выработки механической энергии. Примеры первичных двигателей включают газовые турбины и поршневые двигатели
  • .
  • Электрогенератор: преобразует механическую энергию в электрическую
  • Система рекуперации тепла: улавливает тепло от первичного двигателя
  • Теплообменник: обеспечивает использование уловленного тепла

Какие виды топлива используются в когенерационных установках?

В когенерационных установках можно использовать различные виды топлива, в том числе:

  • природный газ
  • дизель
  • бензин
  • уголь
  • биотопливо

Использование биотоплива в когенерации обычно включает возобновляемые ресурсы, такие как отходящие газы со свалок и твердые отходы сельского хозяйства.

Два основных типа когенерационных систем

  • Установки цикла доливки: Система цикла долива начинается с выработки электроэнергии
  • Установки с нижним циклом: Сначала вырабатывается тепло - из отходящего тепла образуется пар, который затем используется для выработки электроэнергии

Установки с нижним циклом используются в отраслях, где используются высокотемпературные печи. Они менее распространены, чем заводы с циклом подпитки, отчасти потому, что избыток электроэнергии легче продавать.

Кто может использовать когенерацию?

Промышленный сектор испытывает огромную потребность в тепле и электричестве. В некоторых отраслях в основном используется тепло, например в производстве металлов, а в других - в основном электричество. В других отраслях требуется как тепло, так и электричество в различных соотношениях.

Каждый сценарий может извлечь выгоду из системы рециркуляции энергии. Завод, которому требуется больше электроэнергии, чем тепла, может продавать тепло коммунальному предприятию, а избыток электроэнергии может быть продан аналогичным образом.

Когенерационные установки делятся на три категории размеров:

  • Small: Многие небольшие ТЭЦ в США.Южная и Канада находятся в ведении военных, университетов и некоммерческих компаний. Их объединяют высокие требования к энергопотреблению, а также насущная потребность в надежных и самодостаточных источниках энергии. В статье Scientific American упоминается компания, занимающаяся компьютерными сетями, которая экономит около 300 000 долларов США в год на расходах на электроэнергию за счет использования когенерации.
  • Средний: Рынок средних когенерационных систем растет. Согласно «Когенерации: Руководство пользователя» Дэвида Флина, под средним масштабом понимаются агрегаты, вырабатывающие от 50 до 500 кВт мощности.В эту категорию попадают секторы, требующие больших объемов тепла и энергии, такие как больницы и отели.
  • Large: Крупные ТЭЦ существуют в энергоемких областях, таких как нефтеперерабатывающие заводы и предприятия пищевой промышленности. Они могут выдавать 500 кВт или более энергии.

Vista Projects имеет обширный опыт проектирования и оптимизации систем комбинированного производства тепла и электроэнергии в различных отраслях и секторах.

При наличии подходящих условий имеет смысл использовать когенерацию.Это надежный и эффективный способ обеспечить электроэнергией на месте, что выгодно с экономической и экологической точек зрения.

Размытие границы между небольшими установками когенерации и большими комбинированными циклами

Когда президент США Джимми Картер подписал Закон о политике регулирования коммунальных предприятий 1978 года (PURPA), он непреднамеренно спровоцировал всемирное дерегулирование рынков электроэнергии, что, в свою очередь, положило начало мировой технологической гонке между двумя различными типами электростанций: недавно созданными , промышленная установка, которую PURPA назвала «когенерацией», и традиционная электростанция коммунального масштаба, известная как «комбинированный цикл».«Оба типа станций объединили газовую турбину (ГТ) с парогенератором-утилизатором (HRSG), но для каждой установки была разработана совершенно разная компоновка GT-HRSG. Давайте посмотрим на эволюцию каждого из них.

Когеновые установки

Когенерационные установки были спроектированы для экономии энергии, потребляемой - как тепловой, так и электрической - на одном конкретном промышленном объекте. Для каждого из этих «подходящих объектов», как их назвала PURPA, проектировщик когенерационной установки должен был проанализировать существующие тепловые и энергетические нагрузки, а затем выбрать класс ГТ, который наилучшим образом соответствовал этим нагрузкам.

Лучшим вариантом для большинства объектов был GT авиационного класса. Созданные на основе двигателей пассажирских самолетов, авиационные GT были очень отзывчивыми, относительно небольшими машинами, вырабатывающими от 20 до 60 МВт при максимальной мощности в своем классе. Затем разработчик когенерационной установки выбрал HRSG, который наилучшим образом соответствовал авиационному двигателю GT. Лучшим соответствием часто был небольшой тип HRSG с одинарным давлением, в котором использовались тонкостенные компоненты и геометрия, допускающая тепловое расширение, для достижения чувствительности, сравнимой с реактивностью GT.

Установки комбинированного цикла

Напротив, электростанции с комбинированным циклом были спроектированы для оптимизации производства электроэнергии в общенациональной энергосистеме. Лучшими ГТ для этой цели были более крупные и эффективные блоки рамного типа, коммерчески доступные мощностью более 200 МВт.

HRSG, который лучше всего подходил к этой более крупной GT рамного типа, был более крупным и более эффективным HRSG типа multi-pressure (Рисунок 1). Было известно, что эти HRSG менее отзывчивы, чем небольшие HRSG с одинарным давлением, но они должны были работать в режиме базовой нагрузки в установившемся режиме, поэтому конструкторы решили, что отсутствие реакции не является большой проблемой.Однако это стало большой проблемой, когда рыночные условия вынудили эти более крупные котлы-утилизаторы с несколькими давлениями работать на велосипеде.

1. Комбинированные котлы-утилизаторы раньше предлагались только в виде больших барабанов, но теперь они также производятся как прямоточные парогенераторы. Предоставлено: Acuren Industrial Services

HRSG с комбинированным циклом начали преждевременно выходить из строя из-за тепловых переходных процессов в циклическом режиме. Когда это произошло, пользователи HRSG начали модифицировать свои существующие блоки, а производители оригинального оборудования начали настраивать свои новые конструкции, чтобы сделать их более адаптивными.

