Храмов С.

В последнее время развивается энергоснабжение,     которое базируется на

. Система утилизации тепла мини-ТЭЦ предугадывает также создание жаркой воды или пара для отопления (когенерация) и холода для систем кондиционирования и вентиляции (тригенерация).

— паротурбинную с конденсационной турбиной, имеющей теплофикационный отбор или отборы для отпуска пара термическим потребителям;

— парогазовую с внедрением тепла выхлопных газов для производства пара, который на 100 процентов или частично направляется в одну или несколько паровых турбин.

— теплофикационные ГТУ на базе газотурбинных движков самолетов и судов единичной электронной мощностью от 50 до 6000 кВт и термический мощностью от 0,6 до 50 МВт для установки в местах размещения отопительных  и промышленных котельных, работающих на природном газе;

— теплофикационные паросиловые установки малой мощности с                        противодавлением на промышленные свойства пара  электронной мощностью до 1200 кВт и термический мощностью до 12 МВт, работающих на мазуте и жестком горючем;

  — теплофикационные дизельные установки для  энергоснабжения на базе              движков судов, колесных и гусеничных машин электронной мощностью до 600 кВ;

— паросиловой и газотурбинный привод с утилизацией тепла мощностью от 5 до 20000 кВт для энергоснабжения нефтяных газодобывающих комплексов.

Перспективными другими решениями являются мини-ТЭЦ, например на базе газо-дизель-генераторов. Для получения термический энергии в камере сгорания употребляется дизельное горючее, природный или сжиженный газ. В особенности перспективны мини-ТЭЦ для отдаленных районов сельской местности. В качестве альтернативного горючего в этом случае может быть использовать биотопливо, например, метан, обретенный в метантенках из отходов сельского хозяйства.

В последние годы также  внедряются микро-ТЭЦ мощностью 45-100 кВт для автономного  энергоснабжения на базе микротурбин и электротехнических генераторов.

В малой энергетике нецелесообразно рассматривать возможности внедрения сложных комбинированных циклов ПГУ для производств электроэнергии, а газовые турбины как приводы электрогенераторов существенно проигрывают газовым движкам по КПД и эксплуатационным чертам при малых мощностях. В широком диапазоне мощностей (от сотен кв до десяток мегаватт) КПД моторного привода на 13-17% выше, чем газотурбинного; при снижении перегрузки со 100 до 50% КПД электрогенератора с приводом от газового мотора меняется слабо, КПД газового мотора практически не изменяется до температуры воздуха 25

С. Мощность газовой турбины падает при изменении температуры воздуха от -30 до 30

С, при температурах выше 40

С) составляет 20%.

Газотурбинные мини-ТЭЦ Газовые турбины находят пространное применение в производстве электроэнергии. Электронный КПД большущих установок составляет 35 -38%, характеристики при частичной перегрузке резвее неудовлетворительные. Большой срок службы, очень незначимые инвестиционные издержки в широком диапазоне мощностей, большая толика подходящей для использования энергии уходящих газов и очень малая эмиссия вследствие непрерывного горения являются плюсами данной технологии. До реального времени было нецелесообразно использовать турбины в диапазоне мощностей менее 500 кВт. Это стало возможным только в конечном итоге композиции 2-ух мероприятий: рекуперации и оборотной подачи части огромного потока уходящего газа в компрессор с одной стороны и прямого присоединения генератора. В сочетании с не зависящим от скорости вращения инвертированием тока средством силовой электорники достигаются вкупе с применимыми показателями электронного КПД более 25% и общего КПД более 70% также хорошие свойства КПД при неполной перегрузке. Эти свойства имеют решающее значение для использования на не больших объектах.

массе, высокая надежность и экономичности газотурбинных установок разрешают широко использовать их в промышленной энергетике. А конкретно на промышленных предприятиях их можно использовать как для отдельной, так и комбинированной выработки термический и электронной энергии, в качестве источников питания, для покрытия пиков нагрузок, в качестве надстроек на водогрейных котельных.

