Мини–тэц — основные системы, узлы и агрегаты
Мини–ТЭЦ состоит из следующих основных компонентов(Рисунок.7),(Рисунок.8),(Рисунок.9),(Рисунок.10),(Рисунок.11):
двигатели внутреннего сгорания — поршневые, микротурбины илизотурбинные
Рисунок.7-Двигатель внутреннрания
генераторы постоянного или переменного тока
Рисунок.8-Генератор
котлы–утилизаторы отработавших газов
Рисунок.9-Котел
катализаторы
Рисунок.10-Катализатор
системы управления
Рисунок.11- Система управления
Средства автоматики мини–ТЭЦ обеспечивают функционирование установок в рекомендованном диапазоне рабочих режимов и достижение эффективных характеристик. Мониторинг и телеметрия мини–ТЭЦ осуществляются дистанционно.
Мини–тэц — основные преимущества — экономическая эффективность использования, цены, сроки строительства
Основными преимуществами мини ТЭЦ являются, прежде всего: низкая стоимость вырабатываемой электроэнергии, тепла и соответственно, быстрый возврат инвестиций. Потребляя в среднем 0,3 куб. м газа, на мини–ТЭЦ у потребителя есть возможность получать 1 кВт электроэнергии и ~ 2 кВт тепла в час, при этом экономится значительная сумма на подключение к традиционной электросети.
Мини-ТЭЦ можно достаточно быстро построить и запустить в эксплуатацию. Сроки строительства от 3 месяцев до одного-двух лет. Сроки строительства мини-тэц зависят от наличия газопровода на объекте, мощности силовых агрегатов и конечной комплектации станции.
Мини-ТЭЦ имеют низкий расход топлива, и как следствие, быструю окупаемость, прежде всего из-за возможности получения двух видов энергии. Преимуществом мини–ТЭЦ является длительный ресурс эксплуатации – жизненный цикл оборудования достигает 20-25 лет. Мини-ТЭЦ экологически безопасны и могут располагаться непосредственно на объектах энергоснабжения.
Цена мини-ТЭЦ, как правило, исчисляется за 1 кВт электрической мощности. Стоимость одного киловатта мини-ТЭЦ колеблется от 600 до 3500 тысячи долларов. Цены на мини-ТЭЦ зависят от выбранных технологий, качества и надежности основного оборудования.
1.3. Технология получения энергии на мини-тэц
ТЭЦ – надежный источник производства энергии
Комбинированное производство тепла и электроэнергии
Комбинированное производство тепла и электроэнергии (ТЭЦ),также называемое когенерацией, является процессом одновременного производства электрической и тепловой энергии. Это означает, что тепло,вырабатываемое для производства электроэнергии, регенерируется и используется.Процесс производства на ТЭЦ может базироваться на использовании паровых или газовых турбин, или двигателей внутреннего сгорания. Первичным источником для производства энергии может быть широкий диапазон топлив, включая биомассу, отходы и ископаемые виды топлива, а также,геотермальная или солнечная энергия.
Финляндия - ведущая страна в области использования когенерации
Количество энергии, которую Финляндия(Рисунок.12) экономит ежегодно, используя источники комбинированного производства энергии, равно более чем 10 процентам всей первичной энергии, используемой в стране, или 20 процентам потребления ископаемого топлива в Финляндии. Приблизительно одна треть электричества, используемого в Финляндии, получена на ТЭЦ.Промышленные ТЭЦ и ТЭЦ централизованного теплоснабжения, соответственно составляют 45 и 55 процентов в системе комбинированного производства. Промышленность использует более половины всей электроэнергии,потребляемой в Финляндии, и почти 40 процентов этого количества,произведена ТЭЦ. В зависимости от годового изменения климата, почти 75 – 80% теплоэнергии для централизованного теплоснабжения производится на ТЭЦ.