Например, демпферы были установлены в выхлопных трубах и на впусках газовых турбин для термического «закупоривания» ПГРТ во время простоев и уменьшения тепловых переходных процессов. Другой полезной модификацией была модернизация целых модулей теплопередачи с использованием более прочной хромистой стали и геометрии пучка труб, допускающей расширение и сжатие. С этими изменениями гонка технологий стала очень жесткой.

Лучшее из обоих миров

Разработчики

Electricity наблюдали, как разворачивается гонка, и соответственно сделали свои бизнес-ставки.Какая команда собиралась победить? Будет ли это малый ГТ / ПГРТ одинарного давления или большой ГТ / ПГРТ разного давления? Если бы это был поединок по боксу, а не гонка, мы могли бы сказать, что это был поединок между бойцом в легком весе и большим, покрытым синяками чемпионом в тяжелом весе. «Bantam Boy» отличался быстротой, но он уступал по мощности и эффективности, в то время как «Combined Cycle Kid» обладал потрясающей мощностью и эффективностью, но медленно двигался.

Теперь, четыре десятилетия спустя, соперничество между этими двумя выглядит так, как будто оно решено.Дело не в том, что одна технология выбивает другую; просто грань между конкурентами теперь стерлась, и стала почти незаметной. Разработчики когенерационных установок переняли лучшие черты комбинированных циклов. А проектировщики парогазовых установок переняли лучшие черты когенов.

Чтобы проиллюстрировать мою точку зрения, давайте продолжим рассмотрение изменений в конструкции HRSG со времен PURPA, а затем мы рассмотрим изменения в конструкции GT за тот же интервал.

ОТСГ

Как упоминалось выше, ПГРТ в когенерационных установках были разработаны для быстрого реагирования на колебания тепловых нагрузок объекта, поэтому в них использовались тонкостенные компоненты или даже отсутствовали паровые барабаны, которые назывались прямоточными парогенераторами (ППГ). OTSG был самым быстродействующим HRSG, но он был коммерчески доступен только в небольших размерах (ниже потолка аэрокласса в 60 МВт). В отличие от барабанных HRSG комбинированных циклов, OTSG когенерационных установок не имели определенных секций экономайзера, испарителя и пароперегревателя, а также не имели паровых барабанов или систем продувки.Удалив эти толстостенные компоненты, OTSG снизили повреждающие напряжения от тепловых переходных процессов.

Эти разрушительные напряжения от тепловых переходных процессов внезапно стали важными для разработчиков комбинированного цикла, когда требования рынка вынудили их предприятия переключиться с режима базовой нагрузки на режим циклического режима. В результате разработчики парогазового котла-утилизатора также начали использовать более тонкие паровые барабаны. Это изменение начало стирать грань между двумя конкурирующими технологиями.

В 2016 году разработчики котлов-утилизаторов с комбинированным циклом еще больше размыли границы, представив большие котлы-утилизаторы без паровых барабанов.Первая из этих больших OTSG с комбинированным циклом появилась с вводом в эксплуатацию станции Сан-Габриэль в городе Батангас, недалеко от столицы Филиппин Манилы.

Революционный OTSG

San Gabriel был поставлен NEM Energy по контракту с Siemens Energy, которая поставила GT рамного типа для проекта - блок H-класса (рис. 2). Siemens H-class GT также демонстрирует, как разработчики комбинированного цикла позаимствовали лучшие функции у проектировщиков когенерации. Мощность двигателя Siemens H-класса составляет 375 МВт. Когда он впервые появился, он был объявлен «самым большим действующим двигателем GT в мире».Удивительно, но этот двигатель рамного типа с комбинированным циклом имеет тракт горячего газа с воздушным охлаждением, что обеспечивает ему быстрый запуск и скорость разгона, аналогичные тем, которые имеют ГТ на авиационных двигателях. По данным Siemens, этот ГТ может перейти с нуля до полной нагрузки менее чем за 30 минут.

2. Siemens H-class - это массивный GT рамного типа, но он обладает той отзывчивостью, которую раньше можно было найти только в GT с авиационным приводом. Предоставлено: Siemens

Bigger Eros

Пока мы говорим о новейших модификациях GT, заимствовавших лучшие черты авиационных производных, давайте посмотрим с другой стороны и посмотрим, как последние модели GT заимствуют лучшие черты рам.Первым примером этого является установка нескольких ГТ на авиационном двигателе на одной площадке, в результате чего мощность завода выросла до уровня парогазовой установки.

Например, станция Королевы Елизаветы в Саскатуне, Саскачеван, выстроила в линию шесть аэродинамических ГТ и небольших ПГРТ общей мощностью 430 МВт, что несколько размыло грань между группой авиационных ГТ / ПТГ и рамным типом. Команда GT / HRSG. В этом году ведущий поставщик авиационных GT еще больше размыл грань, представив самый большой аэродинамический GT за всю историю.LM9000 GE Power (рис. 3) вырабатывает 65 МВт, преодолевая барьер аэродинамического класса в 60 МВт.

3. GE LM9000 - это самый крупный из когда-либо построенных авиационных двигателей GT с непревзойденной мощностью 65 МВт. Любезно предоставлено: GE Power

Итак, если когены теперь такие же большие, как комбинированные циклы, а комбинированные циклы теперь так же отзывчивы, как когены, кто же был настоящим победителем в гонке технологий электростанций? Победил - барабанная дробь, пожалуйста - потребитель электроэнергии! Благодаря непреднамеренной гонке технологий, описанной выше, и невидимой руке свободных рынков, потребители во всем мире теперь получают электроэнергию от электростанций, которые больше, энергоэффективнее и быстрее реагируют, чем кто-либо мог мечтать во времена PURPA.

Чтобы узнать больше об усовершенствованиях технологий HRSG, газовых и паровых турбин, приходите на конференцию группы пользователей HRSG 24–26 апреля 2019 г., которая будет проходить вместе с конференцией и выставкой ELECTRIC POWER в Mirage Events Center в Лас-Вегасе Невада. Посетите https://2019.electricpowerexpo.com/hrsg/, чтобы узнать больше и зарегистрироваться.

