Мини теплоэлектростанция: Мини–ТЭЦ — тепловые электростанции для предприятий

Мини–ТЭЦ — тепловые электростанции для предприятий

Общие сведения о мини–ТЭЦ — описание

Мини–ТЭЦ* — это электростанции с комбинированным производством электричества и тепловой энергии. Использование в практических целях отработавшего тепла силовых агрегатов электростанций, является отличительной особенностью мини–ТЭЦ и носит название когенерация (теплофикация).

Главная особенность и преимущество мини–ТЭЦ в том, что они размещаются в непосредственной близости от потребителей энергии. При таком расположении экономятся значительные средства из-за отсутствия передачи — транспортировки энергии. Близость мини–ТЭЦ к тепловым сетям также является немаловажным финансовым фактором. Диапазон электрической мощности мини–ТЭЦ достаточно широк и не имеет определенных значений: от 100 кВт до 50 МВт.

В мини–ТЭЦ используются электросиловые агрегаты следующих типов:

• газопоршневые
• газотурбинные
• микротурбинные

В мини-тэц электроэнергия вырабатывается генераторами электрического тока. Генераторы используют механическую работу двигателей. Выхлопные газы и системы охлаждения двигателей мини-тэц отдают тепловую энергию в виде горячей воды или технического пара.

Мини–ТЭЦ, как правило, работает в двух основных производственных режимах:

• получение электричества и тепла (когенерация)
• получение электричества, тепла и холода (тригенерация).

Электрическая энергия, выработанная на автономной мини–ТЭЦ, в зависимости от выходного напряжения и технических задач, может передаваться на расстояние до нескольких десятков километров.

Мини–ТЭЦ — основные системы, узлы и агрегаты

Мини–ТЭЦ состоит из следующих основных компонентов:

• двигатели внутреннего сгорания — поршневые, микротурбины или газотурбинные
• генераторы постоянного или переменного тока
• котлы–утилизаторы отработавших газов
• катализаторы
• системы управления

Средства автоматики мини–ТЭЦ обеспечивают функционирование установок в рекомендованном диапазоне рабочих режимов и достижение эффективных характеристик. Мониторинг и телеметрия мини–ТЭЦ осуществляются дистанционно.

Мини–ТЭЦ — основные преимущества — экономическая эффективность использования, цены, сроки строительства

Основными преимуществами мини ТЭЦ являются, прежде всего: низкая стоимость вырабатываемой электроэнергии, тепла и соответственно, быстрый возврат инвестиций.  Потребляя в среднем 0,3 куб. м газа, на мини–ТЭЦ у потребителя есть возможность получать 1 кВт электроэнергии и ~ 2 кВт тепла в час, при этом экономится значительная сумма на подключение к традиционной электросети.

Мини-ТЭЦ можно достаточно быстро  построить и запустить в эксплуатацию. Сроки строительства от 3 месяцев до одного-двух лет. Сроки строительства мини-тэц зависят от наличия газопровода на объекте, мощности силовых агрегатов и конечной комплектации станции.

Существует возможность установки мини–ТЭЦ в старых котельных и на ЦТП, а также возможность быстрого увеличения электрической мощности, путем дополнительной установки новых энергетических модулей.  Мини-ТЭЦ размещается на объекте энергоснабжения, а это исключает строительство дорогостоящих ЛЭП и установку трансформаторов (ТП).

Мини-ТЭЦ имеют низкий расход топлива, и как следствие, быструю окупаемость, прежде всего из-за возможности получения двух видов энергии.  Преимуществом мини–ТЭЦ является длительный ресурс эксплуатации – жизненный цикл оборудования достигает 20-25 лет. Мини-ТЭЦ экологически безопасны и могут располагаться непосредственно на объектах энергоснабжения.

Цена мини-ТЭЦ, как правило, исчисляется за 1 кВт электрической мощности. Стоимость одного киловатта мини-ТЭЦ колеблется от 600 до 3500 тысячи долларов. Цены на мини-ТЭЦ зависят от выбранных технологий, качества и надежности основного оборудования.

