Мини ТЭЦ (типы, области применения). Газотурбинные мини-ТЭЦ. Использование биотоплива для производства энергии на мини-ТЭЦ
Мини ТЭЦ (Общая информация)
В последнее время развивается энергоснабжение, которое базируется на установках мини-ТЭЦ. Система утилизации тепла мини-ТЭЦ предусматривает также производство горячей воды или пара для отопления (когенерация) и холода для систем кондиционирования и вентиляции (тригенерация).
Типы мини ТЭЦ
Различают следующие типы мини-ТЭЦ:
- паротурбинную с противодавленческой турбиной с отпуском тепловым потребителям всего или части отработавшего в ней пара;
- паротурбинную с конденсационной турбиной, имеющей теплофикационный отбор или отборы для отпуска пара тепловым потребителям;
- газотурбинную с использованием тепла выхлопных газов в котле-утилизаторе или непосредственно в технологическом процессе;
- дизельную с производством высокопотенциального тепла благодаря энергии выхлопных газов и низкопотенциального – из контуров охлаждения двигателя;
- парогазовую с использованием тепла выхлопных газов для производства пара, который полностью или частично направляется в одну или несколько паровых турбин.
В настоящее время используются также следующие виды установок для производства электроэнергии и теплоты малой и средней мощности:
- теплофикационные ГТУ на базе газотурбинных двигателей самолетов и судов единичной электрической мощностью от 50 до 6000 кВт и тепловой мощностью от 0,6 до 50 МВт для установки в местах размещения отопительных и промышленных котельных, работающих на природном газе;
- теплофикационные паросиловые установки малой мощности с противодавлением на промышленные параметры пара электрической мощностью до 1200 кВт и тепловой мощностью до 12 МВт, работающих на мазуте и твердом топливе;
- теплофикационные дизельные установки для энергоснабжения на базе двигателей судов, колесных и гусеничных машин электрической мощностью до 600 кВ;
- паросиловой и газотурбинный привод с утилизацией тепла мощностью от 5 до 20000 кВт для энергоснабжения нефтяных газодобывающих комплексов.
Перспективными альтернативными решениями являются мини-ТЭЦ, например на основе газо-дизель-генераторов. Для получения тепловой энергии в камере сгорания используется дизельное топливо, природный или сжиженный газ. Особенно перспективны мини-ТЭЦ для отдаленных районов сельской местности. В качестве альтернативного топлива в этом случае возможно использовать биотопливо, например, метан, полученный в метантенках из отходов сельского хозяйства.
В последние годы также внедряются микро-ТЭЦ мощностью 45-100 кВт для автономного энергоснабжения на базе микротурбин и электротехнических генераторов.
В малой энергетике нецелесообразно рассматривать возможности применения сложных комбинированных циклов ПГУ для производств электроэнергии, а газовые турбины как приводы электрогенераторов существенно проигрывают газовым двигателям по КПД и эксплуатационным характеристикам при малых мощностях. В широком диапазоне мощностей (от сотен киловатт до десяток мегаватт) КПД моторного привода на 13-17% выше, чем газотурбинного; при снижении нагрузки со 100 до 50% КПД электрогенератора с приводом от газового двигателя меняется слабо, КПД газового двигателя практически не изменяется до температуры воздуха 25 0С. Мощность газовой турбины падает при изменении температуры воздуха от -30 до 30 0С, при температурах выше 40 0С уменьшение мощности газовой турбины (от номинальной 15 0С) составляет 20%.
Газотурбинные мини-ТЭЦ
Газовые турбины находят широкое применение в производстве электроэнергии. Электрический КПД больших установок составляет 35 -38%, характеристики при частичной нагрузке скорее неудовлетворительные. Большой срок службы, очень незначительные инвестиционные затраты в широком диапазоне мощностей, большая доля пригодной для использования энергии уходящих газов и очень небольшая эмиссия вследствие непрерывного горения являются достоинствами этой технологии. До настоящего времени было нецелесообразно применять турбины в диапазоне мощностей менее 500 кВт. Это стало возможным только в результате комбинации двух мероприятий: рекуперации и обратной подачи части объемного потока уходящего газа в компрессор с одной стороны и прямого присоединения генератора. В сочетании с не зависящим от скорости вращения инвертированием тока посредством силовой электорники достигаются наряду с приемлемыми показателями электрического КПД более 25% и общего КПД более 70% также хорошие показатели КПД при неполной нагрузке. Эти параметры имеют решающее значение для использования на не больших объектах.
Возможность получения большой мощности при небольших размерах и массе, высокая надежность и экономичности газотурбинных установок позволяют широко использовать их в промышленной энергетике. В частности на промышленных предприятиях их можно применять как для отдельной, так и комбинированной выработки тепловой и электрической энергии, в качестве источников питания, для покрытия пиков нагрузок, в качестве надстроек на водогрейных котельных.
Мини-ТЭЦ на базе ДВС
Принцип выработки электрической к тепловой энергии с использованием ДВС известен уже несколько десятилетий. Первые установки этого типа использовались на кораблях, в тепловозах, для аварийного электроснабжения.
В области мощностей от 10 кВт до 4 МВт существенные преимущества перед газотурбинными установками имеют поршневые приводы. У таких установок меньшие расходы топлива и эксплуатационные затраты.
Это объясняется тем, что КПД поршневых машин составляет 36-45%, а газовых турбин – 25-34%. Установки газовых турбин требуют высоких давлений газа (до 2,0 МПа), в то время как газопоршневые установки работают на газе с низким давлением и им не требуется установка для газа дожимного копрессора.
Поршневые газовые двигатели могут работать на газе среднего давления, промышленном газе (коксовый, биогаз, шахтный), пропан-бутановых смесях и попутном газе. Любой применяемый газ должен иметь метановое число не менее 30 и подаваться в двигатель под давлением 1,0-2,5 кгс/см2 (0,1-0,25 МПа).
Мини-ТЭЦ на базе ДВС состоит из моноблока двигатель-генератор с теплообменниками, в которых утилизируется тепловая энергия.