- Роб Суонекамп, ЧП , исполнительный директор HRSG User’s Group Inc.

Большая мощность в малых (er) корпусах

Традиционная электросеть трансформируется, поскольку все больше предприятий стремятся контролировать свои расходы за счет производства собственной электроэнергии.Потребность в надежном резервном энергоснабжении, стремление к большей отказоустойчивости генерации и потребность в электричестве в удаленных местах являются движущими силами распределенной генерации, в которой природный газ играет ведущую роль.

Коммерческие и промышленные объекты все чаще производят собственную электроэнергию, не зависящую от традиционной сети. Спрос на электроэнергию в удаленных местах растет, а также потребность в надежных системах резервного питания. Системы мобильной генерации более распространены, как показано на примере реакции на восстановление энергоснабжения после стихийных бедствий за последние несколько лет.

Это все часть роста приложений для распределенной энергии или энергии, генерируемой в точке использования или рядом с ней. Часто это системы с генерирующей мощностью менее 100 МВт, обеспечивающие электроэнергией небольшие коммерческие и промышленные объекты, часто в рамках проектов комбинированного производства тепла и электроэнергии (ТЭЦ) и установок микросетей.

Природный газ является основным игроком для этого поколения, отчасти из-за его обилия и низкой стоимости, особенно в США. Распределенная газовая генерация (DGG) используется для энергоснабжения зданий в университетских городках и для поддержки полевых операций для нефтегазовых компаний. .Применения включают газовые турбины и поршневые двигатели на промышленных объектах и ​​в других местах (см. «Быстрый запуск, высокая эффективность, баланс энергосистемы - двигатели в повышающемся цикле» в выпуске POWER за апрель 2018 г.).

«Рынок DGG в настоящее время высок, и ожидается, что он значительно вырастет в ближайшем будущем», - сказала Энн Хэмпсон, руководитель группы бизнес-консультантов ICF International, которая возглавляет группу когенерационных электростанций в практике распределенных энергетических ресурсов (DER). МОЩНОСТЬ .«Рост DGG и других типов распределенной генерации трансформирует электрическую сеть из сети, основанной в основном на крупных центральных станциях, в более распределенную по своей природе».

«Текущий энергетический ландшафт сложен, и рынок создает возможности для выработки электроэнергии помимо традиционных крупных электростанций базовой нагрузки», - сказал Крис Мицковски, глобальный директор по маркетингу портфеля решений в Siemens Power and Gas, в электронном письме на номер POWER . .«Хотя эти традиционные электростанции по-прежнему играют важную роль в удовлетворении спроса, повышенное внимание к возобновляемым источникам энергии и технологиям распределенной генерации приближает производителей электроэнергии к реальному спросу со стороны промышленных, коммерческих и бытовых потребителей. Эта непосредственная близость позволяет использовать электростанции меньшего размера, что приводит к более низким начальным затратам и более устойчивой генерации ».

Мост и резервное копирование

Природный газ рекламируется как промежуточное топливо при переходе от угольной энергетики к возобновляемым источникам энергии, хотя экологи говорят, что любое сжигание ископаемого топлива представляет собой постоянную угрозу для климата в мире.Но Эрнест Монис, бывший секретарь министерства энергетики в администрации Обамы, в 2016 году заявил, что до технологий для массового отказа от ископаемого топлива еще далеко. Текущий акцент на отказоустойчивость и надежность как необходимые атрибуты для производства электроэнергии - и изменчивость возобновляемых источников энергии, таких как солнечная и ветровая, что требует резервной генерации, - означает, что ископаемое топливо останется неотъемлемой частью производства энергии, а природный газ будет играть ведущую роль.

«Несмотря на то, что существует множество движущих сил для DGG, был также некоторый отпор со стороны экологических групп, которые обеспокоены инвестициями в любые активы нового поколения, которые сжигают ископаемое топливо», - сказал Хэмпсон.«Тем не менее, мы провели анализ выбросов, который показывает, как DGG на самом деле может продолжать сокращать общие выбросы от производства электроэнергии в будущем, даже за пределами типичного срока эксплуатации этих типов активов [который, по нашим наблюдениям, составляет около 20 лет]. ”

«DGG, особенно в ТЭЦ, очень хорошо интегрируется с другими« более интересными »ресурсами, такими как возобновляемые источники энергии и накопители энергии», - сказал Даррин Мурман, вице-президент по инновациям и развитию бизнеса компании Moser Energy Systems в Эвансвилле, Вайоминг.Мурман сказал POWER , что «надежный, стабильный источник энергии, которым могут управлять системы SCADA (диспетчерский контроль и сбор данных), может быть неоценимым для объекта или сообщества, использующего переменные ресурсы, такие как солнечная энергия. Системы, которые могут обеспечивать поддержку производства электроэнергии по запросу и независимо от погодных условий или даже условий сети, могут повысить ценность предложения, повысить эффективность и снизить затраты на аккумулирование энергии для проекта ».

Мурман продолжил: «Этот тип симбиотической гармонии может ускорить внедрение возобновляемых источников энергии только за счет устранения ключевого ограничения - изменчивости, связанной с фотоэлектрической системой (фотоэлектрической солнечной энергией), ветром и т. Д.Хотя DGG может не находить отклика у сторонников нулевого уровня выбросов, на самом деле это эффективная промежуточная технология, которая ускорит будущее возобновляемых источников энергии ».

Примером распределенной газовой генерации является проект NORESCO на базе ВВС Hanscom в Массачусетсе. NORESCO - часть UTC Climate, Controls & Security, подразделения United Technologies Corp. - летом 2017 года приступила к реализации проекта модернизации оборудования на сумму 43 миллиона долларов в Hanscom, центральным элементом которого является новая когенерационная установка мощностью 4,6 МВт.Станция работает в микросети, обеспечивая аварийное питание мест на базе во время отключений. Центральная паровая установка базы может питаться от электрической и паровой мощности когенерационной установки, работающей на газе, если энергия от традиционной сети недоступна. Проект включает расширение подачи природного газа на некоторые здания на базе и замену жидких котлов и горелок в Hanscom на газовое оборудование. NORESCO работала с Центром инженеров-строителей ВВС США и U.Центр инженерной поддержки армии С. о развитии проекта.

