Главная -> Экология

Влияние генерирующей мощности ми. Переработка и вывоз строительного мусора

Газогенераторный котел фирмы HERLT позволит Вам получать очень дешевую тепловую энергию из имеющегося в хозяйстве биотоплива - рулонов соломы зерновых культур. Если есть отходы древесины - топите древесиной.
Вы получаете тепло для обогрева помещений и нагрева воды до 60°С для технических нужд, цена которого не зависит от политики цен на традиционное топливо - газ и солярку.
Вы получаете круглогодичный источник независимого теплоснабжения на очень длительный период времени.
Практика использования котлов HERLT в Германии с 1995 г. говорит о высокой надежности и долговечности (уже более 10 лет) их эксплуатации.
Реализуемый фирмой HERLT способ и технология сжигания рулонов соломы защищены мировым патентом в 93 странах мира. Котел HERLT не требует непрерывного горения при эксплуатации. Топливо горит по мере необходимости, т.е. дискретно.
КПД использования топлива около 90% и эмиссия газов имеет такие же параметры, как и установки, где в качестве топлива используется природный газ.
Котел представляет собой высокотехнологичное устройство с автоматическим управлением заданными параметрами, с минимальным вмешательством специалиста, ответственного за эксплуатацию.

Существующие на рынке котлы на древесном топливе многих производителей, как правило, не используют способ сжигания топлива путем газогенерации, но смело утверждают, что КПД их котлов около 90 %.

На практике это не так. Их КПД в лучшем случае от 30 до 40% и не выше. Это легко проверить через теплотворную способность древесины и ее расход (удельное потребление в единицу времени) в котлах различных производителей.

Мы не располагаем информацией об отечественном оборудовании, позволяющем высокоэффективно сжигать рулоны соломы. Довольно активно этим вопросом занимаются Датские фирмы. Однако их котлы на порядок хуже в эксплуатации по сравнению с HERLT . Особенно слабое место - теплообменники.

Ориентировочное ТЭО

На примере котла номинальной тепловой мощностью 1 мВт - HERLT HSV 1000.

Он требует в качестве топлива рулоны соломы диаметром 1,8 м и длиной 1,2 м.

Хороший пресс-подборщик обеспечивает вес такого рулона около 330 кг.

Для справки некоторые данные:
1 кВт = 860 ккал

теплотворная способность:

природный газ - от 7000 ккал/м до 13000 ккал/м
(для дальнейших расчетов принимаем рекомендуемую величину 7960 ккал/м ) ;
дизельное топливо - 10000 ккал/кг или 10 кВт/л;
древесина ( влажность 20% ) - 3,8 кВт/кг или3268 ккал/кг;
солома(влажность не более 20%) - 4 кВт/кг или 3440 ккал/кг

соотношение объемов и теплотворной способности топлива:

1 м газа 10 кВт
1 л дизельного топлива 10 кВт
2,5 кг дров или соломы влажностью около 20% 10 кВт
1 м березовых дров с влажностью 20% весит 455 кг
1 м березовых дров равноценен 0,75 м дубовых, 1,1 м ольховых, 1,2 м сосновых, 1,3 м еловых, 1,5 м осиновых

для нагрева 1л воды на 1°С требуется 1 ккал тепловой мощности

номинальная тепловая мощность 1 мВт соответствует 0,86 Гкал.

Потребность в топливе и его стоимость

Природный газ

Расход газа при КПД 87 % - 125 м /час.

За сутки - 3000 м , за 6 месяцев – 540000 м .

Если ориентироваться на цену 260 евро за тысячу кубов, то затраты составят
140,4 тыс.евро ( или около 5,0 млн. российских рублей за год).

Дизельное топливо

Расход дизельного топлива при КПД 80 % - 107,5 кг/ час

За сутки – 2580 кг, за 6 месяцев – 371520 кг.

Если ориентироваться на цену 0,7 евро за один кг, то затраты составят 260,0
тыс. евро (или около 9,1 млн. российских рублей) за год.

