Содержание
- 3. Когенерация − (название образовано от слов КОмбинированная ГЕНЕРАЦИЯ электроэнергии и тепла) − процесс совместной выработки электрической
- 4. Смысл когенерации в том, что при прямой выработке электрической энергией, создаётся возможность утилизировать попутное тепло. Когенерационные
- 5. Тригенерация − это организация производства сразу трех видов энергий: электричества, тепла и холода. Получение первых двух
- 7. Из представленных материалов видно, что КПД когенераторов выше на 34,5 % и, как следствие, на 1
- 8. Мини-ТЭЦ (ТЭС) - это энергетическая система, собственный энергоблок, мощностью до 25 МВт. Основное назначение мини-ТЭЦ −
- 9. Мини-ТЭС (ТЭЦ) обладают рядом достоинств, но отметим основные: малые потери при транспортировке тепловой и электрической энергии
- 10. Существуют следующие основные типы когенераторных установок (КУ): энергоблоки на базе двигателей внутреннего сгорания (ГПА), газотурбинные установки
- 11. Рисунок 1 − Топливосбережение при переходе на комбинированное производство электрической энергии на базе теплового потребления на
- 12. На рис. 1 показана суммарная экономия первичного топлива при переходе на комбинированное производство электрической энергии на
- 13. Другое дело, когда повышаются параметры паросилового цикла ТЭЦ. Так, при достижении параметров пара до 90÷240 ата
- 14. Электростанция на базе двигателя внутреннего сгорания представляет собой энергетическую установку, состоящую из двигателя, генератора, вырабатывающего электроэнергию,
- 15. Для автономного энергоснабжения объектов применяются как дизельные, так и газовые электростанции. Дизельное топливо достаточно дорого, поэтому
- 16. Себестоимость 1 кВт⋅ч при выработке электроэнергии при помощи газовых электростанций составляет 0,8÷1 руб., поэтому автономные газовые
- 17. Во-вторых, на этапе эксплуатации объекта себестоимость автономного производства электроэнергии в два-три раза дешевле тарифов местных энергетических
- 18. Мини-ТЭЦ на базе газопоршневых агрегатов
- 19. Схема мини-ТЭЦ
- 20. В зависимости от типа двигателя газовые когенерационные установки подразделяются на газотурбинные или газопоршневые. В газотурбинной установке
- 22. В газопоршневых установках (ГПУ) используют специальные поршневые двигатели, работающие на природном газе. Обычно эти двигатели разрабатываются
- 25. Основные узлы газопоршневой мини-ТЭЦ
- 26. 1. Контейнер Стальной контейнер предназначен для размещения и монтажа всех элементов установки. Внутренние стены стального контейнера
- 27. 2. Газопоршневой двигатель Газопоршневой двигатель предназначен для приведения во вращение вала генератора. 3. Электрический генератор Генератор
- 28. 4. Система теплообменников Система теплообменников предназначена для утилизации теплоты, выделяющейся при работе газового двигателя. Тепловая энергия
- 29. 5. Насосы для подачи охлаждающей воды Управление насосами водяного охлаждения двигателя, охлаждения газовоздушной смеси, а так
- 30. 7. Система отвода отходящих газов Газ является самым экологически чистым видом топлива. Он загрязняет атмосферу гораздо
- 31. 8. Система автоматики, управления и контроля Работа газопоршневых мини-ТЭЦ полностью автоматизирована и не требует постоянного присутствия
- 32. 9. Газоснабжение Для подачи топливной смеси на газовый двигатель используется устройство регулирования подачи газа, которое, если
- 33. 10. Система подачи смазочного масла Газовый двигатель оснащен циркуляционной системой смазки под давлением для подачи смазочного
- 34. 11. Приточно-вытяжная вентиляция Для обеспечения двигателя воздухом машинное отделение оснащается принудительной вентиляцией. Вытяжные вентиляторы создают в
- 35. Газопоршневые мини-ТЭЦ предназначены для автономного энергоснабжения объектов с целью значительного снижения затрат на электроэнергию и теплоту.
