Avtonomni viri energije za podjetja

Prepletene parne turbine (mini SPTE)

Zaradi nenehnega naraščanja cen električne energije številna podjetja, ki proizvajajo in uporabljajo vodno paro za tehnološke potrebe in ogrevanje, prehajajo na samostojno proizvodnjo le-te, z uporabo blokovnih parnih turbinskih generatorjev s protitlačno turbino za kombinirano proizvodnjo toplote in električne energije.

Večina industrijskih in proizvodno-ogrevalnih kotlovnic industrijskih in komunalnih podjetij je opremljena s parnimi kotli nasičene ali rahlo pregrete pare za tlak 1,4 MPa s produktivnostjo 10-25 t / h.

Uporaba turbinske enote v lastni kotlovnici bo omogočila:

• znatno zmanjšanje količine odkupljene električne energije do popolne samooskrbe,

• zmanjšanje deklarirane moči,

• v celoti kompenzirajo jalovo moč svojih električnih naprav s pomočjo sinhronskega generatorja turbinske enote.

Shematski diagram turbinskega generatorja (TGU) v kotlovnici je prikazan na sl. 1.

riž. 1. Shema turbinskega generatorja v kotlovnici (mini SPTE)

Modularni turbinski generatorji, nameščeni na ničelnem nivoju kotlovnice, so zasnovani za proizvodnjo električne energije z nadaljnjo uporabo pare, porabljene v napravi, za tehnološke in ogrevalne potrebe. Strukturno so enote izdelane v obliki kompaktnih pogonskih enot s 100-odstotno tovarniško pripravljenostjo, ki jih sestavljajo protitlačna turbina, električni generator in menjalnik, nameščeni skupaj z dodatno opremo na skupnem rezervoarju za olje in nameščeni ločeni opremi.

Turbogeneratorji vključujejo obtočni sistem za oskrbo z oljem, lokalni hidrodinamični sistem za avtomatsko regulacijo turbine in varnostno zaščito ter sistem za nadzor in zaščito generatorja. Krmilniki regulatorjev omogočajo ročno upravljanje in zagotavljajo sprejem električnih krmilnih signalov pri daljinskem ali avtomatskem upravljanju naprave.

Turbogeneratorji so opremljeni s sinhronskimi generatorji tipa SG2 z nevtralno izhodno močjo in zračnim hlajenjem.

Za turbinske generatorje je značilno:

• visoka zanesljivost (obdobje neprekinjenega delovanja najmanj 5000 ur),

• dolga življenjska doba (25 let) in vir (100.000 ur),

• pomembno obdobje remonta (vsaj 5 let),

• najmanjši obseg namestitvenih in zagonskih del,

• nizki obratovalni stroški,

• enostavnost vzdrževanja in nezahtevnost glede stopnje usposobljenosti servisnega osebja,

• razumna cena s kratko (1,5-2 leti) vračilno dobo,

• razpoložljivost sistema poprodajnih storitev.

Elektrarne s plinskimi turbinami (GTES)

Za razliko od parne turbine (Rankinov parni cikel za paro) so v plinskoturbinskih obratih delovna tekočina stisnjeni plini, segreti na visoko temperaturo. Kot takšni plini se največkrat uporablja mešanica zraka in produktov zgorevanja tekočega (ali plinastega) goriva.

Shematski diagram plinske turbine (GTU z vhodno toploto pri p = const) je prikazan na sl. 2.

riž. 2. Shematski diagram plinskoturbinske elektrarne: CS — zgorevalna komora, CP — kompresor, GT — plinska turbina, G — generator, T — transformator, M — zagonski motor, cm — pomožne potrebe, RU VN — visokonapetostna stikalna naprava

Zračni kompresor menjalnika stisne atmosferski zrak, poveča tlak od p1 do p2 in ga nenehno dovaja v zgorevalno komoro gorilnika. Posebna črpalka neprekinjeno dovaja potrebno količino tekočega ali plinastega goriva.Produkti zgorevanja, ki nastanejo v komori, jo zapustijo s temperaturo t3 in praktično enakim tlakom p2 (če ne upoštevamo upora) kot na izhodu iz komore. kompresor (p2 = p3). Zato se zgorevanje goriva (tj. oskrba s toploto) pojavi pri konstantnem tlaku.

