Когенерация на комбинирани топлоелектрически централи (ТЕЦ) (страница 1 от 3)

Когенерация на комбинирани топлоелектрически централи (ТЕЦ)

Топлофикация - захранване на потребители на топлинна и електрическа енергия въз основа на комбинирано производство на топлинна и електрическа енергия в един технологичен блок Преходът от отделно производство на енергия към централно отопление дава възможност да се увеличи коефициентът на горивна ефективност (KPIT) с 1,5 пъти от 55% на 83%.

Топлината, използвана за централно отопление, обикновено е отпадъчен продукт от производството на енергия или изгарянето на отпадъци. Вместо да пуска тази топлина в околната среда, тя може да се използва за отопление на сгради и цели градски блокове. Колкото по-далеч се намира източникът от потребителя, толкова повече топлина се губи по време на транспортиране. Следователно за централно отопление е за предпочитане да се използва малка електроцентрала в близост до райони с концентрация на население, а не големи, но отдалечени от местата на потребление. По този начин предимството на централното отопление е, че заедно с икономия на производствено пространство се постига по-добро използване на генерираната енергия и следователно цената на такава топлина е относително ниска.

Тъй като такива електроцентрали могат да бъдат едновременно доставчици на топлина и електрически ток, общата им ефективност е достига 80%. Например блоковите когенерационни инсталации осигуряват топлина на много жилищни райони на градовете. В момента обаче само малка част от съществуващите мощности на такива електроцентрали се използват по най-добрия начин.

Когенерацията е усъвършенствана технология, която генерира електричество и топлина. Той е особено ефективен при наличие на евтино гориво и минимално разстояние на генератора от потребителя.

Когенерацията (централно отопление) е метод за едновременно получаване на електрическа и полезна топлинна енергия от изгарянето на гориво. За да се минимизират експлоатационните разходи, генерираната енергия трябва да се използва напълно.

Природният газ е най-евтиното гориво днес. Консумацията му в процеса на отопление е особено ефективна, ако са изпълнени три условия:

- надеждност и ниска цена на доставка на „синьо гориво“ до обектите за преработка;

- недостиг на електроенергия и съответно високи цени за kWh;

Основното предимство на когенератора пред конвенционалните топлоцентрали е, че той преобразува енергията по-ефективно. Когенерационната система работи с най-ниски топлинни загуби. Производствените разходи също са намалени.

Когенераторът е ефективна алтернатива на отоплителните мрежи поради възможността за гъвкаво изменение на параметрите на топлоносителя в зависимост от изискванията по всяко време на годината. Той генерира електрическа и топлинна енергия в съотношение 1: 1,6.

Когенераторът не зависи от финансовото състояние на нещата в енергийните компании. Приходите (спестяванията) от продажбата на енергийни ресурси покриват всички разходи на отоплителното тяло. Капиталовите инвестиции в когенератор се изплащат по-бързо от средствата, изразходвани за свързване към отоплителни мрежи. Това гарантира бърза и устойчива възвръщаемост на инвестициите.

Отоплителните устройства се вписват добре в електрическата верига на отделните потребители и когато са свързани паралелно в градската електрическа мрежа. Те покриват липсата на генериращи мощности, позволяват да се отърват от претоварване и дават възможност за свързване на нови области.

Устройство за отоплително устройство.

Когенераторът се състои от газов двигател, генератор, система за отвеждане на топлина и система за управление. Охлаждащата течност може да се вземе от отработените газове, масления охладител и охлаждащата течност на двигателя. В същото време средно за 100 kW електрическа енергия потребителят получава 150-160 kW топлинна енергия под формата на топла вода (90-129 ° C) за отопление и водоснабдяване.

За да се изравнят пиковете и спадовете на топлинните натоварвания, е необходимо да се осигурят топлинни акумулатори.

Когенерационни системи с електрическа мощност от 150-3200 kW и топлина - 240-5120 kW могат да бъдат инсталирани в относително малки помещения, а съществуващите котли и бойлери могат да се използват като допълнителни или резервни източници на топлина. Можете също да използвате локални системи за захранване.

Благодарение на отоплителните устройства проблемът за осигуряване на потребителите с евтина електрическа и топлинна енергия е успешно решен. В допълнение, независимото захранване има редица предимства.

Електричеството, произведено от когенерация, има стандартни параметри (трифазен ток 50 Hz, стандартно напрежение 0,4-10 kV) и се продава лесно на пазара.

Изискванията за топлинна енергия са много разнообразни. Те зависят от вида на технологичния процес или от графика на потреблението на топлина през деня и сезона. Освен това изискванията на клиентите може да не отговарят на съществуващите стандарти.