Hanscom - один из многих примеров распределенной генерации, разработанной с учетом экономии, отчасти из-за длительного периода использования недорогого природного газа. «Я думаю, что одним из наиболее привлекательных аспектов, которые должны привести к более значительной роли в DGG, является стабильность и относительно низкая стоимость природного газа [природного газа] как товара», - сказал Мурман. «При том, что внутреннее производство находится на пиковом или близком к нему уровне, а также при хорошо развитой распределительной сети, экономика достаточно благоприятна и предсказуема.”

Когенерация и ТЭЦ

Проекты когенерации и когенерации были в авангарде роста DGG. Промышленные комплексы и школьные городки относятся к числу тех, кто использует эту технологию.

«Когда мы обсуждаем распределенную генерацию газа в [нашей компании], мы говорим о маломасштабных и крупных системах комбинированного производства тепла и электроэнергии или когенерационных системах, которые используют распределенный природный газ для выработки электроэнергии и тепла», - Кристиан Ингебригтсен, главный операционный директор Компания Sunrise Power Solutions из Нью-Йорка сообщила POWER .«Мы развернули 35 когенерационных систем в школьных округах Лонг-Айленда. В каждом случае использование распределенной генерации газа для производства двух видов потребляемой энергии из одного источника топлива позволило значительно снизить потребление кВтч и снизить плату за потребление для района ».

Ингебригтсен сказал, что Sunrise установила три блока Tecogen InVerde e + 100 кВт (рис. 1) и 10 систем Tecogen Tecopower 75 кВт со сверхнизким уровнем выбросов по всему Центральному школьному округу Сачем на Лонг-Айленде, штат Нью-Йорк, для выработки электроэнергии.

1. Хождение в школу. Компания Sunrise Power Solutions из Нью-Йорка установила три блока Tecogen InVerde e + 100 кВт для обслуживания Центрального школьного округа Сачем на Лонг-Айленде, штат Нью-Йорк. Sunrise установила в общей сложности 1 050 кВт когенерации в шести школах района. Предоставлено: Sunrise Power Solutions

«Мы развернули 1 050 кВт когенерации в шести школах округа с размерами отдельных станций от 75 до 375 кВт», - сказал Ингебригцен.«Используя когенерационные установки в отопительные месяцы, средние и средние школы в Сачеме могут производить электроэнергию, компенсируя тепловые затраты для своих систем водяного отопления за счет избыточного тепла, которое отклоняется когенерационной установкой. Когенерационная тепловая энергия будет снабжать систему горячего водоснабжения вместе с существующим котельным оборудованием.

«Рынок DGG очень хороший, особенно в штате Нью-Йорк, где губернатор Куомо разработал всеобъемлющую энергетическую стратегию штата под названием« Реформирование энергетического видения », - сказала Ингебригтсен.«План активно стимулирует инновации в области чистой энергии, привнося новые инвестиции в государство и улучшая выбор потребителей и доступность. Многие другие государства также следуют этой стратегии. По всей стране действует новая налоговая льгота по инвестициям в энергетику в размере 10% от стоимости установки при развертывании ТЭЦ, что делает эти типы инвестиций более привлекательными ».

Мурман согласился. «Современные газовые ТЭЦ могут обеспечивать эффективную, управляемую и надежную электрическую и тепловую энергию до точки использования без затрат и потерь, связанных с распределением и передачей на уровне сети.В областях, которые уже ограничены, это может устранить необходимость в инвестировании капитала в устаревшую технологию сетевых подстанций, размер которой во многих случаях уже был недостаточным и устаревшим еще до того, как он был завершен ».

«ICF провела прогнозный анализ мощности ТЭЦ ДГГ, и он показывает устойчивый рост в течение следующих 10 лет», - сказал Хэмпсон. «Это связано с такими факторами, как рост цен на электроэнергию, снижение затрат на оборудование DGG, рост интереса клиентов к отказоустойчивости и новые бизнес-модели, которые позволяют клиентам DGG без первоначальных затрат.”

«Распределенная генерация газа переворачивает традиционный рынок электроэнергетики, предоставляя конечным пользователям более сильные экономические и экологические преимущества по сравнению с традиционными коммунальными предприятиями. В частности, в тех регионах мира, которые имеют хорошее распространение искры, предприятия осознают экономию и преимущества установки решения когенерации на объекте для обеспечения своей работы », - сказал Джим Кроуз, исполнительный вице-президент по продажам и маркетингу Capstone Turbine, POWER . «Вместо того, чтобы платить за коммунальные услуги, они предпочитают делать капитальные вложения в свой бизнес и получать долгосрочные выгоды.”

Согласование с сельским хозяйством

Сельское хозяйство является крупным игроком в сфере DGG. Примером может служить коген-система (рис. 2), используемая на фермах Taylor Farms в Гонсалесе, Калифорния, разработанная калифорнийской компанией Concentric Power. Компания установила аналогичную систему на перерабатывающем предприятии True Leaf Farms в Сан-Хуан-Баутиста, Калифорния.

2. На ферме. ТЭЦ Concentric Power мощностью 2 МВт на ферме Тейлор в Калифорнии использует двигатель Caterpillar G3516H, работающий на природном газе.Отработанное тепло двигателя используется для низкотемпературного охлаждения на месте. Предоставлено: Concentric Power

Брайан Кертис, генеральный директор Concentric и бывший советник Управления энергоэффективности и возобновляемых источников энергии Министерства энергетики, сказал POWER , что DGG является неотъемлемой частью многих сельскохозяйственных операций, особенно в богатой сельским хозяйством Калифорнии, где каннабис компании по выращиванию куриных яиц и птицефабрики также приняли эту технологию.Крупная ферма по производству яиц в Южной Калифорнии заказала в прошлом году девять газовых микротурбин C65 Capstone; блоки предназначены для работы в двойном режиме, поэтому ферма может работать автономно или в сети с распределением нагрузки.

