Міні ТЕЦ (мала теплоелектроцентраль)
Опис Міні ТЕЦ
Міні-ТЕЦ (ТЕС) - компактна енергетична установка на базі поршневого двигуна внутрішнього згоряння, що працює на природному газі і виробляє одночасно теплову та електричну енергію.
Міні-ТЕЦ призначені для комбінованого виробництва електричної енергії змінного струму і теплової енергії у вигляді гарячої води або пари.
Використання цього обладнання дозволяє споживачеві стати незалежним від перебоїв електроенергії або її браку, одночасно отримуючи автономне теплозабезпечення. З урахуванням тенденції щорічного зростання вартості електричної енергії застосування когенератора дає значний економічний ефект.
Міні-ТЕЦ (ТЕС) може розташовуватися поза будівлею або всередині, за рахунок чого має кілька варіантів виконання: базове, відкрите (без кожуха шумоглушения), в кожусі або в контейнері.
Міні-ТЕЦ (ТЕС) можливо встановлювати на будь-яких нових споруджуваних об'єктах: промислових виробництвах, торгових комплексах, офісних центрах, житлових мікрорайонах і котеджних селищах.
В даний час знайшли широке застосування в зарубіжній і вітчизняній теплоенергетиці наступні установки: протитисковими парові турбіни, конденсаційні парові турбіни з відбором пари, газотурбінні установки з водяною або паровою утилізацією теплової енергії, газопоршневі, газодизельні і дизельні агрегати з утилізацією теплової енергії різних систем цих агрегатів.
Термін когенераційні установки використовується як синонім термінів міні-ТЕЦ і ТЕЦ. проте він є більш широким за значенням, так як передбачає спільне виробництво (co - спільне, generation - виробництво) різних продуктів, якими можуть бути, як електрична і теплова енергія, так і інші продукти, наприклад, теплова енергія та вуглекислий газ, електрична енергія і холод і т.д.
Відмінною особливістю міні-ТЕЦ є більш економічне використання палива для вироблених видів енергії в порівнянні з загальноприйнятими роздільними способами їх виробництва. Це пов'язано з тим, що електроенергія в масштабах країни проводиться в основному в конденсаційних циклах ТЕС і АЕС. мають електричний ККД на рівні 30-35% при відсутності теплового споживача. Фактично такий стан справ визначається сформованим співвідношенням електричних і теплових навантажень населених пунктів, їх різним характером зміни протягом року, а також неможливістю передавати теплову енергію на великі відстані на відміну від електричної енергії.
Переваги, паливо, варіанти розміщення міні-ТЕЦ. Принципова схема
Перевагами міні-ТЕЦ є:
- Комбінування процесу виробництва електроенергії і тепла;
- Низька вартість одиниці теплової та електричної потужності;
- Якість і безперебійність енергопостачання;
- Відповідність європейським екологічним стандартам;
- Низький термін окупності і великий ресурс енергоблоку;
- Безпосередня близькість до кінцевого споживача і пов'язана з цим відсутність витрат на спорудження комунікацій і неминучих втрат при передачі енергії по мережах;
- Дозволяє уникнути витрат на будівництво дорогих високовольтних ліній електропередач (ЛЕП);
- Компактність установок міні-ТЕЦ;
- Оперативність введення в експлуатацію міні-ТЕЦ;
- Оптимальне відповідність режиму багаторазового пуску і зупинки;
- Низька собівартість виробленої енергії міні ТЕЦ;
- Низькі терміни окупності устаткування;
- Простота і зручність в експлуатації - весь процес управління роботою станції повністю автоматизований;
- Висока надійність основних вузлів і агрегатів.
Паливо для міні-ТЕЦ
Види використовуваного палива
газ. природний газ магістральний, природний газ скраплений та інші горючі гази;
рідке паливо. нафту, мазут, дизельне паливо, біодизель та інші горючі рідини;
тверде паливо. вугілля, деревина, торф та інші різновиди біопалива.
Найбільш ефективним і недорогим паливом вУкаіни є магістральний природний газ, а також попутний газ.
Варіанти розміщення міні-ТЕЦ
Стаціонарні міні-ТЕС (в будівлі). У разі наявності вільного приміщення або готовності Замовника побудувати спеціальне приміщення під енергокомплекс. Установка може бути розміщена безпосередньо в будівлі.
Такі будівлі повинні бути оснащені системами життєзабезпечення роботи технологічного обладнання, яке відповідає вимогам правил безпеки систем газорозподілу і правил пожежної безпеки.
Модульні міні-ТЕС (в контейнері). Для введення енергокомплексу в експлуатацію в стислі терміни, за відсутності можливості будівництва власного будинку під міні-ТЕС, потрібно обладнання високої заводської готовності, яке дозволить уникнути тривалий етап будівництва будівлі і монтажних робіт. Для таких ситуацій кращий вибір енергокомплексу в контейнерному виконанні. При цьому додатковою перевагою є можливість оперативного зміни місця розташування енергоцентру.
Принципова схема міні-ТЕЦ (ТЕС)
Міні-ТЕЦ (ТЕС) складається з наступних вузлів:
- газовий двигун
- електрогенератор
- система теплообмінників
- система примусового охолодження
- система відводу газів
- розподільний щит
- система автоматики і контролю є невід'ємними частинами газопоршневої міні-ТЕЦ (ТЕС) і забезпечують її надійну роботу.