Рисунок.12-Финляндия
Широко используется в течение многих десятилетий
Потребление энергии на душу населения в Финляндии, наиболее высокое среди стран Организации Экономического Сотрудничества и Развития. Это объясняется большой долей энергоемких отраслей промышленности, таких как, целлюлозная и бумажная промышленность, в финской экономике. В результате этого, экономичному использованию и надежному распределению энергии всегда уделялось особенное внимание в Финляндии. Географические и климатические особенности страны обеспечили основу для развития ТЭЦ в централизованном теплоснабжении. Эффективность производства энергии является существенным фактором, так как, ежегодная потребность в тепле и количество часов использования энергии высоки.
Использование ТЭЦ позволяет производить энергию наиболее экономически выгодным путем
Основная задача ТЭЦ - производить энергию наиболее экономически выгодным путем. Поэтому, комбинированное производство тепла и электроэнергии должно быть дешевле альтернативных способов. Доходность различных вариантов производства должна быть предварительно оценена для полного периода эксплуатации электростанции. ТЭЦ обычно требует больших инвестиций, чем обычные технологии производства энергии, но она потребляет меньше топлива.
В результате, ТЭЦ(Рисунок.13) более дешевы в эксплуатации, чем электростанции схожей мощности. Тепло, производимое ТЭЦ, может использоваться как для централизованного теплоснабжения жилых районов, так и для промышленных нужд.Передача тепла на длинные расстояния является дорогостоящей. Поэтому лучше строить ТЭЦ близко к населенным пунктам и промышленным объектам, где тепловая энергия будет использоваться.
Рисунок.13-Финская мини-Тэц
Высокая эффективность
ТЭЦ максимально используют энергию сгорающего топлива, производя электричество и тепло с минимальными потерями. Их КПД достигает80 - 90 процентов. В то время, как обычные конденсационные электростанции достигают КПД 35 - 40 процентов.
Высокая отказоустойчивость
ТЭЦ имеют высокий уровень отказоустойчивости, позволяя не прерывать процесс производства энергии. В то же самое время,ТЭЦ высоко автоматизированы, таким образом, минимизируя число требуемого персонала и сокращая затраты на эксплуатацию и обслуживание.
Производство электричества и тепла могут быть легко приведены в соответствие с уровнем потребления,который может изменяться очень быстро. Надежность системы централизованного теплоснабжения в Финляндии в течение отопительного сезона, составляет 99,98 процента.
В среднем, теплоснабжение для отдельно взятого клиента, в течение отопительного периода, прерывается только один раз в шесть
Широкий спектр используемого топлива
В комбинированном производстве тепловой и электрической энергии может использоваться широкий спектр видов топлива, включая низкокалорийное и влажное, например индустриальные отходы и биотопливо.Оптимальная комбинация различных видов топлива определяется для каждой ТЭЦ в отдельности,в зависимости от местной ситуации с топливом. Обычно используются следующие виды топлива: природный газ,уголь, промышленные газы, торф и другие виды возобновляемых ресурсов (например, отходы деловой древесины, муниципальные отходы и древесная щепа). Мазут используется в небольших количествах,обычно в качестве подсветки для других топлив.
Традиционно, использование биотоплива при когенерации, связано с технологическими процессами лесной промышленности. По многим причинам, ТЭЦ - идеально подходит для использования биотоплива.Поскольку их теплотворная способность низка, а транспортировка дорогостояща, они имеют тенденцию быть местными видами топлива.
Рисунок.14-Схема получения биотоплива
Эффективное производство энергии наносит меньший вред прирде
Высокая эффективность и низкий уровень выбросов в процессе когенерации, самый приемлемый, с точки зрения окружающей среды, способ производства энергии. Современные ТЭЦ используют эффективные методы сжигания топлива, чтобы снизить выбросы окислов азота.
Снижение количества сжигаемого для производства энергии топлива, уменьшает негативное влияние на окружающую среду. Например, количество выбрасываемого углекислого газа, при сжигании ископаемого топлива, снижается в зависимости от количества используемого топлива. То же самое происходит и с такими загрязняющими веществами, как сера и окислы азота.
Изучение качества воздуха(Рисунок.15) в крупнейших городах Финляндии показывает, что выбросы серы серьезно снизились и это является прямым результатом использования технологии когенерации и централизованной системы теплоснабжения.
Рисунок.15-Изучение качества воздуха