ул.Симферопольская
дом 5, офис 9
Пн-Вс с 9:00 до 18:00
Корзина
Корзина пуста
Когенерация когенераторные установки электростанции. Установка когенераторная
Что такое когенерационная установка
Когенерационные установки TEDOM представляют собой сложное технологическое оборудование, предназначенное для совместного производства тепла и электроэнергии. Энергетическая единица когенерационной установки включает следующие главные узлы и компоненты: двигатель внутреннего сгорания, генератор, систему теплообменников и систему управления, позволяющую управлять установкой как на месте, так из удаленного места посредством компьютера или сотового телефона.
Когенерационные установки на базе газовых двигателей внутреннего сгорания являются децентрализованными источниками энергии. Т.е. производство электроэнергии и тепла осуществляеся в непосредственной близости от места их потребления, что, в конечном результате, значительно снижает расходы на энергопроводы и потери энергии при транспортировке.
Электроэнергия, произведенная когенерационной установкой, употребляется для собственных нужд объекта, в котором когенерационная установка находится, или ее можно выводить в общественную сеть. Тепло когенерационных установок используется для отопления объектов, подогрева воды и в технологических целях. Когенерационные установки успешно используются в качестве аварийных источников электроэнергии во время перебоев в общественной электросети, что снижает уязвимость именно тех объектов, где требуется бесперебойная поставка электороэнергии. С помощью абсорбционного охладителя тепло, возникающее в процессе когенерации, можно использовать для производства холода для технологических целей или для кондиционирования объектов. Такую систему комбинированного производства энергии называют тригенерацией – производство электроэнергии, тепла и холода.
Топливо для когенерационных установок
Главным топливом для сжигания в когенерационных установках является природный газ. Однако в последнее время резко увеличивается объем оборудования, работающего на биогазе, свалочном газе, канализационном газе или при сжигании альтернативных видов топлива, как например, рудничный газ, попутный газ и т.п.
Центральное управление работой когенерационных установок
По сравнению с альтернативным способом производства электроэнергии с использованием возобновляемых источников энергии, как например, солнце или ветер, несомненным преимуществом когенерации является возможность поставлять электроэнергию в точно определенном объеме. Таком образом, когенерацию можно отнести к регулируемым источникам энергии. С помощью централизованной системы управления несколькими когенерационными установками можно создать так называемые распределенные электростанции (иногда называемые виртуальными электростанциями), т.е. системы, состоящие из большого количества малых источников электроэнергии, расположенных в различных регионах, которые работают как один источник большой мощности. Эти электростанции способны обеспечить и некоторые системные службы, выравнивать колебания в поставке электричества из солнечной и ветровой энергии.
Подробнее о распределенных электростанциях
энергетическая независимость потребителей
Когенерация Когенераторные установки — двойная эффективность, двойная прибыль!
Когенераторные электростанции вдвойне эффективны в сравнении с электростанциями производящими только электрическую энергию. Если объяснять просто, то когенераторная установка это тепловая электростанция. Когенераторная электростанция — это использование первичного источника энергии - газа, для получения двух форм энергии - тепловой и электрической.
биогаз,биогазовая установка,когенераторные установки,Когенерация,электростанции
Главное преимущество когенераторной электростанции перед обычными станциями состоит в том, что использование энергии топлива здесь происходит с гораздо большей эффективностью. Иными словами, когенераторная (когенерационная) установка позволяет использовать тепловую энергию, которая обычно улетучивается в атмосферу вместе с дымовыми газами.
При использовании когенераторной установки существенно возрастает общий коэффициент использования топлива. Использование когенерационной установки в значительной степени сокращает расходы на энергообеспечение.
Когенераторная установка - это энергетическая независимость потребителей, надежная подача энергии и существенное снижение затрат на получение тепловой энергии.
Ведущими мировыми производителями когенераторных установок на основе поршневых двигателей и турбин на сегодняшний день являются:
Alstom (Альстом), Capstone (Кэпстоун - Кепстон), Calnetix - Elliott Energy Systems, Caterpillar (Катерпиллар), Cummins (Камминз), Deutz AG (Дойтц АГ), Dresser-Rand, Generac (Дженерак), General Electric (Дженерал Электрик), GE Jenbacher (Йенбахер), Honeywell (Хоневелл), Kawasaki (Кавасаки), Kohler (Колер), Loganova (Логанова), MAN B&W (МАН Б В), MAN TURBO AG (МАН ТУРБО), Mitsubishi Heavy Industries (Митсубиши Хэви Индастриз), Rolls-Royce (Роллс-Ройс), SDMO (СДМО), Siemens (Сименс), Solar Turbines (Солар Турбайнз), Turbomach (Турбомах), Vibro Power, Wartsila (Вяртсиля), Waukesha Engine Division (Вокеша / Вукеша), FG Wilson (Вилсон), микротурбинные установки / мини - турбины, микротурбинные электростанции /микротурбины Ingersoll Rand (Ингерсолл Рэнд).
Устройство и принцип действия
Когенерационная установка состоит из силового агрегата, например, газовой турбины, электрического генератора, теплообменника и системы управления.
В газотурбинных установках основное количество тепловой энергии отбирается из системы выхлопа. В газопоршневых электростанциях отбор тепловой энергии происходит и от масляного радиатора, а так же системы охлаждения двигателя. Отбор тепловой энергии в газотурбинных установках (ГТУ) осуществим технически проще, так как выхлопные газы имеют более высокую температуру.
На 1 МВт электрической мощности потребитель получает от 1, до 2 МВт тепловой мощности в виде пара и горячей воды для промышленных нужд, отопления и водоснабжения. Когенераторные электростанции с избытком покрывают нужды потребителей в электрической и дешевой тепловой энергии.
Излишнее тепло может направляться на паровую турбину, для максимальной выработки электричества или в абсорбционно-холодильные машины (АБХМ) для производства холода, с последующей реализацией в системах кондиционирования. Подобная технология имеет собственное определение – тригенерация.Когенерационные установки — органичная экспансия в российскую экономику
Применение когенераторных электростанций в мегаполисах позволяет эффективно дополнять рынок энергоснабжения, без реконструкции сетей. При этом значительно улучшается качество электрической и тепловой энергий. Автономная работа когенераторной установки позволяет обеспечить потребителей электроэнергией со устойчивыми параметрами по частоте и по напряжению, тепловой энергией со стабильными параметрами по температуре.
