XIV Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2022

Когенерационные установки представляют собой комплекс технологического оборудования, которое используется для совместной выработки электрической и тепловой энергии. Процесс когенерации осуществляется с помощью агрегата, включающего в себя электрогенераторную установку с поршневым двигателем (газопоршневая электростанция) и систему утилизации вырабатываемого тепла. Использование электростанций с когенерационными технологиями дает возможным с используемого топлива получать две формы энергии – электрическую и тепловую.

Когенерационные установки на базе газопоршневых электростанций работают на таких видах топлива, как газ – природный, коксовый, биогаз, шахтный, попутный нефтяной газ (ПНГ) и т.д. Когенерационные установки являются альтернативой существующему энергоснабжению, так как вырабатывают более дешевое тепло и электроэнергию [2].

С применением когенерационных технологий появляется возможность использовать тепловую энергию, которая, в большинстве случаев, улетучивается в атмосферу вместе с дымовыми газами или выбрасывается через градирни [1]. Использование когенерационных установок существенно повышает общую эффективность.

В состав когенерационной установки входят 4 основных узла:

- газопоршневой двигатель внутреннего сгорания;

- электрогенератор;

- система утилизации тепла;

- система управления.

Рис. 1. Схема когенерационной установки на базе газопоршневой электростанции серии АГП производства ЗАО «ПФК «Рыбинсккомплекс»

Принцип действия системы утилизации тепла основан на использовании тепловой энергии выхлопных газов газопоршневой установки (ГПУ).

Жидкостный теплоноситель потребителя (вода) с температурой 70°С поступает в котел-утилизатор выхлопных газов. В котле-утилизаторе уходящие газы двигателя внутреннего сгорания проходят через кожухотрубный теплообменник, в котором происходит передача тепловой энергии жидкостному теплоносителю. Жидкостный теплоноситель нагревается до 90°С и затем подается в тепловую сеть потребителем [3].

Данный контур является основным тепловым контуром оборудования, так как именно в нем осуществляется передача тепловой мощности на теплообменник потребителя.

Тепловой баланс когенерационной установки, (если потребление тепловой энергии потребителем становится меньше, чем вырабатывается когенерационной установкой), обеспечивается байпасным клапаном, который отводит часть выхлопных газов, минуя котел-утилизатор, в атмосферу через глушитель двигателя [3].

Отрасли применения когенерационных уставок:

- пищевая;

- текстильная;

- оборонно-промышленная;

- химическая;

- горнодобывающая;

- нефтеперерабатывающая (для утилизации ПНГ);

- в сфере ЖКХ;

- в системах теплоснабжения и т.д.

Основные преимущества когенерационных установок [4]:

- существенное снижение себестоимости электроэнергии и тепла;

- снижение затрат на топливо;

- снижаются потери при передаче тепловой энергии потребителям;

- независимость от централизованного энергоснабжения;

- снижение вредных выбросов в окружающую среду;

- продажа излишков электрической или тепловой энергии;

- быстрые сроки окупаемости и т.д.

Газопоршневые электростанции и когенерационные установки могут использоваться в качестве основного или резервного источника электро- и теплоэнергии для промышленных предприятий и жилого сектора.

Организации, использующие когенерационные установки, обеспечивают собственные потребности в электро- и теплоэнергии, что в значительной степени снижает себестоимость выпускаемой продукции и возрастает энергетическая безопасность.

Список литературы:

1. Когенерация — когенераторные установки — тепловые электростанции. [Электронный ресурс]

URL: https://manbw.ru/analitycs/cogeneration.html (дата обращения 14.11.2021).

2. Когенерация и когенераторные установки (2). [Электронный ресурс]

URL: https://manbw.ru/analitycs/cogeneration2.html (дата обращения 14.11.2021).

3. Когенерация электро и тепло энергии: принцип, схема, применение. [Электронный ресурс]

URL:https://www.r-kompleks.ru/informaciya/gazoporshnevye-elektrostancii/printsip-kogeneratsii-skhema-kogeneratsionnoy-ustanovki/ (дата обращения 14.11.2021).

4. Что такое когенерация. [Электронный ресурс]

URL: https://progpu.ru/info/articles/chto-takoe-kogeneratsiya/ (дата обращения 14.11.2021).

Код для цитирования: Скопировать