Системы комбинированного производства электроэнергии и тепла (ТЭЦ) • Характеристики

Комбинированное производство тепла и электроэнергии (ТЭЦ или когенерация) состоит из одновременного производства электрической и тепловой энергии. Техническое решение системы когенерации во многом зависит от вида топлива. Это влияет на тип используемых устройств, то есть, на их принцип действия. Наша компания предлагает различные виды энергетических систем, питаемых горючими газами и дизельным топливом.

Основными составляющими наших электростанций являются : газовый или дизельный двигатель, генератор мощности, системы теплообменников и автоматического регулирования и управления.

Электроэнергия производится через генератор, движимый двигателем внутреннего сгорания. Тепло возникает во время процесса сгорания в двигателе. Это тепло получаем с помощью теплообменников, включённых в систему охлаждения и выхлопную систему двигателя.

Через систему теплообменников тепловая энергия передается горячей воде, которая становится ее носителем. Эта вода с номинальной температурой: 70°C на входе системы и 90°С на выходе из системы сбора тепла (в особых случаях 90/до 125°C, в зависимости от потребности) может быть дополнительно использована в качестве источника тепла в системе центрального отопления или использоваться для различных технологических процессов.

Преимущества комбинированных систем

Основное преимущество когенерационных систем,в отличии от электроагрегатов для производства электроэнергии без рекуперации тепла , является получение дополнительного продукта в виде большого количества тепла и холода с одинаковым расходом топлива.

- Двигатель внутреннего сгорания, на основе которого мы строим наши системы, по отношению к другим машинам, таким как двигатели или газовые турбины, паровые турбины, имеют выше на несколько процентов эффективность преобразования энергии, находящейся в топливе, в механическую энергию. Далее в генераторе механическая энергия преобразуется в электрическую.

Например, стандартный двигатель внутреннего сгорания по умеренной цене, имеет эффективность от 37% до более 41%, в то время как эффективность стандартных газовых турбин не превышает 35%.

- Благодаря использованию отходящего тепла , которое всегда образуется при производстве электроэнергии, общая эффективность наших систем когенерации достигает 89%.

Альтернативой для нашей системы когенерации является раздельное производство: электростанция и теплостанция работают отдельно и независимо. Ниже представлен расчёт, показывающий экономию первичной энергии, содержащейся в топливе, возникающей из применения нашей системы когенерации.

ТЭЦ система:

Поставляя 1000 МДж первичной энергии в топливном газе, мы получим: 370 МДж электроэнергии и около 520 МДж тепловой энергии.

Разделённые системы:

Чтобы получить 370 МДж электроэнергии, нужно поставить 1150 МДж электроэнергии в топливе и чтобы получить 520 МДж тепла, следует поставить около 610 МДж энергии в топливе. Сумма энергии поставляемой: 1150 МДж+ 610 МДж= 1760 МДж

Вывод:

Предлагаемая нами система экономит около 76% первичной энергии, накопленной в топливе.

- Экономия топлива к пути достижения того же эффекта получения электроэнергии, приносит ощутимые финансовые выгоды, а также, что должно быть чётко указано, и экологические выгоды. Использование меньшего количества топлива на единицу произведенной энергии, приводит к сокращению выбросов двуокиси углерода (газа, ответственного в первую очередь, за парниковый эффект) и других вредных соединений.

Кроме того, то же использование природного газа в качестве топлива, сокращает выбросы CO2, и это потому, что метан CH4 (основной компонент газообразного топлива), содержит больше водорода в соотношении к углероду, по сравнению с твердым или жидким топливом. В результате, в продуктах сгорания уровень углекислого газа по сравнению с Н2О (продукт сгорания водорода) ниже, чем при сжигании других видов топлива.

Вышеупомянутые преимущества делают инвестиции в ТЭЦ, предлагаемые нашей компанией, привлекательным в финансовой области, а также в сфере защиты окружающей среды. Этот факт является важным, так как существуют различные учреждения и фонды, созданные для защиты окружающей среды, которые часто субсидируют строительство таких проектов. Наша компания предлагает консультации и помощь в получении таких грантов.