Компания Новая Генерация предлагает выгодные цены и условия поставки под ключ надёжных и экономичных мини-тэц

Обоснования строительства мини–ТЭЦ

• высокие тарифы и потери 8–10% при дальней передаче электроэнергии и тепла
• высокие затраты за подключение к внешним электросетям, сопоставимые со стоимостью строительства локальной мини–ТЭЦ
• ограниченные возможности существующих источников электроэнергии и тепла при расширении мощностей предприятия потребителя
• низкое качество и количество получаемой электроэнергии и тепла от устаревшего источника генерации
• сопоставимые со стоимостью электростанций, штрафы за выбросы в атмосферу попутного нефтяного газа
• снижение финансовой зависимости от роста тарифов на электроэнергию и тепло
• низкая надежность работы местных энергосбытовых компаний

Мини–ТЭЦ и экология

Комбинированное производство энергии двух видов на мини–ТЭЦ способствуют гораздо более экологичному использованию топлива по сравнению с раздельной выработкой электроэнергии и тепловой энергии на котельных установках.

Замена котельных, нерационально использующих топливо и загрязняющих атмосферу городов и посёлков, мини–ТЭЦ способствует не только значительной экономии топлива, но и повышению чистоты воздушного бассейна, улучшению общего экологического состояния окружающей среды.

Источник энергии для микротурбин, газопоршневых и газотурбинных мини–ТЭЦ, как правило, природный газ. Природный или попутный газ органическое топливо, не загрязняющее атмосферу твёрдыми выбросами.

Почему ещё для мини-тэц выгоден природный газ?

Характеристики – описание силовых агрегатов ультрасовременной газопоршневой мини-тэц

Характеристики – описание мини-тэц на базе инновационной микротурбины

Характеристики – описание силового агрегата газотурбинной мини-тэц

* ТЭЦ — этот термин обозначал в СССР «ТеплоЭлектроЦентраль». Теплоэлектроцентраль является основным производственным звеном в системе централизованного теплоснабжения промышленных и коммунально-бытовых потребителей. Современная терминология окончательно не установлена и поэтому мини–ТЭЦ правильнее называть ТЭС — тепловая электростанция.

Мини ТЭЦ для дома — Вентиляция, кондиционирование и отопление

Значительная стоимость источников энергии, трудности и дороговизна подключения газа и централизованного электроснабжения, а в некоторых случаях и техническая невозможность подвода сетей, заставляет обращать внимание на альтернативные установки, способные обеспечить отопление и работу электроприборов.

При определенных условиях решить эту задачу может мини ТЭЦ для дома, работающая на различном топливе.

Пример установленной мини ТЭЦ

Отличия мини ТЭЦ и традиционных генераторов

Генератор — устройство способное преобразовать различные виды топлива в электрическую энергию. Большинство массово эксплуатируемых установок приводятся в действие двигателями внутреннего сгорания или газотурбинными установками. При этом значительная часть тепловой энергии, получаемая в результате сгорания топлива попросту выбрасывается на ветер.

Основные потери приходятся на систему охлаждения двигателя, выхлопные (отработанные) газы, нагрев смазочных жидкостей. По этой причине КПД всех существующих генераторов, которые можно использовать в частном порядке, невысок.

Мини ТЭЦ для дома на твердом топливе (или других типах источников энергии) позволяет использовать теплопотери, характерные генераторам, для получения значительного количества тепловой энергии. В промышленных масштабах теплоцентрали (ТЭЦ), работающие на крупных предприятиях, способны обеспечить потребности даже большого города. В последнее время все более востребованы становятся установки ТЭЦ сравнительно небольшой мощности, которые можно использовать в индивидуальных целях. При этом основной упор делается на агрегаты, способные работать на альтернативных источниках энергии (биотопливо, торф, брикеты и пеллеты, древесные отходы, дрова).

