Trio Motor Banner
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
   
 
   
   
   

 

Технологии

Применение газо-поршневых энергетических установок с целью выработки конкурентоспособной по стоимости электрической и тепловой энергии для собственных нужд предприятия (посёлка, жилого микрорайона)

Когенерационные системы (когенераторы): особенности и преимущества

Современные энергопроизводящие модули, способные одновременно вырабатывать тепловую и электрическую энергию, называют когенерационными системами (КС) или мини-теплоэлектростанциями (мини-ТЭС). Они состоят из двигателя (газопоршневого двигателя, газовой турбины, дизеля), генератора, теплообменников, коммуникационных систем. В условиях роста цен на энергоносители и ужесточения требований по экологической безопасности такие системы получают всё большее распространение.

Преимуществами КС являются:

Низкая, по сравнению с тарифами централизованных систем стоимость кВт/часа электроэнергии.
Меньшие потери при передаче тепловой энергии.
Возможность применения газа различного состава (природный, нефтяной попутный газ, синтезированный продукт-газ, биогаз и т.д.), что в свою очередь, позволяет использовать КС в самых различных областях хозяйства и экономики, промышленного производства (нефте- газодобывающая и перерабатывающая промышленность, строительство, сельское хозяйство, очистные сооружения, химическая промышленность, стекольное производство, утилизация широкого спектра горючих отходов и т.д.)


По пути применения КС пошли большинство развитых стран Европы, такие как Англия, Германия, Австрия и другие. Сегодня доля электроэнергии, вырабатываемой КС в Европе, составляет около 10 %.
Всё больше предприятий-сторонников КС появляется и в России.

Экономическая целесообразность применения.

При расчёте экономической эффективности КС необходимо учитывать следующие факторы:

Режим работы электростанции (основной, резервный);
Стоимость электроэнергии предлагаемой централизованными системами;
Стоимость горюче-смазочных материалов и их доставки;
Стоимость технического обслуживания;
Стоимость и возможность использования вырабатываемой тепловой энергии;

Кроме вышеперечисленных факторов, также должна учитываться цена возможного ущерба (упущенная выгода, непроизводственные потери, негативные экологические последствия, и т.д.) в случае наступления страхового случая, т.е. убытки, которые понесёт потребитель при отключении централизованной тепловой или электрической энергии. Эта цена определяется и учитывается для каждого конкретного предприятия или учреждения отдельно.

Сравнительные характеристики КС с газо-поршневыми, дизельными, газотурбинными двигателями приведены в Таблице 1.
Обозначения: ГЗПУ – газопоршневые установки; ДЗУ – дизельные установки;
ГЗТУ – газотурбинные установки

Таблица 1.

  КС с ГЗПУ
JMS 320
GS – N.LC

КС с ГЗТУ

P 1250

КС с ДЗУ

ГТЭ – 0,9

Мощность, кВт

922

800 800

Стоимость 1 кВт установленной мощности,(USD)

580 280 560
Моторесурс до кап.ремонта, (час) 60 000 25 000 25 000
Расход топлива 191м3\ч 277 л\ч 320м3\ч
Расход масла, (кг\час) 0,3 1.6 0,2
Годовые эксплуатационные затраты, (USD) 80 000 510 000 120 000

Примечание:

В таблице 1. Приведены основные характеристики КС с газо-поршневыми, газотурбинными и дизельными двигателями, при анализе которых следует, что в основном режиме работы наиболее экономически эффективными являются КС с газо-поршневыми двигателями. При этом обращают на себя внимание низкие эксплуатационные затраты, большой моторесурс до капитального ремонта и меньший расход топлива.

По выбросам вредных веществ газо-поршневые двигатели удовлетворяют самым жёстким европейским стандартам. При этом стоимость 1 кВт установочной мощности западных образцов КС с газопоршневыми двигателями соизмеримы с отечественными КС с газотурбинными двигателями. Основным недостатком этих систем является ограниченная единичная мощность установки ( до 5 МВт).


У КС с газотурбинным двигателем значительно выше расход топлива, меньше моторесурс до капитального ремонта и относительно невысокий полный моторесурс.

Стоимость КС с дизельным двигателем в 2-2.5 раза ниже стоимости КС с газопоршневыми и газотурбинными двигателями, но высокие эксплуатационные затраты делают работу КС с дизель-генератором экономически неэффективной.

Внешний вид контейнера c ГЗПУ (модель JMS 320 GS – N.LC)

Результаты расчёта себестоимости вырабатываемой электроэнергии, произведённой КС с газо-поршневыми установками и дизель-генераторами в зависимости от мощности установки приведены на рис.1.

Рис.1.


Из диаграммы видно, что себестоимость электроэнергии, выработанной КС с газопоршневым двигателем, в 5 раз меньше себестоимости электроэнергии, выработанной КС с дизель-генераторам и на 30% ниже цены электроэнергии, предлагаемой централизованными системами (расчеты сделаны на примере тарифов, действующих в системе «Ленэнерго»).

Для того чтобы правильно выбрать мощность установки, необходимо проанализировать годовое потребление тепловой и электрической энергии. КС должна покрывать 50% - 70% от максимальной ежегодной потребности тепловой энергии, а остальные 30% - 50% целесообразно обеспечить водогрейным котлом. КС должна наработать в год не менее 4000 часов.

Полный экономический анализ применения КС требует детальной инженерной проработки. В этом случае, как правило, выполняется сравнительный анализ технических и экономических параметров применяемых установок, определяется состав КС с учётом требований заказчика.

Назад