1.3 Стационарные системы производства тепла
1.3 Стационарные системы производства тепла
А)Комбинированное производство тепла и электроэнергии:
Электроэнергия производится на тепловых паротурбинных электростанциях, а также дизельных, гидроэлектростанциях, атомных электростанциях. Наибольшую электрическую мощность можно получить на конденсационной паротурбинной электростанции (КЭС), состоящей из парового котла с пароперегревателем, вырабатывающих нагретый пар нужного давления и температуры, парового турбогенератора (блок паровой турбины и электрогенератора, сидящего на валу турбины), конденсатора, в котором отработанный в турбине пар конденсируется, а конденсат насосом подается в котел
Комбинированное производство тепла и электроэнергии (ТЭЦ), также называемое когенерацией, является процессом одновременного производства электрической и тепловой энергии. Это означает, что тепло, вырабатываемое для производства электроэнергии, регенерируется и используется. Процесс производства на ТЭЦ может базироваться на использовании паровых или газовых турбин, или двигателей внутреннего сгорания. Первичным источником для производства энергии может быть широкий диапазон топлив, включая биомассу, отходы и ископаемые виды топлива, а также, геотермальная или солнечная энергия.
Индустриальные ТЭЦ противодавления, в качестве топлива, главным образом используют жидкие щелочные отходы, образующиеся при производстве целлюлозы. Черный щелочной раствор является подходящим для сжигания, из-за наличия органических деревянных остатков, которые он содержит. Целлюлозная и бумажная промышленность, не единственные отрасли, которые используют свои отходы для сжигания на ТЭЦ. Металлургическая и химическая промышленности, также производят отходы, которые могут быть превращены в тепло и электричество в процессе конгенерации.
В комбинированном производстве тепловой и электрической энергии может использоваться широкий спектр видов топлива, например индустриальные отходы и био- топливо. Оптимальная комбинация различных видов топлива определяется для каждой ТЭЦ в отдельности, в зависимости от местной ситуации с топливом. Обычно используются следующие виды топлива: природный газ, уголь, промышленные газы, торф и другие виды возобновляемых ресурсов. Мазут используется в небольших количествах, обычно в качестве подсветки для других топлив.
Традиционно, использование биотоплива при когенерации, связано с технологическими процессами лесной промышленности. По многим причинам, ТЭЦ - идеально подходит для использования биотоплива. Поскольку их теплотворная способность низка, а транспортировка дорогостояща, они имеют тенденцию быть местными видами топлива.
Б) Газовые микро-турбины:
Газовые микро-турбины - это турбины, которые работают на природном газе, они оснащены устройством тепловой регенерации выпускных газов и вырабатывают электрическую мощность менее 200 кВт. Совсем недавно, буквально на глазах, из пробных экземпляров исследовательских лабораторий это оборудование перешло в разряд серийной промышленной продукции (хотя и не столь многочисленной).
С учетом того, что система когенерации обеспечивает явное улучшение эксплуатационных показателей теплостанций, интерес исследователей заключается в том, чтобы разработать такие комплектующие элементы систем когенерации, которые можно было бы выпускать в виде стандартных компактных модулей для замены традиционных отопительных котлов теплостанций, которые обеспечивали бы возможность комбинированного производства тепла и электроэнергии. Такой подход ведет к росту производительности энергоустановок, а также дает решение проблемы выбросов выхлопных газов и парникового эффекта.
Рис1.1
Схема газовой микротурбины с системой регенерации тепла из отработанных газов:
1 - генератор переменного тока;
2 - входящий воздух;
3 - камера сгорания;
4 - воздух, поступающий на регенератор;
5 - компрессор;
6 - турбина;
7 - теплообменник-регенератор;
8 - отработанные газы;
9 - теплообменник отработанных газов;
10 - выход отработанных газов;
11 - выход горячей воды;
12 - поступающая вода
Применение газовых микро-турбин:
Высокая электропроизводительность, низкая стоимость обслуживания в сочетании с функциональной гибкостью, низкая рабочая нагрузка уже послужили для многих пользователей убедительными аргументами в пользу когенерационных модулей с газовой микро-турбиной. Именно в странах, где либерализация рынка электроэнергии получила наибольшее развитие, - таких как США, Великобритания, Швейцария и Голландия, - складываются условия для наиболее объективного сравнительного анализа различного оборудования с точки зрения их стоимостных параметров.
Сегодня газовые микро-турбины находят применение на самых разных объектах: медицинские учреждения, бассейны, спортивно-оздоровительные центры, учебные заведения, промышленные производства ограниченного масштаба.
От традиционной когенерации на основе газопоршневого двигателя когенерация с микро-турбиной отличается чрезвычайной гибкостью в производстве тепла в форме самых разнообразных теплоносителей: это и горячая вода, пар. Высокая температура отработанных газов позволяет, кроме того, производить пар, существенно повышая эффективность охлаждения, осуществляемого с помощью абсорбентов на основе бромистого лития.
В торговой сети предлагаются компактные модули, оснащенные всем необходимым дополнительным оборудованием, включая теплообменник для производства горячей или перегретой воды. Все изделия имеют специальную звукоизоляцию, уровень звукового давления составляет примерно 70 дБА на расстоянии 1 м. Последняя характеристика, в частности, делает рассматриваемое оборудование особенно привлекательным для пользователей гражданских объектов и объектов сферы обслуживания, решивших всерьез рассмотреть альтернативные решения в оснащении инженерных сетей.
|
