3.4 Система тепла/мощности как источник co2
Введение
Электростанции преобразовывают первичную энергию (газ, нефть, уголь) в электричество и тепло. В обычной электростанции, выпуск – приблизительно 40 %, в последних, самых современных станциях, это приблизительно 55 %. Выпущенное тепло, 60 % и 45 % соответственно, обычно не используется для определенной цели. Тепло выпущено в окружающую среду через охлаждающуюся воду или охлаждающуюся башню и потрачено впустую. Система Т/М – комбинация двигателя сгорания, обычно запускаемого природным газом, и генератором (тип динамо). Природный газ воспламеняется в газовом двигателе и преобразовывается в тепло (Т) и мощность (М) = поток. Фактически, это – своего рода мини-электростанция. Тепло, произведенное во время этого процесса, не потрачено впустую, однако, оно используется для того, чтобы нагреть теплицу. Используются и мощность и тепло! Когда в садоводческом бизнесе мощность производится через систему Т/М вместо электростанции, можно достигнуть топливных сбережений до 29 %. Эта система также уменьшает эмиссию CO2 на 29 %.
Очистка дымоходного газа (ОДГ) необходима
Дымоходные газы от газового двигателя в системе Т/М содержат концентрации ядовитых веществ, включая составы азота (NOx) и этилена (C2H4), которые слишком высоки, чтобы использоваться для дозирования CO2 без очистки. Если Т/М не имеет очистки дымоходного газа, CO2, требуемый для удобрения CO2, обычно происходит от дымоходных газов котла, доступных на участке. Это ограничивает количество операционных часов Т/М к приблизительно 4000 и достигает охвата тепла до 50 %. Как только дымоходные газы от Т/М очищены, они являются подходящими для дозирования CO2. Это создает намного более рентабельную ситуацию с точки зрения энергии. Количество операционных часов может теперь быть увеличено к приблизительно 5500 и охвату тепла к больше, чем 70 %. Поэтому, очистка дымоходного газа для дозирования CO2 увеличивает количество операционных часов для системы Т/М и преследуемых сбережений энергии.
Т/М + ОДГ от компании общественного пользования
Если система Т/М была поставлена компанией общественного пользования, желательно также взять компанию общественного пользования для установки системы очистки дымоходного газа. Тогда вся система находится в руках единственного владельца. Это предотвращает юридические проблемы и проблемы ремонта/обслуживания, которые могли бы произойти, если компания общественного пользования владеет системой Т/М, а производитель владеет системой очистки дымоходного газа. Например, компания общественного пользования могла бы пропустить пиковый момент, потому что каталитическая система конвертера производителя – не в порядке. Или наоборот, каталитический конвертер производителя поврежден чрезмерным нефтяным проникновением от газового двигателя.
Т/М и ОДГ, управляемый производителем
Т/М системы, управляемые производителем, могут базироваться на 'островном' или 'параллельном' действии. В случае островного действия Т/М не связан с сетью электричества магистрали, в случае параллельного действия – да. В последнем случае электричество может поставляться к сетке через трансформатор.
CO2 также требуется, когда HID освещение активно. Когда Т/М активен для освещения, очищенные дымоходные газы могут использоваться одновременно для дозирования CO2. Однако, в дни с достаточным солнечным светом, то есть большинство летних месяцев, есть потребность в CO2, но не в электричестве для HID освещения. С параллельной связью к сети электричества магистрали Т/М + ОДГ может продолжить работать. CO2 посылается теплице, тепло к теплице или буферу и электричество поставляются к компании распределения электричества. Это не возможно с островным действием. Т/М и ОДГ не работают, когда нет никакого требования на электричество для HID освещения. Это ограничивает количество операционных часов.
Сравнение Т/М + ОДГ с CO2 от котла
производство тепла и CO2
Теория проста. Система Т/М + ОДГ поставляет почти вдвое больше CO2, чем котел с тем же самым количеством тепла (Таблица 9). Этот избыточный продукт CO2 может использоваться, чтобы достигнуть более высокой концентрации CO2 в теплице и поэтому более высокого производства. Тот же самый уровень CO2, что касается котла, может быть обслужен, но с 50 % меньше производства тепла. Излишки тепла происходят менее часто, и необходимо меньше буферной вместимости.