Современные ТЭЦ могут работать в двух основных режимах:

1. Когенерация — получение электрической энергии и сопутствующая выработка тепла.
2. Тригенерация — обеспечение электричеством и дополнительное получение не только тепла, но и холода для рефрижераторных установок.

Принцип работы и существующие виды ТЭЦ

Если для традиционной ТЭЦ основным агрегатом считается двигатель внутреннего сгорания, то мини ТЭЦ на дровах или древесных отходах работает за счет прямого сжигания топлива в котлах.

Поэтому несколько отличается и принцип действия установок:

• Вращение вала ДВС (двигателя внутреннего сгорания) приводит в действие генерирующую установку, вырабатывающую электроэнергия. Тепловая мощность снимается с системы охлаждения двигателя и из продуктов сгорания топлива.
• Установки на альтернативных источниках энергии в основном работают в комплекте с паровой турбиной, вырабатывающей электроэнергию. Сжигаемое топливо позволяет получить пар, необходимый для работы турбин. В качестве источника тепловой энергии используется отработанный водяной пар и продукты сгорания (дым).

На практике чаще всего применяют следующие модификации ТЭЦ:

1. Агрегаты на основе ДВС. К ним можно отнести оборудование с бензиновыми и дизельными двигателями, газопоршневыми и газотурбинными установками. Наиболее производительными считаются именно газовые модификации.

Мини ТЭЦ работающая на дизельном топливе

Эксплуатация ТЭЦ с дизельным приводом осложнена тем, что установка должна работать практически на полную мощность. В противном случае двигатель разогревается недостаточно и снять тепловую энергию с него достаточно проблематично.

Средняя стоимость мини ТЭЦ данного типа зависит от вырабатываемой мощности. На сегодняшний день она составляет около 20-30 тысяч за каждый кВт электроэнергии. При этом стоит учитывать то, что минимальная мощность таких установок составляет 25-30 кВт, и использование их в личных целях достаточно проблематично.

2. ТЭЦ на отходах деревообрабатывающих производства вполне может использоваться в лесных местностях или при наличии дешевого источника топлива.

Мини ТЭЦ работающая на древесных отходах

Для частного дома вполне подойдет мини ТЭЦ от компании SUN SYSTEM. Такая установка вполне способна обеспечить потребности жилого дома площадью до 400 квадратных метров.

Мощность мини ТЭЦ данной серии составляет 3 кВт по электроэнергии и 10 кВт по теплу. Основу агрегата составляет двигатель Стирлинга, в качестве топлива используются пеллеты. Средняя стоимость установки составляет 19 тысяч евро.

3. На сегодняшний день различные компании предлагают мини ТЭЦ для дома на биотопливе различных модификаций. При выборе таких установок следует учитывать тот факт, что экономическая целесообразность применения данных устройств будет присутствовать только при ежегодном потреблении не менее 3000 кВт*ч электроэнергии и 20 тысяч кВт тепла.

Мини-ТЭЦ на биотопливе от MW Power

При этом быстро окупается только то оборудование, которое работает с максимальной загрузкой. В противном случае срок окупаемости оборудования может значительно увеличится. Данный вариант наиболее подходит для коллективного использования, например, на 3-5 коттеджей или целый небольшой поселок.

Современные разработки микро ТЭЦ

Для индивидуальной эксплуатации рекомендуется обратить внимание на новое поколение оборудования — микро ТЭЦ. Для потребителей с небольшими потребностями в тепловой и электрической энергии такое оборудование будет лучшим выбором.

Так, микро ТЭЦ на основе того же двигателя Стирлинга,

VIESSMANN — VITOTWIN 300-W

• Идеально подойдет для небольшого загородного дома (при условии наличия доступа к природному или сжиженному газу).
• Средняя стоимость данной установки составляет 10,5 тысяч евро.
• Она позволяет получать 1 кВт электрической и 6 кВт тепловой энергии.