- Номинальная мощность двигателя внутреннего сгорания по сравнению с газовой турбиной менее изменчива при увеличении температуры окружающей среды.

- Высокая гибкость, то есть, наши системы могут работать с различными нагрузками от 60 до 100%, при снижении электрического КПД всего лишь от 2 до 3%.

- Следует отметить, что тепло, поставляемое нашей системой, является "бесплатным". Это означает, что для получения данного количества электроэнергии следует поставить в двигатель определенное количество топлива. Тепло в двигателе выделяется независимо от того забираемо ли оно и использовано или сбрасывается в окружающую среду и расходится через радиатор. Например, в нормальных условиях, двигателем мощностью 100 кВт механической мощности на маховике, производится около 150 кВт тепла, из которых около 130 кВт могут быть использованы. Наши системы позволят Вам задержать это тепло и использовать его, не приводя при этом ни в коей мере к увеличению расхода топлива.

Примеры возможного применения систем когенерации Хорус-Энергия.

ТЭЦ система может быть использована везде, где есть одновременный спрос на электроэнергию и тепловую энергию (электричество можно использовать для собственных нужд, а излишки продавать в сеть).

- Промышленные ТЭЦ.

В различных случаях, во всех видах фабрик, заводов, перерабатывающих предприятий необходимо электричество, и во многих случаях, тепло (горячая вода или пар). Вместо того, чтобы покупать электроэнергию от электростанций и производить тепло в котлах, можно применить комбинированные системы, обеспечивающие обеими типам энергии (в случае, если необходим также холод, мы предлагаем дополнительное оборудование, которое будет удовлетворять эти потребности - описание в разделе о тригенерации). Эти решения значительно улучшат экономические балансы, связанные с приобретением энергии, а также имеют короткий срок окупаемости.

Примеры промышленных объектов, где строительство системы (ТЭЦ) оправдывается:

молокозаводы, пивоваренные заводы, переработка мяса, заводы по переработке фруктов, склады, супермаркеты, теплицы и многие другие.

Идеальным местом для строительства ТЭЦ являются современные очистные сооружения. В процессе очистки сточных вод с использованием бактерий в качестве побочного продукта производится большое количество газа (биогаза , который является прекрасным топливом для нашего двигателя. Одновременно процесс очистки требует подогрева очистного резервуара, и с этой задачей также может справиться наша система без использования дополнительного топлива. В результате, получем электроэнергию для собственных нужд (продажи излишков в сеть) и тепло для процесса очистки, не неся затрат на дополнительное топливо.

- Когенерация "отопление".

Мы предлагаем существующим котельням надстройку из когенерационной системы на их существующие оборудование (довольно часто устаревшее и низкоэффективное).

Во многих случаях котельни летом, чтобы покрыть спрос на тепловую энергию для бытового горячего водоснабжения, используют работу котлов для производства горячей воды в больших недогрузках. Это означает, что котел работает на недогрузке и имеет очень низкую эффективность. Мы предлагаем надстройку существующей установки теплосиловым блоком с двигателем внутреннего сгорания. Этот блок будет обеспечивать электроэнергией котельню (например, поставка электроэнергии, необходимой для работы насосов), избыток электроэнергии может быть продан в сеть, а также поставлять тепло в количестве, достаточном для покрытия тепловой нагрузки для производства горячей воды (выбор мощности когенерационной системы осуществляется в соответствии с потребностями клиента). Коэффициент использования топлива в блоке нашего производства составляет до 89%.

Мы оказываем квалифицированную техническую и экономическую экспертизу объёма надстройки и расширения существующих объектов.

Пример графиков распределения тепловой нагрузки в течение года, используя наши когенерационные установки для климатической зоны III.

- Когенерация "потребительская".

