КОГЕНЕРАЦИЯ И МИНИ-ТЭЦ
Статья для журнала
"Технологии строительства"
В определенных ситуациях мини-ТЭЦ может стать оптимальным вариантом для энергоснабжения и отоплении как коттеджного поселка, так и торгового комплекса, предприятия и т.д.
Существующие проблемы с электроснабжением
В России не мало мест, где присутствуют проблемы с электроснабжением. На своем опыте знаю, что даже в престижных подмосковных поселках, где одна сотка земли стоит много тысяч долларов бывает так, что выделенная электрическая мощность на коттедж очень мала и находится в пределах 2-3 кВт.
Очевидно, что 2-3 кВт совершенно недостаточно не только для отопления помещений, но даже для нормального использования бытовых приборов, многие из которых стали неотъемлемой частью современной комфортной жизни.
Даже в случаях, если более или менее достаточная электрическая мощность выделена на ваш загородный дом, то гарантий, что не случится перебоев в ее подаче или что напряжение не будет гулять в необозримых пределах, практически нет.
Способы решения проблемы
Есть ли достойный выход из этой ситуации. Очевидно, что часть владельцев загородных домов обзавелась дизельными электрогенераторами, и частным порядком добиваются "энергетической независимости". К сожалению, ресурс у таких генераторов не велик, а стоимость кВт достаточно высока.
Существует более серьезный путь, который позволяет обеспечить электроэнергией и теплом поселки, торговые комплексы, предприятийя и т.д. Это - мини-ТЭЦ. Стоит отметить, что стоимость кВт электроэнергии в этом случае может быть в разы ниже существующих и постоянно растущих тарифов, а срок окупаемости вложений составляет всего несколько лет. Мощность мини-ТЭЦ может составлять как сотни, так и тысячи кВт.
Что такое мини-ТЭЦ?
Обычно электричество и тепло получаются (генерируются) раздельно, т.е. есть отдельные электростанция и котельная. При этом значительная часть энергии первичного топлива не используется. Можно значительно уменьшить общее потребление топлива путем применения когенерации* (совместного производства электроэнергии и тепла).
Когенерация - это термодинамическое производство двух или более форм полезной энергии из единственного первичного источника энергии.
При эксплуатации традиционных (паровых) электростанций, в связи с технологическими особенностями процесса генерации энергии, большое количество выработанного тепла сбрасывается в атмосферу через конденсаторы пара, градирни и т.п. Большая часть этого тепла может быть утилизирована и использована для удовлетворения тепловых потребностей, это повышает эффективность с 30-50% для электростанции до 80-90% в системах когенерации.
Мини-ТЭЦ - электростанция с комбинированным производством электроэнергии и тепла (когенератор), расположенная в непосредственной близости от конечного потребителя.
В качестве источника энергии в мини-ТЭЦ используются двигатели внутреннего сгорания (ДВС): дизельные, газовые и газотурбинные.
Энергия, выделившаяся при сгорании топлива, в ДВС производит механическую работу и теплоту. Механическая работа на валу двигателя используется для выработки электроэнергии генератором электрического тока. Тепло отработавших газов и системы охлаждения двигателя служит для получения горячей воды или пара.
Наибольшей эффективностью, надежностью и универсальностью отличаются установки на основе газовых (газопоршневых) двигателей. Очевидно, что магистральный газ -самое дешевое в России органическое топливо и именно его логично использовать для выработки тепла и электроэнергии.
Таким образом, мини-ТЭЦ предоставляют возможности выбора наиболее эффективного пути решения проблемы энергоснабжения за счет широкого диапазона режимов эксплуатации, большого выбора вспомогательного оборудования и систем, различных вариантов компоновок, что позволяет точно и оптимально приспособить установку к работе в любых условиях применения.
При невысоких капитальных и эксплуатационных затратах эти электростанции обеспечивают максимальную эффективность инвестиций за счет производства электроэнергии и тепла по весьма конкурентным ценам.
Диапазон применяемых единичных мощностей от 20 кВт до 5 МВт, тип и количество устанавливаемых агрегатов обеспечивают оптимальную конфигурацию для получения необходимой мощности мини-ТЭЦ в зависимости от режимов ее использования.
Состав установки
Мини-ТЭЦ состоит из двигателя, генератора, смонтированных на общей раме, теплообменников для утилизации тепла от системы охлаждения и отходящих газов, водогрейного котла для снятия пиковых нагрузок на отопление и ГВС, а также средств автоматики и контроля.
Технологическое оборудование для утилизации тепла включает в себя котлы-утилизаторы отработавших газов, радиаторы, теплообменники и катализаторы.
Средства автоматики обеспечивают надежную работу установки в рекомендованном диапазоне рабочих режимов и достижение наиболее эффективных характеристик в течение всего срока службы. Работа установки может осуществляться в безоператорном режиме и поддерживаться дистанционно с использованием модемного соединения с центральной диспетчерской.
Достоинства мини-ТЭЦ:
- низкая стоимость вырабатываемой электроэнергии и тепла;
- гибкость в конструкции, исполнении и использовании, широкий выбор технологических схем для получения электроэнергии, тепла в виде пара/горячей воды или холода ( вода с температурой + 6-8 °С) для систем кондиционирования;
- приспособляемость к различным условиям установки, мобильность, возможность перевозки и быстрого подключения после доставки на место в контейнерном исполнении;
- быстрая окупаемость;
- низкий расход топлива, большой моторесурс и долговечность;
- экологическая безопасность;
- привлекательный дизайн.
Капитальные затраты при применении мини-ТЭЦ компенсируются за счет низкой себестоимости энергии в целом. Более того, при подключении новых мощностей отпадает необходимость в строительстве ЛЭП, ТП, протяженной кабельной сети. По имеющимся оценкам передача газа по газопроводам примерно в 10 раз экономичнее доставки электрической энергии по высоковольтным линиям электропередачи.
Леонид Милеев
Независимый консультант
|