Таблица 9. Сравнение производства CO2 системы тепла/мощности и котла с подобным производством тепла
Однако практически вещи часто являются более сложными. Модулирующие горелки могут быть установлены на низкой позиции горелки, где низкое требование CO2 (начало утра) связано с минимальным производством тепла. Даже если убавленный к 50%-ому частичному грузу, Т/М + ОДГ мог бы тогда произвести слишком много CO2 и снабдить больше тепла, чем котел. Больше, чем один Т/М на отдельном участке, где один или более Т/М имеют FGP, дал бы больше гибкости в этой ситуации, Т/М + ОДГ должен также быть настроен правильно к программе дозирования CO2 в климатическом компьютере. Поэтому, желательно связаться с поставщиком компьютера на раннем этапе.
Регулирование системы дозирования CO2 по предпосылке производителя
При замене котла на Т/М CO2, система дозирования должна быть отрегулирована так, чтобы подходить к новой ситуации. Следующие аспекты должны быть приняты во внимание:
Объем CO2 в дымоходных газах
Сгорание природного газа в котле обычно происходит с минимальным излишком воздуха, где содержание CO2 в дымоходных газах составляет приблизительно 10 % (таблица 3.1). С дымоходными газами от Т/М, содержание CO2 сильно зависит от типа газового двигателя. Чтобы соответствовать юридическому стандарту для эмиссии NOx, большинство Т/М газовых двигателей, установленных начиная с конца восьмидесятых – "бедная смесь" двигатели. Они работают, используя обильный излишек воздуха (A, = 1.3-1.6). В результате, содержание CO2 – между 7.0 и 9.0 % объема (таблица 5). Более старые двигатели часто работают без излишка воздуха или с очень незначительным излишком. Следовательно, содержание CO2 в дымоходных газах высокое, до 11.7 % объема (таблица 5).
Содержание водное пара дымоходного газа
Содержание водного пара очищенных дымоходных газов также отличается для каждой системы. Из-за высокого излишка воздуха один м3 природного газа от Т/М содержит меньше водного пара, чем один м3 от котла. Таблица 3.1 показывает то, что точка уплотнения с 60%-ым излишком воздуха (газовый двигатель низкой смеси, X =1.6) – больше, чем на 7°C ниже, чем со сгоранием в котле с 10%-ым излишком воздуха (воздушный фактор =1.1). Если есть недостаточное охлаждение в конденсаторе дымоходного газа системы Т/М FGP, большие количества конденсата могут формировать в системе дозирования CO2 теплицу и должны быть удалены.
Количества дозированных газов
При дозировании CO2, используя очищенные Т/М дымоходные газы, поток объема газа будет значительно больше при дозировании с котлом. Это – из-за большего количества дымоходного газа на м3 сгораемого природного газа и более низкого содержания CO2. Это должно быть принято во внимание при
монтаже или расширении системы трубочек между системой Т/М и вентилятором CO2, при определении размера вентилятора CO2 и проектированию или модификация системы дозирования CO2 в теплице. Когда очищенные дымоходные газы от газового двигателя используются, содержание CO2 очищенных дымоходных газов, содержание воды и точка росы, полное количество дымоходного газа и качество должны быть взяты во внимание.
Связь с дымоходными газами котла
Даже если Т/М имеет систему очистки дымоходного газа, может быть полезно, иметь доступ к дымоходным газам от котла. Например, если котел уже работает (зимой) или когда требуется больше CO2, чем Т/М + ОДГ может снабдить, или если Т/М происходит не в порядке из-за ошибки или для обслуживания. Лучшая связь между котлом CO2 и Т/М CO2 должна быть оценена для каждой индивидуальной ситуации. Когда оба потока отосланы теплице через тот же вентилятор и систему дозирования, должно быть возможно запечатать каждый индивидуальный газовый поток через клапан с ограниченным выключателем. Вентилятор должен выключиться автоматически, если газовый поток становится загрязненным и не должен реактивироваться, пока не был получен сигнал о том, что клапан выключателя в загрязненном газовом потоке был полностью закрыт.