Древесина

Расход дров (влажность 20%) для котла HERLT при КПД 90% - 292 кг/час или 0,64 м / час.

Поскольку задачей котла является нагрев воды до 90°С в теплоаккумуляторе объемом
60000 литров, то в сутки необходимо сжигать около 6 м дров, что обеспечивается тремя
загрузками котла древесиной в сутки.

За сутки – 15 м , за 6 месяцев – 2700 м .

Если ориентироваться на цену 15 евро за 1 м древесины, то затраты составят 13,0 тыс.
евро (или около 450 тыс. российских рублей) за год.

В котлах HERLT возможно использование свежесрубленной древесины.
При этом расход в кубометрах увеличится примерно на 15%.

Солома

Расход соломы для котла HERLT при КПД 90 % - 278 кг/час

Задачей котла является нагрев воды до 90°С в теплоаккумуляторе объемом
60000 литров, контроль за падением температуры ( обычно не ниже 60°С) и сообщение
истопнику о необходимости загрузки очередного рулона соломы.

За сутки надо ориентироваться на сжигание до 10 рулонов соломы, т.е. делать до 10 загрузок котла.

За сутки – 3,3 т, за 6 месяцев – 475 т.

Если ориентироваться на цену 15 евро за 1 тонну соломы, то затраты составят
около 7,0 тыс. евро (или около 250 тыс. российских рублей).

Ориентировочно 200 га посевных площадей должны дать Вам топлива для котла HERLT на целый год.

Для справки.

При запуске системы в эксплуатацию для нагрева воды в теплоаккумуляторе емкостью
60,0 тыс.литров от 15°С до 90°С требуется 6,2 часа при сжигании 1450 кг соломы (около 5 рулонов).

При использовании соломы в качестве альтернативы природному газу котел HERLT HSV 1000
с доставкой и монтажом под «ключ» окупится не более чем за 2 года.

При альтернативе дизельному топливу – 1 год.

Топливная составляющая в себестоимости одной Гкал тепла

№

Топливо

Ед. изм.

Стоимость единицы, евро

Необходимый объем на 1 Гкал

Стоимость топлива на 1 Гкал

евро

руб.

Природный газ

0,26

145,3

37,8

1323,0

Дизельное топливо

кг

0,7

125,0

87,6

2190,0

Древесина

кг

0,032

340,0

10,9

381,5

Солома

кг

0,015

323,0

4,8

168,0

При цене на природный газ 260 евро за 1000 м стоимость одной Гкал тепла, полученной с помощью котла HERLT HSV 1000 на рулонах соломы, примерно в 8 раз ниже, чем при использовании газа.

Использование жидкого топлива рекомендуется не рассматривать из-за его дороговизны и массы других негативных факторов.

Совет.

Если в хозяйстве есть газ, то хорошо иметь два источника тепла: котел на природном газе в качестве резерва и газогенераторный котел HSV 1000 HERLT на соломенных рулонах и древесине в качестве основного источника дешевого тепла.

Надо понимать, что режим топки котла полностью зависит от текущей потребности помещений в тепле, которую обеспечивает теплоаккумулятор совместно с отопительной сетью хозяйства.

Если отбор тепла из теплоаккумулятора будет интенсивным (экстремально низкие зимние температуры), то котел будет требовать более частых загрузок соломенных рулонов.

Если потребность в тепле падает, то возможно будете сжигать один - два рулона соломы в сутки.

Главное, что котел сам пошлет SMS истопнику на мобильный телефон и потребует загрузку топлива.