К основным преимуществам агрегата стоит отнести экономичность, низкий уровень создаваемого при работе шума. Еще одним плюсом считается простой монтаж (не сложнее обычного настенного котла).

Установка любой мини ТЭЦ, это в первую очередь работа на перспективу. Учитывая достаточно высокую стоимость оборудования, целесообразно коллективное применение данных агрегатов.

Но даже при личном использовании мини и микро ТЭЦ способны гарантировать энергетическую независимость от центральных сетей. Поэтому таким агрегатам предназначено большое будущее.

Производство электроэнергии из зеленых отходов или солнечной энергии

Низкоуглеродные решения для самообеспечения

Mini Green Power является миссионерской компанией с июля 2020 года и является частью бизнес-сообщества миссионерских компаний.

1. ПРОИЗВОДСТВО ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ ИЗ РАСТИТЕЛЬНЫХ ОСТАТКОВ

Технология биомассы, разработанная Mini Green Power, позволяет производить тепло из растительных остатков. Это тепло может быть оценено непосредственно или в электрической форме.

1.

1. Технология :Gazeogen©

Gazeogen © представляет собой комбинацию Gazetherm © и турбины, вырабатывающей электричество.

Энергия, производимая в Gazeotherm ©, может быть преобразована в электричество с помощью цикла Ренкина или паровой турбины. В зависимости от мощности станции Mini Green Power использует три типа турбин:

■ Низкотемпературные турбины ORC для электроэнергии мощностью от 36 кВт до 200 кВт. Выход электроэнергии относительно низок (от 5% до 13%), но общий КПД (электрический и тепловой) может достигать 80% при рекуперации тепла.
■ Высокотемпературные турбины ORC мощностью от 200 кВтэ до 1 МВтэ. Электрический выход составляет от 15 до 19%. Общий КПД установки может достигать 80% при рекуперации тепла.
■ Паровые турбины мощностью от 700 кВт до 1,3 МВт. Эта технология позволяет достичь выхода более 20%.

С мая 2018 года Mini Green Power является французским представителем низкотемпературного бренда ORC ElectraTherm©, парк которого насчитывает более 100 установок по всему миру, насчитывающих более миллиона часов работы.

1.2. Серийные модели

Экономическая модель основана на цене продажи электроэнергии, цене тепла и стоимости топлива. Решение Mini Green Power принимает широкий спектр биомассы, стоимость которой часто очень низкая, что дает значительное преимущество.

В зависимости от страны установки возможны три типа экономических моделей:
■ Общее собственное потребление для достижения автономии и снижения счетов за электроэнергию,
■ Общая перепродажа электроэнергии, произведенной в сети,
■ Контракты на перепродажу излишков .

Во Франции перепродажа электроэнергии часто основывается на субсидированных тарифах:
■  Общая перепродажа произведенной электроэнергии: Тарифы устанавливаются Комиссией по регулированию энергетики (CRE) по результатам торгов. Чтобы получить доступ к этим тарифам, необходимо оценить тепло когенерации.
■  Самостоятельное потребление с контрактами CRE: в этом случае рекуперация тепла не навязывается CRE, но улучшает экономическую модель и способствует эффективности проекта.
■  Договоры перепродажи излишков: произведенная электроэнергия в основном служит для нужд потребителя на месте, излишек перепродается в сеть.

За рубежом случаи зависят от одного объекта к другому, но экономическая модель основана на одних и тех же принципах: цена продажи электроэнергии, утилизация тепла и цена покупки топлива.

Преимущества производства электроэнергии на биомассе компанией Gazéogen ©

■ Постоянная энергия, совместимая с профилями непрерывного потребления,
■ Снижение затрат на ввод с принятием широкого спектра биомассы,
■ Низкий уровень выбросов загрязняющих веществ.

3. Модульные решения для автономных и удаленных районов

3.1. Технология

Mini Green Power настраивает изолированные решения, позволяющие компаниям, организациям и сообществам производить электроэнергию в удаленных от сети районах. Решение включает в себя:
■ Система накопления энергии, включающая инвертор, формирующий сеть, и литий-ионный аккумулятор, позволяющий производить электроэнергию вне сети.
■ Интеллектуальная распределительная система, позволяющая одновременно производить электроэнергию из нескольких источников энергии (биомасса, солнечная энергия, гидроэнергия, дизельное топливо и т. д.).
■ Контейнерные решения с высокой степенью масштабируемости, которые можно адаптировать к различным условиям окружающей среды и потребностям в энергии, от небольших деревень до промышленных зданий.
■ Современная система контроля для обеспечения стабильности между производством и потреблением. Система управления энергопотреблением (PMS) обеспечивает стабильность микросети, а система управления энергопотреблением (EMS) оптимизирует производство и потребление в соответствии с заданными параметрами (погода, цена на электроэнергию, доступность топлива и т. д. 9).0003

3.2. Серийные модели

■ Соглашение о покупке электроэнергии (PPA) может быть подписано между производителем электроэнергии (владельцем установки) и потребителем (населенными пунктами, коммерческими и промышленными предприятиями, гостиницами и т. д.). Электроэнергия продается потребителю по определенной цене в течение срока действия договора.
■ Самостоятельное потребление энергии, производимой установкой, для уменьшения углеродного следа и достижения энергетической независимости.
■ Интеграция в существующие блоки. Mini Green Power может добавить электростанцию ​​на биомассе, солнечную ферму, дизельный генератор и хранилище энергии к существующим блокам, которые требуют увеличения производства электроэнергии.

Проектирование и производство мини-паровой электростанции

• Идентификатор корпуса: 212608622

 @inproceedings{Chore2017DesignAM,
  title={Проектирование и производство мини-паровой электростанции},
  автор = {Сунил Мадхаврао Чор и Пратик Кширсагар и Сачин А. Кулкарни},
  год = {2017}
} 

• С. Чор, П. Кширсагар, С. А. Кулкарни
• Опубликовано в 2017 г.
• Физика, инженерия

Мини-паровая электростанция является примером системы управления с несколькими входами и несколькими выходами (MIMO). Для парогенератора ключевыми входными параметрами являются давление и температура воды, подводимая теплота, а для турбины давление, температура и массовый расход пара являются ключевыми входными переменными. Термодинамический расчет котла предполагает время, необходимое для перегретого пара при расчетном давлении при требуемом массовом расходе. Этот перегретый пар подается на турбину. Эта реакция типа пара… 

Проектирование и разработка мини-паровой турбины для бытовых электростанций

• Б. Ореко, С. Окий

• Инженерия, материаловедение

• 2021

одноступенчатая импульсная паровая турбина Де Лаваля, подключенная к генератору переменного тока с целью выработки электроэнергии для бытовых нужд. The…

ПОКАЗАНЫ 1-10 ИЗ 10 ССЫЛОК

Термодинамический анализ парогенератора-утилизатора парогазовой электростанции

• К. Рави, К. Рама, Рама Раджу Венката Аллуру Сита

• Инженерия, физика

• 2007

Электростанции с комбинированным циклом играют важную роль в современном энергетическом секторе. Основной задачей при проектировании электростанции комбинированного цикла является надлежащее использование тепла выхлопных газов газовых турбин в…

Тепловой анализ паротурбинных электростанций

• Иван Сунит Раут, А. Гайквад, В. Верма, М. Тарик

• Инженерия, наука об окружающей среде

• 2013

Пар является основным потребителем энергии. Оптимизация рабочих условий процесса может значительно улучшить расход воды в турбине, что, в свою очередь, значительно снизит потребление энергии. Различные операции…

Анализ тепловой электростанции, работающей по циклу Ренкина: теоретическое исследование

• Радж Кумар Капурия, С. Кумар, К. Касана

• Инженерия, физика

• Сегодня

,