Потенциальными объектами для применения когенерационных установок в России выступают промышленные производства, больницы, объекты жилищной сферы, газоперекачивающие станции, компрессорные станции, котельные и т. д. В результате внедрения когенераторных электростанций возможно решение проблемы обеспечения потребителей недорогим теплом и электроэнергией без дополнительного, финансово затратного, строительства новых линий электропередачи и теплотрасс.
Приближенность источников к потребителям позволит значительно снизить потери передачи энергии и улучшить ее качество, а значит, и повысить коэффициент использования энергии природного газа.Когенерационная установка - альтернатива тепловым сетям общего назначения
Когенерационная установка является эффективной альтернативой тепловым сетям, благодаря гибкому изменению параметров теплоносителя в зависимости от требований потребителя в любое время года. Потребитель, имеющий в эксплуатации когенераторную электростанцию не подвержен зависимости от экономического состояния дел больших теплоэнергетических компаниях.
Доход (или экономия) от реализации электричества и тепловой энергии, за короткое время, покрывают все расходы на когенераторную электростанцию. Окупаемость капитальных вложений в когенераторную установку происходит быстрее окупаемости средств, затраченных на подключение к тепловым сетям, обеспечивая тем самым, устойчивый возврат инвестиций.
Когенераторная установка хорошо вписываются в электрическую схему, как отдельных потребителей, так и любого количества потребителей через государственные электросети. Компактные, экологически безопасные, когенераторные электростанции покрывают дефицит генерирующих мощностей в крупных городах. Появление подобных установок позволяет разгрузить электрические сети, обеспечить стабильное качество электроэнергии и делает возможным подключение новых потребителей.Преимущества когенераторных электростанций
Преимущества когенераторных электростанций заключены, прежде всего, в сфере экономики. Существенная разница между капитальными затратами на энергоснабжение от сетей и энергоснабжение от собственного источника заключается в том, что капитальные затраты, связанные с приобретением когенераторной установки, возмещаются, а капитальные затраты на подключение к сетям безвозвратно теряются при передаче вновь построенных подстанций на баланс энергетических компаний.
Капитальные затраты при применении когенераторной установки компенсируются за счет экономии топлива.
Обычно полное возмещение капитальных затрат происходит после эксплуатации когенераторной электростанции в течение трех-четырех лет.
Такое возможно, когда когенераторная установка питает нагрузку в непрерывном цикле работы, или если она работает параллельно с электросетью. Последнее решение является выгодным для владельцев электрических и тепловых сетей. Энергосистемы заинтересованы в подключении мощных когенераторных установок к своим сетям, так как при этом они приобретают дополнительную генерирующую мощность без капитальных вложений на строительство электростанции. В таком случае энергосистема закупает дешевую электроэнергию для её последующей перепродажи по более выгодному тарифу. Тепловые сети получают возможность закупать дешевое тепло для его реализации близлежащим потребителям.
www.ecotoc.ru
Когенерация электро и тепло энергии: принцип, схема, применение
Когенерационные установки представляют собой технологическое оборудование, используемое для совместного производства электро- и тепловой энергии. Процесс когенерации осуществляется посредством агрегата, включающего в себя электрогенераторную установку с поршневым двигателем (газопоршневая электростанция) и систему утилизации вырабатываемого тепла. Применение электростанций с технологией когенерации позволяет с используемого топлива получать две формы энергии — электрическую и тепловую. В качестве топлива для когенерационных установок на базе газопоршневых электростанций может использоваться газ — природный, коксовый, биогаз, попутный нефтяной газ (ПНГ) и т.д. Когенерационные установки являются альтернативой существующему энергоснабжению в промышленной и социально значимой сфере, что обуславливается очевидными преимуществами используемого агрегата.
Принцип действия когенерации позволяет использовать тепловую энергию, которая, как правило, уходит в атмосферу вместе с дымовым газом, либо через градирни. В когенерационной установке имеются 4 основных узла:
- газопоршневой двигатель внутреннего сгорания
- электрогенератор
- система утилизация тепла
- система управления
Ниже представлена схема когенерационной установки на базе газопоршневой электростанции серии АГП производства ЗАО «ПФК «Рыбинсккомплекс», описан принцип действия когенерации:
Весь принцип работы системы утилизации тепла основан на использовании тепловой энергии выхлопных газов газопоршневой установки.
Жидкостный теплоноситель потребителя (вода) направляется в котёл-утилизатор выхлопных газов. Отходящие газы двигателя внутреннего сгорания проходят через кожухотрубный теплообменник, где производится перенос тепловой энергии жидкостному теплоносителю когенерационной установки, нагревая его до температуры в 90 °С. Далее теплоноситель (вода) отправляется в тепловую сеть потребителя.
Данный контур является основным тепловым контуром оборудования, так как именно здесь осуществляется передача тепловой мощности на теплообменник потребителя.
Тепловой баланс когенерационной установки, (если потребление тепловой энергии клиентом становится меньше, чем вырабатывается когенерационной установкой), обеспечивается байпасным клапаном, который отводит часть выхлопных газов, минуя котёл-утилизатор, в атмосферу через глушитель двигателя.
Отрасль применения когенерационных установок
Тепловая система когенерационной установки имеет значительный потенциал применения в следующих отраслях:
- пищевой
- текстильной
- оборонно-промышленной
- химической
- нефтеперерабатывающей (для утилизации ПНГ)
- в сфере ЖКХ
- в системах теплоснабжения общественно-социальных объектов и т.д.
Газопоршневые электростанции серии АГП и когенерационные установки производства ЗАО «ПФК «Рыбинсккомплекс» используются в качестве основного или резервного источника электро- и теплоэнергии для промышленных предприятий и жилого сектора. Модельный ряд газопоршневых электростанций, на которые возможна установка системы утилизации тепла нашего производства: АГП-60, АГП-100, АГП-150, АГП-200, АГП-250, АГП-315, АГП-350.