Объекты, которые непосредственно не связаны с промышленностью, также могут быть заитересованны использованием одновременного производства электроэнергии и тепла. Это требование могут удовлетворить предлагаемые нашей компанией системы когенерации.

Примеры таких объектов: большие офисные здания (если они оборудованы кондиционерами, то можно использовать тригенерационную систему - описание этой системы находится в разделе о тригенерации), гостиницы, бассейны, больницы, жилые дома (при больших мощностях целые жилые районы) и многие другие.

Топливо

Мы предлагаем когенерационные системы на базе газовых и дизельных двигателей.

Газовые двигатели предназначены для сжигания:

• природного газа,
• свалочного газа
• биогаза из очистных сооружений
• биогаза производимого на сельскохозяйственных биогазовых установках
• рудничного газа (полученного в процессе удаления метана в угольных шахтах)
• отходящих газов от производственных процессов,
• сжиженного газа LPG

Объём мощности одного газового агрегата:

от 50 кВт до 5750 кВт электрической мощности, соответственно от 76 кВт до 5060 кВт тепловой мощности

Объём мощности одного дизельного агрегата:

от 30 кВт до 1760 кВт электрической мощности, соответственно от 42 кВт до 2465 кВт тепловой мощности

Версии исполнения

В зависимости от ваших потребностей мы предлагаем:

• Когенерационные системы стационарные, готовые к установке в специальном помещении (машинном отделении).
• Когенерационные системы застроенные в комплектный мобильный контейнер.

Преимущества такой застройки:

• контейнер имеет требуемый уровень шума,
• нет надобности строить или приспосабливать здание, всё необходимое оборудование расположено внутри контейнера (контейнеров - в зависимости от мощности)
• контейнер предназначен для частых перестановок и транспортировки (даже на большие расстояния)

мы используем стандартные размеры контейнеров, которые пригодны для перевозки автомобильным, железнодорожным или морским транспортом.

• устройства могут быть объединены, чтобы работать параллельно, образуя при этом передвижные электростанции, или в зависимости от потребностей клиента, электростанции более мощные. Такое решение может быть использовано, например, при строительстве больших зданий, объектов (например, в развивающихся странах), крупных предприятий и в других подобных местах.
• Несомненным преимуществом этой конструкции является также возможность замены блока на другой , например, в случае изменения характеристик потребления или необходимости проведения ремонта. Новое устройство может быть размещено на месте заменяемого с использованием существующих соединений. Заменяемые устройства могут быть проданы на вторичном рынке в качестве полноценного продукта или одданы в ремонт.

Все виды застройки агрегатов предполагают и включаютв себя комплексное обслуживание с нашей стороны. От разработки концепции решения, совместно с технико-экономическим расчётом, поставкой всех необходимых в конкретном случае устройств и оборудования (в том числе котлы-аккумуляторы тепла и теплообменники , а также электрический монтаж шкафов низкого и среднего напряжения), заканчивая пробным запуском и обучением обслуживающего персонала.

Комплектующие и материалы, качество изготовления

Для производства наших систем мы используем материалы и компоненты самого высокого класса и качества.

С области двигателей в зависимости от мощности сотрудничаем со следующими производителями: MAN, Cummins, Perkins, MTU.

С области теплообменников и тепловых котлов –аккумуляторов пользуемся услугами компаний: GEA Теплотехника и SECESPOL. Мы используем насосы фирмы Grundfos и LFP Sp. z o.o – насосный завод г.Лешно.

Каждая отдельная единица проходит многоступенчатый контроль правильности исполнения и качества. Со момента подбора материалов и компонентов, а также подготовки производства, через процесс производства, заканчивая пробным запуском. Во время пробных испытаний (72 ч), инвестор(клиент) подтверждает достижение оборудованием гарантированных показателей и параметров.

Опыт и профессионализм, который выработан нашей фирмой на протяжении более чем 20 лет от начала существования, позволяет продуктам Хорус-Энергии эффективно конкурировать с установками, предлагаемыми известными западными компаниями.

