Новости

Когенерационные газопоршневые электростанции получают все большее распространение в России. Достоинством газовых поршневых энергетических установок является короткий срок окупаемости, составляющий всего 2–3 года, высокая экономическая эффективность (себестоимость электроэнергии всегда на 20-30% ниже чем у сетевых компаний), возможность создания проекта защищенной распределённой генерации, с использованием модульных быстровозводимых ГПУ-ТЭЦ, включая мобильные передвижные ГПУ для покрытия энергодефицита, та же ГПЭС используются при модернизации действующих котельных, как источники энергоснабжения, и как энергоблоки для увеличения мощности действующих ТЭЦ и ТЭС. При выборе конкретных агрегатов для электростанции возникает сложный вопрос увязки электрической нагрузки потребителей с их тепловой нагрузкой, зависящих друг от друга. В статье рассмотрены производители когенерационных газопоршневых электростанций, технические характеристики этих агрегатов на номинальном и частичных режимах работы, а также разработаны рекомендации по совместному учету электрических и тепловых нагрузок подключенных потребителей. когенерация; газопоршневая электростанция; нагрузка; электроэнергия; тепловая энергия; мини-ТЭЦ.

Ресурсосбережение, растущее экологическое сознание населения и ограниченность запасов природного топлива повышают требования к эффективности процессов получения различных видов энергии. В этом аспекте большое будущее за мини-ТЭЦ (мини-теплоэлектроцентраль) на основе газопоршневых двигателей. Эти когенерационные газопоршневые электростанции производят электрическую и тепловую энергию децентрализованно. Они обеспечивают максимальную эффективность процесса преобразования химической энергии газообразного топлива при минимальном загрязнении окружающей среды. Мини-ТЭЦ позволяет экономить более 40% энергии газообразного топлива по сравнению с раздельным производством электрической и тепловой энергии. Выработанная на мини-ТЭЦ электрическая и тепловая энергия может потребляться на месте, а также продаваться соседним потребителям. При этом КПД мини-ТЭЦ составляет около 90%, а поскольку потребители энергии находятся рядом с ней, то потери энергии при распределении оказываются меньше, чем у централизованных электро- и теплосетей. Это также снижает стоимость получаемой энергии.

Мини-ТЭЦ представляет собой когенерационную газопоршневую электростанцию, состоящую из приводного двигателя внутреннего сгорания, соединенного с электрогенератором, а также теплообменников охлаждающей воды и выхлопных газов двигателя, системы автоматизации и распределения энергии. Срок службы газопоршневых двигателей таких электростанций, работающих на природном газе, достигает от 60000 до 200000 часов, что свидетельствует о надежности их работы. Значительный по величине общий КПД способствует малому сроку окупаемости строительства мини-ТЭЦ. По определению Американского общества инженеров по теплотехнике, холодильным установкам и кондиционированию воздуха (ASHRAE), когенерация представляет собой использование первичного источника энергии для одновременной выработки двух видов энергии – электрической и тепловой. Для газопоршневых электростанций под когенерацией понимается использование теплоты горения газообразного топлива в поршневом двигателе внутреннего сгорания (ДВС) для выработки электроэнергии на присоединенном к ДВС электрогенераторе и выработки тепловой энергии (в виде горячей воды или пара) путем утилизации тепловых потерь этого же ДВС. КПД газопоршневой электростанции при выработке только электрической энергии на номинальном режиме работы составляет всего 35–40%. При этом оставшиеся 66–60% тепловой энергии, выделившейся при горении газообразного топлива (природный газ, сжиженный газ, биогаз, попутный нефтяной и т. д.), отводится в окружающую атмосферу через систему охлаждения ДВС и с выхлопными газами. В когенерационной газопоршневой электростанции коэффициент использования газообразного топлива при выработке электрической и тепловой энергии достигает 85–87%, т. е. всего 15–13% тепловой энергии топлива выбрасывается в окружающую атмосферу в виде лучистой и конвективной теплоты от нагретых частей электростанции, а также оставшейся теплоты выхлопных газов. Так как на когенерационной газопоршневой электростанции КПД по выработке электрической энергии остается прежним (35–40%), то на долю выработки тепловой энергии приходится 47% теплоты горения топлива. Отсюда видно, что соотношение мощностей электрической и тепловой энергии, которую можно получить в когенерационной электростанции, составляет на 1 МВт выработанной электрической мощности можно получить 1,2…1,0 Гкал/ч тепловой мощности. В случае применения газопоршневой электростанции без когенерации ее “собственнику” приходится либо покупать тепловую энергию (для технологических процессов, отопления, горячего водоснабжения, вентиляции