Начертательная
Математика
Лабораторные
Электротехника
Конструирование
Примеры
Физика
Электрические сети

Инженерная графика

Курсовая
ТОЭ
Энергетика
Черчение
Практика
Расчеты
На главную

Малая теплоэнергетика

Блочные ТЭЦ – эффективное электро- и теплоснабжение

Блочные мини-ТЭЦ (рис. 2.42) являются альтернативными источниками получения тепловой и электрической энергии, предназначенными для использования в многоквартирных домах, мелких и средних предприятиях, а также покрытия пиковых нагрузок крупными потребителями.

Развитие автомобилестроения дало возможность получить современные дизельные и газовые моторы, которые успешно используются в установках когенерации, так называемых блочных ТЭЦ (БТЭЦ), для получения электроэнергии совместно с тепловой энергией за счет утилизации тепла уходящих газов.

Раздельное производство тепловой и электрической энергии

в отопительных котлах и конденсационных силовых установках

Рис 2.42. Блочные ТЭЦ

Из-за постоянного увеличения содержания углекислого газа в атмосфере Земли все более вероятными становятся глобальные изменения климата. Заключения экспертов требуют, чтобы до 2050 г. во всем мире выброс СО2 был сокращен на 50 %. Одним из путей достижения этой цели является децентрализованное комбинированное получение тепловой и электрической энергии от блочных ТЭЦ (БТЭЦ) непосредственно у конечного потребителя, что исключает возможность возникновения потерь при распределении энергии.

По сравнению с традиционными способами производства электроэнергии и тепла блочные ТЭЦ (БТЭЦ) выбрасывают в атмосферу на 60 % меньше СО2 и NОХ, значительно сокращая потребление топлива, благодаря этому они становятся перспективной альтернативой существующих ТЭЦ.

В БТЭЦ используется двигатель внутреннего сгорания, который приводит в действие генератор электрического тока. Выработанная электрическая энергия вводится в собственную сеть потребителя либо отдается в общую сеть. Тепло, утилизируемое от охлаждения двигателя и уходящих газов, подается в систему отопления здания либо используется в абсорбционных холодильных машинах.

Для быстрой амортизации средств БТЭЦ целесообразно использовать в промышленных и административных зданиях, гостиницах, больницах, жилых микрорайонах, плавательных бассейнах, заводах-холодильниках, спортивных сооружениях, а также в индивидуальных жилых домах, рассчитанных на автономное теплоэнергоснабжение и кондиционирование из расчета не менее 5000–6000 ч работы в год.

Топливом для БТЭЦ может служить природный и сжиженный газ, дизельное топливо, а также биогаз и шахтный газ – метан.

Поскольку быстрая амортизация зависит от оптимального и индивидуального аналитического обоснования, каждое предприятие составляет необходимые технико-экономические расчеты. Ввод в эксплуатацию блочных ТЭЦ производится в короткие сроки, в течение 50 ч, так как они поставляются с завода-изготовителя в полной готовности.

Серийно выпускаемые БТЭЦ позволяют получить параллельно от 5 Квт электрической и 20 Квт тепловой энергии до 5 МВт электрической и до 8 МВт тепловой энергии.

Блочные ТЭЦ (рис 2.43). позволяют добиться весьма высокого использования первичной энергии – до 90 % и выше. При этом 30–35 % энергии преобразовывается в электрический ток и до 60 % – в тепловую энергию.

Для сравнения, средний КПД крупных электростанций составляет сейчас менее 40 % плюс к этому дополнительные потери в сетях. Это приводит к тому, что до потребителя доходит не более 1/3 от исходной первичной энергии.

Объединенное производство тепловой и электрической энергии

в мини-ТЭЦ

Рис. 2.43.

К негативным особенностям БТЭЦ следует отнести их высокую начальную стоимость, необходимость установки катализаторов, акустические нагрузки до 73 Дб, проблему использования тепловой энергии в летнее время. Параллельно с этим БТЭЦ гарантируют полную энергонезависимость, быстрые сроки окупаемости, периодичность обслуживания 1 раз в год, срок службы 15–20 лет, сокращение потребления топлива по сравнению с раздельной выработкой тепловой и электрической энергии до 40 % и т.д.

Российскими предприятиями в настоящее время разработаны схемы аккумуляции тепловой энергии, получаемой в летнее время, с ее последующим использованием в отопительный период, что значительно расширяет возможности применения блочных ТЭЦ.