«Это захватывающий процесс - быть одним из первых, кто разработал поколение на основе этих проектов», - сказал Кертис, который сказал, что системы Concentric используют «стандартизированное проектирование и дизайн. У нас есть генераторная установка мощностью 2 МВт с двигателем Caterpillar G3516H, работающим на природном газе. Это новейшая и лучшая разработка компании Caterpillar для высокоэффективной газовой генерации.«Генератор использует природный газ для производства энергии, а отработанное тепло двигателя используется для низкотемпературного охлаждения на месте, сокращения выбросов и снижения затрат на электроэнергию.

Concentric спроектировал и установил модульную когенерационную установку, которая объединяет 1 МВт солнечной энергии на крыше и 1,8 МВт полевой ветровой энергии на ферме Тейлор. «В душе мы разработчики и инженеры, - сказал Кертис. «Мы проектируем наши системы с нуля, чтобы они были модульными - повторяемыми со стороны оборудования. У нас хороший электрический КПД и ровная кривая производительности.Мы можем переключаться вверх и вниз, не теряя при этом в эффективности, что хорошо сочетается с разработанными нами усовершенствованными элементами управления и программной платформой с отслеживанием нагрузки в реальном времени. Мы думаем, что с помощью этой распределенной газовой генерации мы сможем сделать много действительно интересных вещей для клиентов и на энергетических рынках ».

Это включает отправку избыточной мощности обратно в сеть. «В этом есть хорошая экономика», - сказал Кертис. «Есть и другие атрибуты. Мы можем помочь качеству электроэнергии, особенно в отдаленных районах.Разработанная нами программная платформа позволяет все это ».

Кертис сказал, что Taylor Farms получает около 10% от общего количества кВтч от солнечной энергии, 18% от ветра и 65% от когенерационной установки. Остальная часть поступает от присоединения к сети Pacific Gas & Electric. «Мы чертовски близки к тому, чтобы оказаться вне сети», - сказал Кертис. «Это делает его интересным для потребителя, делая его энергонезависимым и способным контролировать свои расходы. Ветер и солнце - это прерывистая генерация, но мы думаем о себе как о диспетчере [генерации энергии] с помощью газа.Мы получаем в реальном времени данные о том, что делают солнце и ветер, и соответственно управляем нашим заводом в реальном времени. Приятно делать это 24 часа в сутки, 7 дней в неделю ».

Рост в операциях роста

Адам Форни, старший аналитик компании Navigant, который участвует в программе компании по энергетическим технологиям, в недавнем интервью с POWER отметил, как распределенная генерация газа в приложениях ТЭЦ и CCHP (комбинированное охлаждение, тепло и энергия) является важно для таких отраслей, как операции по выращиванию - то, что, по словам Кертиса из Concentric, стало важным в таких местах, как Колорадо и Калифорния, штатах, которые легализовали рекреационное использование марихуаны.

«В Калифорнии много когенерации; Это действительно интересный рынок с недостаточным уровнем обслуживания, - сказал Кертис. «Как и в случае с индустрией каннабиса, которая действительно идеально подходит для распределенной газовой энергетики. Это энергоемкая отрасль, которая требует много энергии и быстро. Электроэнергия оказывается самым большим узким местом в этой отрасли. Операции [Grow] уже готовы к запуску, и они оказались в затруднительном положении: выяснилось, что они не смогут получить электроэнергию [на местном уровне] в течение двух или трех лет.[DG] позволяет им отключаться от сети и, возможно, оставаться вне сети ».

Forni также рассказал о том, что рынок микротурбин, работающих на газе, «уже сложился», особенно для нефтегазовой отрасли. «Просто сжигается огромное количество природного газа», - сказал он. «Появляется все больше инициатив по принудительному использованию этого газа, и микротурбины являются для этого жизнеспособным оператором». Он отметил, что работники нефтегазовых месторождений имеют «возможность забирать устьевой газ напрямую и направлять его в микротурбину.”

Компания Siemens в сентябре 2017 года объявила о запуске легкой авиационной газовой турбины мощностью до 38 МВт, которая может быть использована при разведке нефти и газа. Компания Siemens сообщила, что SGT-A35 RB (рис. 3) использует опыт компаний Dresser-Rand и Rolls-Royce Energy, двух предприятий, приобретенных ею в последние годы. По словам Сименс, новая модель на 30% меньше и легче своих предшественников из линейки Industrial RB211 компании и особенно полезна для морских буровых работ, таких как плавучие суда для добычи, хранения и разгрузки (FPSO).

3. Оффшорная альтернатива. Siemens SGT-A35 RB авиационная газовая турбина была запущена в прошлом году. Он может генерировать до 38 МВт и используется при разведке нефти и газа на шельфе. Компания Siemens сообщила, что устройство на 30% меньше и легче своих предшественников из линейки RB211 компании. Предоставлено: Siemens

GE Power имеет парк авиационных газовых турбин в конфигурациях как 50 Гц, так и 60 Гц, которые могут работать в полевых условиях.Газовая турбина 6B.03 компании B-класса обеспечивает выходную мощность простого цикла 44 МВт с увеличением до 20 МВт менее чем за пять секунд. Он используется в когенерационных и промышленных энергосистемах, часто в удаленных местах. GE рекламирует турбину как «предпочтительное решение для удаленных установок и экстремальных условий эксплуатации».

PW Power Systems, компания, недавно интегрированная в Mitsubishi Hitachi Power Systems Americas, начала развертывание своих блоков FT8 MOBILEPAC (рис. 4) в 2004 году. Газовая турбина использовалась для восстановления электроэнергии в нескольких странах, включая Японию, после сильного землетрясения в марте. 2011 г., и в Алжире во время серии отключений электроэнергии в 2015 г.Он также поставлял электричество в Карибский бассейн после сильных штормов в последние годы.