Утилизация тепла выхлопных газов, газовоздушной смеси, тепла в рубашке охлаждения двигателя, масла в специальном водяном утилизационном контуре позволяет нагревать воду до 95’С и использовать ее тепло в системах теплоснабжения. Газопоршневой двигатель это дизельный двигатель, переоборудованный для работы на газе (94%) и использующий лишь 6% дизельного (запального) топлива. Дизельное топливо может служить в нем в качестве резервного топлива.
Газопоршневые мини ТЭЦ, представляют собой электрогенераторные установки с первичным двигателем, работающим на природном газе, а также утилизирукнцие выделяемое тепло. Потребление топлива составляет 0,25-0,3 н.м3 на кВт-час выработанной электрической энергии.
Экономически оправданные системы утилизации тепла позволяют использовать 1 Гкал тепла на 1 МВт-час выработанной электроэнергии (75% от выделяемого тепла).
Расход смазочного масла от 3 г до 0,3 г на 1 кВт-час. Межремонтный ресурс 20-40 тыс. моточасов. Поэтапный ресурс достигает сотен тысяч часов. Стоимость ремонта составляет 5-20% от общих капитальных затрат. Электрический КПД достигает 38-42%. Оставшиеся тепловые потери, около 60%, приходятся на:
- 1. Тепло, отбираемое охлаждающей жидкостью 38-44%
- 2. Тепло выхлопа 15-10%(охлаждаемые выхлопные коллекторы)
- 3. Тепло наддувочного воздуха (в системах с турбонаддувом) 5-6%
- 4. Тепло смазочного масла (в системах с масляным радиатором) 3-6%.
Альтернативные источники энергоснабжения
Вот уже несколько лет в установках мини-ТЭЦ применяется тепловые насосы с целью использования низкопотенциальной энергии для отопления и горячего водоснабжения.
Тепловые насосы, предназначенные для работы в системах мини-ТЭЦ, бывают двух типов: парокомпрессионные (использующие механическую энергию в качестве энергии высокого потенциала) и абсорбционные (относительно высокопотенциальным теплоносителем является пар, отопительная вода или продукты сгорания).
Компрессионные тепловые насосы могут работать с приводом от тепловых двигателей. В этом случае весь агрегат состоит из компрессионного теплового насоса и теплового двигателя. Преобразование химической энергии топлива в теплоту происходит непосредственно внутри теплового двигателя (например, в цилиндре двигателя внутреннего сгорания) или снаружи, причем теплота горючего газа передается к рабочему телу двигателя.
В двигателе в соответствии с термодинамическим круговым циклом часть теплоты переходит в механическую энергию, которая приводит в действие собственно компрессионный тепловой насос, благодаря чему повышается полезный температурный уровень низкотемпературное окружающей среды или отработанной теплоты. Отработанная теплота двигателя также может быть использована в качестве полезного тепла. Теплообменник или теплообменники отработанной теплоты в зависимости от температурных условий подключаются параллельно или последовательно с конденсатором компрессионного теплового насоса или теплота подводится к специальным.
В качестве приводов могут быть использованы тепловые двигатели всех типов, однако наиболее удобны газовые и дизельные двигатели, так как они работают на природном газе и нефти- высококачественных носителях первичной энергии, применяемых в настоящее время для отопления.
В связи с уменьшением запасов топлива и ростом цен важно обеспечить значительную экономию топливных ресурсов. Получение тепла с помощью такой двигательной отопительной установки может сократить расход первичной энергии примерно вдвое по сравнению с обычным способом получения тепла при сжигании топлива.
В тепловых насосах с приводом от газовых двигателей в качестве привода применяют как специальные газовые двигатели для больших мощностей, так и модифицированные карбюраторные двигатели грузовых автомобилей с повышенным сроком службы для небольших мощностей.
Применение тепловых насосов с газовым двигателем при наличии природного газа позволяет значительно снизить расход первичной энергии для отопительных установок. Использование городского газа намного уменьшает эффективного системы из-за низкого коэффициента полезного действия при получении газа из угля.
Для тепловых насосов с приводом от дизельного двигателя наиболее часто применяют двигатели грузовых автомобилей, которые имеют разветвленную сеть пунктов по техническому обслуживанию.По конструкции тепловые насосы с дизельным двигателем почти не отличаются от тепловых насосов с газовым двигателем.
Особой проблемой в тепловых насосах с приводом от двигателя внутреннего сгорания является конструкция теплообменника отработавших газов, который в зависимости от вида газа или дизельного топлива и его сгорания в двигателе должен иметь достаточный срок службы.
В последнее время в области малых мощностей представляют интерес мини-ТЭЦ на базе топливных элемемнтов.
Топливные элементы представляют собой электрохимические преобразователи с непрерывной подачей продуктов реакции. Они непосредственно преобразуют поступающие прдукты реакции (водород и кислород) в электричество, тепло и воду. В результате этого проявляется такие важные свойства топливных элементов как высокий электрический КПД при полной и частичной загрузке при очень незначительной эмиссии вредных веществ, которая возникает из-за подключения горелочного устройства для подготовки водорода из жидких энергоносителей. Кислород получают из окружающего воздуха, а водород – недорого и с минимальной эмиссией – из природного газа Отсутствие механических компонентов в батарее элементов дает основание ожидать, что они почти не будут нуждаться в техобслуживании и будут иметь продолжительный срок эксплуатации.
Области применения и схемы автономных мини-ТЭЦ
Мини-ТЭЦ на базе ДВС можно использовать в различных областях промышленного производства, особенно эффективны они могут быть в отдаленных районах страны с холодным климатом. Особенностью таких установок, является способность работать автономно, с использованием практически любого топлива. Кроме того, они мобильны, передвижные мини-ТЭЦ малой мощности за несколько часов вводятся в эксплуатацию. Для обслуживания таких установок требуется малое количество людей. Особенно выгодно применение мини-ТЭЦ для использования в чрезвычайных ситуациях.
При проектировании мини-ТЭЦ должны учитываться следующие основные факторы:
- 1.Наличие местных видов топлива. Наличие таких источников как биомасса или отходов из которых можно получать газ, существенно снизят затраты на мини-ТЭЦ. Если таких источников нет, или не возможно их использовать, то надо выбрать вариант с меньшими транспортными затратами на доставку топлива. Мини-ТЭЦ на базе ДВС могут работать на многих видах топлива (бензин, дизельное топливо, природный газ, газах, получаемых из биомассы и органических отходах производств). Необходимо выбрать вариант с меньшими капитальными затратами. Подобрать поршневую мини-ТЭЦ можно фактически для любого топлива, используя различные схемы работы установки.