В. С. Фишман, ОАО «Электропроект»

Система электроснабжения современного промышленного предприятия формируется на базе ряда основополагающих принципов, содержащихся в нормативно-технической документации [1-4]. Разработка этой документации относится к тому периоду развития отечественной экономики, при котором разделение предприятий на производителей и потребителей электроэнергии, концентрация производства электроэнергии на крупных и сверхкрупных электростанциях достигла максимального значения. Естественно, что все это нашло отражение в нормативно-технической документации по проектированию и строительству промышленных объектов. Ряд заложенных в этой документации основополагающих принципов построения систем электроснабжения, таких как принцип глубокого ввода высокого напряжения, дробление подстанций и приближение их к центру нагрузок, глубокое секционирование шин источников питания, сохраняют свою актуальность и в настоящее время.

Вместе с тем, трансформация экономики в направлении рыночных отношений определенным образом сказывается и на этих, казалось бы, чисто технических вопросах и требует корректировки некоторых сложившихся стереотипов. Это относится, в частности, к вопросу формирования схемы электроснабжения промышленного предприятия, в составе которого имеется собственный источник электрической (и тепловой) энергии ограниченной мощности. Следует подчеркнуть, что речь идет о собственном, рабочем (а не резервном), источнике энергоснабжения предприятия мощностью примерно от одного до десяти мегаватт, покрывающем часть нагрузки предприятия (в дальнейшем мини-ТЭЦ ).

В качестве первичных двигателей таких источников чаще всего используются газопоршневые двигатели или газовые турбины, топливом для которых служит природный газ.

Особенностью этих источников по сравнению с традиционными, например, паровыми турбинами, помимо их относительно небольшой мощности, является их энергетическая мобильность, т. е. способность просто и быстро запускаться и принимать нагрузку и также быстро останавливаться. Это, как будет показано дaлee, существенно влияет на построение схемы электроснабжения предприятия. В условиях социалистической экономики наличие собственного небольшого по мощности источника питания на предприятии было явлением исключительным. Объясняется это четким разделением предприятий на производителей и потребителей электроэнергии.

В условиях рыночной экономики такого четкого разделения не существует, и об этом свидетельствует опыт развитых и зарубежных стран.

Расчеты показывают, что при определенных условиях наличие собственного относительно небольшого по мощности источника энергоснабжения на предприятии оказывается в экономическом отношении выгодным, а для повышения надежности электроснабжения просто необходимым.

Дело в том, что с учетом ряда вновь открывшихся обстоятельств было бы уместно поставить вопрос о необходимости пересмотра некоторых нормативных положений о надежности систем внешнего электроснабжения, базирующихся на использовании электрооборудования с открытой изоляцией.

Речь может идти по существу о надежности Энергосистемы в целом. События в Югославии показали, что в настоящее время имеются средства для того, чтобы мгновенно нарушить функционирование этой сложной системы, что может привести к катастрофическим последствиям, если их не просчитать заранее и не принять соответствующих мер. В частности, следует заранее позаботиться о возможности питания, по крайней мере, наиболее ответственных потребителей от источников, не имеющих открытых изоляционных частей и способных функционировать самостоятельно. К таким источникам относятся и мини-ТЭЦ.

Вместе с тем, как показывает проведенный анализ и накапливающийся опыт конкретного проектирования, наличие у потребителя рабочего (не резервного), даже относительно небольшого по мощности, источника электроэнергии оказывает существенное влияние на формирование всей схемы электроснабжения предприятия и режимов ее работы. Характерная схема электроснабжения среднего по мощности промышленного предприятия показана на рис. 1.

Обычно электрооборудование в системе электроснабжения 6-10 кВ рассчитано на ударный ток короткого замыкания (ТК3), равный 20, реже 31,5 кА.

Для ограничения ТК3 до требуемого значения на источнике питания - главной понизительной подстанции (ГПП) - применяют понижающие трансформаторы с расщепленными обмотками низкого напряжения или расщепленные реакторы (принцип глубокого секционирования). В сочетании с раздельным режимом работы трансформаторов ГПП этого оказывается вполне достаточно. Саму ГПП стремятся разместить ближе к центру нагрузок с тем, чтобы сократить протяженность и потери в распределительной сети (принцип глубокого ввода).

