Новости

Когенерационные установки / 17.03.2010

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 ее 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.
Группа компаний «Теплорос» выполняет поставку, установку и обслуживание газопоршневых когенерационных теплоэлектростанции мощностью от 50 кВт до 400 МВт. Группа компаний «Теплорос» поставляет оборудование ГТЭС ведущих европейских производителей и выполняет весь комплекс работ по проектированию, монтажу и вводу в эксплуатацию. А также обеспечивает гарантийное и сервисное обслуживание ГТЭС.
Преимущества газопоршневых когенерационных теплоэлектростанции
- Короткий срок окупаемости - от 2 до 4 лет - в зависимости от стоимости газа и существующих тарифов на электрическую и тепловую энергию.
- Большой срок эксплуатации - 15 - 30 лет, в зависимости от мощности и типа агрегатов, при годовой наработке не менее 8000 часов.
- Широкий диапазон мощности отдельных агрегатов - 50-17000 кВт , на основе которых можно строить ГТЭС до 400 МВт.
- Короткое время строительства - от 1 до 6 месяцев, в зависимости от мощности.
- Низкие эксплуатационные расходы на минимизированные распределительные электрические и тепловые сети и низкие потери энергии в сетях.
- Высокая надежность энергоснабжения.
- Минимальная численность эксплуатирующего персонала, который может управлять станцией из удаленной операторской с помощью компьютера.
- Высокая адаптивность к нагрузке - в работе находится столько агрегатов сколько достаточно для работы потребителей в данный момент.
Когенерационные ТЭС - наиболее быстрое и эффективное средство решения проблем энергосбережения и охраны окружающей среды
Снижение расхода энергоносителей, уровня выбросов вредных веществ и парниковых газов сегодня является первостепенной государственной задачей.
Большинство действующего, низкоэффективного оборудования традиционных ТЭС Украины уже отработало свой ресурс и требует замены их другими генерирующими мощностями. Общепризнанно, что наибольший эффект при производстве тепловой и электрической энергии обеспечивают ТЭС когенерационного типа при их размещении в непосредственной близости от потребителей.
В этом случае достигается наибольшая эффективность потому, что:
- снижаются расходы на строительство и эксплуатацию теплотрасс и проводных линий, длина которых минимизирована;
- снижаются потери в этих теплотрассах и проводных линиях;
- когенерационные ТЭС имеет высокий КПД - 85 / 93%;
- когенерационные ТЭС имеют высокую надежность и срок эксплуатации;
Основой когенерационных ТЭС являются газопоршневые двигатели с утилизаторами тепловой энергии и совершенной системой автоматического управления. Подбором двигателей обеспечивается производство электрической и тепловой энергии при использовании природного газа, биогаза, а также в двухтопливном режиме - газ или дизтопливо.