- 2. Важным фактором является соотношение электрической и тепловой нагрузок потребителя.
- 3. Необходимо учитывать и характер нагрузки, колебание по часам суток.
- 4. Важным фактором для выбора мини-ТЭЦ являются климатические условия, в которых будет работать установка. Прежде всего, этот фактор влияет на выбор типа ДВС.
Использование биотоплива для производства энергии на мини-ТЭЦ
Перспективным топливом, для производства энергии на мини-ТЭЦ является газ, полученный из органических отходов путем их переработки. Конвертирование биомассы в топливо может производиться различными способами.
Основные способы это термохимическая конверсия биомассы в топливо (прямое сжигание, пиролиз, газификация, снижение) и биотехнологическая конверсия при влажности от 75% и выше (низкоатомные спирты, жирные кислоты, биогаз). Переработка биоммассы может нести существенную энергетическую и социальную пользу.
Для производств биогаза можно использовать органическую часть бытовых отходов, а также отходы животноводства, птицеводства (экскременты животных и остался корма), растениеводства и овощеводства (солома, ботва, фрукты, овощи), древесина, отходы лесной и деревообрабтывающей промышленности, канализационные стоки. Какие-то из перечисленных отходов обязательно существуют в любой местности.
Один из наиболее эффективных способов переработки биомассы – ее конверсия в биогаз, который используется для выработки энергии в мини- ТЭЦ. Техническая реализация биогазовых технологий проста и они могут применяется как в малом фермерском хозяйстве, так и в крупных животноводческих и пищеводческих комплексах. Анаэробная бактериальнохимическая система при температуре 30-55 0С за время 5-20 суток разлагает до 50% органического вещества в биогаз, который содержит 55-80% метана и 20-45% углекислого газа. Современные мембранные технологии позволяют разделить биогаз на горючий метан и инертную кислоту имеющую спрос на рынке удобрений. Теплотворная способность биогаза составляет 5-6000 ккал/м3. По теплоотдаче 1м3 биогаза эквивалентен 0,7 м3 природного газа, 0.7 кг мазута, 0,6 кг керосина, 0,4 кг бензина, 3.5 кг дров. Технология производство биогаза сбраживанием неплохо освоена и находит применение.
Дня приготовления пиши на семью из 3-4 человек в день необходимо сжигать 3-4 м3 биогаза, для отопления дома площадью 50-60 м3 затрачивается 10-11 м3 биогаза в сутки.
Еще одним эффективным способом получения топлива для мини-ТЭЦ является использование отходов лесозаготовительных и лесоперерабатывающих предприятий. По данным исследований капитальные вложения в производство электроэнергии на базе древесного генераторного газа окупаются за 1 год.
Себестоимость единицы электроэнергии при этом снижается на 60%, а тепловой на 70%.
Лесные регионы, как правило, оторваны от линий электропередач, электроснабжение в этих местах осуществляется дизельными электростанциями, а отопление – путем сжигания древесины. Доставка дорогого и дефицитного топлива для этих регионов является довольно трудной задачей. В связи с этим, предлагается строительство мини-ТЭЦ, использующих отходы деревообработки в качестве топлива. Важным достоинством такой технологии является, то что в большинстве случаев не требуется создания новых установок. Технологический процесс можно организовать на базе имеющегося оборудования.
Основные преимущества мини-ТЭЦ по сравнению со стандартными схемами энергоснабжения Эффективность использования установок малой и средней мощности, устанавливаемых непосредственно у потреблителей в качестве альтернативы централизованному энергоснабжению, определяется следующими факторами:
- снижение себестоимости производства электроэнергии и теплоты за счет комбинированной их выработки и использования более совершенного оборудования;
- повышение надежности энергоснабжения;
- независимость режима работы потребителя от режима работы энергосистем;
- снижение масштабов отчуждения территорий под крупное энергетическое строительство;
- более просто решаются вопросы обеспечения экологической безопасности и снижение затрат на охрану окружающей среды.
Мини-ТЭЦ является альтернативными источниками получения тепловой и электрической энергии, предназначенными для использования в различных областях народного хозяйства.
По сравнению с традиционными способами производства электроэнергии и тепла мини-ТЭЦ выбрасывают в атмосферу на 60 % меньше СО2 и NOx, значительно сокращая потребление топлива, благодаря этому они становятся перспективной альтернативой существующих ТЭЦ.
Мини-ТЭЦ позволяют добиться весьма высокого использования первичной энергии до 90 % и выше. При этом 30-35 % энергии прообразовывается в электрический ток и до 60% в тепловую энергию.
www.gigavat.com
Мини ТЭЦ, когенерация. Компания “Бертекс” – проектирование и строительство мини ТЭЦ (когенерационные установки). Мини тэц на газе
Мини тэц (тэс) на газе в Санкт-Петербурге
Интервалы техобслуживания
Одно из преимуществ мини-ТЭС, которое высоко ценят наши клиенты, связано с большими интервалами техобслуживания таких систем. Проверка станций осуществляется примерно раз в год. При правильной эксплуатации агрегаты работают в течение 25 лет, иногда срок службы устройств достигает 30-35 лет.
Генераторы мини-электростанций крайне редко требуют ремонта. Срок службы изделия определяется типом топлива, на котором работает станция, а также двигателем системы. Чем выше качество топлива, тем долговечнее ТЭЦ.
Экономичность устройств
Мини-ТЭЦ – одна из самых экономичных систем. Установив такое оборудование, можно сэкономить до 50% средств. КПД стандартных генераторов составляет лишь 40%, в то время как КПД станций на газовом топливе превышает 90%. При этом газ является самым дешевым видом топлива, какое только существует на рынке.
Газовые системы полностью независимы, они могут работать даже там, где нет доступа к электро- и теплосетям. При отсутствии чистого природного газа оборудование легко перевести на другие виды. Например, на нефтедобывающих предприятиях используется нефтяной газ.
