|
| |
|
Главная -> Экология
Мини-тэц jenbacher. Переработка и вывоз строительного мусораПри всем многообразии способов производства электрической и тепловой энергии все более широкое использование индивидуальных установок показывает рост тенденции ухода от традиционной централизованной системы энергоснабжения. Причин тут несколько: рост цен на энергоносители от централизованных источников; значительная часть основных фондов энергетики дорабатывает проектный ресурс; отсутствие необходимых инвестиций в строительство новых крупных электростанций; необходимость снижения техногенной нагрузки на окружающую среду и др. Таким образом, в ближайшие годы ожидается существенная переориентация на децентрализованную модель энергоснабжения на основе использования автономных энергоустановок, таких как газопоршневые мини-теплоэлектростанции (мини-ТЭЦ). Такие установки окупают себя в течение 3-5 лет. А автономность мини-ТЭЦ, производящих электроэнергию и тепло на месте потребления, даёт гарантию от перебоев или аварийных отключений, которые неизбежны из-за изношенности электрических и тепловых сетей. Срок службы самих двигателей - до 200 000 моточасов, или 25 лет, при эксплуатации по 8 000 часов в год делает мини-ТЭЦ надежнейшим источником бесперебойного энергообеспечения. Почему газопоршневые мини-ТЭЦ, а не газотурбинные? Во-первых, высокий электрический КПД. Наивысший электрический КПД - до 30 % у газовой турбины, и около 40 % у газопоршневого двигателя достигается при работе под 100%-ной нагрузкой (рисунок 1). Pиc.1. Графики зависимости КПД от нагрузки: а - газопоршневой двигатель; б-газовая турбина При снижении нагрузки до 50%, электрический КПД газовой турбины снижается почти в 3 раза. Для газопоршневого двигателя такое же изменение режима нагрузки практически не влияет как на общий, так и на электрический КПД. Графики наглядно показывают - газовые двигатели имеют высокий электрический КПД, который практически не изменяется в диапазоне нагрузки 50 - 100 %. Во-вторых, условия размещения. Номинальный выход мощности, как газопоршневого двигателя, так и газовой турбины зависит от высоты площадки над уровнем моря и температуры окружающего воздуха. На графике (рисунок 2) видно, что при повышении температуры от - 30°С до +30°С электрический КПД у газовой турбины падает на 15-20 %. При температурах выше +30°С, КПД газовой турбины - еще ниже. В отличие от газовой турбины газопоршневой двигатель имеет более высокий и постоянный электрический КПД во всем интервале температур и постоянный КПД, вплоть до +25°С. Рис. 2. График зависимости электрического КПД газовой турбины от температуры окружающего воздуха В-третьих, условия работы. Количество пусков: газопоршневой двигатель может запускаться и останавливаться неограниченное число раз, что не влияет на общий моторесурс двигателя. 100 пусков газовой турбины уменьшают её ресурс на 500 часов. Время запуска: время до принятия нагрузки после старта составляет у газовой турбины 15-17 минут, у газопоршневого двигателя 2-3 минуты. В-четвертых>, проектный срок службы, интервалы техобслуживания. Ресурс до капитального ремонта составляет у газовой турбины 20 000 - 30 000 рабочих часов, у поршневого двигателя Jenbacher этот показатель равен 60000 рабочих часов. Стоимость капитального ремонта газовой турбины с учётом затрат на запчасти и материалы значительно выше. В-пятых, относительно низкие капиталовложения.Как показывают расчёты, удельное капиталовложение (USD/кВт) в производство электрической и тепловой энергии газопоршневыми двигателями ниже. Это преимущество газопоршневых двигателей неоспоримо для мощностей до 30 МВт. ТЭЦ мощностью 10 МВт на основе газопоршневых двигателей требует вложений около 7,5 миллионов $, при использовании газовой турбины затраты возрастают до 9,5 миллионов $ (рисунок 3) Рис 3. Объемы капитальных вложений в ТЭЦ с разными силовыми агрегатами В чем экономия? В России в настоящее время 80 % электроэнергии производится на паровых турбинах (без учёта гидроэлектростанций). Уровень КПД при использовании энергоносителя на таких ТЭЦ достигает лишь 50…65%. Поэтому для получения одного и того же количества полезной энергии на ТЭЦ с паровыми турбинами необходимо затратить почти в 2 раза больше энергоносителя, чем при получении того же количества энергии на газопоршневых ТЭЦ, КПД которых достигает 90% (рисунок 4). Рис. 4. Расход газа различными установками при производстве одного и того же количества энергии (электрической и тепловой)
