Энергообеспечение предприятий на базе когенерационных установок

Наиболее экономичным и апробированным решением, признанным всем технически развитым миром, позволяющим существенно снизить потери энергии, становится распределенное комбинированное производство тепловой энергии и электроэнергии непосредственно на предприятиях (когенерация).

Имеется три типа базовых кооперационных систем:

• с двигателем внутреннего сгорания;

• с паротурбинной установкой;

• с газотурбинной установкой.

Первая система представляет собой ДВС, в котором механическая работа преобразуется в электроэнергию, а теплота выхлопных газов используется для генерации пара с давлением не выше 0,207 МПа. Данный тип когенерационной системы характеризуется высоким коэффициентом выработки электроэнергии.

Рассмотрим схему когенерационной системы на базе ПТУ (рис. 1, а). Она включает котел для генерирования пара высокого давления (303 МПа) с температурой 600°С и противодавленческую турбину, которая выполняет функции редукционного устройства для снижения давления пара. После турбины пар поступает на технологические нужды. При необходимости часть пара из котла, минуя турбину, проходит через редуктор и также направляется на технологические нужды. В связи с отсутствием конденсатора, а следовательно, и дополнительных потерь КПД данной системы может составлять 95-96 %.

Рис. 1.Схемы систем когенерации с паротурбинной (а) и газотурбинной (б) установками: ТП - технологические потребители пара; ВГ - выхлопные газы

В когенерационной системе на базе ГТУ (рис. 1, б) для производства пара в качестве источника теплоты используются отработанные газы. Данная система требует высококачественного топлива. Она может быть комбинированной и дополнительно включать паровую турбину. Тогда объем генерируемой электроэнергии возрастает и коэффициент ее выработки может достигать значения, равного 1,5.

Таким образом, если потребность в технологическом паре уменьшается, может больше вырабатываться электрической энергии, которая при избытке передается внешним потребителям. Такая технология способствует повышению эффективности использования первичной энергии.

В Республике Беларусь необходимость применения когенераторов - мини-ТЭЦ для тепло- и энергоснабжения - очевидна. Когенераторные установки являются экономически привлекательными для промышленного потребителя. Затраты на проектирование, закупку, ввод в эксплуатацию и амортизацию когенераторов окупаются уже на 4-5-ом году эксплуатации при расчетном сроке службы оборудования 25-30 лет (180-200 тысяч часов).

На предприятии ОАО «Керамика» г.Витебск внедрен энерготехнологичекий комплекс, состоящих из двух моделей газопоршневых установок суммарной электрической мощностью 2,8 МВт (рис 2). КПД электрической газопоршневой установки модуля при полной мощности составляет 41,1 %, а тепловой – 51,4 %.

Рис. 2. Газомоторная поршневая установка в ОАО «Керамика»

Сэкономлено топлива при существующей норме в 215 кг у.т./ тыс. Квт ч и использовании уходящих газов на сушку керамических изделий – 768 т.у.т. Себестоимость 1 кВт ч составила 75 руб при цене покупаемой электроэнергии в энергосистеме 305 руб/кВт ч.

Газовая турбина мощностью 16 МВт успешно интегрирована в теплотехнологический процесс Белорусского цементного завода в г. Костюковичи. В результате рационализа­ции энергообеспечения значительно снизи­лась себестоимость производства цемента.

На ОАО "Химволокно" г. Гродно успешно ра­ботает когенерационный комплекс, создан­ный на базе производственной котельной с применением поршневых ДВС, общей мощ­ностью 12 МВт, позволивший резко улучшить финансовое положение предприятия. Важно отметить, что только в результате указанных примеров реконструкции годовой импорт природного газа в страну сократился на величину, оцениваемую в 100 тысяч тонн условного топлива (по данным 2006 г.).

Планируется модернизация энергообеспечения теплотехнологических процессов ОАО "Доломит" путем создания когенерационного энерготехнологического комплекса предназначенного для комбинированной выработки электрической и тепловой энергии для частичного замещения прямого сжигания топлива в технологических топках для получения сушильного агента при сушке доломита в процессе его помола.

Установка газотурбинного комплекса мощностью 12 МВт позволит обеспечить выработку 96 млн. кВт/час энергии в год и сушку доломита в технологическом процессе производства доломитовой муки (2 млн. тонн на пяти технологических линиях).

(ОАО «Керамика»: ресурсы энергосбережения / Республиканская строительная газета, № 1-2 от 06.01.2009 г.)

Энергосбережение и кадры – по- прежнему основные факторы, определяющие эффективное развитие стройкомплекса Беларуси / Республиканская Строительная газета. - № 39