Как выбрать и купить мини-ТЭС
Мини-ТЭС в Санкт-Петербурге предлагает ООО «Энергетическая компания «Прометей». Мы поставляем энергетические модули и другую технику собственного производства. По желанию покупателя система может быть спроектирована индивидуально под его нужды. Станции, созданные по индивидуальному проекту, идеально подходят для работы на конкретных объектах.
Проектированием и созданием оборудования на предприятии занимаются профессионалы высокой квалификации. Станция может быть автоматизирована в соответствии с требованиями клиента. Автоматизированное оборудование работает в автономном режиме и не требует особого контроля. После монтажа специалисты ООО «Энергетическая компания «Прометей» настроят автоматику на станции.
Наше оборудование с успехом работает на серьезных объектах, его можно найти на площадках крупных нефтедобывающих компаний. Наше главное преимущество в том, что мы ставим в приоритет интересы заказчика. Специалисты стремятся реализовать проект в соответствии с его потребностями.
Мы поставляем электростанции под ключ. Компания проектирует, производит и устанавливает системы на объектах. Только такой комплексный подход обеспечивает станциям долгий срок службы и бесперебойную работу. Сделать заказ у нас можно прямо с сайта, оставив заявку консультанту.
www.ekprometey.ru
VADO – Мини ТЭЦ
Мини ТЭЦ (теплоэлектростанции малой мощности, обычно до 10 МВт) предназначены для одновременной выработки тепловой и электрической энергии (когенерация). Выработка электроэнергии производится посредством сжигания топлива (как правило, природный газ) в двигателе, который приводит в действие генератор, преобразующий механическую энергию в электрическую. Образующееся при этом тепло системы охлаждения двигателя и выхлопных газов через теплообменники используется для подогрева теплоносителя и служит для целей отопления.
В период развития объединённой энергетической системы наличие больших запасов дешёвых нефти и газа обеспечивало широкий доступ потребителей к тепловой и электрической энергии. Там же, где отсутствовала возможность подключения к централизованным энергоисточникам, использовались автономные системы. При этом там, где необходима была только электроэнергия, её получали на паротурбинных, газотурбинных и дизельных установках, а получаемое при этом тепло выбрасывали в атмосферу. Там же, где нужно было только тепло, использовали отопительные котлы. И в первом и во втором случаях энергия топлива использовалась только на 60…65%.
Постоянное повышение стоимости энергоносителей и тарифов на энергию от централизованных сетей привело к большому интересу потребителей в создании собственных автономных источников энергии не только в местах отсутствия доступа к централизованным сетям, но и в местах свободного доступа к сетям. К тому же возрастающее экологическое сознание способствовало принятию ряда международных соглашений по экологии, требующих более рационального использования энергоносителей и снижению негативного воздействия энергопроизводителей на окру
10i5.ru
Мини тэц на газу. Руководство по планированию Мини-ТЭЦ на природном газе
Мини-ТЭЦ на газе и других видах топлива
Современные промышленные котельные и мини-ТЭЦ используют различные виды топлива, наиболее доступные и экономически выгодные в конкретных условиях. Наибольшее распространение получили сегодня автоматизированные мини-ТЭЦ на газе, так как этот вид топлива является наиболее удобным, дешевым и технологичным. В то же время сегодня не составляет проблемы выбор установки, рассчитанной на жидкое топливо, либо твердотопливного энергетического комплекса.
Турбинные мини-ТЭЦ на газе
Нередко установки для генерации тепла и электричества, работающие на газе, используют газотурбинную конструкцию. Турбинные мини-ТЭЦ на газе наиболее эффективны для выработки мощности в пределах 500 КВт – 25 МВт и используются в качестве энергетической установки густонаселенного микрорайона, крупного предприятия или даже небольшого городка. Сегодня промышленные котельные и мини-ТЭЦ с газовыми турбинами используются практически повсеместно, так как их компактность и непревзойденная надежность нередко оказываются востребованными у потребителей. Существенные доработки конструкции, к примеру, использование рекуперации и обратной подачи уходящего газа в компрессор, позволяют повысить КПД установки до приемлемых на текущий день показателей.
Промышленные котельные и мини-ТЭЦ на базе ДВС
Диапазон использования газопоршневых установок на базе ДВС находится в пределах между 10 КВт и 5 МВт. Благодаря уменьшенному потреблению топлива и низким эксплуатационным затратам КПД двигателей в среднем на 9-12% превышает КПД турбинных ТЭЦ. Кроме того, поршневые двигатели прекрасно работают не только на природном газе, но и на других видах газового топлива: биогазе, пропан-бутановых газовых смесях, коксовом и сопутствующем газе, причем не требуют установки дожимного компрессора для создания высокого давления газоподачи. Для электрогенерации одного Мвт.час используется около одной Гкал выработанной при сжигании газа тепловой энергии, что составляет примерно 75% выделяемого тепла.
Мини-ТЭЦ на древесных отходах: стоимость генерации
Для отдаленных районов, предприятий и поселков, расположенных в труднодоступных зонах лесных массивов, экономически оправданными являются мини-ТЭЦ на древесных отходах. Стоимость генерации тепла и электричества в этом случае минимальна, так как для нее фактически используется бесплатное энергетическое сырье. В качестве топлива могут фигурировать древесные опилки и щепа, спрессованные в брикеты или гранулы, аналогичным образом обработанная шелуха и жмых подсолнечника, рапса или другие сельхозотходы.
Установка позволяет решать сразу две проблемы: обеспечивать предприятие или жилые дома теплом и электричеством, одновременно утилизируя накапливающиеся отходы. Если в качестве энергетической установки выбрана мини-ТЭЦ на древесных отходах, в стоимость комплекса следует включить и цену прессовального агрегата, подготавливающего органическое сырье к сжиганию путем прессовки в топливные элементы стандартного размера. Скорее всего, не лишней будет и линия автоматической подачи топлива в камеру сгорания. Все это оборудование обеспечит бесперебойность и стабильность работы мини-ТЭЦ.
Важнейшие параметры выбора мини-ТЭЦ
Поскольку наиболее часто комбинированные энергетические установки, какими являются мини-ТЭЦ, предназначены к использованию в отдаленных и труднодоступных районах, при их проектировании обязательно учитываются следующие факторы:
- доступность местных видов топлива, возможность использования газовой магистрали;
- соотношение тепловой и электрической нагрузки в энергетической схеме потребления;
- суточные колебания тепловой и электрической нагрузки, их пиковые величины;
- климатические условия, в соответствии с которыми выбирается исполнение оборудования.
