Surse autonome de energie pentru întreprinderi

Turbine cu abur interblocate (mini-CHP)

Datorită creșterii constante a prețurilor la energie electrică, multe întreprinderi care produc și folosesc vapori de apă pentru nevoi tehnologice și de încălzire trec la producția independentă a acestuia, folosind generatoare cu turbină cu abur bloc cu o turbină de contrapresiune pentru producția combinată de căldură și electricitate.

Majoritatea cazanelor industriale și de producție-încălzire ale întreprinderilor industriale și municipale sunt echipate cu cazane de abur de abur saturat sau ușor supraîncălzit pentru o presiune de 1,4 MPa cu o productivitate de 10 - 25 t / h.

Utilizarea unei turbine în propria noastră cameră de cazane va permite:

• reducerea semnificativă a cantității de energie electrică achiziționată pentru a completa autosuficiența,

• reducerea puterii declarate,

• să compenseze pe deplin puterea reactivă a instalaţiilor lor electrice folosind generatorul sincron al unităţii de turbină.

În fig. 1.

Orez. 1. Schema unui generator cu turbină într-o cameră de cazane (mini-CHP)

Generatoarele cu turbina modulare instalate la nivelul zero al cazanului sunt proiectate pentru a genera energie electrica cu utilizarea in continuare a aburului consumat in instalatie pentru nevoi tehnologice si de incalzire. Din punct de vedere structural, unitățile sunt realizate sub formă de unități de putere compacte cu 100% pregătire din fabrică, constând dintr-o turbină de contrapresiune, un generator electric și o cutie de viteze, așezate împreună cu echipamente suplimentare pe un rezervor de ulei comun și echipamente separate.

Generatoarele cu turbină includ un sistem de alimentare cu ulei circulant, un sistem hidrodinamic local pentru reglarea automată a turbinei și protecția în caz de urgență și un sistem de control și protecție a generatorului. Controlerele regulatoare permit controlul manual și asigură recepția semnalelor electrice de comandă în timpul controlului de la distanță sau automat al dispozitivului.

Generatoarele cu turbina sunt echipate cu generatoare sincrone de tip SG2 cu putere de iesire neutra si racire cu aer.

Seturile generatoare cu turbină se caracterizează prin:

• fiabilitate ridicată (perioada de funcționare continuă de cel puțin 5000 de ore),

• durată lungă de viață (25 de ani) și resurse (100.000 de ore),

• perioadă semnificativă de revizie (cel puțin 5 ani),

• cantitate minimă de lucrări de instalare și pornire,

• costuri de operare reduse,

• ușurința întreținerii și nesolicitarea nivelului de pregătire a personalului de service,

• preț rezonabil cu o perioadă scurtă de rambursare (1,5-2 ani),

• disponibilitatea unui sistem de service post-vânzare.

Centrale electrice cu turbine cu gaz (GTES)

Spre deosebire de turbina cu abur (ciclul de abur Rankin pentru abur), în ciclurile instalațiilor cu turbine cu gaz fluidul de lucru este gaze comprimate încălzite la o temperatură ridicată. Ca astfel de gaze, cel mai des este folosit un amestec de aer și produse din arderea combustibilului lichid (sau gazos).

O diagramă schematică a unei turbine cu gaz (GTU cu aport de căldură la p = const) este prezentată în Fig. 2.

Orez. 2. Schema schematică a unei centrale cu turbină cu gaz: CS — cameră de ardere, CP — compresor, GT — turbină cu gaz, G — generator, T — transformator, M — motor de pornire, cm — nevoi auxiliare, RU VN — tablou de înaltă tensiune

Compresorul de aer al cutiei de viteze comprimă aerul atmosferic, crescând presiunea de la p1 înainte de p2 și îl alimentează continuu în camera de ardere a arzătorului. Cantitatea necesară de combustibil lichid sau gazos este furnizată în mod continuu de o pompă specială.Produșii de ardere formați în cameră o părăsesc cu o temperatură t3 și practic aceeași presiune p2 (dacă nu se ia în considerare rezistența) ca la ieșirea din compresorul (p2 = p3). Prin urmare, arderea combustibilului (adică furnizarea de căldură) are loc la presiune constantă.