Jenbacher AG является ведущим мировым производителем когенераторных энергоустановок (мини-ТЭЦ). Более четырех десятилетий фирма разрабатывает и производит энергоустановки на базе газовых двигателей. За этот период времени более 40000 мини-ТЭЦ были установлены по всему миру. Только в одной Европе Jenbacher AG установила самое большое количество энергоустановок. В России уже действует более 20 энергоустановок. Мини-ТЭЦ предназначены для производства собственной электрической и тепловой энергии. В программе производства Jenbacher мини-ТЭЦ электрической мощностью от 299 до 2734 кВт и тепловой мощностью от 206 до 2859 кВт. Топливом для мини-ТЭЦ служит как природный газ, так и газы с низкой теплотворной способностью, малым содержанием метана и низкой степенью детонации (пиролизный, древесный, коксовый газ, газ сточных вод, биогаз и т.д.)или газы с высокой теплотворной способностью - факельный, пропан, бутан. Рис 8. Мини-ТЭЦ состоит из моноблока двигатель - генератор с теплообменниками, в которых утилизируется тепловая энергия (рисунок 8). Напряжение генератора 400, 6300 или 10500 вольт выбирает заказчик, исходя из требований к Мини-ТЭЦ. Для утилизации тепла предусмотрено четыре контура: теплообменник охладителя смеси, масляный теплообменник, теплообменник водяной рубашки двигателя и теплообменник выхлопных газов. Тепловая энергия, получаемая при охлаждении газопоршневого двигателя, может быть непосредственно использована для нужд отопления или горячего водоснабжения. В программе производства фирмы Jenbacher AG имеются и контейнерные варианты исполнения мини-ТЭЦ для двигателей 200 и 300 серии. В этом случае заказчику поставляется стандартный 40 футовый контейнер, для которого не требуется строительство специального здания, а время пуска в эксплуатацию равно времени его подключения к соответствующим магистралям. Все оборудование Jenbacher имеет Сертификаты ГОСТ-Р и разрешено Госгортехнадзором к применению на территории Российской Федерации, а также Сертификат соответствия Украины и Разрешение Госнадзорохрантруда Украины. Область применения Мини-ТЭЦ Jenbacher очень обширная. Везде, где необходима электрическая или электрическая и тепловая энергии, и имеется газ, пригодный для использования в двигателях Jenbacher, Мини-ТЭЦ могут работать и производить электрическую и тепловую энергию. В зависимости от конкретного проекта, Мини-ТЭЦ Jenbacher обеспечивают конечного потребителя в островном режиме или вместе с централизованными системами энергоснабжения и отопления, т.е. мини-ТЭЦ могут служить в качестве, основного, дополнительного или резервного источника тепла и электроэнергии. Широкий спектр используемого газа (природный, пропан, факельный, сточных вод, биогаз, мусорных свалок, коксовый, попутный, пиролизный, древесный, химической промышленности) делает актуальным применение мини-ТЭЦ: в нефте-, газо-, угледобывающих компаниях; на нефтеперерабатывающих и нефтехимических заводах; в металлургической промышленности; на животноводческих комплексах; на мусорных свалках; на водоочистных сооружениях и т.д. Бесперебойное энергоснабжение является обязательным условием работы ответственных потребителей: узлов связи, больниц, административных зданий, диспетчерских пунктов, банков, страховых компаний, таможенных терминалов, систем жизнеобеспечения и др. Оптимальной схемой эксплуатации Мини-ТЭЦ Jenbacher можно назвать такую, где наряду с электроэнергией потребитель использует, т.е. утилизирует и тепловую энергию, повышая тем самым общий КПД установки. Экономически целесообразным, в этой связи, является применение мини-ТЭЦ на предприятиях, имеющих технологическую потребность в тепловой энергии круглый год, например, на предприятиях легкой, пищевой промышленности или бытового обслуживания, где тепло может быть использовано как для подогрева питательной воды для паровых котлов, так и непосредственно в технологическом процессе. Возможны и другие способы утилизации тепла: при работе абсорбционных холодильных машин, производящих холод для кондиционирования и технологических нужд; для нагрева осадка (биомассы) сточных вод, отходов животноводческих ферм и птицефабрик, что ускоряет производство биогаза; при этом сам биогаз может являться топливом для самих энергоустановок; для подогрева природного газа на газовых редуцирующих станциях - ГРС (после резкого понижения давления газ сильно охлаждается); в процессах технологической сушки или тепловой обработки (например, керамики, древесины и т.