Учет этих факторов позволяет рассчитывать на длительную и эффективную эксплуатацию теплоэлектрогенерирующей установки.
xn—-7sbkljbaa5bcc1ahu.xn--p1ai
Газопоршневые мини-ТЭС и ТЭЦ
Газопоршневые мини-ТЭС и ТЭЦ: особенности и режимы работы Мини-ТЭС (ТЭЦ) на газе отличаются высокой эффективностью и более экологичны, чем станции на жидком или твердом топливе. В Европе и России основная доля таких установок (около 60%) работает на природном газе, который обеспечивает наибольшую производительность.Помимо высокого КПД преимуществом мини-ТЭС на природном газе является относительная экологическая безопасность. При соблюдении норм эксплуатации в процессе горения природный газ разлагается на воду и двуокись углерода. Опасность может представлять выделяемый при этом оксид азота, поэтому важно правильно организовать процесс очистки выхлопов на станции.
Как используются миниэлектростанции?
Мини-ТЭС и ТЭЦ мощностью до 25 МВт можно использовать для тепло- и энергоснабжения крупных промышленных объектов и небольших населенных пунктов. В пользу работы на природном газе в этом случае говорит сравнительно простая доставка топлива к станции по газопроводу при помощи компрессоров.На природном газе ра
10i5.ru
Мини-ТЭЦ на газе и других видах топлива
Современные промышленные котельные и мини-ТЭЦ используют различные виды топлива, наиболее доступные и экономически выгодные в конкретных условиях. Наибольшее распространение получили сегодня автоматизированные мини-ТЭЦ на газе, так как этот вид топлива является наиболее удобным, дешевым и технологичным. В то же время сегодня не составляет проблемы выбор установки, рассчитанной на жидкое топливо, либо твердотопливного энергетического комплекса.
Турбинные мини-ТЭЦ на газе
Нередко установки для генерации тепла и электричества, работающие на газе, используют газотурбинную конструкцию. Турбинные мини-ТЭЦ на газе наиболее эффективны для выработки мощности в пределах 500 КВт – 25 МВт и используются в качестве энергетической установки густонаселенного микрорайона, крупного предприятия или даже небольшого городка. Сегодня промышленные котельные и мини-ТЭЦ с газовыми турбинами используются практически повсеместно, так как их компактность и непревзойденная надежность нередко оказываются востребованными у потребителей. Существенные доработки конструкции, к примеру, использование рекуперации и обратной подачи уходящего газа в компрессор, позволяют повысить КПД установки до приемлемых на текущий день показателей.
Промышленные котельные и мини-ТЭЦ на базе ДВС
Диапазон использования газопоршневых установок на базе ДВС находится в пределах между 10 КВт и 5 МВт. Благодаря уменьшенному потреблению топлива и низким эксплуатационным затратам КПД двигателей в среднем на 9-12% превышает КПД турбинных ТЭЦ. Кроме того, поршневые двигатели прекрасно работают не только на природном газе, но и на других видах газового топлива: биогазе, пропан-бутановых газовых смесях, коксовом и сопутствующем газе, причем не требуют установки дожимного компрессора для создания высокого давления газоподачи. Для электрогенерации одного Мвт.час используется около одной Гкал выработанной при сжигании газа тепловой энергии, что составляет примерно 75% выделяемого тепла.
Мини-ТЭЦ на древесных отходах: стоимость генерации
Для отдаленных районов, предприятий и поселков, расположенных в труднодоступных зонах лесных массивов, экономически оправданными являются мини-ТЭЦ на древесных отходах. Стоимость генерации тепла и электричества в этом случае минимальна, так как для нее фактически используется бесплатное энергетическое сырье. В качестве топлива могут фигурировать древесные опилки и щепа, спрессованные в брикеты или гранулы, аналогичным образом обработанная шелуха и жмых подсолнечника, рапса или другие сельхозотходы.
Установка позволяет решать сразу две проблемы: обеспечивать предприятие или жилые дома теплом и электричеством, одновременно утилизируя накапливающиеся отходы. Если в качестве энергетической установки выбрана мини-ТЭЦ на древесных отходах, в стоимость комплекса следует включить и цену прессовального агрегата, подготавливающего органическое сырье к сжиганию путем прессовки в топливные элементы стандартного размера. Скорее всего, не лишней будет и линия автоматической подачи топлива в камеру сгорания. Все это оборудование обеспечит бесперебойность и стабильность работы мини-ТЭЦ.
Важнейшие параметры выбора мини-ТЭЦ
Поскольку наиболее часто комбинированные энергетические установки, какими являются мини-ТЭЦ, предназначены к использованию в отдаленных и труднодоступных районах, при их проектировании обязательно учитываются следующие факторы:
- доступность местных видов топлива, возможность использования газовой магистрали;
- соотношение тепловой и электрической нагрузки в энергетической схеме потребления;
- суточные колебания тепловой и электрической нагрузки, их пиковые величины;
- климатические условия, в соответствии с которыми выбирается исполнение оборудования.
Учет этих факторов позволяет рассчитывать на длительную и эффективную эксплуатацию теплоэлектрогенерирующей установки.
xn—-7sbkljbaa5bcc1ahu.xn--p1ai
Мини тэц. Мини-ТЭЦ: назначение, преимущества, топливо
Мини-ТЭЦ: назначение, преимущества, топливо
Энергоснабжение ответственных объектов должно осуществляться в постоянном и бесперебойном режиме. Для этого проектировщики электростанций разрабатывают все новые, более эффективные и надежные конструкции, оптимизируют начинку силовых установок и подбирают наиболее экономные виды топлива. Одним из способов решения задачи бесперебойного энергоснабжения является подключение резервных станций. В частности, мини-ТЭЦ (теплоэлектроцентраль) позволяет с небольшими затратами обеспечить поддержку электроснабжения потребителей в условиях временного отключения основного источника. Такие объекты в зависимости от версии могут использоваться и в промышленности, и в обслуживании общественных объектов, а также в бытовых нуждах рядовых потребителей.
