Применение мини-тэц в схемах электроснабжения городов и промышленных предприятий
Одной из важнейших проблем для многих энергосистем России является проблема энергодефицита. Решить данную проблему можно с помощью строительства новой электрической станции, но это долгосрочный и дорогостоящий способ. Альтернативой к этому мероприятию является применение когенераторных установок (ПГУ) и мини-ТЭЦ.
Когенерация есть комбинированное производство электрической (или механической) и тепловой энергии из одного и того же первичного источника энергии.
Мини-ТЭЦ (малая теплоэлектроцентраль) — теплосиловые установки, служащие для совместного производства электрической и тепловой энергии в агрегатах единичной мощностью до 25 МВт, независимо от вида оборудования.
Конструктивно мини-ТЭЦ состоит из двигателя, генератора, смонтированных на общей раме, теплообменников для утилизации тепла от системы охлаждения и отходящих газов, водогрейного котла для снятия пиковых нагрузок на отопление и горячее водоснабжение, а также средств автоматики и контроля. Технологическое оборудование для утилизации тепла включает в себя котлы-утилизаторы отработавших газов, радиаторы, теплообменники и катализаторы. Средства автоматики обеспечивают надежную работу установки в рекомендованном диапазоне рабочих режимов и достижение наиболее эффективных характеристик в течение всего срока службы. Работа современной мини-ТЭЦ может осуществляться в безоператорном режиме и поддерживаться дистанционно через модемное соединение с центральной диспетчерской.
|
|
|
Рисунок 1. Конструкция мини-ТЭЦ.
Обычный (традиционный) способ получения электричества и тепла заключается в их раздельной генерации (электростанция и котельная). При этом значительная часть энергии первичного топлива не используется. Можно значительно уменьшить общее потребление топлива путем применения когенерации (совместного производства электроэнергии и тепла). Когенерация есть комбинированное производство электрической (или механической) и тепловой энергии из одного и того же первичного источника энергии.
При эксплуатации традиционных (паровых) электростанций, в связи с технологическими особенностями процесса генерации энергии, большое количество выработанного тепла сбрасывается в атмосферу через конденсаторы пара, градирни и т.п. Большая часть этого тепла может быть утилизирована и использована для удовлетворения тепловых потребностей, это повышает эффективность с 30-50% для электростанции до 80-90% в системах когенерации. Сравнение между когенерацией и раздельным производством электричества и тепла приводится в таблице 1, основанной на типичных значениях КПД.
|
|
|
Таблица №1.
Экономические преимущества когенерации следующие:
1. В несколько раз уменьшаются затраты на энергию.
2. Увеличение конкурентоспособности продукта за счёт уменьшения доли энергии в себестоимости продукции.
3. Некачественное электроснабжение - главный фактор замедления экономического роста. Когенерация является практически самым оптимальным вариантом обеспечения надежности снабжения электрической энергией.
4. Энергозависимая экономика требует все больше и больше энергии для работы и развития. При традиционном энергообеспечении возникает множество организационных, финансовых и технических трудностей при росте мощностей предприятия, поскольку часто необходимы прокладка новых линий электропередач, строительство новых трансформаторных подстанций, перекладка теплотрасс и т.д. В то же время, когенерация предлагает крайне гибкие и быстрые в плане наращивания мощностей решения. Наращивание мощностей может осуществляться как малыми, так и достаточно большими долями. Этим поддерживается точная взаимосвязь между генерацией и потреблением энергии. Таким образом, обеспечиваются все энергетические нужды, которые всегда сопровождают экономический рост.
|
|
|
5. Топливом является газ, его преимуществом является относительная дешевизна, мобильность и доступность.
6. Когенерация позволяет воздержаться от бесполезных и экономически неэффективных затрат на средства передачи энергии, к тому же исключаются потери при транспортировке энергии, так как энергогенерирующее оборудование установлено в непосредственной близости от потребителя. Еще в 1962 году советскими учеными было отмечено, что передача газа по газопроводам в 10-12 раз экономичнее передачи электрической энергии по высоковольтным линиям электропередачи.
7. Значительное и быстрое снижение эмиссий вредных веществ приносит существенную пользу не только в экологическом контексте. Также имеет место моральное и экономическое удовлетворение подобных усилий: снижение или полное избавление от штрафов, гранты, налоговые льготы, снятие многих экологических ограничений.
Cрок окупаемости мини-ТЭЦ зависит от ее загрузки
Предположим следующие условные цифры:
электростанция мощностью 1000 кВт
постоянные затраты (лизинговые платежи, техническое обслуживание и эксплуатация) равны 1000 единиц в год
переменные затраты (стоимость природного газа) равны 0,00003 единицы на выработанный кВт*ч электрической энергии
|
|
|
тариф на электрическую энергию 0,0001 единицы за 1 кВт*ч электрической энергии
Таблица №2. Зависимость окупаемости мини-ТЭЦ от её загрузки.
Виды используемого топлива:
· Газ магистральный или природный сжиженный, а также другие виды горючих газов;
· Твердое топливо в виде древесины, угля, торфа и прочих видов биологического топлива;
· Жидкое топливо в виде нефти, мазута, дизельного топлива, биодизеля и прочих разновидностей горючих жидкостей.
На территории России наиболее эффективным и экономичным считается магистральный природный газ и попутный газ, позволяющий развивать энергоснабжение посредством установок мини-ТЭЦ. Система утилизации тепла мини-ТЭЦ обеспечивает производство пара или горячей воды для систем отопления методом когенерации и производства холода для систем кондиционирования и вентиляции посредством метода тригенерации.
Существующие в настоящее время мини-ТЭЦ делятся на следующие типы:
1. Паротурбинные, оснащенные противодавленческой турбиной, обеспечивающей полный или частичный отпуск отработавшего пара тепловым потребителям;
2. Паротурбинные, оснащенные конденсационной турбиной, обеспечивающей теплофикационный отбор или отборы для отпуска пара тепловым потребителям;
3. Дизельные, обеспечивающие производство высокопотенциального тепла за счет энергии выхлопных газов и низкопотенциального тепла, получаемого из контуров охлаждения силовой установки.
Газотурбинные мини-ТЭЦ используют тепло выхлопных газов в технологическом процессе или в котле–утилизаторе.
Парогазовые с применением тепла выхлопных газов для производства пара с последующим частичным или полным направлением оного в одну или несколько паровых турбин. На данный момент для производства электроэнергии и тепла средней и малой мощности также применяются следующие виды установок:
· Построенные на базе самолетных и судовых газотурбинных двигателей теплофикационные ГТУ с уровнем единичной электрической мощности от 50 до 600кВт и тепловой мощности от 0,6 до 50мВт. Они предназначены для использования в отопительных и промышленных котельных, функционирующих на природном газе;
· Теплофикационные паросиловые установки с малым уровнем мощности и противодавлением на промышленные параметры пара с уровнем электрической мощности не более 1200кВт и тепловой мощности не более 12мВт, функционирующие на твердом топливе и мазуте;
· Теплофикационные дизельные установки энергоснабжения, созданные на базе силовых агрегатов судов, гусеничных и колесным машин с уровнем электрической мощности не более 600кВт;
· Газотурбинный и паросиловой привод с утилизацией тепла мощностью от 5 до 20000 тысяч кВт, предназначенный для энергоснабжения газодобывающих и нефтяных комплексов.
В качестве альтернативного и многообещающего решения можно считать производство мини-ТЭЦ на основе газо-дизель-генераторов, где для производства тепловой энергии в камере сгорания будет использоваться не только дизельное топливо, но и природный или сжиженный газ. Что более чем актуально для отдаленных районов сельской местности, где в качестве альтернативных видов топлива можно использовать вырабатываемый из сельскохозяйственных отходов метан. Кроме того, в настоящее время активно внедряются в эксплуатацию созданные на базе электротехнических генераторов и микротурбин микро-ТЭЦ с уровнем мощности от 45 до 100кВт.
При определенных условиях мини-ТЭЦ может стать подходящим вариантом для энергоснабжения таких объектов города как: жилой район, коттеджный поселок, зона отдыха, отдельное предприятие, торговый комплекс и т.д.
Дата добавления: 2015-12-21; просмотров: 21; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!