В качестве распределительного устройства (РУ) используют в основном РУ 6(10) кВ ГПП. Дополнительные РУ 6(10) кВ сооружают лишь для удаленных потребителей или при наличии в их составе электродвигателей, электропечей и других потребителей, требующих оперативных выключателей. Такая схема электроснабжения достаточно проста, удовлетворяет требованиям экономичности и надежности для потребителей 2-й, 3-й, а в некоторых случаях и 1-й категории при соответствующих внешних источниках.

При появлении в системе электроснабжения независимого источника в виде мини-ТЭЦ приходится решать следующие проблемы: ограничение возрастающих ТКЗ; выбор между параллельным с Энергосистемой и автономным режимами работы генераторов мини-ТЭЦ; выбор между параллельным или раздельным режимами работы силовых трансформаторов на ГПП; выбор между параллельным или раздельным режимами работы генераторов мини-ТЭЦ между собою; обеспечение динамической устойчивости генераторов мини-ТЭЦ при коротком замыкании в распределительной сети 6(10) кВ; обеспечение качества электроэнергии в автономном режиме работы генераторов мини-ТЭЦ; обеспечение чувствительности и селективности работы релейной защиты и автоматики (РЗиА) в различных режимах работы системы электроснабжения; обеспечение надежности питания системы выпрямленного оперативного тока при малых значениях ТК3 в автономном режиме работы генераторов. Анализ показывает, что изображенная на рис. 1 схема электроснабжения не отвечает многим из вышеуказанных требований.

ТК3 при параллельном режиме работы генераторов с энергосистемой, как правило, выходят за пределы допустимых значений для установленного электрооборудования. Не представляется возможным одновременно обеспечить селективность работы релейных защит и динамическую устойчивость генераторов.

При раздельном режиме работы генераторов с энергосистемой на собственную нагрузку возникают проблемы с качеством электроэнергии, с чувствительностью релейных защит, с надежностью питания оперативным током в условиях отсутствия аккумуляторных батарей.

Если рассмотреть традиционную схему электроснабжения предприятия, имеющего в своем составе ТЭЦ средней мощности, то нетрудно увидеть, что успешное решение вышеуказанных проблем в ней предопределено уже выбором самой структуры схемы и режимом ее работы (рис. 2).

В таких схемах существует как бы два уровня мощности коммутационной аппаратуры. На первом уровне - генераторных шинах 6(10) кВ применяется тяжелая коммутационная аппаратура, рассчитанная на большие номинальные токи и ТК3, причем количество коммутационных аппаратов строго ограничено; на втором уровне - для распределительной сети применяется более легкая коммутационная аппаратура.

Генераторы ТЭЦ работают параллельно как между собою, так и с энергосистемой, что в сочетании с применением линейных и групповых реакторов на потребительских линиях 6(10) кВ обеспечивает им необходимую динамическую устойчивость при коротком замыкании в распределительной сети 6(10) кВ.

Наличие линейных и групповых реакторов обеспечивает также возможность построения селективной и быстродействующей системы релейных защит.

Надежность питания оперативным током обеспечивается традиционным для данных схем применением аккумуляторных батарей.

Однако для небольших по мощности генераторов мини-ТЭЦ применение такой схемы, к сожалению, в большинстве случаев не оправдано ни с технической, ни с экономической точек зрения. Для небольших генераторов подобная схема оказывается слишком громоздкой и явно не экономичной (из-за большого количества реакторов и потерь в них), кроме того, стандартные реакторы, как показывают расчеты, не могут обеспечить динамическую устойчивость маломощных генераторов при повреждениях в распределительной сети. Для этой цели они должны обладать слишком высоким сопротивлением, что по техническим и экономическим соображениям не приемлемо. Таким образом, необходимо искать другие решения при построении схемы электроснабжения.