Назначение ТЭЦ
Теплоэлектроцентрали выполняют задачи обеспечения электроэнергией потребителей. В качестве последних могут выступать производственные объекты, медицинские учреждения, частные дома, отдельные агрегаты и технические установки. Стандартные тепловые электрические станции редко используются как основной источник энергии. Они могут выполнять задачу энергообеспечения временно, но и в этом случае не всегда гарантируется полная замена основной электросети.
Несмотря на скромный потенциал выработки электроэнергии, ТЭЦ получили широкое распространение как относительно малогабаритные, удобные в эксплуатации, нетребовательные в обслуживании и экономные генераторы. Во многом этими качествами оправдывается использование таких станций в частных нуждах. Например, с помощью мини-ТЭЦ обеспечивают электричеством не только жилые дома, но и отдельные хозяйственные помещения, гаражи и бани.
Газотурбинные ТЭЦ
Сама идея автономных электростанций определяет их независимость от магистральных источников энергоснабжения. И все же наиболее экономны в эксплуатации газовые ТЭЦ, которые подключаются к центральному газопроводу. Такое решение является наименее затратным, безопасным и эффективным с точки зрения поддержания производительности. Если же возможность подключения к магистрали отсутствует, то можно использовать баллоны, наполненные сжиженным газом. Работают такие модели по принципу преобразования тепла, выделяемого при сжигании топлива, в механическую и электрическую энергию. Благодаря дополнению турбинным генератором мини-ТЭЦ на газе позволяют вырабатывать большие объемы энергии. Сохраняя малогабаритность конструкции, станция способна обслуживать промышленное оборудование, требующее подключения немалых энергетических ресурсов под высоким напряжением.
Теплоэлектроцентрали с двигателями внутреннего сгорания
В том или ином виде силовая установка, отвечающая за генерацию электроэнергии за счет сгорания основного топлива, присутствует в любой ТЭЦ. Но есть агрегаты, в которых двигатель внутреннего сгорания выполняет универсальную функцию преобразования тепловой энергии. Это станции, работающие практически с любым видом горючего. Сюда можно отнести и традиционные жидкостные, и газовые, а также твердотельные виды топлива. Распространяются и энергоэффективные мини-ТЭЦ, работающие на биотопливе. Для таких установок используют пеллеты, гранулированные материалы и даже некоторые виды отходов промышленного производства. Однако и стоимость теплоэлектроцентралей такого типа значительно выше, чем цена обычных генераторов.
Паровые мини-ТЭЦ
К особенностям паровых станций генерации электричества можно отнести невысокую мощность, экологичность, высокий уровень безопасности и экономию в эксплуатации. В данном случае источником выработки энергии для преобразования выступает вода, которая в результате высокого нагрева переходит в пар, а затем в конденсат. Главным же недостатком, которым обладает паровая мини-ТЭЦ, является сложность ее конструкционного устройства. Дело в том, что станция представляет собой комплекс, включающий несколько отдельных компонентов. В отличие от тех же газотурбинных теплоэлектроцентралей, паровые установки имеют в составе бойлер, который и выполняет функцию парообразователя. Также связь с генераторной установкой формируется посредством сети труб, которые осуществляют циркуляцию воды и пара. Но неудобства применения конструкции практически компенсируются отсутствием затрат на топливный материал.
Чем отличается ТЭС от ТЭЦ?
Классические теплоэлектростанции (ТЭС) выполняют одну задачу, которая заключается в выработке электричества. В свою очередь, теплоэлектроцентрали помимо электроэнергии могут генерировать тепло, осуществляя и отопительную функцию. Соответственно, ТЭЦ является многозадачным энергетическим объектом, котор
10i5.ru
Мини ТЭЦ на газе для отрасли защищенного грунта
Необходимость подогрева воздуха в теплицах, воды для полива высаженных культур, грунта требует колоссального количества тепловой энергии особенно при низких температурах окружающего воздуха. Для получения тепла большинство отечественных тепличных хозяйств используют котельные, в которых первичный энергоноситель (газ, уголь и др.) сжигают только для того, чтобы получить тепловую энергию для обогрева. Поставщиком электрической энергии для электроснабжения технологического оборудования теплиц (насосное и вентиляционное оборудование, транспортеры и т.д.), как правило, выступают территориальные энергосбытовые компании. Не секрет, что линии электропередачи и коммутационное оборудование за долгое время эксплуатации морально и технически устарели. Но даже высокие тарифы на электроэнергию, которые за последние несколько лет выросли в разы и, судя по всему, будут продолжать расти, не дают гарантии владельцу тепличного комплекса, что он в какой-то момент не столкнется с обесточенным хозяйством. Длительное отсутствие электро- и теплоснабжения и, следовательно, невозможность осуществления технологических процессов может привести к значительному снижению урожая, болезни или даже гибели растений.
Специалистам ROLT power systems известны факты, подтверждающие не совсем взаимовыгодные отношения тепличных хозяйств и энергосбытовых компаний. Так, некоторые ТСО и ЭСК сегодня ставят вопрос о подписании договора на энергоснабжение теплиц на пять лет вперед с учетом почасовых (!) лимитов электроэнергии. Эти требования ставят тепличные хозяйства в затруднительное положение — энергопотребление теплиц в большой степени зависит от температуры окружающего воздуха и погоды, предсказать которую даже на месяц вперед с высокой степенью вероятности невозможно.
Рост растений определяется процессами фотосинтеза, для которого главным источником энергии является свет, а темпы роста и развития растений пропорциональны уровню их освещенности. Поэтому все чаще российские компании отрасли защищенного грунта используют технологии досвечивания особенно в зимний, весенний и осенний периоды, когда низкий уровень естественной солнечной радиации сопровождается коротким световым днем.
Доказано, что использование правильных технологий освещения позволяет вдвое повысить урожайность, продлить сезон, расширить ассортимент культур, улучшить качество продукции и гарантировать поставки. Стоит заметить, что ограниченное предложение на рынке сельскохозяйственной продукции и относительно высокие цены на нее в период осень-весна делают рентабельными системы электрического досвечивания. Однако эти системы требуют значительного количества электрической энергии (до 100 Вт на 1 м2 площади), чтобы достичь уровня освещения до 6-7 кЛк. Большая урожайность достигается при освещении 20 кЛк и выше. Соответственно, для этого необходимо устанавливать большее количество светильников и при эксплуатации расходовать большее количество электрической энергии. Несложно подсчитать, что суммарное энергопотребление тепличного хозяйства на досвечивание может доходить до 10 МВт.