Мини-ТЭЦ на базе ДВС Принцип выработки электронной к термический энергии с внедрением ДВС известен уже несколько десятилетий. 1-ые установки этого типа использовались на кораблях, в тепловозах, для аварийного электроснабжения.

В области мощностей от 10 кВт до 4 МВт значимые плюсы перед газотурбинными установками имеют поршневые приводы. У таких  установок меньшие расходы горючего и эксплуатационные издержки.

Эго разъясняется тем, что КПД поршневых машин составляет -36-45%, а газовых турбин — 25-34%. Установки газовых турбин требуют огромных давлений газа (до 2,0 МПа), в то время как газопоршневые установки работают на газе с низким давлением и им не требуется установка для газа дожимного копрессора.

Поршневые газовые движки могут работать на газе среднего давления, промышленном газе (коксовый, биогаз, шахтный), пропан — бутановых смесях и попутном газе. Хоть какой используемый газ должен иметь метановое число более 30 и подаваться в движок под давлением 1,0-2,5 кгс/см

(0,1-0,25 МПа).

Мини-ТЭЦ на базе ДВС состоит из моноблока двигатель-генератор с теплообменниками, в каких утилизируется термическая энергия.

Утилизация тепла выхлопных газов, газовоздушной смеси, тепла в рубашке остывания мотора, масла в особенном водяном утилизационном контуре позволяет нагревать воду до 95'С и использовать ее тепло в системах теплоснабжения. Газопоршневой движок это дизельный движок, переоборудованный для работы на газе (94%) и использующий только 6% дизельного (запального) горючего. Дизельное горючее может служить в нем в качестве запасного горючего.

Газопоршневые мини ТЭЦ, представляют собой электрогенераторные установки с первичным движком, работающим на природном газе, также утилизирукнцие выделяемое тепло. Потребление горючего составляет 0,25-0,3 н.м

на  кВт-час выработанной электронной энергии. Экономически оправданные системы утилизации тепла разрешают использовать 1 Гкал тепла на 1 МВт-час выработанной электроэнергии (75% от выделяемого тепла).

Расход смазочного масла от 3 г до 0,3 г на 1 кВт-час. Межремонтный ресурс 20-40 тыс. моточасов. Поэтапный ресурс достигает сотен тысяч часов. Цена ремонта составляет 5-20% от общих серьезных издержек. Электронный КПД достигает 38-42%. Оставшиеся термо утраты, около 60%, приходятся на:

1. Тепло, отбираемое охлаждающей жидкостью 38-44%

2. Тепло выхлопа 15-10%(охлаждаемые выхлопные коллекторы) 3.Тепло наддувочного воздуха (в системах с турбонаддувом) 5-6%

4. Тепло смазочного масла (в системах с масляным радиатором) 3-6%.

Другие источники энергоснабжения Вот  уже несколько  лет в установках мини-ТЭЦ применяется термо насосы с целью использования низкопотенциальной энергии для отопления и жаркого водоснабжения.

Термо насосы, предназначенные для работы в системах мини-ТЭЦ,

бывают 2-ух типов: парокомпрессионные (использующие механическую энергию в качестве энергии высокого потенциала) и абсорбционные (относительно высокопотенциальным теплоносителем является пар, отопительная вода или продукты сгорания).

Компрессионные термо насосы могут работать с приводом от термических движков. В этом случае весь агрегат состоит из компрессионного термического насоса и термического мотора. Преобразование хим энергии

тошшва в теплоту происходит непосредственно внутри термического мотора (например, в цилиндре мотора внутреннего сгорания) или снаружи, при всем этом теплота горючего газа передается к рабочему телу мотора.

