Cтраница 1
Когенерационные системы, как правило, классифицируются по типам основного двигателя и генератора, а также по типу топлива. [1]
Иначе говоря, когенерационным системам относят те энергетические источники, которые удовлетворяют потребности объекта в электроэнергии и низкопотенциальном тепле. Главное преимущество этих систем перед обычными состоит в том, что преобразование энергии здесь происходит с большей эффективностью, чем достигается существенное сокращение расходов на производство единицы энергии. [2]
Теплоутилизатор является основной компонентой любой когенерационной системы. [3]
Приступая к работам по созданию когенерационной системы, необходимо понимать, что каждый проект несет в себе значительную долю уникальности, связанную с внешними ( цены на топливо, надежность снабжения, тарифы сетей) и внутренними ( профиль потребления тепла и электроэнергии, пиковые нагрузки, необходимый уровень надежности и качества энергоснабжения) факторами. [4]
Для повышения производительности тепловой части когенерационной системы утилизатор может дополняться экономайзером - теплообменником, обеспечивающим предварительный подогрев теплоносителя отходящими из теплоутилизатора газами до его подачи в основной теплообменник, где нагрев теплоносителя обеспечивается уже теплом отходящих газов двигателя. Позитивным моментом, связанным с использованием экономайзера, является дополнительное снижение температуры отходящих из теплоутилизатора в атмосферу газов до уровня 120 С и ниже. [5]
Для коммерческих предприятий решение о внедрении собственной когенерационной системы основано на экономическом обосновании, которое, как правило, привязывается к нормативам окупаемости, принятым в отрасли потенциального владельца системы, а не к нормам, действующим в энергетике. Такой подход накладывает существенные ограничения, компенсация которых возможно путем детального анализа текущего потребления энергии компанией и перспектив его роста, потребности в повышении качества и надежности энергоснабжения. Основное правило состоит в оценке времени работы когенерационной системы и степени ее загрузки - чем дольше система работает на максимальной мощности, тем лучше экономика ее применения. Частичное замещение или полный отказ от коммерческого топлива и переход на условно-бесплатное ( биогаз, попутный газ, шахтный метан, отходы химического производства) способствуют улучшению экономических показателей когенерации. В случае, когда производство постоянно потребляет значительное количество пара или горячей воды, замещение части котлов на когенерационную систему позволит повысить эффективность использования топлива - при том же количестве тепла будет производиться еще и электроэнергия, которую можно использовать на замещение сети или для повышения надежности энергоснабжения. [6]
Чиллеры могут располагаться централизованно вместе с когенерационной системой или удаленно на территории конкретных потребителей. Временное ограничение, связанное с нижним порогом мощности абсорбционных чиллеров, доступных сегодня на рынке, позволяет эффективно применять их в помещениях общей площадью от 300 - 400 м2 и выше. [7]
Но если говорить о практических результатах освоения когенерационных систем в России, число таких систем минимально, и особого бума в этом секторе рынка не наблюдается. Причин этому много, но основная, на наш взгляд, - реальное противодействие этому процессу со стороны естественных монополий и топливодобывающих компаний. [8]
Во многих странах существует государственная поддержка применения когенерационных систем, работающих на газе. Связано это, в первую очередь, с экологией: когенерация позволяет сократить на 30 - 50 % эмиссию СО2 по сравнению с электростанциями, работающими на угле, и на 15 - 20 % - по сравнению с раздельной генерацией электроэнергии и тепла. [9]
Паровые турбины используются в качестве основных двигателей промышленных когенерационных систем в течение многих лет. Пар, образующийся в паровом котле, расширяясь, под высоким давлением проходит через лопатки турбины. Турбина вращается и производит механическую энергию, используемую генератором для производства электричества. [10]
Тригенерация может быть определена как преобразование энергии сжигаемого топлива в три различных энергетических продукта: электричество, пар ( или горячая вода) и холодная вода с эффективностью и экологическими параметрами, лучшими, чем при производстве этих энергетических продуктов по отдельности. Существует два основных способа интеграции когенерационной системы с охладителем - компрессия или абсорбция. [11]
Для определения потерь тепла используется значение альфа, определяемое как соотношение произведенной электроэнергии к величине тепловых потерь. При этом считается, что чем выше значение альфа, тем лучше экология когенерационной системы. [12]
В последнее время в газовой промышленности разработаны также небольшие силовые установки для мелких промышленных и коммерческих потребителей, обычно такие системы вырабатывают не более 50 МВт электроэнергии. В небольших когенерационных системах для производства электроэнергии вместо турбины может быть установлен поршневой паровой двигатель с утилизацией тепла выхлопа. [13]
Для коммерческих предприятий решение о внедрении собственной когенерационной системы основано на экономическом обосновании, которое, как правило, привязывается к нормативам окупаемости, принятым в отрасли потенциального владельца системы, а не к нормам, действующим в энергетике. Такой подход накладывает существенные ограничения, компенсация которых возможно путем детального анализа текущего потребления энергии компанией и перспектив его роста, потребности в повышении качества и надежности энергоснабжения. Основное правило состоит в оценке времени работы когенерационной системы и степени ее загрузки - чем дольше система работает на максимальной мощности, тем лучше экономика ее применения. Частичное замещение или полный отказ от коммерческого топлива и переход на условно-бесплатное ( биогаз, попутный газ, шахтный метан, отходы химического производства) способствуют улучшению экономических показателей когенерации. В случае, когда производство постоянно потребляет значительное количество пара или горячей воды, замещение части котлов на когенерационную систему позволит повысить эффективность использования топлива - при том же количестве тепла будет производиться еще и электроэнергия, которую можно использовать на замещение сети или для повышения надежности энергоснабжения. [14]
С, когда водяные пары переходят в жидкостную форму. Но при этом необходимо не забывать о трех других ограничениях, указанных выше. Из вышесказанного следует, что в качестве утилизатора тепла в когенерационной системе трудно использовать готовое типовое теплоэнергетическое оборудование. Теплоутилизатор, как правило, проектируется с учетом параметров и характеристик отходящего потока газов для каждой модели турбогенератора или поршневого двигателя и типа применяемого топлива. Многие производители двигателей имеют собственные наработки или используют продукцию своих партнеров в части утилизации тепла, что упрощает проектирования и выбор решения в большинстве случаев. [15]