Ето защо основната задача при проектирането на отоплителни съоръжения е да се постигне максимално съгласуване на общата енергия с изискванията на клиента. Счита се за изпълнено, ако характеристиките на цялото генериращо и консумиращо мрежово оборудване са правилно координирани.

Например, газовите бутални двигатели са източници на електричество и топла вода (+90 ° C), а понякога и пара, ниско (в 1 атм, получено от топлообменници на двигателя) или високо налягане (получено от изпускателната система). В някои случаи остатъчната топлина се използва в нискотемпературни промишлени процеси като сушене, дъбене, преработка на храни, отопление на помещения и отопление на вода в сгради.

Когато се разглежда проект за използване на когенератор за производствени нужди, е необходимо да се проучи работата на всички термични технологични вериги, тъй като може да е възможно директно да се използва нискокачествената топлина на топлинния генератор.

Използването на когенератори в централните части на големите градове дава възможност да се увеличи доставката на електроенергия, без да се реконструират стари претоварени мрежи. В същото време качеството на енергийните носители се подобрява значително.

Автономната работа на устройството дава възможност за поддържане на стабилни термоелектрически параметри като напрежение, честота и температура, качество на водата.

Потенциални потребители на енергия могат да бъдат фабрики, болници, жилищни съоръжения, както и бензиностанции, компресорни станции, котелни и др.

Когенерацията ще реши проблема с осигуряването на населението с топлинна и електрическа енергия без допълнително изграждане на мощни далекопроводи за високо напрежение и топлопроводи. Близостта на когенерационните агрегати до потребителя може значително да намали загубите по време на транспортиране на енергия и да подобри нейното качество, увеличавайки степента на използване на природния газ.

Използвайки когенератори, местните власти могат да бъдат по-гъвкави в изграждането на взаимоотношения с генериращи монополни компании. В някои региони разходите за свързване на нов абонат са сравними с цената на топлообменник със същите енергийни параметри. Капиталовите разходи за закупуване на устройството се възстановяват в рамките на три до четири години поради ниските разходи за енергия, а разходите за свързване към мрежите се губят, когато новопостроените станции се прехвърлят в енергийния баланс.

В сравнение с доставките от централизирани мрежи, захранването от централни отоплителни устройства намалява годишните разходи с около $ 100 за всеки kW номинална електрическа мощност в случая, когато работи в основния режим на производство на енергия (при 100% натоварване през цялата година). Това е възможно, ако когенераторът подава товара в непрекъснат цикъл на работа и ако работи паралелно с мрежата.

Последното решение е полезно и за генериращите компании, тъй като те придобиват допълнителни мощности без финансови инвестиции. Освен това енергийните инженери имат възможност да купуват евтина електроенергия за последваща препродажба на трети страни.

При традиционното производство на енергия големи загуби на енергия (до 65%) възникват в генераторите на парни турбини, където като гориво се използват въглища, мазут, газ, ядрени компоненти и др. Енергията се губи при охлаждане в охладителна кула. Ефективността на газотурбинната централа рядко надвишава 38-40%. Използването на отоплителни системи е в състояние да използва излишната топлина и да я насочи към нуждите на потребителя.

Методите за когенерация включват използването на газотурбинни инсталации с котли за отпадъчна топлина или когенератори на базата на двигател с вътрешно горене с първичен газ (дизел) с електрически генератор на шахтата, където се използват сложни устройства за обработка на останалата топлинна енергия от първичния цикъл . По този начин се осигурява автономността на производството на електроенергия, което намалява цената му. За 1000 kW средно можете да получите 150-160 kW топлинна мощност под формата на топла вода за отопление и водоснабдяване.

С всички предимства на тази технология, към избора на отоплителни системи трябва да се подходи сериозно. Трябва да се вземе предвид наличието и цената на горивото, местните климатични условия и търсенето на топлина. Важно е да се уверите в надеждността и качеството на наличното оборудване в арсенала. Ще се изисква задълбочено предварително проучване за осъществимост, което да ръководи инвестиционни решения, методологии за инсталиране и видове оборудване. Необходимо е да се вземат предвид условията на взаимодействие с външни инженерни мрежи, преди всичко - електрически.

Появата на идеята за топлофикация датира от 80-те години на 19 век. През 1877 г. в Локпорт, САЩ е построена първата централа за топлофикация. Въпреки това, в САЩ дълго време (до 1937 г.) централизираното отопление не е свързано с организирането на комбинирано производство на енергия, тоест не е централно отопление.