Автономни източници на захранване за предприятия

Блокиране на парни турбини (мини-CHP)

Поради постоянното покачване на цените на електроенергията, много предприятия, които произвеждат и използват водни пари за технологични нужди и отопление, преминават към независимо производство от тях, използвайки блокови паротурбинни генератори с турбина за обратно налягане за комбинирано производство на топлина и електроенергия.

По -голямата част от промишлени и производствено -отоплителни котелни на промишлени и общински предприятия са оборудвани с парни котли от наситена или слабо прегрята пара за налягане 1,4 MPa с производителност 10 — 25 t / h.

Използването на турбинен агрегат в нашето собствено котелно помещение ще позволи:

• значително намаляване на количеството закупена електроенергия до пълна самодостатъчност,

• намаляване на декларираната мощност,

• да компенсират напълно реактивната мощност на своите електрически инсталации, използвайки синхронния генератор на турбинния блок.

Схематична диаграма на турбинен генератор (TGU) в котелно помещение е показана на фиг. 1.

Ориз. 1. Схема на турбинен генератор в котелно помещение (мини-ТЕЦ)

Модулните турбинни генератори, монтирани на нулевото ниво на котелната, са проектирани да генерират електричество с по -нататъшно използване на парата, изразходвана в инсталацията за технологични и отоплителни нужди. Конструктивно блоковете са направени под формата на компактни силови агрегати със 100% фабрична готовност, състоящи се от турбина за обратно налягане, електрически генератор и скоростна кутия, поставени заедно с допълнително оборудване върху общ резервоар за масло и поставени отделно оборудване.

Турбинните генератори включват система за подаване на циркулиращо масло, локална хидродинамична система за автоматично регулиране и аварийна защита на турбината и система за управление и защита на генератора. Контролерите на регулаторите позволяват ръчно управление и осигуряват приемането на електрически управляващи сигнали по време на дистанционно или автоматично управление на устройството.

Турбинните генератори са оборудвани със синхронни генератори от типа SG2 с неутрална изходна мощност и въздушно охлаждане.

Турбинните генераторни агрегати се характеризират със:

• висока надеждност (период на непрекъсната работа поне 5000 часа),

• дълъг експлоатационен живот (25 години) и ресурс (100 000 часа),

• значителен период на основен ремонт (поне 5 години),

• минимално количество монтажни и пускови работи,

• ниски експлоатационни разходи,

• лекота на поддръжка и неизискване към нивото на обучение на обслужващия персонал,

• разумна цена с кратък (1,5-2 години) период на изплащане,

• наличието на система за следпродажбено обслужване.

Газотурбинни електроцентрали (GTES)

За разлика от парната турбина (цикълът на пара на Ранкин за пара), в циклите на газотурбинни инсталации работната течност е сгъстени газове, нагряти до висока температура. Като такива газове най -често се използва смес от въздух и продукти от горенето на течно (или газообразно) гориво.

Схематична диаграма на газова турбина (GTU с подаване на топлина при p = const) е показана на фиг. 2.

Ориз. 2. Схематична диаграма на електроцентрала с газови турбини: CS — горивна камера, CP — компресор, GT — газова турбина, G — генератор, T — трансформатор, M — стартиращ двигател, cm — спомагателни нужди, RU VN — разпределителна уредба за високо напрежение

Въздушният компресор на скоростната кутия компресира атмосферния въздух, увеличавайки налягането от p1 преди стр2 и непрекъснато го подава в горивната камера на горелката. Необходимото количество течно или газообразно гориво непрекъснато се подава от специална помпа.Образуваните в камерата продукти на горенето я оставят с температура t3 и практически същото налягане p2 (ако не се вземе предвид съпротивлението), както на изхода на компресора (p2 = p3). Следователно изгарянето на гориво (т.е. захранване с топлина) става при постоянно налягане.

В газова турбина GT продуктите от горенето адиабатно се разширяват, в резултат на което температурата им намалява до t4 (точка 4), където T4 = 300 — 400 ° С, а налягането намалява почти до атмосферно р1. Целият спад на налягането p3 — p1 се използва за получаване на техническа работа в турбината LTпр. ГолямАз съм част от тази работа LДа се консумирани от задвижването на компресора.Rстойност LTпр-LДа се изразходвани за производство на електроенергия в електрическия генератор G или за други цели.

За да се увеличи ефективността на газотурбинната електроцентрала, се използва метод за регенериране на топлината на отработените газове от турбината. За разлика от предишната схематична диаграма (виж фиг. 2), в него е включен топлообменник, при който въздухът, отиващ от компресора към горивната камера, се нагрява от отработените газове, напускащи турбината, или топлината на газовете се използва в газовите нагреватели за мрежови котли за вода или отпадъчна топлина .

Котел за отпадъчна топлина (KU) за газотурбинен агрегат (мощност 20 MW) от барабанен тип с принудителна циркулация в изпарителните кръгове, разположение на кула от нагревателни повърхности с горен отработен газ от димни газове може да има отворено оформление или да бъде инсталиран в сграда. Котелът има собствена рамка, която е основната носеща конструкция за отоплителни повърхности, тръбопроводи, барабан и комин.

Основното, резервно и аварийно гориво за 20 MW газова турбина е дизел или природен газ. Диапазонът на работно натоварване е 50 — 110% от номиналното.

Съвременните газотурбинни електроцентрали в Русия се основават на газови турбини с мощност 25 — 100 MW. През последните години газотурбинните електроцентрали с мощност 2,5 — 25 MW станаха широко разпространени за захранване на газови и нефтени находища.

Газови бутални електроцентрали

Напоследък, заедно с газотурбинни електроцентрали, широко се използват контейнерни електроцентрали на базата на газови бутални генератори, използващи оборудване от Caterpillar и други.

Електроцентралите «Caterpillar» от серията G3500 са автономни постоянни и резервни източници на електроенергия. Газовите бутални генераторни агрегати могат да се използват за генериране както на електрическа, така и на топлинна енергия чрез използване на топлината на газов двигател. На фиг. 5.8 показва енергийната диаграма (енергиен баланс) на газовата бутална инсталация.

Ориз. 3. Енергийна диаграма на газов бутален двигател

Такива инсталации с рекуперация на топлина могат да се използват в съоръжения, които едновременно консумират топлина и електричество, например в съоръжения за петрол и газ, отдалечени жилищни и комунални услуги (електроснабдяване и топлоснабдяване на малки села и др.), В кариери и мини, в различни индустриални предприятия.

Основното оборудване включва: газов двигател-генератор Caterpillar, модул за рекуперация на топлина, контейнер, система за подаване на горивен газ, система за автоматично зареждане на масло в двигателя, електрическо оборудване и система за управление.

Дизелови електроцентрали

През последните години дизеловите електроцентрали с мощност от 4,5 до 150 MW станаха широко разпространени с използването на автоматизирани нискоскоростни двутактови дизелови двигатели с напречна глава с турбокомпресор и електрически генератори за напрежение 6 или 10 kV, променлив ток честота 50 или 60 Hz.

Тези дизелови генератори работят стабилно на тежко гориво с вискозитет до 700 cG при 50 ° C със съдържание на сяра до 5%, те също могат да работят на всяко газообразно гориво в режим на двойно гориво (в смес от най-малко 8% от масленото гориво), докато изходът на електрическа енергия съставлява около 50% от енергията на изгорялото гориво, съществува възможност за повишаване на ефективността на инсталацията поради оползотворяването на топлината на отработените газове, те експлоатират се без намаляване на ефективността при различни климатични условия, експлоатационният живот на блоковете е до 40 години с мощност от около 8500 часа годишно.