п.); при этом теплоносителем являются выхлопные газы с температурой около 500 °C. Рис 9. Схема мини-ТЭЦ с использованием 2-х модулей Jenbacher Для отопления зданий и сооружений широко распространенной в мире является схема, когда 50%-70% ежегодных тепловых нужд потребителя обеспечивает мини-ТЭЦ, а остальные 30%-50% дают пиковые водогрейные котлы (рисунок 9). Около 6% своего годового оборота, что значительно выше среднеотраслевых показателей, Jenbacher AG инвестирует в научно-технические исследования и разработки. Собственные запатентованные технологии ноу-хау обеспечивают значительный отрыв от конкурентов и позволяют фирме Jenbacher AG быть мировым лидером на рынке газопоршневых двигателей. В первую очередь, в использовании в качестве топлива газов мусорных свалок, газов сточных вод, биогазов, попутных нефтяных газов, газов химической индустрии и др. Специалисты фирмы Jenbacher разработали и запатентовали систему LEANOX, позволяющую существенно уменьшить выбросы СО, NOх и SO2. Благодаря этой системе, декларированный уровень выбросов установок Jenbacher AG обеспечивается не только на номинальном режиме, как у большинства аналогов, но и при снижении их мощности до 50%. Фирма Jenbacher AG поставляет не просто газовые моторы, а полностью укомплектованную теплоэлектростанцию с очень высоким уровнем автоматизации, практически не требующую контроля дежурного персонала. Система управления энергоустановками Dia-ne и программное обеспечение - также собственный продукт фирмы. Она обеспечивает координацию важнейших параметров работы Мини-ТЭЦ, таких как: число оборотов, мощность, состав топливной смеси, контроль процесса сгорания, ведёт непрерывный мониторинг состояния всех систем энергоустановки и проводит анализ их изменений. Например, на основании анализа данных о производимой и потребляемой электрической мощности, система управления запускает или останавливает двигатель, управляет силовыми выключателями генераторов, а также процессом синхронизации генераторов. Кроме того, система управления модулями связана через модем с заводом-изготовителем. Это даёт возможность, среди прочего, быстро реагировать на изменение технических параметров в процессе эксплуатации и исключать нештатные ситуации. Применение нескольких модулей гарантирует бесперебойное обеспечение электроэнергией, а система Мастер-контроль , ноу-хау фирмы Jenbacher AG, автоматически поддерживает согласованную работу до 5 модулей. Она следит за одинаковой наработкой мотор-часов, интервалами технического обслуживания, реагируют на изменение силовой нагрузки ведущего модуля - запуская следующий модуль, который уже через 3 минуты способен вырабатывать 100 % мощности. При этом каждая отдельная энергоустановка может гибко работать в широком диапазоне (15 - 100%) своей мощности. Мини-ТЭЦ Jenbacher изготавливаются под заказ и оснащаются высокотехнологичным оборудованием и системами собственного производства. Причём, в каждом конкретном случае - это особое техническое решение. Суммарная стоимость расходов на ремонт и сервисное обслуживание за 10 лет эксплуатации энергоустановки составляет около 70% первоначальной стоимости (ex works) установки. Для сравнения, эта же стоимость для газотурбинных установок уже после первого года эксплуатации составляет около 60 % первоначальной стоимости. Таким образом, можно сделать следующие выводы. Мини-ТЭЦ на основе газопоршневых двигателей представляют собой современное высокотехнологичное и энергосберегающее оборудование, наиболее приемлемое, с позиций эффективность-стоимость , решение энергообеспечения любого объекта с электропотреблением в диапазоне мощностей до 30 МВт. Такие мини-ТЭЦ способны обеспечить бесперебойное энергоснабжение объектов как за счёт наличия резервных видов топлив (пропан-бутан, сжиженный природный газ и пр.), так и за счёт возможности работы совместно с общими электрическими сетями.
Новая страница 1. Осада замкнутого круга. Дешевого газа нет. Реализация положений закона. Украине на 2006. Главная -> Экология 
|