- 36. В последние годы признается эффективным создание мини-ТЭЦ на базе двигателей внутреннего сгорания для электрификации и отопления
- 37. Факторы экономической эффективности газопоршневых мини-ТЭЦ: 1. Относительно небольшая себестоимость автономного производства электроэнергии. Природный газ в России
- 38. 3. Использование теплоты. В когенераторных установках утилизируется теплота, выделяющаяся при производстве электроэнергии. Тепловой КПД газопоршневых мини-ТЭЦ
- 39. Существуют два возможных режима работы когенераторной установки (КУ): 1. Автономный (островной). Газопоршневая мини-ТЭЦ полностью покрывает потребности
- 40. Основные варианты исполнения газопоршневых мини-ТЭЦ: 1. Модульное (цеховое) исполнение для размещения внутри помещений. Возможна установка кожуха,
- 41. Блочные газопоршневые мини-ТЭЦ
- 43. Современные мини-ТЭЦ удовлетворяют всем экологическим нормам, поскольку природный газ является самым чистым видом топлива. Количество теплоты,
- 44. Достоинства и особенности применения ГПА: - наиболее низкий уровень выбросов оксидов азота, который можно устранить полностью
- 45. Недостатки ГПА: К недостаткам следует отнести малый ресурс, большие эксплуатационные расходы, связанные с необходимостью периодической замены
- 46. К недостаткам ГПА, существенно ограничивающими возможность их применения следует отнести: Неспособность снижать нагрузку ниже 40 %
- 47. ГПА работают в двух основных режимах: - номинальный режим − режим максимальной нагрузки и скорости в
- 48. В итоге можно сделать следующий вывод – дизельные установки применимы только как резервные, а ГПА рассчитаны
- 49. ГАЗОТУРБИННЫЕ МИНИ-ТЭЦ Газовые турбины находят широкое применение в производстве электроэнергии. Электрический КПД больших установок составляет 35÷38
- 51. До настоящего времени было нецелесообразно применять турбины в диапазоне мощностей менее 500 кВт. Это стало возможным
- 52. Возможность получения большой мощности при небольших размерах и массе, высокая надежность и экономичности газотурбинных установок позволяют
- 54. Газотурбинный двигатель (ГТД, ТРД) —это тепловой двигатель, в котором газ сжимается и нагревается, а затем энергия
- 55. В отличие от поршневого двигателя, в ГТД процессы происходят в потоке движущегося газа. Атмосферный воздух последовательно
- 56. Остальная часть работы передаётся на приводимый агрегат. Работа, потребляемая этим агрегатом, является полезной работой ГТД. Отработанные
- 57. В качестве топлива используется любое горючее, которое можно диспергировать: бензин, керосин, дизельное топливо, мазут, природный газ,
- 58. Газотурбинные электростанции малой мощности представляют собой довольно компактные для данного вида оборудования стационарные установки, построенные по
- 59. Основным блоком газотурбинных электростанций является главный энергоблок, однако в зависимости от модели, они могут дополнительно компоноваться
- 60. Энергоблок газотурбинной мини-ТЭЦ состоит из собственно газотурбинной установки и генератора, который и вырабатывает электроэнергию. Также энергоблок
- 61. Газотурбинные электростанции могут работать полностью автономно. В этом случае они оборудуются блоком автоматизации, который самостоятельно производит
- 63. Принцип работы газотурбинной мини-ТЭЦ Атмосферный воздух через входное устройство КВОУ (комбинированное воздухообрабатывающее устройство) (6) поступает в
- 64. Мощность, полученная на валу турбины, используется для привода компрессора (1) и электрогенератора (4), который вырабатывает электроэнергию.
- 65. В зависимости от особенностей потребителей возможны следующие решения по схемам использования ГТУ: — выдача электрической мощности
- 66. Достоинства и особенности применения ГТУ — высокая надежность: ресурс работы основных узлов составляет до 150 тыс.
- 67. — возможность автоматического и дистанционного управления работой ГТУ, автоматическое диагностирование режимов работы станции; — возможность ухода
- 68. Газотурбинная электростанция Solar Turbines Saturn 20 (США)
- 69. ГТУ мощностью 1250 кВт производства ОАО «Климов»
- 70. Мини-ТЭЦ «Белый ручей»
- 73. Принципиальная тепловая схема ГТУ мини-ТЭС
- 74. ПАРОГАЗОВЫЕ УСТАНОВКИ (ПГУ) Парогазовые установки (в англоязычном мире используется название combined-cycle power plant) − сравнительно новый
- 76. 1 – пароперегреватель; 2 - испаритель; 3 – экономайзер. Центральным элементом является испаритель, состоящий из барабана
- 77. В первом, газотурбинном, цикле КПД редко превышает 38 %. Отработавшие в ГТУ, но все еще сохраняющие
- 78. Как правило, такие системы используются генерирующими компаниями в том случае, когда необходимо максимизировать производство электрической энергии.