Режимы работы

- Непрерывная работа.

Наши когенерационные агрегаты, в связи с использованием высокого качества оборудования и материалов, идеально могут использоваться как компактные теплосиловые установки, работающие на базовую нагрузку. Это означает, что они могут работать в непрерывном режиме при номинальной нагрузке.

- Работа при пиковых нагрузках

В случае требования со стороны заказчика на систему, охватывающую возможность работы в пиковом спросе на энергию, мы подбираем двигатель, предназначенный для таких условий работы и на нём строим систему, предназначенную для данного типа нагрузки. Управление системой адаптировано для данного режима работы таким образом, который позволяет на работу системы без обслуживающего персонала.

- Параллельный режим

Наши ТЭЦ системы могут работать параллельно, как с энергетической внешней сетью так и с тепловой, производя при этом одновременно электричество и тепло. В зависимости от желания клиента мы строим мобильные контейнерные теплоэлектростанции (или электростанции) насчитывающие до восьми единиц, работающих параллельно на одну электрическую шину и один общий коллектор горячей воды. Конфигурация тепловой системы выбирается в зависимости от потребностей и пожеланий заказчика.

- Работа-параллельно и на «остров»

Предлагаемые нами агрегаты можут работать в режиме параллельном и на «остров». Это означает, что агрегат (или группа агрегатов ) работает, производя энергию, покрывающую потребности вашего предприятия , а излишки энергии в этом случае можно продавать в сеть. Это решение создает дополнительную прибыль, которая возникает из разницы в ценах на электроэнергию, закупаемую от сети и продаваемую в сеть. Например, покупая электроэнергию от энергетического предприятия, вы платите около 30 гр. за 1 кВт-ч, в то время продавая электроэнергию, получаем около 20 гр. за кВтч. (в зависимости от тарифов). Разница в цене (около 10 гр. за кВт-ч), умноженная на количество использованной энергии выносит прибыль в виде избежания убытков.

Наш подход к клиенту

К каждому заказу мы подходим индивидуально, учитывая местные условия и конкретные требования заказчика. Мы предоставляем комплекс устройств в типе застройки согласно пожеланиям заказчика, создаём готовый к установке и монтажу в течении нескольких или нескольких десятков часов продукт. Мы предоставляем всю инфраструктуру, связанную с правильной эксплуатацией, техническим обслуживанием и надзором за работой строящейся электростанции.

Мы поставляем и устанавливаем дополнительное оборудование для улучшения работы устройства в особых случаях, например в виде тепло-резервуаров, дополнительных насосов или специальных тепловых узлов - возможна также застройка дополнительного оборудования в контейнер.

В зависимости от ожиданий клиента (и сложности всей системы вместе с взаимодействующими устройствами в каждом отдельном случае), мы предлагаем различные системы управления и контроля над работой ТЭЦ. От самых простых (снижение затрат и требований к квалификации обслуживающего персонала) до более сложных, на основе свободно программируемых, полностью автоматических система управления, позволяющих оператору визуализировать и отслеживать нарушения и аварии в работе агрегата путём информирования в виде SMS через сеть GSM.

Объем услуг

Мы предлагаем нашим клиентам:

• Комплексное производство.
• От проектирования к запуску (по умеренным ценам).
• Круглосуточный сервис гарантийный и послегарантийный.
• Постоянное обслуживание ( консервация) во время гарантийного и послегарантийного срока.
• Технико-инвестиционный консалтинг.
• Помощь в получении необходимых отраслевых и официальных разрешений и согласований.
• Производим плановый ремонт оборудования, поставляемого нашей компанией и другими фирмами.
• Мы обучаем обслуживающий персонал.
• Выполняем проекты высококвалифицированными рабочими, а также собственными монтажными и сервисными бригадами.
• Делаем специализированные, нетипичные проекты.