В целом эксперты отрасли приводят следующие цифры: энергопотребление 1 га теплицы составляет около 1 МВт электроэнергии и 2 МВт тепла. Принимая во внимание высокую удельную стоимость энергоносителей в цене продукции, существенного снижения себестоимости продукта и увеличения прибыльности можно достичь лишь уменьшением «энергетической составляющей».
Эксперты ROLT power systems при анализе существующих схем энергоснабжения тепличных хозяйств отдали предпочтение автономной генерации. Действительно, собственная мини ТЭЦ на газе позволит не только исключить или значительно уменьшить платежи в адрес электро- и теплосбытовых компаний, но и значительно поднять урожайность за счет полезного использования двуокиси углерода (углекислого газа), который в большом количестве содержится в выхлопных газах.
Технологический процесс работы мини тэц выглядит следующим образом: когенерационная установка вырабатывает электроэнергию, в теплообменном оборудовании происходит передача тепла выхлопных газов, систем смазки и охлаждения внешнему контуру потребителя. Параллельно с этим через выхлоп происходит выброс продуктов горения. Далее выхлопные газы проходят процесс очистки и удаления оксидов азота, затем охлаждаются в теплообменном аппарате до допустимой температуры (примерно до +50°С). С помощью лопастных турбовентиляторов газы смешиваются с воздухом в теплице и доставляются непосредственно к основаниям растений. В окружающем воздухе содержится около 350 объемных долей углекислого газа. Для активного роста, в зависимости от вида растений, в атмосфере теплицы должно содержаться от 700 до 800 объемных долей СО2. За один час мини-ТЭЦ мощностью 1 МВт при среднегодовой нагрузке 75 процентов вырабатывает 372 кубических метра углекислого газа нормального давления с содержанием СО2 на уровне 700 ppm. При таком подходе урожайность отдельно взятой теплицы возрастает примерно на 40%.
Совместное же использование технологий досвечивания с обогащением углекислым газом приводит к повышению урожайности в 2-2,5 раза! Выгода налицо!
Стоит отметить, что энергоцентры тепличных комбинатов являются самым эффективным решением для организации автономного энергоснабжения и обеспечивают коэффициент использования топлива (КИТ) системы на уровне 95–97%. Действительно, помимо электрической и тепловой энергии потребитель получает источник углеродного питания растений, что необходимо для интенсивного процесса фотосинтеза. Электрическая энергия расходуется на покрытие собственных нужд и искусственное освещение тепличного хозяйства, а посредством системы утилизации тепла происходит снабжение агрокомплекса тепловой энергией.
Эффективное энергоснабжение агрокомплексов, согласно мнению экспертов ROLT power systems, может быть построено на базе газопоршневых генераторных установок, работающих в когенерационном режиме по схеме, представленной на рисунке
Более того, предлагаемая схема позволяет использовать тепло всех контуров охлаждения ГПГУ. Причем с разным температурным графиком. Организация системы отопления с разделением контуров отопления на практике показывает свою эффективность в плане экономии тепла и улучшения температурных полей теплицы. Подобные схемы получили широкое распространение в европейских государствах — Бельгии, Дании, Франции, Испании, Великобритании, Португалии, а достигли своей кульминации в тепличных хозяйствах Нидерландов. Именно здесь многолетний опыт культивирования цветов и овощей сделал эту систему уникальной, не имеющей аналогов в мире. В качестве топлива может использоваться как природный магистральный газ, так и биогаз — продукт анаэробного разложения органических отходов. Помимо систем утилизации тепла и комплектных распределительных устройств 6,3 кВ или 0,4 кВ в состав энергоцентра агрокомплекса необходимо включить систему выделения СО2 из дымовых газов.
Модульное (контейнерное) исполнение мини-ТЭЦ на газе как нельзя лучше соответствуют требованиям “тепличников”. Действительно, электростанция ROLT серии PS с системой утилизации тепла — это серийное изделие высокой степени заводской готовности, которое обеспечивает:
- короткий промежуток времени для проведения строительно-монтажных и пусконаладочных работ;
- невысокие требования к фундаменту;
- простую интеграцию модульной мини-ТЭЦ в систему электро- и теплоснабжения тепличного хозяйства;
- компактное размещения модульной мини-ТЭЦ на ограниченной территории;
- полное соответствие требованиям ГОСТ и СНИП;
- масштабируемость примененного решения;
- высокую степень автоматизации, позволяющий мини-ТЭЦ работать без постоянного присутствия обслуживающего персонала;
- удобную интеграция системы мониторинга и управления мини-ТЭЦ на газе в автоматизированную систему управления тепличным хозяйством.
Результатом проведенной модернизации производства станет существенное увеличение производительности теплиц, повышение надежности и качества электро– и теплоснабжения и, наконец, существенная экономия денежных средств за счет отказа от услуг поставщиков электрической и тепловой энергии. В случае же использования биогаза — независимость от поставщиков топлива и дополнительный источник удобрений.
У вас появились вопросы? Свяжитесь с ROLT power systems и наши специалисты более подробно расскажут о вышеописанных технологиях, предоставят вам квалифицированную консультацию по стоимости, срокам реализации и оборудованию для тепличного хозяйства.
Краткая информация о компании ROLT power systems:
ROLT power systems – ведущий российский производитель электростанций и электростанцй блочно-модульного исполнения. Производственные мощности, расположенные в г. Коломне (Московская область), позволяют одновременно осуществлять пакетирование до 19 модульных газопоршневых и дизельных электростанций под маркой Rolt PS. Центральный офис компании находится в г. Москве. Региональные подразделения ROLT, осуществляющие поддержку предлагаемых решений, расположены по всей территории РФ — от Калининграда до Сибири. Открыты региональные офисы ROLT power systems в Великобритании и странах СНГ.