Не останавливаясь подробно на механизме этого поиска, перейдем непосредственно к его результатам. Определяющим при выборе схемы являются: мощность, тип и количество энергоагрегатов Мини-ТЭЦ; схема источника питания от энергосистемы и его мощность; устойчивость электрооборудования системы электроснабжения к ТК3. Для относительно крупных турбоэнергоагрегатов - газовых турбин - целесообразно применение схем, изображенных на рис. 3 и 4.

Схема на рис. 3 рассчитана в основном на параллельный режим работы генераторов с энергосистемой. Она обеспечивает необходимое ограничение ТК3 в распределительной сети, динамическую устойчивость генераторов при повреждениях в ней, селективность и быстродействие релейных защит. При системных авариях возможен переход в автономный режим работы генераторов действиями специальной делительной защиты. Однако при этом существует значительный риск потери устойчивости работы генераторов, так как она во многом будет определяться соотношением мощности генераторов и нагрузки и эффективностью работы устройств АЧР (аварийно-частотная разгрузка).

Схема на рис. 4 в отличие от предыдущей рассчитана как на параллельный, так и на автономный режим работы генераторов на сбалансированную нагрузку, подключенную на шины 6(10) кВ ТЭЦ. Переход в автономный режим работы как в аварийных ситуациях, так и в рабочем порядке здесь проще и сопровождается меньшим риском нарушения устойчивости. Для генераторов относительно небольшой мощности - газопоршневых двигателей - предпочтительной является схема, изображенная на рис. 5. При этой схеме вопросы динамической устойчивости работы генераторов умышленно отодвигаются на второй план, поскольку такие агрегаты к данной проблеме не критичны. При нарушении динамической устойчивости и выходе генераторов из синхронизма такой агрегат необходимо остановить и запустить вновь, что для поршневого двигателя (дизеля) в отличие от турбины произвести значительно проще. В целом такое решение позволяет значительно упростить всю схему электроснабжения, сократить капитальные затраты и потери электроэнергии.

Переход в автономный режим работы при системных авариях может сопровождаться перерывом питания потребителей, продолжительность которого сравнительно невелика и будет зависеть как от действия устройств противоаварийной автоматики, так и от действия оперативного персонала. Во многом не типовых решений требует система релейных защит и автоматики. Возникающие проблемы здесь в основном связаны с обеспечением чувствительности и селективности при переходе от параллельного к автономному режиму работы, когда величина ТК3 в сети 6(10) кВ резко снижается. Одновременно приходится решать проблему надежности питания цепей оперативного тока при отсутствии специальных аккумуляторных батарей.
Особое внимание должно уделяться вопросам качества электроэнергии в автономном и в переходных режимах работы генераторов (набросы и сбросы нагрузки, несимметрия нагрузки и пр.). Приходится анализировать как необходимость, так и возможность выполнения требований ГОСТ-13109-97 к качеству электроэнергии. Дело в том, что формально требования этого ГОСТа к автономно работающим системам не относятся, однако это вовсе не означает, что эти вопросы могут быть пущены на самотек. Необходим специальный анализ точности и быстродействия работы регуляторов частоты и напряжения генераторов и их соответствие требованиям потребителей. При наличии несимметричной нагрузки в некоторых случаях могут потребоваться специальные симметрирующие устройства.
Литература Правила устройства электроустановок (ПУЭ). М., 1986. Электроснабжение промышленных предприятий. Нормы технологического проектирования /ВНИПИ ТПЭП. М., 1994. Указания по проектированию электрохозяйства металлургических заводов. М.: Гипромез, 1986 г. Справочник по проектированию электроснабжения / Под. ред. В. И. Круповича, Ю. Г. Барыбина. М.: Энергоатомиздат, 1990.

Организации по сбору, демонтажу, и вывозу металлолома. Вывоз металлолома королев, металлолом.

Экономическому росту не хватает. Новое поколение преобразователей. Авдеевский коксохимический завод. Паспорт – понятие универсальное. Надрага в.

Главная -> Экология