В движке в согласовании с термодинамическим радиальным циклом часть теплоты переходит в механическую энергию, которая приводит в действие практически компрессионный термический насос, по этому возрастает подходящий температурный уровень низкотемпературное среды или отработанной теплоты. Отработанная теплота мотора также  быть может использована в качестве полезного тепла. Теплообменник или теплообменники отработанной теплоты зависимо от температурных аспект подключаются параллельно или попеременно с конденсатором компрессионного термического насоса или теплота подводится к особенным.

В качестве приводов могут быть использованы термо движки всех типов, но более комфортабельны газовые и дизельные движки, так как они работают на природном газе и нефти- высококачественных носителях первичной энергии, используемых в настоящее время для отопления. В связи с  уменьшением припасов горючего и ростом цен принципно обеспечить значительную экономию топливных ресурсов. Получение тепла с помощью такой двигательной отопительной установки может уменьшить расход первичной энергии примерно вдвое по сравнению с обыденным способом получения тепла при сжигании горючего.

В термических насосах с приводом от газовых движков в качестве привода употребляют как особенные газовые движки  для больших мощностей, так и модифицированные карбюраторные движки грузовых каров с завышенным сроком службы для малеханьких мощностей.

Применение термических насосов с газовым движком при наличии природного газа позволяет значительно снизить расход первичной энергии для отопительных установок. Внедрение городского газа намного уменьшает действующего системы из-за низкого коэффициента полезного деяния при получении газа из угля.

Для термических насосов с приводом от дизельного мотора более часто употребляют движки грузовых каров, которые имеют разветвленную сеть пт по техническому обслуживанию.По конструкции термо насосы с дизельным движком фактически не различаются от термических насосов с газовым движком.

Особой неувязкой в термических насосах с приводом от мотора внутреннего сгорания является конструкция теплообменника отработавших газов, который зависимо от вида газа или дизельного горючего и его сгорания в движке должен иметь достаточный срок службы.

В последнее время в области малых мощностей представляют интерес мини-ТЭЦ на базе топливных элемемнтов.

 Топливные элементы представляют собой хим преобразователи с непрерывной подачей продуктов реакции. Они непосредственно конвертируют поступающие прдукты реакции (водород и кислород) в электричество, тепло и воду. В конечном итоге этого проявляется такие принципные свойства топливных частей как высокий электронный КПД при полной и частичной загрузке при очень незначимой эмиссии вредных веществ, которая  появляется из-за подключения горелочного устройства для подготовки водорода из жидких энергоэлементов. Кислород получают из окружающего воздуха, а водород — дешево и с малой эмиссией — из природного газа Отсутствие механических компонент в батарее частей дает основание ожидать, что они фактически не будут нуждаться в  техобслуживании и будут иметь долгий срок эксплуатации.

Области внедрения и схемы автономных мини-ТЭЦ Мини-ТЭЦ на базе ДВС можно использовать в различных областях промышленного производства, в особенности эффективны они могут быть в отдаленных районах страны с холодным климатом. Индивидуальностью таких установок, является способность работать автономно, с внедрением практически хоть какого горючего. Не считая того, они мобильны, передвижные мини-ТЭЦ малой мощности за несколько часов вводятся в эксплуатацию.

Для обслуживания таких установок требуется малеханькое количество людей. В особенности прибыльно применение мини-ТЭЦ для использования в чрезвычайных ситуациях.

1.Наличие местных видов горючего. Наличие таких источников как биомасса или отходов из которых можно получать газ, существенно снизят издержки на мини-ТЭЦ. Нежели таких источников нет, или не может быть их использовать, то необходимо избрать вариант с меньшими транспортными затратами на доставку горючего. Мини-ТЭЦ на базе ДВС могут работать  на практически всех видах горючего (бензин, дизельное горючее, природный газ, газах, получаемых  из биомассы и органических отходах производств). Необходимо избрать вариант с меньшими серьезными затратами.

можно фактически для хоть какого горючего, используя различные схемы работы установки.