Головними модулями установки є газопоршневої двигун, що обертає вал генератора, і електрогенератор, що перетворює механічну енергію в електричну.
Система теплообмінників здійснює відведення тепла, що виділяється при роботі ДВС в систему опалення або гарячого водопостачання.
Система примусового охолодження, що представляє собою радіатор, відводить надлишки тепла в атмосферу.
Система відведення газів, що відходять з глушником виводить в атмосферу перероблений установкою газ.
Розподільний пристрій і система управління і контролю, як правило, розташовуються в диспетчерських приміщеннях.
Індикатори, розташовані на дверцятах розподільних пристроїв сигналізують про стан енергоцентру.
На екрані комп'ютера виведені принципова схема роботи, і всі параметри роботи міні-ТЕЦ (ТЕС) в режимі реального часу.
Так як робота установки повністю автоматизована, постійного знаходження оператора на робочому місці не потрібно. При необхідності, моніторинг роботи міні-ТЕЦ (ТЕС) можна відстежувати віддалено через мережу інтернет.
В якості двигуна міні-ТЕЦ можуть використовуватися поршневий двигун (внутрішнього згоряння), газова турбіна, парова турбіна, а також їх комбінації.
Двигуни внутрішнього згоряння застосовуються для приводу автономних електростанцій, які часто використовуються в якості резервних джерел електроенергії або в місцевостях, де відсутнє централізоване енергопостачання. При оснащенні теплообмінних обладнанням або котлом-утилізатором вони перетворюються в міні-ТЕЦ, при цьому для опалення та гарячого водопостачання використовується тепло вихлопних газів, а в моделях з глибокої утилізацією - ще й тепло систем охолодження і мастила. У механічну роботу перетворюється близько третини енергії палива. Інша її частина перетворюється в теплову.
Крім дизельних двигунів внутрішнього згоряння використовуються також газові і газодизельні. Перший може бути обладнаний декількома карбюраторами, що дає можливість працювати на декількох сортах газу. А так звані ГАЗОДИЗЕЛЬ одночасно з газом споживають до 10% дизпалива, в аварійному ж режимі переходять з газу на солярку.
Широко використовуються в енергетиці газотурбінні двигуни, незважаючи на те що вони поступаються поршневим за розміром питомих капвкладень у виробництво електричної і теплової енергії (близько 20%).
Основні частини газотурбінного двигуна - газогенератор і силова турбіна, вони розміщуються в одному корпусі. Газогенератор включає в себе турбокомпресор і камеру згоряння, де створюється високотемпературний потік газів, який впливає на лопатки силовий турбіни. За рахунок утилізації тепла вихлопних газів за допомогою теплообмінника, водогрійного або парового котла-утилізатора забезпечується теплова продуктивність.
Значна частина газотурбінних теплоелектростанцій малої і середньої потужності створена на базі авіаційних і суднових двигунів, але існують також установки, спочатку розроблені як енергетичні.
При підключенні абсорбційної установки холодопостачання можна теплову енергію використовувати для кондиціонування (тригенерація).
Ще одним фактором, який виступає на користь автономних ТЕЦ, є їх екологічна безпека. Подібні установки мають низький рівень шкідливих викидів (СО і NOx) в атмосферу і відповідає нормам по викидах. При необхідності рівень викидів NOx можна знизити в два рази регулюванням двигуна (за рахунок незначного зниження ККД близько 1-2%), рівень викидів СО можна знизити установкою в систему вихлопу додаткових окислювальних каталізаторів.
І, нарешті, використання когенераційних установок економічно вигідно, тому що немає необхідності в будівництві підвідних кабельних ліній електропостачання та теплових мереж, а в сукупності вироблення електричної і теплової енергії заощаджує до 40% коштів інвестора. Дохід (або економія) від реалізації теплової та електричної енергії покриває усі витрати на установку міні-ТЕЦ. Окупність капітальних вкладень на когенератори відбувається швидше окупності коштів, витрачених на підключення до теплових мереж, забезпечується тим самим швидкий і стійкий повернення інвестицій.
Електричний ККД і собівартість енергії міні-ТЕЦ (ТЕС).
Застосування технології одночасного виробництва електроенергії та тепла підвищують ефективність електростанції на 30-40% і досягають розрахункового сумарного ККД в розмірі 88%, а вартість електроенергії, що виробляється значно дешевше тарифів центральної електромережі. Використання міні-ТЕЦ (ТЕС) вигідно за рахунок відсутності втрат електроенергії і тепла, а також необхідності постійного ремонту старих теплотрас. При згорянні одного кубометра природного газу можна отримати 3,6 кВт * год електроенергії собівартістю 70-80 коп. (З урахуванням експлуатаційних витрат).
Вартість міні-ТЕЦ (ТЕС).
Від чого залежить ціна міні-електростанції?
- Зміна базових моделей під вимоги і завдання клієнта. Вибір особливостей виконання впливатиме на кінцеву ціну. Ось деякі чинники:
- Міні-електростанції можуть бути бензинові, дизельні, газові.
- Потужність міні-електростанції.
- Виконання міні-електростанції: цехова, в шумозахисних кожусі, в контейнері. Контейнер так само може бути декількох модифікацій: без шумопоглинання, з шумопоглощением і з підвищеним шумопоглощением.
- Який обраний варіант глушника шуму вихлопу: -30 дБ або -45 дБ.
- Можливий вибір режиму роботи станції, і в залежності від цього вибору використовують різні автомати управління.