Într-o turbină cu gaz GT, produsele de ardere se extind adiabatic, în urma căruia temperatura lor scade la t4 (punctul 4), unde T4 = 300 - 400 ° C, iar presiunea scade aproape până la p1 atmosferică. Întreaga cădere de presiune p3 — p1 este utilizată pentru a obține lucrări tehnice în turbina LTpr. BigI fac parte din aceasta lucrare LPentru a fi consumat prin antrenarea compresorului.Rvaloare LTpr-LPentru a fi cheltuit pentru a produce energie electrica in generatorul electric G sau in alte scopuri.

Pentru a crește eficiența centralei cu turbină cu gaz, se utilizează o metodă de recuperare a căldurii gazelor de eșapament din turbină. Spre deosebire de schema anterioară (vezi fig. 2), acesta include un schimbător de căldură, unde aerul care merge de la compresor către camera de ardere este încălzit de gazele de evacuare care părăsesc turbină, sau căldura gazelor este utilizată în încălzitoarele cu gaz. pentru cazane de rețea pentru apă sau căldură reziduală.

Cazan de căldură reziduală (KU) pentru o unitate cu turbină cu gaz (capacitate 20 MW) de tip tambur cu circulație forțată în circuitele de evaporare, amenajarea unui turn de suprafețe de încălzire cu evacuare superioară a gazelor arse poate avea un aspect deschis sau poate fi instalat într-un clădire. Cazanul are propriul cadru, care este principala structură de susținere pentru încălzirea suprafețelor, conductelor, tamburului și coșului.

Combustibilul principal, de rezervă și de urgență pentru o turbină cu gaz de 20 MW este motorina sau gazul natural. Domeniul de sarcină de lucru este de 50 - 110% din valoarea nominală.

Centralele moderne cu turbine cu gaz din Rusia se bazează pe turbine cu gaz cu o capacitate de 25 - 100 MW. În ultimii ani, centralele cu turbine cu gaz cu o capacitate de 2,5 - 25 MW au devenit larg răspândite pentru alimentarea zăcămintelor de gaze și petrol.

Centrale electrice cu piston pe gaz

Recent, alături de centralele electrice cu turbine cu gaz, au fost utilizate pe scară largă centralele electrice containerizate bazate pe generatoare cu piston cu gaz care utilizează echipamente de la Caterpillar și altele.

Centralele „Caterpillar” din seria G3500 sunt surse autonome permanente și de rezervă de energie electrică.Seturile de generatoare cu piston cu gaz pot fi folosite pentru a genera atât energie electrică, cât și termică, folosind căldura unui motor pe gaz. În fig. 5.8 prezintă diagrama energetică (bilanțul energetic) a instalației cu piston cu gaz.

Orez. 3. Diagrama energetică a unui motor cu piston pe gaz

Asemenea instalații cu recuperare de căldură pot fi utilizate în instalații care consumă simultan căldură și energie electrică, de exemplu, în instalații de petrol și gaze, servicii rezidențiale și comunale la distanță (furnizarea de energie electrică și termică a satelor mici etc.), în cariere și mine, în diverse întreprinderi industriale.

Echipamentele principale includ: motor-generator Caterpillar pe gaz, unitate de recuperare a căldurii, container, sistem de alimentare cu gaz combustibil, sistem automat de umplere cu ulei de motor, echipamente electrice și sistem de control.

Centrale diesel

În ultimii ani, centralele diesel cu o capacitate de la 4,5 până la 150 MW s-au răspândit odată cu utilizarea motoarelor diesel automate cu cap în cruce în doi timpi cu turbocompresor și generatoare electrice pentru tensiune de 6 sau 10 kV, frecvența curentului alternativ. 50 sau 60 Hz.

Aceste generatoare diesel funcționează stabil pe combustibil greu cu o vâscozitate de până la 700 cG la 50 ° C cu un conținut de sulf de până la 5%, ele pot funcționa și pe orice combustibil gazos în modul de combustibil dublu (într-un amestec de cel puțin 8 % din combustibil petrolier), în timp ce producția de energie electrică constituie aproximativ 50% din energia combustibilului ars, există posibilitatea de a crește eficiența instalației datorită utilizării căldurii gazelor de eșapament, acestea sunt operate fără a reduce eficiența în diferite condiții climatice, durata de viață a unităților este de până la 40 de ani cu o capacitate de aproximativ 8500 de ore pe an.