4. Восстановление питания. FT8 MOBILEPAC разработан для использования в областях, где требуется быстрое и надежное электроснабжение, часто после стихийных бедствий, таких как землетрясение в Японии в 2011 году, или во время серьезных отключений электроэнергии, например, в Алжире в 2015 году. через грузовые транспортные самолеты Антонов. Предоставлено: PW Power Systems

Рауль Переда, президент и генеральный директор PW Power Systems, сообщил POWER , что три блока FT8 MOBILEPAC по 25 МВт каждый, а также два блока SWIFTPAC компании (30 МВт каждый) были установлены на двух станциях Tokyo Electric Power. Co.площадки для обеспечения 135 МВт электроэнергии после землетрясения 2011 года. Он сказал, что электростанции были «полностью готовы к работе и вносили свой вклад в национальную энергосистему» ​​в течение 45 дней после развертывания.

«DGG может служить основой для защиты микросетей, обслуживаемых возобновляемыми источниками энергии в критических местах и ​​приложениях», - сказал Мурман. «Уменьшение потребности или зависимости от сети и ее инфраструктуры значительно снижает энергетический риск, вызванный отключениями из-за погодных условий или того хуже». ■

- Даррелл Проктор - младший редактор POWER.

Когенерационная установка

- обзор

23.4 Внедрение накопления тепловой энергии в системах когенерации и тригенерации

ТЭС интегрированы в когенерационные установки, накапливающие тепло, произведенное когенерационной установкой, когда нет нагрузки или когда производство превышает нагрузку. В случае установок CHCP доступны два варианта. TES используется либо таким же образом, как и в случае с ТЭЦ, либо холод, производимый абсорбционным чиллером, хранится отдельно в другой системе.От характера нагрузок и инвестиционных затрат зависит выбор того или иного варианта.

Для интеграции ТЭС в когенерационные или тригенерационные установки, конфигурация рассматриваемых ТЭС играет очень важную роль, и может быть установлен единый критерий для их классификации. Любую систему горячего или холодного хранения можно разделить на одну из следующих конфигураций: 1 вход / 1 выход или 2 входа / 2 выхода. Эти две разные конфигурации приводят к двум различным вариантам реализации, которые описаны ниже (Campos-Celador et al., 2011).

В системах с 1 входом / 1 выходом есть один контур для процесса зарядки и разрядки, который проходит через систему хранения от входа к выходу. Различные системы хранения следуют этой конфигурации для горячего и холодного хранения, такие как системы хранения на основе PCM, геотермальные системы хранения, внутренние системы хранения талого льда на змеевиках и т. Д. Интеграция этих систем обычно следует за конфигурацией выше или ниже по потоку, в зависимости от от того, является ли это хранилищем тепла или холода, соответственно.Для более подробного объяснения горячее хранение рассматривается в следующем параграфе, хотя те же идеи могут быть применены к холодному хранению.

Нисходящая конфигурация хранилища показана на рис. 23.1A. Производительность зависит от режима работы. В процессе зарядки емкость аккумулятора увеличивается, так как он подключается на выходе когенерационной установки с самой высокой температурой. Однако это увеличивает приоритет хранилища над нагрузкой, что может быть недостатком, когда имеет место совпадающая загрузка.Кроме того, процесс разгрузки не может происходить во время работы когенерации, так как температура на входе будет слишком высокой для отвода тепла из системы.

Рисунок 23.1. Внедрение системы хранения с 1 входом / 1 выходом в когенерационной установке: (A) интеграция ниже по потоку и (B) интеграция с выходом.

Конфигурация восходящего потока хранилища показана на рис. 23.1B. В процессе зарядки такая конфигурация позволяет снизить рабочую температуру когенерации, увеличивая ее производительность.Однако, пока существует тепловая нагрузка, температура на входе ниже, и емкость аккумулятора уменьшается из-за отвода тепла. Во время процесса разгрузки температура на входе когенерации увеличивается, снижая ее производительность, хотя этого эффекта можно избежать, если процесс разгрузки происходит при выключении когенерационной установки.

Кажется очевидным, что выбор и работа такого типа системы тесно связаны со стратегией работы когенерационной установки и характером нагрузок.Такие аспекты, как планирование и приоритеты, должны четко приниматься во внимание проектировщиком при рассмотрении одной из этих систем. Типичное решение для улучшения передаваемой мощности и, следовательно, эффективности накопления, состоит в том, чтобы заставить теплоноситель входить в систему накопления с противоположных сторон во время зарядки и разрядки, соответственно. Таким образом, увеличивается температурный градиент между теплоносителем и накопительной средой и одновременно увеличивается коэффициент теплопередачи.

С другой стороны, в системах с 2 входами / 2 выходами два разных контура могут пересекать систему хранения в определенный момент. Эти системы имеют два разделенных гидравлических контура, номинально один для процесса разгрузки, а другой - для зарядки, при этом интеграция и работа проще, чем в случае системы с 1 входом / 1 выходом. Средой хранения обычно является резервуар, содержащий жидкость, которая одновременно является средой хранения и теплоносителем. Эффект аккумулирования тепла усиливается термической стратификацией, которая вызвана разницей плотностей между горячей и холодной текучей средой, поэтому операция должна выполняться для поддержания эффекта расслоения, а также ее собственной конфигурации.

Такая же конфигурация доступна для накопителей тепла и холода, с той лишь разницей, что способ подключения. В обоих случаях горячая жидкость добавляется и удаляется сверху, а холодная - снизу. Пример такого типа интеграции показан на рис. 23.2. Среди этих систем резервуары для хранения горячей и холодной воды на сегодняшний день являются наиболее распространенной альтернативой на ТЭЦ и ТЭЦ. Однако растет спрос на более компактные системы, особенно в строительных приложениях, где обычно нехватка доступного пространства является типичной проблемой.

Рисунок 23.2. Внедрение системы хранения 2 входа / 2 выхода в ТЭЦ.

Кроме того, управление энергосодержанием системы хранения менее гибкое, чем в предыдущем случае.

Как указывалось ранее, выбор типа выбранной системы тесно связан с операционной стратегией. Во многих приложениях, особенно в жилых, тепловые и электрические требования значительно различаются в зависимости от времени года и даже от часа дня, и, более того, они не синхронизированы.Многие стратегии эксплуатации могут быть разработаны для работы систем когенерации, включая TES. Некоторые из основных стратегий показаны на рис. 23.3.