ROLT power systems осуществляет весь комплекс работ по вводу генерирующих мощностей в эксплуатацию «под ключ»: от разработки конструкторской документации и изготовления на мощностях своего собственного производства до пусконаладочных работ и дальнейшего сервисного сопровождения объекта.
roltelectric.ru
Мини ТЭЦ для дома на твердом и биотопливе: мощность, стоимость
Значительная стоимость источников энергии, трудности и дороговизна подключения газа и централизованного электроснабжения, а в некоторых случаях и техническая невозможность подвода сетей, заставляет обращать внимание на альтернативные установки, способные обеспечить отопление и работу электроприборов.
При определенных условиях решить эту задачу может мини ТЭЦ для дома, работающая на различном топливе.
Пример установленной мини ТЭЦ
Отличия мини ТЭЦ и традиционных генераторов
Генератор — устройство способное преобразовать различные виды топлива в электрическую энергию. Большинство массово эксплуатируемых установок приводятся в действие двигателями внутреннего сгорания или газотурбинными установками. При этом значительная часть тепловой энергии, получаемая в результате сгорания топлива попросту выбрасывается на ветер.
Основные потери приходятся на систему охлаждения двигателя, выхлопные (отработанные) газы, нагрев смазочных жидкостей. По этой причине КПД всех существующих генераторов, которые можно использовать в частном порядке, невысок.
Мини ТЭЦ для дома на твердом топливе (или других типах источников энергии) позволяет использовать теплопотери, характерные генераторам, для получения значительного количества тепловой энергии. В промышленных масштабах теплоцентрали (ТЭЦ), работающие на крупных предприятиях, способны обеспечить потребности даже большого города. В последнее время все более востребованы становятся установки ТЭЦ сравнительно небольшой мощности, которые можно использовать в индивидуальных целях. При этом основной упор делается на агрегаты, способные работать на альтернативных источниках энергии (биотопливо, торф, брикеты и пеллеты, древесные отходы, дрова).
Современные ТЭЦ могут работать в двух основных режимах:
- Когенерация — получение электрической энергии и сопутствующая выработка тепла.
- Тригенерация — обеспечение электричеством и дополнительное получение не только тепла, но и холода для рефрижераторных установок.
Принцип работы и существующие виды ТЭЦ
Если для традиционной ТЭЦ основным агрегатом считается двигатель внутреннего сгорания, то мини ТЭЦ на дровах или древесных отходах работает за счет прямого сжигания топлива в котлах.
Поэтому несколько отличается и принцип действия установок:
- Вращение вала ДВС (двигателя внутреннего сгорания) приводит в действие генерирующую установку, вырабатывающую электроэнергия. Тепловая мощность снимается с системы охлаждения двигателя и из продуктов сгорания топлива.
- Установки на альтернативных источниках энергии в основном работают в комплекте с паровой турбиной, вырабатывающей электроэнергию. Сжигаемое топливо позволяет получить пар, необходимый для работы турбин. В качестве источника тепловой энергии используется отработанный водяной пар и продукты сгорания (дым).
На практике чаще всего применяют следующие модификации ТЭЦ:
1. Агрегаты на основе ДВС. К ним можно отнести оборудование с бензиновыми и дизельными двигателями, газопоршневыми и газотурбинными установками. Наиболее производительными считаются именно газовые модификации.
Мини ТЭЦ работающая на дизельном топливе
Эксплуатация ТЭЦ с дизельным приводом осложнена тем, что установка должна работать практически на полную мощность. В противном случае двигатель разогревается недостаточно и снять тепловую энергию с него достаточно проблематично.
Средняя стоимость мини ТЭЦ данного типа зависит от вырабатываемой мощности. На сегодняшний день она составляет около 20-30 тысяч за каждый кВт электроэнергии. При этом стоит учитывать то, что минимальная мощность таких установок составляет 25-30 кВт, и использование их в личных целях достаточно проблематично.
2. ТЭЦ на отходах деревообрабатывающих производства вполне может использоваться в лесных местностях или при наличии дешевого источника топлива.
Мини ТЭЦ работающая на древесных отходах
Для частного дома вполне подойдет мини ТЭЦ от компании SUN SYSTEM. Такая установка вполне способна обеспечить потребности жилого дома площадью до 400 квадратных метров.
Мощность мини ТЭЦ данной серии составляет 3 кВт по электроэнергии и 10 кВт по теплу. Основу агрегата составляет двигатель Стирлинга, в качестве топлива используются пеллеты. Средняя стоимость установки составляет 19 тысяч евро.
3. На сегодняшний день различные компании предлагают мини ТЭЦ для дома на биотопливе различных модификаций. При выборе таких установок следует учитывать тот факт, что экономическая целесообразность применения данных устройств будет присутствовать только при ежегодном потреблении не менее 3000 кВт*ч электроэнергии и 20 тысяч кВт тепла.
Мини-ТЭЦ на биотопливе от MW Power
При этом быстро окупается только то оборудование, которое работает с максимальной загрузкой. В противном случае срок окупаемости оборудования может значительно увеличится. Данный вариант наиболее подходит для коллективного использования, например, на 3-5 коттеджей или целый небольшой поселок.
Современные разработки микро ТЭЦ
Для индивидуальной эксплуатации рекомендуется обратить внимание на новое поколение оборудования — микро ТЭЦ. Для потребителей с небольшими потребностями в тепловой и электрической энергии такое оборудование будет лучшим выбором.
Так, микро ТЭЦ на основе того же двигателя Стирлинга,
VIESSMANN — VITOTWIN 300-W
- Идеально подойдет для небольшого загородного дома (при условии наличия доступа к природному или сжиженному газу).
- Средняя стоимость данной установки составляет 10,5 тысяч евро.
- Она позволяет получать 1 кВт электрической и 6 кВт тепловой энергии.
К основным преимуществам агрегата стоит отнести экономичность, низкий уровень создаваемого при работе шума. Еще одним плюсом считается простой монтаж (не сложнее обычного настенного котла).
Установка любой мини ТЭЦ, это в первую очередь работа на перспективу. Учитывая достаточно высокую стоимость оборудования, целесообразно коллективное применение данных агрегатов.
Но даже при личном использовании мини и микро ТЭЦ способны гарантировать энергетическую независимость от центральных сетей. Поэтому таким агрегатам предназначено большое будущее.
Также советуем посмотреть:
climanova.ru