2. Принципным фактором является соотношение электронной и термический нагрузок потребителя.

3. Необходимо учитывать и характер перегрузки, колебание по часам суток.

4. Принципным фактором для выбора мини-ТЭЦ являются климатические

условия, в каких будет работать установка. Поначалу, этот фактор оказывает влияние на выбор типа ДВС.

Внедрение биотоплива для производства энергии на мини-ТЭЦ Перспективным топливом, для производства энергии на мини-ТЭЦ является газ, обретенный из органических отходов способом их переработки. Конвертирование биомассы в горючее может выполняться различными способами.

Главные способы это термохимическая конверсия биомассы в горючее (прямое сжигание, пиролиз, газификация, снижение) и биотехнологическая конверсия при влажности от 75% и выше (низкоатомные спирты, жирные кислоты, биогаз). Переработка биоммассы может нести существенную энергетическую и социальную пользу.

Для производств биогаза можно использовать органическую часть бытовых отходов, также отходы животноводства, птицеводства (какашки животных и остался корма), растениеводства и овощеводства (травка, ботва, фрукты, овощи), древесная порода, отходы лесной и деревообрабтывающей промышленности, канализационные стоки. Какие-то из перечисленных отходов обязательно есть в хоть какой местности.

Один из более действующих способов переработки биомассы — ее конверсия в биогаз, который употребляется для выработки энергии в мини- ТЭЦ. Техно реализация биогазовых технологий ординарна и они могут применяется как в малом фермерском хозяйстве, так и в огромных животноводческих и пищеводческих комплексах. Анаэробная бактериальнохимическая система при температуре 30-55 

С за время 5-20 суток разлагает до 50% органического вещества в биогаз, который содержит 55-80% метана и 20-45% углекислого газа. Современные мембранные технологии разрешают поделить биогаз на горючий метан и инертную кислоту имеющую спрос на рынке удобрений. Теплотворная способность биогаза составляет 5-6000 ккал/м

. По теплопотере 1м

биогаза эквивалентен 0,7 м

природного газа, 0.7 кг мазута, 0,6 кг керосина, 0,4 кг бензина, 3.5 кг дров. Разработка создание биогаза сбраживанием отлично освоена и находит применение.

биогаза, для отопления дома площадью 50-60 м

биогаза в денек.

является внедрение отходов лесозаготовительных и лесоперерабатывающих компаний. По данным исследовательских работ серьезные вложения в создание электроэнергии на базе древесного генераторного газа окупаются за 1 год.

 Себестоимость единицы электроэнергии при всем этом снижается на 60%, а термический на 70%.

Лесные регионы, обычно, оторваны от линий электропередач, электроснабжение в этих местах осуществляется дизельными электрическими станциями, а отопление — способом сжигания древесной породы. Доставка драгоценного и дефицитного горючего для этих регионов является довольно трудной задачей. В связи с этим, предлагается

, использующих   отходы деревообработки в качестве горючего. Принципным достоинством такой технологии является, то что практически всегда не требуется сотворения новейших установок. Технологический процесс можно организовать на базе имеющегося оборудования.

Главные плюсы мини-ТЭЦ  по сравнению со обыкновенными схемами энергоснабжения Эффективность использования установок малой и средней мощности, устанавливаемых непосредственно у потреблителей в качестве кандидатуры централизованному энергоснабжению, определяется следующими факторами:

— более просто решаются вопросы обеспечения экологической сохранности и снижение издержек на охрану среды.

Мини-ТЭЦ является другими источниками получения термический и электронной энергии, предназначенными для использования в различных областях народного хозяйства.

, существенно

сокращая потребление горючего, благодаря этому они стают перспективной кандидатурой имеющихся ТЭЦ.

Мини-ТЭЦ разрешают добиться очень высокого использования  первичной энергии до 90 % и выше. При всем этом 30-35 % энергии прообразовывается в электронный ток и до 60% в термическую энергию.