Рисунок 23.3. Варианты эксплуатации ТЭЦ.

Благодаря стратегии управления приоритетом ТЭЦ, ТЭЦ работает как можно чаще в часы пик, а избыточная тепловая нагрузка здания обеспечивается за счет зарядки ТЭС, которая разряжается в непиковые часы. Для стратегии постоянного соотношения постоянная часть тепловой нагрузки здания в часы пик удовлетворяет TES, в то время как для стратегии приоритета хранения большая часть тепловой нагрузки удовлетворяется системой хранения.Когда тепла, производимого ТЭЦ, недостаточно для удовлетворения тепловой нагрузки, накопленное тепло может быть использовано для удовлетворения этой потребности.

Оптимальные рабочие стратегии основаны на управлении в реальном времени. Хотя эти стратегии обычно не реализуются в реальных системах, они помогают определить максимальный потенциал, который может быть получен от определенного приложения (Serra et al., 2009). Они основаны на поиске оптимальной работы на основе минимизации определенных переменных (общие эксплуатационные расходы, воздействие на окружающую среду и т. Д.).) и обычно получаются путем применения математического программирования в качестве инструмента оптимизации.

При упреждающей стратегии с контроллером используется процедура нечеткой логики для одновременного обращения к накопленной энергии и потребляемой энергии от источника и для включения информации об ожидаемом энергоснабжении с учетом прогнозов погоды. Эта стратегия, хотя и очень многообещающая на будущее, все еще исследуется (Salgado and Pedrero, 2008).

Системой можно управлять в режиме управления с прогнозированием модели (MPC) с наименьшими затратами.MPC основан на решении задачи оптимизации на каждом шаге управления в пределах горизонта прогнозирования, который зависит от динамики системы, целевой функции и ограничений на состояния, действия и выходы. Контроллер MPC включает модели динамики и ограничений установленной ТЭЦ и энергохранилищ, а также может включать прогнозы рыночных цен и спроса на электроэнергию и тепло для населения (Houwing et al., 2008).

Среди этих операционных стратегий приоритетное управление ТЭЦ предпочтительнее для бытовых ТЭЦ.При этом типе управления когенерационная установка работает как можно чаще в часы пик. Таким образом, избыток тепла сохраняется в TES. Когда тепла, производимого ТЭЦ, недостаточно для удовлетворения тепловой нагрузки, накопленное тепло может быть использовано для удовлетворения этой потребности. Если бы не было накопителя тепла, то когенерацию нужно было либо подобрать по размеру, чтобы удовлетворить минимальную потребность в тепле, либо ее следует остановить или отрегулировать, чтобы избежать сброса производимого дополнительного тепла. Когда энергия из хранилища не может удовлетворить тепловую нагрузку, потому что накопленной энергии недостаточно или система ТЭЦ не работает, тепло дополнительно вырабатывается резервной системой.

Основным ограничением работы ТЭЦ является то, что тепловая нагрузка должна поддерживаться в каждый момент. Это гарантируется включением резервной системы, которая производит тепло для удовлетворения пиковых нагрузок или тех тепловых нагрузок, которые из-за эксплуатационных ограничений не могут быть напрямую удовлетворены ни ТЭЦ, ни системой TES. Также может случиться так, что часть тепла выделяется в окружающую среду, чтобы контролировать температуру воды, возвращающейся в ТЭЦ, чтобы избежать отключения блока ТЭЦ.Это может произойти, когда уровень температуры слишком высок или когда температура регулируется для повышения производительности когенерационной установки. Эти вопросы определяют, как интегрированы основные компоненты станции (блок ТЭЦ, система ТЭС, потребление, резервная система и блок отпуска тепла).

На некоторых ТЭЦ устанавливаются несколько резервуаров для хранения тепла рядом друг с другом. Такие многобаковые установки могут быть подключены параллельно или работать последовательно.

В параллельной конфигурации поток воды разделяется между резервуарами, поэтому скорости на входе и выходе резервуаров низкие и, как следствие, меньше возмущение температурного слоя в резервуарах.Тем не менее, трудно установить абсолютную параллельную работу резервуаров, поэтому слои смешивания в параллельных резервуарах не находятся в одном и том же положении (de Wit, 2007b). Преимущество последовательного соединения состоит в том, что должен существовать только один слой смешивания, и опыт эксплуатации показывает, что последовательное соединение является наиболее выгодным.

Преимущества ТЭЦ | Партнерство по комбинированному производству тепла и электроэнергии (ТЭЦ)

ТЭЦ предлагает ряд преимуществ по сравнению с традиционным производством электроэнергии и тепловой энергии, в том числе:

Повышение эффективности

ТЭЦ требует меньше топлива для выработки заданной мощности и позволяет избежать потерь при передаче и распределении, которые возникают, когда электричество проходит по линиям электропередач.

Средняя эффективность электростанций, работающих на ископаемом топливе, в США составляет 33 процента. Это означает, что две трети энергии, используемой для производства электроэнергии на большинстве электростанций в Соединенных Штатах, тратится впустую в виде тепла, выбрасываемого в атмосферу.

За счет рекуперации потерянного тепла системы ТЭЦ обычно достигают общего КПД системы от 60 до 80 процентов для производства электроэнергии и полезной тепловой энергии. Некоторые системы достигают эффективности, приближающейся к 90 процентам.

На иллюстрации ниже показано повышение эффективности системы ТЭЦ, работающей на природном газе, с турбиной внутреннего сгорания мощностью 5 мегаватт (МВт) по сравнению с традиционным производством электроэнергии и полезной тепловой энергии (т.

Сравнение традиционной генерации и ТЭЦ: общий КПД

Это пример типичной системы когенерации. Для производства 75 единиц электроэнергии и полезной тепловой энергии обычная система использует 147 единиц энергозатрат - 91 для производства электроэнергии и 56 для производства полезной тепловой энергии, в результате чего общий КПД составляет 51 процент.Однако системе ТЭЦ требуется всего 100 единиц вводимой энергии для производства 75 единиц электроэнергии и полезной тепловой энергии, в результате чего общий КПД системы составляет 75 процентов.