Заключение

Местные источники называют энергетикой будущего еще из-за высокой энергосберегаемости. При нынешней централизованной системе львиная доля тепла и электроэнергии теряется безвозвратно: сначала на самих станциях из-за низкого КПД (у наших электростанций коэффициент использования топлива не превышает 30 %); остальное – при передаче на ЛЭП или в теплоцентралях. Если тепловые сети находятся в аварийном состоянии, то дела совсем плохи. Если посмотреть на зимний город в инфракрасном спектре, то увидим ручейки, реки и целые моря тепла, уходящего под стылые небеса. Словом, с пользой тратится лишь пятая часть тонны мазута, угля или газа.

Подобная расточительность – безумие, творящееся в масштабах страны. Решить эту проблему можно с помощью малых источников энергии. ТЭЦ во дворе будет подавать тепло и свет непосредственно в квартиры. Отсюда потери энергии минимальны, к тому же ее КПД доведен до фантастического уровня.

 Однако чтобы эта мини-ТЭЦ имела право на установку во дворе, она должна отвечать современным международным требованиям, особенно в части экологии.

Контрольные вопросы

Как происходит преобразование теплоты пара в работу в паротурбинной установке?

Каковы преимущества паровых турбин по сравнению с другими типами двигателей (паровыми машинами, двигателями внутреннего сгорания?

Дайте понятие работы турбины с противодавлением.

Объясните основной цикл паротурбинной установки.

Что понимается под парогазовыми установками?

Кратко объясните конструкцию газовой турбины ГТУ.

Преимущества и недостатки ГТУ.

Классификация парогазовых установок и их типы.

Как работает ГТУ с водогрейным котлом?

Поясните перспективу ГТУ в малой энергетике на примере своего региона.

Дайте краткую характеристику ГТУ малой мощности.

Кратко объясните конструкцию газотурбинной электростанции «УРАЛ−4000».

Перспективность мини-ТЭЦ в вашем регионе.

Библиографический список к разделу II

Основы современной энергетики. В 2 т. / Е.В. Аметистов, А.Д. Трухний, А.Л. Макаров, В.В. Клименко. М.: Изд-во МЭИ, 2002.

Тумановский, А.Г. Разработки и исследования малотоксичных камер сгорания газотурбинных установок: Автореф. дис. доктор техн. наук. М., 1993.

 Цанев, С.В. Расчет показателей тепловых схем газотурбинных и парогазовых установок электростанций / С.В. Цанев, В.Д. Буров, С.Н. Дарофеев. М.: Изд. МЭИ, 2000.

Стерман, Л.С. Тепловые и атомные электрические станции: учебник для вузов / Л.С. Стерман, В.М. Лавыгин,  С.Г. Тимин. М.: Изд. МЭИ, 2000.

Бухаркин, Е.Н. Газотурбинные установки водогрейных котельных / Е.Н. Бухаркин // Пром. Теплоэнергетика, 2006. № 2.

Фаворский, О.Н. Новые пути повышения эффективности конверсионных ГТУ газопарового цикла малой мощности / О.Н. Фаворский, А.В. Бессмертных [и др.] // Теплоэнергетика, 2005. № 6.

Сулимов, Д.Д. Приемочные испытания газотурбинной электростанции «УРАЛ−4000» / Д.Д. Сулимов // Энергосбережение и энергетика в Омской области, 2002. № 4.

Полещук, В.М. Мобильные электростанции ЭУ−53 на базе авиационного двигателя ТВД−20 / В.М. Полещук // Энергосбережение и энергетика в Омской области, 2002. № 4.

Фатаев, И.Н. Электростанция и теплоэлектроцентраль на одной площадке / И.Н. Фатаев // Электротехника: журнал-справочник, 2005.

Чтобы обеспечить надежную работу поверхностей нагрева кроме визуального наблюдения контролируют температуру дымовых газов, рабочего тела, металла наиболее напряженных участков установки (в соответствии с "Инструкцией, по наблюдению и контролю за металлом трубопроводов и котлов"). При визуальном наблюдении и замере сопротивлений отдельных поверхностей нагрева определяют степень их загрязнения и забивания. Уменьшают последствия загрязнений своевременной обдувкой и очисткой поверхностей нагрева и топочных экранов.

Теплоэнергетика

Архитектура ПК
Примеры задач
Физика
Лабораторные
Теория механизмов
Математика