Организации, использующие когенерационную установку, обеспечивают собственные потребности в электро- и теплоэнергии, что в значительной степени снижает себестоимость выпускаемой продукции и возрастает энергетическая безопасность.
www.r-kompleks.ru
Когенерация и когенераторные установки
Когенераторные установки двойная эффективность, двойная прибыль.
Когенерация комбинированный процесс одновременного производства тепла и электроэнергии внутри устройства, называемого когенераторной установкой (электростанцией).
Когенераторная электростанция представляет собой высокоэффективное использование первичного источника энергии газа, для получения двух форм энергии тепловой и электрической. Главное преимущество когенераторной электростанции перед обычными теплоэлектростанциями состоит в том, что преобразование энергии здесь происходит с большей эффективностью. Иными словами, когенераторная (когенерационная) установка позволяет использовать то тепло, которое обычно просто теряется. При этом значительно снижается потребность в покупной энергии. Применение когенерационной установки сокращает расходы на энергообеспечение приблизительно на 100$/кВт. Когенераторная установка это энергетическая независимость и снижение затрат на тепло и электроснабжение почти в 3 раза.
Когенерационная установка состоит из газового двигателя, генератора, системы отбора тепла и системы управления. Тепло отбирается из выхлопа, масляного радиатора и охлаждающей жидкости двигателя. При этом в среднем на 100 кВт электрической мощности потребитель получает 150 кВт тепловой мощности в виде горячей воды для отопления и горячего водоснабжения. Когенераторные электростанции успешно покрывают потребность в дешевой электрической и тепловой энергии. Независимое электроснабжение влечет за собой целый ряд неоспоримых преимуществ.
Рассмотрим историю развития когенерационных установок на примере. Применение когенераторных электростанций в крупных городах позволяет эффективно дополнять рынок энергоснабжения, без реконструкции сетей. При этом значительно увеличивается качество электрической и тепловой энергий. Автономная работа установки позволяет обеспечить потребителей электроэнергией со стабильными параметрами по частоте и по напряжению, тепловой энергией со стабильными параметрами по температуре и качественной горячей водой. Потенциальными объектами для применения когенерационных установок в России выступают промышленные производства, нефтеперерабатывающие заводы, больницы, объекты жилищной сферы, газоперекачивающие станции, компрессорные станции, котельные и т.д. В результате внедрения когенераторных электростанций возможно решение проблемы обеспечения потребителей теплом и электроэнергией без дополнительного строительства мощных линий электропередачи и теплотрасс. Приближенность источников к потребителям позволит значительно снизить потери передачи энергии и улучшить ее качество, а значит, и повысить коэффициент использования энергии природного газа.
Когенерационная установка является эффективной альтернативой тепловым сетям, благодаря гибкому изменению параметров теплоносителя в зависимости от требований потребителя в любое время года. Она не подвержена зависимости от экономического состояния дел в крупных теплоэнергетических компаниях. Когенераторная установка вырабатывает электроэнергию и тепловую энергию в соотношение 1:1,5. Доход (или экономия) от реализации электричества и тепловой энергии покрывает все расходы на когенераторную электростанцию; окупаемость капитальных вложений на когенераторную установку происходит быстрее окупаемости средств, затраченных на подключение к тепловым сетям, обеспечивая тем самым быстрый и устойчивый возврат инвестиций. Когенераторная установка хорошо вписываются в электрическую схему отдельных потребителей и в электрические сети города при параллельной работе с сетью.
Когенераторные электростанции покрывают недостаток генерирующих мощностей в городах. Появление установок позволяет разгрузить электрические сети, обеспечить стабильное качество электроэнергии и делает возможным подключение новых потребителей. Существенная разница между капитальными затратами на энергоснабжение от сетей и энергоснабжение от собственного источника заключается в том, что капитальные затраты, связанные с приобретением когенераторной установки, возмещаются, а капитальные затраты на подключение к сетям безвозвратно теряются при передаче вновь построенных подстанций на баланс энергетических компаний. Капитальные затраты при применении когенераторной установки компенсируются за счет низкой себестоимости энергии в целом. Обычно полное возмещение капитальных и эксплуатационных затрат происходит после эксплуатации когенераторной электростанции в течение трех-четырех лет. Более того, энергоснабжение от когенераторной установки позволяет снизить ежегодные расходы на электро- и теплоснабжение по сравнению с энергоснабжением от энергосистем примерно на 100$ за каждый кВт номинальной электрической мощности когенераторной электростанции, в том случае, когда когенераторная установка работает в базовом режиме генерации энергии (при 100% нагрузке круглогодично). Такое возможно, когда когенераторная установка питает нагрузку в непрерывном цикле работы или, если он работает параллельно с сетью. Последнее решение является выгодным также для электро- и тепловых сетей. Электрическая сеть будет заинтересована в подключения когенератороных установок к своим сетям, так как при этом она приобретает дополнительную генерирующую мощность без капитальных вложений на строительство электростанции. В таком случае энергосистема закупает дешевую электроэнергию для её последовательной реализации по более выгодному тарифу. Тепловые сети получают возможность снизить производство тепла и закупают дешевое тепло для его реализации близлежащим потребителям посредством существующих тепловых сетей.
По материалам ИСИ "Новости электротехники"
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
Полезно: когенераторы - мини-ТЭЦwww.man-disel.narod.ru
Когенерационные установки и проектирование на их базе
Когенерационная установка для одновременной выработки тепла и
электроэнергии
Техническое описание
Когенерационная установка состоит из следующих узлов:
- Газового двигателя с синхронным генератором с регулятором cos ф, установленных на общей раме - Тракта газового регулятора, включая фильтр и отсечное устройство.- Системы маслоснабжения маслом с автоматикой для поддержания оптимального уровня масла в картере газопоршневого двигателя.- Устройства очистки выхлопных газов с катализатором, лямбда-зондом и лямбда-регулятором.- Панели управления- Стартерной аккумуляторной батареи с зарядным устройством.- Теплообменника работающего под давлением.- Звукоизолирующего кожуха с вытяжным вентилятором;
1.Масляный бак дополнительный
2.Газовый тракт, включая
3.Лямбда-регулятор
4.Коллектор выхлопных газов (с водяным охлаждением)
5.Датчик измерения дымности
6.Температурный датчик
7.Предохранительный ограничитель температуры воды охлаждения двигателя
8.Удаление воздуха из воды охлаждения двигателя
9.Водяной насос охлаждения
10.Мембранный выключатель воды охлаждения двигателя
11.Корпус катализатора
12.Вентиляция картера
13.Лямбда-зонд
14.Теплообменник выхлопных газов
15.Автоматическое заполнение масляного поддона с магнитным клапаном (шаровой кран внутри)
16.Слив из масляного поддона (нижний шаровой кран внутри)
17. Слив из масляного бака (шаровой кран снаружи)Газовый двигатель
Газовый двигатель является силовой установкой внутреннего сгорания, работающего на карбюраторном принципе, в которой в качестве топлива используется природный газ на основе метана. В карбюраторном двигателе по аналогии с 4-тактным принципом бензинового двигателя горючая смесь топлива и воздуха сжимается и воспламеняется от искры свечи зажигания.
В когенерационных установках используются промышленные газовые двигатели, которые конструктивно и термодинамической точки зрения адаптированы к использованию газообразного топлива и рассчитаны на эксплуатацию в течение 30 000 - 40 000 рабочих часов.
В зависимости от соотношения компонентов горючей смеси различают:
1. двигатели с безнаддувным впуском лямбда =1 с присоединенным последовательно 3-ходовым катализатором,
2. двигатели с безнаддувным впуском лямбда > 1 (двигатели, работающие на обедненной смеси)
3. двигатели с наддувом (со сжатием горючей смеси турбокомпрессором).
Генератор
Агрегаты когенерационной установки работают с самовозбуждающимися бесщеточными синхронными генераторами с внутренними полюсами со встроенными возбудителями и внешним регулированием реактивного тока (регулирование cos ф). Генераторы имеют воздушное охлаждение. Благодаря использованию генераторов крупных типоразмеров с максимальным коэффициентом полезного действия в точке номинальной мощности модуля достигается максимальный электрический коэффициент полезного действия ГПУ. Двигатель и генератор соединены друг с другом упругой муфтой.
Образование газовой смеси
Карбюраторные двигатели оснащены устройствами внешнего образования топливной смеси. Горючий газ в смесителе по принципу Вентури засасывается в количестве, в зависимости от количества засасываемого воздуха. Точное соотношение компонентов горючей смеси устанавливается регулировочным клапаном в подаче газа. Лямбда-зонд в отводе выхлопных газов определяет содержание остаточного кислорода в выхлопных газах. Система лямбда-регулирования при отклонении от заданного значения выдает соответствующий сигнал на регулировочный клапан.
Система зажигания
На газовых карбюраторных двигателях топливовоздушная смесь воспламеняется внешним зажиганием. Это производится искрой высокого напряжения в свечах зажигания. На установках применяются системы зажигания с микропроцессорным управлением разрядки конденсаторов. Эти системы не имеют изнашивающихся деталей и в оптимальный момент времени выдают необходимое количество энергии для зажигания, что способствует снижению выброса вредных газов и увеличению срока службы свечей зажигания. С помощью инициатора на распределительном валу определяется положение цилиндров.
Зажигание с микропроцессорным управлением позволяет производить адаптацию к различным видам газа и компенсировать изменяющиеся свойства газа. Момент зажигания и энергия зажигания изменяются с помощью контроля детонации.
Теплообменник
Тепло, выделяемое двигателем, передается через несколько теплообменников в сетевую воду. Это теплообменник охлаждения двигателя, масляный радиатор и теплообменник выхлопных газов.
Глушитель выхлопных газов
Первичный глушитель выхлопных газов из нержавеющей стали расположен в раме когенерационной установки. Фланцы выхода выхлопных газов располагаются на задней стороне модуля.
Система очистки выхлопных газов
Катализатор устанавливается на входе выхлопных газов в теплообменник. Замена катализатора возможна без трудоемких работ по разборке ГПУ. Для увеличения срока службы катализатора производится постоянный контроль выхлопных газов.
Тракт газового регулятора
Тракт газового регулятора состоит из газового фильтра тонкой очистки, клапана с двойным магнитом, регулятором нулевого давления, газового регулирующего клапана лямбда-регулирования, гибких шлангопроводов из нержавеющей стали и шарового крана с тепловым расцепителем отсечного устройства.
Система смазки
Когенерационная установка оснащается устройством для контроля уровня смазочного масла. Уровень определяется по индикатору. Кроме этого, имеется электрический контроль уровня с сигнализационными контактами минимального и максимального уровня масла. Расход масла на угар покрывается из дополнительного масляного бака. Объем бак рассчитан на период между техническими обслуживаниями установки. Из этого бака при замене масла можно производить его заливку вручную с помощью переключающей арматуры. Под двигателем расположен масляный поддон. Приемный поддон, в виде которого образована нижняя часть когенерационной установки, по условиям безопасности вмещает в себя все содержимое масляного поддона и бака свежего масла. Для снижения расхода масла и поддержания его уровня в течение длительного времени необходимо применять двигательные масла рекомендованные производителем.
Стартер
На газопоршневом двигателе устанавливается система электрического запуска. Она состоит из электрического стартера, виброустойчивой аккумуляторной батареи высокой емкости, не требующей технического обслуживания и зарядного устройства.
Система управления
Система управления ГПУ выполнена в виде микропроцессорного управления с промышленным компактным персональным компьютером. В нее входит интегрированный дисплей для ввода команд и параметров, а также графического отображения рабочих параметров и сообщений.
Система регулирования частоты вращения и мощности
Изменение частоты вращения и мощности производится путем перемещения дроссельной заслонки. Регулирование частоты вращения активно только на стадии запуска до синхронизации и в аварийном режиме работы сети. Регулирование мощности производится по внутренней или внешней заданной мощности генератора.
При запуске двигателя в изолированном режиме работы система работает как регулятор частоты вращения. Фактическое значение частоты вращения определяется с помощью сенсора на ободе стартового маховика двигателя. Заданное значение составляет 1500 об/мин (соответствует частоте 50 Гц) при 4-полюсном генераторе. После подключения к сети система работает с регулированием по мощности. Фактическое значение мощности генератора регистрируется измерительным преобразователем.
Устройство синхронизации
При работе синхронных генераторов требуется устройство синхронизации, с помощью которого должны выполняться следующие условия подключения:
Разность напряжений: от 0,8 до 1,12
Разность частот: от 47,5 Гц до 50,2 Гц
Разность по фазовому углу ± 10°
Частота и напряжение сети и генератора регистрируются измерительным преобразователем и передаются на сетевой компьютер в качестве управляющих сигналов. Сетевой компьютер обрабатывает эти данные и выдает соответствующие сигналы для выравнивания заданных и фактических значений. Для значений в пределах условий подключения выдается импульс включения на переключатель генератора.
Распределительное устройство
Для подключения генераторной установки к сети предприятия используется самостоятельный коммутационный пункт с коммутационной способностью, соответствующей номинальному току генераторной установки.
Требования к звукоизоляции
При работе установки с одновременной выработкой тепла и мощности возникает воздушный и механический (корпусной) шум. Он передается от места установки через полы, потолок и стены в соседние помещения и через систему отвода выхлопных газов.
Следствием могут быть акустические нагрузки. Поэтому уже на стадии проектирования рекомендуется организовать совместную работу архитекторов, заказчика-застройщика, проектировщиков и других специалистов, а также разработчиков системы отопления.
Свойства сетевой воды
Низкое качество сетевой воды способствует образованию накипи и коррозии. Это может привести к нарушению работоспособности и образованию коррозии теплообменника. Поэтому перед заполнением отопительную систему необходимо тщательно промыть водопроводной водой.
Повреждения от коррозии возникают, когда в сетевую воду проникает большое количество кислорода, например, из-за недостаточности размеров или неисправности расширительного бака или в открытых системах. Если невозможно выполнить отопительную систему закрытого типа, требуется выполнить разделение системы с помощью теплообменника.
Свойства охлаждающей воды
Для первичного и дополнительного заполнения системы водяного охлаждения двигателя («внутренний контур охлаждения») необходимо использовать, смесь воды и гликоля. Для придания этой смеси необходимых качеств по коррозионной устойчивости, отсутствию кавитации и стойкости к замерзанию необходимо соблюдать заданное соотношение компонентов смеси. Концентрация подлежит постоянному периодическому контролю в процессе проведения работ по техническому обслуживанию: смесь для охлаждения двигателя необходимо периодически менять из-за старения.
Концепция регулирования
Система управления отслеживает и управляет всеми узлами, непосредственно связанными с модулем. Так, например, система управления осуществляет процедуры запуска и останова, синхронизации когенерационной установки, а также регулирование мощности.
Газопоршневые агрегаты могут регулироваться внешним сигналом в диапазоне электрической мощности от 30% до 100%. Возможно регулирование ГПУ системой регулирования вышестоящего уровня.
Регулирование по тепловой мощности
В этом режиме система управления ГПУ ориентируется на потребности в тепловой энергии. ГПУ работает, если имеется потребность в тепловой энергии. Одновременно вырабатываемая электрическая энергия потребляется, если в этом имеется потребность. Излишняя электрическая энергия передается в общие электрические сети.
Регулирование по электрической мощности
В этом режиме система управления ГПУ ориентируется на потребности здания в электрической энергии. Избыточная потребность в электрической энергии покрывается из сети общего пользования. Одновременно вырабатываемая тепловая энергия расходуется, если в этом имеется потребность. Излишняя тепловая энергия утилизируется системой охлаждения.
Регулирование потребления от сети по общему энергопотреблению («Регулирование нулевой мощности»)
Регулирование потребления от сети по общему энергопотреблению используется для предотвращения передачи в сеть общего пользования электроэнергии. Применение регулирования потребления сети по общему энергопотреблению может быть экономичным, так как выработанная электроэнергия почти исключительно потребляется автономно.
Величина мощности, потребляемой от сети, предоставляется форме измерительного сигнала 0-20 мА, соответствующего мощности 0- ...кВт. При превышении регулируемого количества сетевой энергии производится запрос модуля ГПУ. Когенерационная установка выводится на нагрузку, соответствующую регулируемому количеству сетевой нагрузки (нулевая нагрузка).
Покрытие пиковых нагрузок
Необходимость такого режима определяется сигналом от внешнего командного устройства, например, таймера, от реле контроля пиковых нагрузок энергоснабжающего предприятия или от системы централизованного управления. При этом запускается все установки ГПУ, и все агрегаты работают на полной мощности.
Регулирование по параметрам сети
Если управление установкой ГПУ производится с центрального узла управления несколькими установками, этот режим называется регулированием ГПУ по параметрам сети. Регулирование охватывает всю систему и учитывает выработку, необходимую для покрытия потребности, аккумулированную емкость и краевые условия экономичности. Регулирование по параметрам сети представляет собой, таким образом, реализацию идеи о виртуальной электростанции.
Режим параллельной работы
Как правило, когенерационные установки эксплуатируются параллельно с электросетями общего пользования. Это означает, что ГПУ, наряду с собственным энергоснабжением объекта электрической и тепловой энергией неиспользованное количество электроэнергии подает в сеть, а при необходимости покрытия дополнительной потребности забирает ее из сети.
Режим работы взамен сети
Если имеется определенная общая сеть, установка ГПУ работает параллельно с ней. При неполадках или исчезновении напряжения в сети сначала ГПУ отсоединяется от сети и переходит в изолированный режим работы. Режим работы взамен сети выбирают, когда при выходе сети из строя ГПУ должны вырабатывать электроэнергию.
Автономный режим работы
Если подключение к сети электроснабжения общего пользования отсутствует, блочные теплоэлектроцентрали могут эксплуатироваться в так называемом изолированном режиме. ГПУ обеспечивает объект электрической и тепловой энергией, при этом снабжение электроэнергией имеет приоритет.
Во избежание отключения установки вследствие перегрузки необходимо для расчета ее параметров точно знать характеристики подключаемых потребителей, например, потребность в реактивном токе, характеристики подключения и т. п. Устройство аварийного охлаждения должно быть предусмотрено для случаев, когда электроэнергия должна вырабатываться при отсутствии потребности в тепловой энергии.
Режим работы взамен сети/безопасный режим работы
ПУ работает нормально в параллельном режиме с регулированием по тепловой мощности. При выходе сети из строя он осуществляет энергоснабжение выбранных потребителей. Это предполагает наличие согласованного управления и наличия устройства аварийного охлаждения для случая, когда электроэнергия должна вырабатываться при отсутствии потребности в тепловой энергии, и буферный аккумулятор полон. Требования включают в себя обеспечение топливом, не зависящим от электросети (природный газ без электрических вспомогательных приводов), наличие мощной пусковой аккумуляторной батареи, устройства обратной синхронизации и аварийного охлаждающего устройства для отвода тепла для случая выработки электроэнергии без съема тепла.
Режим работы взамен сети
Установка электроснабжения, которая предназначена для обеспечения всех функций электрической установки или ее компонентов при прерывании обычного электроснабжения по причинам, отличным от безопасного электроснабжения. Требования к времени переключения, качеству напряжения, длительности снабжения, а также перечень обеспечиваемых установок определяется исключительно эксплуатирующей организацией.
Прочие функции регулирования
Контроль состояния сети
Задачей является быстрое отсоединения когенерационной установки от сети при возникновении неисправностей в сети, например, при превышении заданного напряжения или снижении его ниже заданного уровня, исчезновение или скачок фазы, недопустимая несимметричность нагрузки, исчезновение напряжения в сети, короткое замыкание или неисправность ГПУ.
Лямбда-регулятор
Для изменения состава смеси и, тем самым, значения Лямбда, служит клапан с шаговым двигателем, изменяющий при помощи дроссельной заслонки подачу газа. Лямбда-регулирование необходимо для обеспечения условий работы для последовательно подключенного трехходового катализатора и снижения значений вредных выбросов.
Опция дистанционного контроля
Для дистанционного контроля ГПУ в комплект поставки входит модем дистанционного контроля. Когенерационная установка с модемом дистанционного контроля автоматически сообщает о возникших неполадках нарушениях в пункт обслуживания на персональный компьютер, факс или мобильный телефон. Система располагает возможностью архивирования эксплуатационных сообщений и сообщений о неисправностях. Программное обеспечение содержат дополнительные функции обработки, а также соответствующие измерительные устройства.
Распределительный шкаф ГПУ
Распределительный шкаф ГПУ содержит следующие узлы, включая кабельную разводку внутри модуля:
Силовая часть генератора
• четырехполюсной силовой выключатель с термомагнитным расцепителем и зажимным приспособлением с электроприводом и дистанционным управлением• блок преобразователя тока для контроля генератора встроен в генератор.
Контроллер сети
Контроллер сети выполнен в виде независимого цифрового процессорного блока, изготовленного по модельному образцу и выполняет:
• Контроль сети и синхронизацию
• Интегрированный контроль и регулирование cos ф для синхронного генератора
• Постоянная регистрация параметров напряжения, тока, частоты, фазового положения, cos ф, векторного скачка, несимметричности нагрузки, обратной мощности и т.д.• Связь через шину Шина CAN-BUS с пультом управлении ГПУ для сохранения и оценки данных
• Индикация сетевых данных на сенсорном экране блока управления ГПУ
• Параметрирование по запросам сети
Блок управления, контроля и вспомогательных приводов
• управление и реле насоса охлаждающей воды двигателя, стартера, вытяжного вентилятора• управление интегрированным управлением температуры подающей линии (опция)
• управление газовым трактом
• блок питания для подачи управляющего напряжения
• зарядное устройство аккумуляторной батареи
• розетка 230 В для технического обслуживания
• освещение машинного отделения
• Выключатель с замком для блокировки при проведении работ по сервисному обслуживанию• Кнопка аварийного выключения
• Выключатель с замком для разблокировки аварийного режима работы сети (опция)
Управление ГПУ
• Выполнено в виде микропроцессорного управления с промышленным компактным персональным компьютером со следующими свойствами:• встроенный сенсорный экран (5,7 дюймов) для ввода команд и параметров, а также для графического отображения эксплуатационных параметров и рабочих сообщений• Индикация текущего рабочего состояния, заданных и фактических значений, интегрированных в схемы процесса.• Индикация трендовых кривых электрической мощности, температуры двигателя, температуры подающей и обратной линии• Мощный процессор 32-Bit
• 4-проводной резистивный сенсор
• Интерфейсы USB, LAN, RS232, RS485, CANope
• Фронтальная панель с защитой от брызг IP 65
• Параметрирование с защитой паролем
Передача данных
• Опция передачи данных м помощью коммуникационной и сервисной системы предприятия-изготовителя• Передача данных с помощью RS232 на DDC
• Полевая шина для передачи параметров ГПУ в систему управления зданием с опциональным интерфейсомЗапоминающее устройство
• Запоминающее устройство истории и аналоговых значений важнейших эксплуатационных параметров для оптимизации работы• Запоминающее устройство неисправностей для регистрации отказов и предупреждений
• Электронный дневник эксплуатации
• Постоянное сохранение данных на карте SD считывается обычными табличными программамиТелемеханические интерфейсы
• Клеммы передачи для сигналов систему управления сухими контактами:
• Включение генератора (работа ГПУ)
• Режим аварийной работы (опция)
• Выключатель подключения к сети включен
• Выключатель подключения к сети выключен
• Неисправность ГПУ
• Предупреждение ГПУ
• Готовность к работе ГПУ
• Аварийное выключение
• Сигнализация о появлении дыма
• Внешний аналоговый сигнал задания нагрузки, гальваническое разделение с помощью интегрированного разделительного усилителя 0/4-20 мА или 0/2-10 В
• Входные контакты для запроса автоматического запуска через внешний сухой контактГазовоздушный смеситель
Газ на газовоздушный смеситель подается через тракт защитного газового регулятора.
Тракт газового регулятора рассчитан для природного газа и предназначен для установленных значений давления подачи газа (давление истечения газа в начале тракта защитного газового регулятора.
Когенерационная установка должна эксплуатироваться при постоянном давлении и постоянной температуре газа.
Тракт защитного газового регулятора установлен в блоке генератора и двигателя на виброизолированном соединении и состоит из следующих деталей
- Газовый магнитный клапан, закрытый при отсутствии тока
- Отсечное устройство с термическим
- расцепителем и шаровым краном
- Манометр с запорным устройством
- Газовый фильтр тонкой очистки
- Реле давления минимального давления газа
- Двойной магнитный клапан
- Контроль герметичности для двойного магнитного клапана
- Регулятор нулевого давления
- Клапан лямбда регулятора
- Упругое соединение
- Газовоздушный смеситель
- Дроссельная заслонка для регулирования частоты вращения и мощности
Воздух для горения всасывается через сухой фильтр. Отводимый воздух из картера через маслоотделитель примешивается к воздуху для горения.
Функциональная схема когенерационной установки
teplo-proect.ru
Когенерация — комбинированный процесс одновременного производства тепла и электроэнергии
Когенерация — комбинированный процесс одновременного производства тепла и электроэнергии внутри устройства, называемого когенераторной установкой (электростанцией).Когенераторная электростанция представляет собой высокоэффективное использование первичного источника энергии — газа (биогаза, коксового и.т.д.), для получения двух форм энергии — тепловой и электрической. Главное преимущество когенераторной электростанции перед обычными теплоэлектростанциями состоит в том, что преобразование энергии здесь происходит с большей эффективностью. Иными словами, когенераторная (когенерационная) установка позволяет использовать то тепло, которое обычно просто теряется. При этом значительно снижается потребность в покупной энергии. Применение когенерационной установки сокращает расходы на создание собственного энергообеспечения приблизительно на 100$/кВт. Когенераторная установка — это энергетическая независимость и снижение затрат на тепло и электроснабжение почти в 3 раза.
Когенерационная установка состоит из газового двигателя, генератора, системы отбора тепла и системы управления. Тепло отбирается из выхлопа, масляного радиатора и охлаждающей жидкости двигателя. При этом в среднем на 100 кВт электрической мощности потребитель получает 150 кВт тепловой мощности в виде горячей воды для отопления и горячего водоснабжения. Когенераторные электростанции успешно покрывают потребность в дешевой электрической и тепловой энергии. Независимое электроснабжение влечет за собой целый ряд неоспоримых преимуществ.
Когенерационная установка является эффективной альтернативой тепловым сетям, благодаря гибкому изменению параметров теплоносителя в зависимости от требований потребителя в любое время года. Она не подвержена зависимости от экономического состояния дел в крупных теплоэнергетических компаниях. Когенераторная установка вырабатывает электроэнергию и тепловую энергию в соотношении 1:1,5.
Существенная разница между капитальными затратами на энергоснабжение от сетей и энергоснабжение от собственного источника заключается в том, что капитальные затраты, связанные с приобретением когенераторной установки, возмещаются, а капитальные затраты на подключение к сетям безвозвратно теряются при передаче вновь построенных подстанций на баланс энергетических компаний. Капитальные затраты при применении когенераторной установки компенсируются за счет низкой себестоимости энергии в целом. Обычно полное возмещение капитальных и эксплуатационных затрат происходит после эксплуатации когенераторной электростанции в течение трех-четырех лет.
Когенераторы являются альтернативой существующему энергоснабжению, т.к. когенераторы вырабатывают гораздо более дешевые электроэнергию и тепло.
Когенератор представляет собой агрегат по комплексному производству тепла и электроэнергии. Когенераторы имеют эффективность использования энергетических ресурсов (газ, нефть) на 20% - 30% выше, чем оборудование, вырабатывающее только электроэнергию или только тепло. Когенераторы более экологичны (требуется меньше топлива для производства такого же количества энергии) и более экономичны при качественной разработке проекта (затраты на монтаж когенератора окупятся за короткий срок за счет производства более дешевой электроэнергии и тепла). Когенераторы окупаются очень быстро.
Применение когенераторов
Когенератор - мини-ТЭЦ представляет собой газопоршневую установку (газотурбинную установку), работающую на природном газе (биогазе, коксовом и.т.д.), оснащенную системой утилизации выделяемого тепла. Сфера применения когенераторов весьма широка.
Мини-тэц могут вырабатывать энергию для нужд всех отраслей хозяйственной деятельности, в том числе:
• на промышленных предприятиях
• торговых и административных центрах
• в жилых массивах
В качестве чего применяются когенераторы?
• источника тепла — для систем отопления, для поддержания устойчивойтемпературы, для использования в технологических процессах.
• источника электроэнергии - для совместной работы с электросетью, какавтономный источник электроснабжения, как резервный источник электроснабжения в случаепропадания напряжения в сети.
Почему мы выбираем когенераторы?
В настоящее время в мировой энергетике прослеживается стойкая тенденция к увеличению производства и потребления энергии. Даже с учетом значительных структурных изменений в промышленности и перехода на энергосберегающие технологии, потребности в тепло- и электроэнергии в ближайшие десятилетия будут только увеличиваться. Поэтому особо широкое применение когенераторов - мини-ТЭЦ в мире говорит о новой тенденции к развитию локальной энергетики, как наиболее экономически эффективной и экологичной отрасли топливно-энергетического комплекса. В России необходимость в применении когенераторов - мини-ТЭЦ для тепло- и энергоснабжения очевидна, поскольку качество монопольного снабжения оставляет желать лучшего. Внедрение когенераторов позволяет существенно снизить затраты на потребляемую энергию и обеспечить качественное, бесперебойное энергоснабжение.
Рентабельность когенератора
На сегодняшний день существует множество аргументов в защиту выбора когенераторных технологий. Когенераторы - мини-ТЭЦ обладают замечательными особенностями: дешевизной электро- и теплоэнергии, близостью к потребителю, отсутствием необходимости в дорогостоящих ЛЭП и подстанциях, экологической безопасностью, мобильностью, легкостью монтажа и многими другими факторами.
Рассмотрим когенераторы - мини-ТЭЦ подробнее.
Во-первых, сооружение когенераторных установок (электрической мощностью от 0,5 до 8МВт) не требует существенных затрат.
Во-вторых, учитывая различие в себестоимости вырабатываемой электро- и теплоэнергии и тарифами монопольных энергопроизводителей, использование когенераторов экономически очень эффективно.
Когенераторные установки имеют межремонтный ресурс 60-63 тыс. часов и низкую стоимость эксплуатационных расходов: расход газа - менее 0.3 мЗ, расход масла - менее 0.4 г на 1 кВт/час. Выработка электро- и теплоэнергии собственными когенераторными установками стала в России прибыльным делом.
Предприятия, имеющие собственную когенераторную установку, смогут обеспечить собственные потребности в электроэнергии. При этом не только снизится себестоимость основной продукции предприятий, но и значительно возрастет его энергетическая безопасность, поскольку потери в подаче электроэнергии от центральных энергетических компаний не будут влиять на ход технологического процесса.
www.energycenter.ru
«Когенераторные установки»
On-line журнал «Электросистемы» №3 (15) / 2006
Цыркин М.И.
Микротурбинными когенераторными установками (КУ) называют установки, в которых одновременно генерируются два (или более) видов энергии – как правило, это электрическая (основной продукт) и тепловая (побочный продукт), получаемый за счет утилизации тепловых потерь первичного приводного двигателя – газовой микротурбины.
Вырабатываемую такими установками тепловую энергию используют для производства горячей воды, пара, в холодильных установках, а также в технологических процессах сушки горячим воздухом.
Стремление утилизировать энергию, получаемую при сжигании топлива, но не используемую при выработке основного продукта (электроэнергии), привело к созданию конструкций, в которых вторичный продукт (горячая вода, пар) производят за счет тепла выхлопных газов приводного двигателя. Первыми для этой цели (нагрева воды) начали устанавливать утилизационные котлы, в которых использовалось тепло выхлопных газов.
Главным отличием когенераторных установок от таковых с утилизацией является глубина последней. У современных КУ при полной реализации выработанной электро- и тепловой энергии коэффициент использования теплоты сгорания доходит до 85…90 %. Однако, в силу ряда причин (количество установленных и задействованных когенераторных установок, возможность передачи части выработанной электроэнергии в сеть) фактическая экономия топлива оказывается меньшей. В большинстве случаев экономия топлива при выработке электрической и тепловой энергии в КУ не превышает 50 % по сравнению с раздельным производством того же количества электро- и тепловой энергии.
Наблюдаемая в настоящее время тенденция к замене в когенераторных установках дизелей на газовые микротурбины вызвана стремлением:
– увеличить время непрерывной работы и ресурс приводных двигателей;
– снизить эксплуатационные расходы путем применения более дешевого газового топлива;
– увеличить межремонтные интервалы, осуществляя ремонт в сроки, определяемые техническим состоянием;
– изменить количество вредных выбросов; это касается как побочных продуктов (окислы азота), так и углекислого газа, как это требуют международные протоколы о сокращении выбросов, вызывающих «парниковый эффект».
Основным видом топлива, используемого в микротурбинах, является природный газ, добываемый из газовых месторождений.
Преимущества природного газа по сравнению с другими энергетическими источниками сводятся к следующему: экономическим выгодам в производстве, что выражается в меньших стоимости и затратах труда на единицу тепла по сравнению с другими топливами; большими эффективностью и удобствами применения в различных топливопотребляющих устройствах.
Газообразное состояние, которое является одним из важных преимуществ газового топлива, обуславливает и два его существенных недостатка – малую концентрацию энергии в единице объема (при атмосферном давлении примерно в 800..1000 раз меньшую, чем у жидкого нефтяного топлива) и специфику хранения и транспортирования.
Весьма перспективной отраслью газовой промышленности является производство сжиженных газов: бутано- пропановых и бутилено-пропиленовых, которые при нормальной температуре (15°С) в закрытом сосуде находится в жидком состоянии. Это свойство позволяет транспортировать сжиженный газ, как и другие нефтепродукты, в цистернах, баллонах и других емкостях, отличающихся от емкостей для дизельного топлива или бензина только большей толщиной стенок (емкости рассчитывают на максимальное давление сжиженного пропана при 45°С, равное 1,75 МПа).
К газам, которые могут быть использованы в качестве топлива для двигателей, относят и угольные газы, основной разновидностью которых является коксовый газ, содержащий до 50…55 % водорода.
В связи с намечающейся нехваткой нефти, в ряде стран развивают предприятия по газификации угля (реже сланцев). Продуктом газификации является близкий к коксовому светильный газ. Намечается также развитие предприятий по переработке угля в жидкое топливо.
Весьма перспективным представляется использование в качестве топлива водорода, что связано с его высокими скоростью и температурой сгорания, широкими пределами воспламеняемости, а также существенно меньшей токсичностью продуктов сгорания по сравнению с токсичностью нефтепродуктов.
Основными показателями когенераторных установок являются их мощность, коэффициент полезного действия и удельный расход топлива.
Для установок, где утилизируемое тепло используется для получения пара и горячей воды, важным показателем является их тепловая мощность.
В зависимости от задач технико-экономического анализа, тепловые мощности по пару и по воде могут рассматриваться порознь, либо в виде суммарной тепловой мощности станции.
Среди когенераторных установок с постоянно действующими системами стабилизированного теплопроизводства можно выделить три типа, из которых два используют только теплоту сгорания топлива в приводных двигателях (микротурбинах), а третий – теплоту сгорания в приводных двигателях и, дополнительно, в системе дожигания.
Из когенераторных установок, используемых в жилищно-бытовом секторе энергетики, наиболее экономичными и дешевыми являются установки с комбинированной системой теплопроизводства от двух источников теплоты, получаемой при сжигании топлива в двигателе и дополнительном горелочном устройстве или котле-утилизаторе.
www.combienergy.ru
Карта сайта
г.Краснодар, ул.Симферопольская дом 5, офис 9
8 (989) 212 27 02 
8 (861) 260 24 40