Эффективность когенерационной системы зависит от используемой технологии и конструкции системы. Пять наиболее часто устанавливаемых источников энергии ТЭЦ (известных как «первичные двигатели») предлагают следующие показатели эффективности:

  • Паровая турбина: 80 процентов
  • Поршневой двигатель: 75-80 процентов
  • Турбина внутреннего сгорания: 65-70 процентов
  • Микротурбина: 60-70 процентов
  • Топливный элемент: 55-80 процентов

Каталог технологий когенерации содержит подробную информацию об этих технологиях.

Предотвращенные потери при передаче и распределении

Вырабатывая электроэнергию на месте, ТЭЦ также избегает потерь при передаче и распределении (T&D), которые возникают, когда электричество проходит по линиям электропередач. В пяти основных энергосистемах США средние потери T&D варьируются от 4,23% до 5,35%, при этом в среднем по стране 4,48% (Источник: Интегрированная база данных о выбросах и генерирующих ресурсах [eGRID]). Потери могут быть еще выше, если сеть натянута и температура высока.Избегая потерь T&D, связанных с традиционным электроснабжением, ТЭЦ дополнительно сокращает потребление топлива, помогает избежать необходимости в новой инфраструктуре T&D и снижает перегрузку сети при высоком спросе на электроэнергию.

Начало страницы

Экологические преимущества

Поскольку для производства каждой единицы выработанной энергии сжигается меньше топлива, а также предотвращаются потери при передаче и распределении, ТЭЦ снижает выбросы парниковых газов и других загрязнителей воздуха.

Системы

ТЭЦ обладают значительными экологическими преимуществами по сравнению с покупной электроэнергией и тепловой энергией, производимой на месте.Улавливая и используя тепло, которое в противном случае было бы потрачено впустую при производстве электроэнергии, системы ТЭЦ требуют меньше топлива для производства того же количества энергии.

Поскольку сжигается меньше топлива, сокращаются выбросы парниковых газов, таких как диоксид углерода (CO 2 ), а также других загрязнителей воздуха, таких как оксиды азота (NO x ) и диоксид серы (SO 2 ).

На следующей диаграмме показана величина сокращения выбросов CO 2 от системы ТЭЦ, работающей на природном газе, мощностью 5 мегаватт (МВт) по сравнению с такой же выработкой энергии из традиционных источников.

Обычная генерация по сравнению с ТЭЦ: CO

2 Выбросы

На этой диаграмме показаны выбросы CO 2 от выработки электроэнергии и полезной тепловой энергии для двух систем: (1) электростанция, работающая на ископаемом топливе, и котел, работающий на природном газе; и (2) система ТЭЦ с турбиной внутреннего сгорания мощностью 5 мегаватт, работающая на природном газе. Отдельная теплоэнергетическая система выбрасывает в общей сложности 45 килотонн CO 2 в год (13 килотонн из котла и 32 килотонны из электростанции), в то время как система ТЭЦ с ее более высокой эффективностью выделяет 23 килотонны CO . 2 в год.

Начало страницы

Экономическая выгода

ТЭЦ может предложить ряд экономических преимуществ, в том числе:

  • Снижение затрат на электроэнергию: ТЭЦ снижает счета за электроэнергию благодаря своей высокой эффективности. Используя технологию рекуперации отработанного тепла для улавливания ненужного тепла, связанного с производством электроэнергии, системы ТЭЦ обычно достигают общего КПД системы от 60 до 80 процентов по сравнению с 50 процентами для традиционных технологий (т. Е. Покупной электроэнергии и котла на месте).В основном для данной единицы выработки энергии требуется меньше топлива. Кроме того, поскольку в системах ТЭЦ обычно используется природный газ, который зачастую дешевле покупной электроэнергии, ТЭЦ может помочь снизить счета за электроэнергию. Счета еще больше снижаются, потому что выработка ТЭЦ снижает закупку электроэнергии.
  • Избегайте капитальных затрат: ТЭЦ часто может снизить стоимость замены отопительного оборудования.
  • Защита потоков доходов: За счет выработки электроэнергии на месте и повышения надежности ТЭЦ может позволить предприятиям продолжать работу в случае аварии или прекращения подачи электроэнергии из сети.
  • Меньше подверженности риску повышения тарифов на электроэнергию: Поскольку меньше электроэнергии покупается из сети, предприятия меньше подвержены повышению тарифов. Кроме того, система ТЭЦ может быть сконфигурирована для работы на различных видах топлива, таких как природный газ, биогаз, уголь и биомасса; таким образом, предприятие могло бы создать возможность переключения на другой вид топлива, чтобы застраховаться от высоких цен на топливо.

Начало страницы

Преимущества надежности

Ненадежное электроснабжение представляет собой поддающийся количественной оценке риск для бизнеса, безопасности и здоровья для некоторых компаний и организаций.ТЭЦ - это локальный генерирующий ресурс, который может быть спроектирован для поддержки непрерывной работы в случае бедствия или сбоя в сети, продолжая обеспечивать надежную электроэнергию.

В дополнение к сокращению эксплуатационных расходов, системы когенерации могут быть спроектированы так, чтобы продолжать работать в случае сбоев в сети, чтобы обеспечить непрерывную подачу электроэнергии для критически важных функций.

Перебои в подаче электроэнергии из сети представляют собой поддающийся количественной оценке риск для бизнеса, безопасности и здоровья для некоторых объектов.

  • Первым шагом при включении когенерации в стратегию снижения бизнес-рисков является расчет значения надежности и риска простоев для конкретного объекта.
  • После определения и количественной оценки (в денежном выражении) ценности надежной подачи электроэнергии для работы объекта, можно оценить и оценить затраты на проектирование и настройку технологии когенерации для защиты от отключений. Системы когенерации могут быть настроены в соответствии с конкретными потребностями в надежности и профилями риска любого объекта.

Начало страницы

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *