VII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2015
МИНИ-ТЭЦ НА БАЗЕ ВОДОГРЕЙНЫХ КОТЕЛЬНЫХ
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Автономная выработка электрической энергии за счет установки электрогенераторов в действующих и проектируемых водогрейных котельных позволяет существенно повысить степень надежности теплогенерирующих установок и получить более дешевую электроэнергию.
Создание автономного источника электроснабжения повысит надежность котельной в условиях дефицита электрической энергии, а также в случаях аварийного отключения сетей централизованного электроснабжения [3].
В качествеальтернативы традиционному энергоснабжению применительно к водогрейным котельным используются газотурбинные (ГТУ) и газо-поршневые установки (ГПУ).
Сравнение ГТУ и ГПУ приводит к выбору газо-поршневого двигателя по следующим причинам: использование газовой турбины имеет существенный недостаток - дополнительные расходы на сооружение газокомпрессорной дожимающей станции, т.к. для ГТУ требуется газ с давлением 2,5 МПа, а в городских сетях давление газа не превышает 1,2 МПа. Кроме того, электрический КПД газо-поршневого двигателя выше на 10 %, чем у газовой турбины и составляет около 40% при полной нагрузке; при снижении нагрузки до 50% практически не изменяется, в то время как электрический КПД газовой турбины снижается почти в три раза.
Газо-поршневой когенератор представляет собой электрогенераторную установку с поршневым двигателем, работающим на природном газе, оснащенную системой утилизации выделяемой теплоты.
В качестве примера когенерации данного типа приведем газо-поршневую установку FG Wilson PG1000В, размещенную в помещении котельной ОАО «Агрокомбинат Горьковский». Схема когенерационной установки приведена на рис. 5.
Установка включает газо-поршневой агрегат, котел – утилизатор водогрейный КУВИ-69 и теплообменник пластичный серии №НН 47.0-16.
Максимальная энергетическая мощность когенерационной установки составляет 1000/800 кВа/кВт, расход топлива при 100% нагрузке – 258 м3/ч. Котел - утилизатор имеет тепловую мощность 640 кВт; площадь поверхности нагрева - 68,7 м2; расход воды – 36 т/ч.
Теплообменник имеет тепловую мощность 700 кВт, осуществляет нагрев воды до расчетной температуры - 100°С.
Рис.5. Схема когенерационной установки FG Wilson PG1000В: 1-газо-поршневой агрегат; 2- котел-утилизатор КУВИ-69; 3- удаление продуктов сгорания; 4- пластинчатый теплообменник; 5-сетевые насосы; 6-глушитель; Т1 –подающий трубопровод тепловой сети; Т2 –обратный трубопровод.
Еще более эффективными окажутся системы тригенерации, т.е выработка трех энергий - электричества, теплоты и холода.
В летний период, когда снижается тепловая нагрузка на отопление, возникнет возможность направить тепловой поток для работы адсорбционных установок.
На рис. 2 представлен фрагмент мини-ТЭЦ на базе крышной котельной многоэтажного общественного здания в Н.Новгороде, работающей по принципу тригенерации. Газопоршневая установка Cento T160S cнабжена дымогарным теплообменником SV 7.8 и глушителем TV7/8. Теплота воды, полученная в процессе охлаждения двигателя, используется в пластинчатом теплообменнике «Ридан» TMTL80.
Рис.2. Газопоршневая установка. Вид с фронта.
В зимний и переходный периоды года в тригенерационной установке вырабатывается электроэнергия и теплота на нужды отопления; летом - электроэнергия и холод на нужды кондиционирования.
Таким образом, внедрение мини-ТЭЦ разных типов позволит существенно снизить затраты на потреблемую энергию, сократить расход топлива и улучшить состояние окружающей среды.
Литература:
1. Энергетическая стратегия России на период до 2030г. Утверждена
Распоряжением правительства Российской федерации От 13 ноября 2009 г. № 1715-р
2. Л.М.Еремин. Комбинированное производство электроэнергии-ключ к повышению энергоэффективности //Теплоэнергоэффективные технологии №1, 2001.- С.3-10.
3. Лебедева Е.А., Гудков С.А. Мини-ТЭЦ на базе паровой производственно-отопительной котельной // ПНЖ №2, 2008.- С.51-53