V plinski turbini GT se produkti zgorevanja adiabatno razširijo, zaradi česar se njihova temperatura zmanjša na t4 (točka 4), kjer je T4 = 300-400 ° C, tlak pa se zmanjša skoraj na atmosferski p1. Celoten padec tlaka p3 — p1 se porabi za pridobitev tehničnega dela v turbini LTpr. BigI sem del tega dela LPorabi se pri pogonu kompresorja Rvrednost LTpr-LTPorabi se za proizvodnjo električne energije v električnem generatorju G ali za druge namene.

Za povečanje učinkovitosti plinskoturbinske elektrarne se uporablja metoda rekuperacije toplote izpušnih plinov iz turbine. Za razliko od prejšnjega shematskega diagrama (glej sliko 2) vključuje toplotni izmenjevalnik, kjer se zrak, ki gre od kompresorja do zgorevalne komore, segreva z izpušnimi plini, ki zapuščajo turbino, ali pa se toplota plinov uporablja v plinskih grelnikih. za glavne kotle za vodo ali odpadno toploto.

Kotel na odpadno toploto (KU) za plinsko turbinsko enoto (zmogljivost 20 MW) bobnastega tipa s prisilnim kroženjem v izparilnih krogih, postavitev stolpa ogrevalnih površin z zgornjim odvodom dimnih plinov ima lahko odprto postavitev ali vgrajen v zgradba. Kotel ima lastno ogrodje, ki je glavna nosilna konstrukcija za ogrevalne površine, cevovode, boben in dimnik.

Glavno, rezervno in zasilno gorivo za 20 MW plinsko turbino je dizel ali zemeljski plin. Razpon delovne obremenitve je 50 - 110% nazivne.

Sodobne plinskoturbinske elektrarne v Rusiji temeljijo na plinskih turbinah z zmogljivostjo 25-100 MW. V zadnjih letih so se plinske turbinske elektrarne z zmogljivostjo 2,5 - 25 MW razširile za napajanje plinskih in naftnih polj.

Plinske batne elektrarne

V zadnjem času se skupaj s plinskoturbinskimi elektrarnami pogosto uporabljajo kontejnerske elektrarne, ki temeljijo na plinskih batnih generatorjih z opremo Caterpillarja in drugih.

Elektrarne "Caterpillar" serije G3500 so avtonomni trajni in rezervni viri električne energije.Plinski batni generatorji se lahko uporabljajo za proizvodnjo električne in toplotne energije z uporabo toplote plinskega motorja. Na sl. 5.8 prikazuje energetski diagram (energetsko bilanco) naprave s plinskim batom.

riž. 3. Energetski diagram plinskobatnega motorja

Takšne naprave z rekuperacijo toplote se lahko uporabljajo v objektih, ki hkrati porabljajo toploto in elektriko, na primer v naftnih in plinskih obratih, oddaljenih stanovanjskih in komunalnih storitvah (oskrba z elektriko in toploto majhnih vasi itd.), v kamnolomih in rudnikih, v različna industrijska podjetja.

Glavna oprema vključuje: plinski motor-generator Caterpillar, enoto za rekuperacijo toplote, posodo, sistem za oskrbo s plinom, avtomatski sistem za polnjenje motornega olja, električno opremo in krmilni sistem.

Dizelske elektrarne

V zadnjih letih so postale razširjene dizelske elektrarne z zmogljivostjo od 4,5 do 150 MW z uporabo avtomatiziranih dvotaktnih križnih dizelskih motorjev z nizko hitrostjo s turbopolnilnikom in električnimi generatorji za napetost 6 ali 10 kV, frekvenco izmeničnega toka. 50 ali 60 Hz.

Ti dizelski generatorji stabilno delujejo na težkem gorivu z viskoznostjo do 700 cG pri 50 ° C z vsebnostjo žvepla do 5%, lahko delujejo tudi na katero koli plinasto gorivo v načinu dvojnega goriva (v mešanici najmanj 8 % kurilnega goriva), medtem ko proizvodnja električne energije predstavlja približno 50 % energije zgorelega goriva, obstaja možnost povečanja učinkovitosti naprave zaradi izkoriščanja toplote izpušnih plinov, delujejo brez zmanjšanja učinkovitosti v različnih podnebnih razmerah je življenjska doba enot do 40 let z zmogljivostjo približno 8500 ur na leto.