Когенерация — это технология комбинированной выработки энергии,
позволяющая резко увеличить экономическую эффективность использования
топлива, так как при этом в одном процессе производятся два вида
энергии — электрическая и тепловая. Максимальный экономический эффект
когенерации достигается путем рационального использования электрической
и тепловой энергии на месте их потребления. В этом случае бросовая
энергия (тепло выхлопных газов и систем охлаждения агрегатов,
приводящих в движение электрогенераторы, или излишнее давление в
трубопроводах) может быть использована по прямому назначению.
Утилизируемое тепло может быть также использовано в абсорбционных
машинах для производства холода (тригенерация).
Существуют три основных типа когенераторных установок (КУ):
— энергоблоки на базе двигателей внутреннего сгорания (ГПА),
— газотурбинные установки (ГТУ),
— парогазовые установки (ПГУ).
Система когенерации (или мини-ТЭС) состоит из четырех основных частей:
— первичный двигатель. www.vemiru.ru В качестве первичного двигателя
применяются поршневой двигатель, газовая турбина, паровая турбина или
комбинация паровой и газовой турбин,
— электрогенератор,
— система утилизации тепла,
— система контроля и управления.
К основным достоинствам мини-ТЭС относят:
1. Малые потери при транспортировке тепловой энергии по сравнению с системами централизованного теплоснабжения.
2. Автономность функционирования (независимость от энергосистемы)
и возможность продажи в энергосистему излишков вырабатываемой
электроэнергии и покрытия дефицита тепловой энергии при расположении
малой ТЭЦ в зоне централизованного теплоснабжения.
3. Повышение надежности теплоснабжения:
— перебои с подачей электрической энергии в котельную не приводят к прекращению работы теплоисточника;
— при расположении малой ТЭЦ в зоне централизованного
теплоснабжения обеспечивается минимально допустимая подача тепла в
здания в случае аварий на тепловых сетях.
4. Возможность тепло- и электроснабжения автономных (не
связанных с единой электросистемой) объектов: удаленных,
труднодоступных, рассредоточенных на большой территории и др.5. Обеспечение аварийного тепло- и электроснабжения мобильными энергоустановками.
Двигатели внутреннего сгорания (ГПА) — традиционные дизельные
электростанции, применяющиеся в качестве резервных источников
электроэнергии. ГПА оборудованные теплообменником или
котлом-утилизатором становятся мини-ТЭС.
Два режима работы ГПА:
1. номинальный режим (максимальная нагрузка и скорость в течение 24
час. в сутки весь год, остановка осуществляется только для планового
техобслуживания);
2. резервный режим, работа в случае не функционирования основного источника энергии.
Бросовое тепло выхлопных газов, систем охлаждения и смазки двигателя
идет на отопление и горячее водоснабжение. В механическую работу
преобразуется треть энергии топлива. Остальная ее часть превращается в
тепловую энергию. Кроме дизельных двигателей используются также газовые
и газодизельные двигатели внутреннего сгорания. Газовый двигатель может
быть оборудован несколькими карбюраторами, что дает возможность
работать на нескольких сортах газа. Газодизельные агрегаты одновременно
с газом потребляют до 1,5% дизтоплива, а в аварийном режиме плавно
переходят с газа на дизтопливо. Дизельные когенераторы более
предпочтительны в негазифицированных районах из-за более высокой, по
сравнению с газом, стоимости нефтяного топлива. В качестве горючего
могут быть также использованы биогаз, газы мусорных свалок, продукты
пиролиза, что значительно повышает эффективность их использования на
фермах, мусороперерабатывающих заводах, очистных сооружениях. ГПА с
воспламенением от искры имеют наилучшее соотношение «расход
топлива/энергия» и наиболее эффективны при мощностях от 0,03 до 5–6
МВт. ГПА с воспламенением от сжатия (дизеля) работают в диапазоне
мощностей от 0,2 до 20 МВт.
Особенности ГПА:
— малое количество выброса окислов азота;
— более длительный период работы (150-200 тыс. часов);
— низкий уровень капиталовложений;
— легкость при переходе на другой вид топлива. //www.vemiru.ru