- 79. Преимущества ПГУ Парогазовые установки позволяют достичь электрического КПД более 60 %. Для сравнения, у работающих отдельно
- 80. Недостатки ПГУ Необходимость осуществления фильтрации воздуха, используемого для сжигания топлива. Ограничения на типы используемого топлива. Как
- 84. Северо-Западная ТЭЦ
- 85. ТЭС Костанера (Аргентина)
- 86. Тригенерация - абсорбционные холодильные установки (АХУ) Системы совместного производства теплоты и электричества работают эффективно, если используется
- 87. Такой способ использования первичного источника энергии называется тригенерацией (тепло, электроэнергия, холод). Принцип действия абсорбционной холодильной машины
- 88. Принципиальная схема АХУ
- 89. В АХУ имеются два циркуляционных контура, соединенных между собой. В контуре, содержащем термостатический регулирующий вентиль и
- 90. Инженерное обоснование проектов когенерационных установок При разработке технико-экономического обоснования проекта мини-ТЭС прежде всего необходимо оценить потребность
- 91. Также определяется число и единичная мощность энергетических агрегатов. Здесь следует руководствоваться следующими положениями: − единичная электрическая
- 92. После оценки всех факторов принимается решение о варианте работы мини-ТЭС − автономной или параллельно с централизованной
- 93. Для более подробного анализа экономической эффективности применения различных способов обеспечения предприятия энергоресурсами сведем основные параметры в
- 94. Анализ работы различных двигателей
- 95. Типы топлива LFO (light fuel oil); LPG (liquefied petroleum gas) - пропан-бутан; HFO (heavy fuel oil)
- 96. МИНИ-ТЭЦ НА БАЗЕ ТОПЛИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ Рассмотренные выше мини-ТЭЦ работают на базе газовых моторов и газовых турбин.
- 97. Топливный элемент (электрохимический генератор) − устройство, которое преобразует химическую энергию топлива (водорода) в электрическую в процессе
- 98. Схема топливного элемента: 1 и 2 — полости с реагентами; 3 — электроды; 4 — электролит;
- 100. Принцип действия топливного элемента на примере простейшего элемента с протонообменной мембраной (Proton Exchange Membrane, PEM) Схема
- 101. Водородно-кислородный топливный элемент Водородно-кислородный топливный элемент с протонообменной мембраной (например, «с полимерным электролитом») содержит протонопроводящую полимерную
- 102. Топливные элементы не могут хранить электрическую энергию, как гальванические или аккумуляторные батареи, но для некоторых применений,
- 103. Для производства электрической энергии может использоваться не только чистый водород, но и другое водородосодержащее сырье, например,
- 104. Метанольный топливный элемент в Mercedes Benz Necar 2 Прямой метанольный топливный элемент
- 105. ИСТОРИЯ ОТКРЫТИЯ Принцип действия топливных элементов был открыт в 1839 г. английским ученым В.Р. Гроувом, который
- 106. В 1937 г. профессор Ф. Бэкон начал работы над своим топливным элементом. К концу 1950-х он
- 107. ДОСТОИНСТВА И НЕДОСТАТКИ ТОПЛИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ Топливные элементы энергетически более эффективны, чем двигатели внутреннего сгорания, поскольку для
- 108. Важное преимущество топливных элементов − их экологичность (в атмосферу поступает только водяной пар). Выбросы в атмосферу
- 109. Достоинствами топливных элементов являются также доступность топлива, надежность (в топливном элементе отсутствуют движущиеся части), долговечность и
- 110. Топливные элементы легче и имеют меньшие размеры, чем традиционные источники питания. Топливные элементы производят меньше шума,
- 111. НЕДОСТАТКИ ТОПЛИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ Один из основных недостатков топливных элементов на сегодняшний день − их относительно высокая
- 112. К сожалению, в водороде, произведённом из природного газа, будут присутствовать СО и сероводород, которые отравляют катализатор.
- 113. К недостаткам топливных элементов с платиновыми катализаторами можно отнести высокую стоимость платины, сложности с очисткой водорода
- 114. Типы топливных элементов
- 115. Ноутбук с топливным элементом, работающем на метаноле, созданный компанией «NEC Corporation». Размеры ноутбука 270x270x40 мм, масса
- 116. Система энергоснабжения почтовой службы США на основе пяти топливных элементов «PC25» производства «ONSI Corporation» (сейчас «United
- 117. Первые исследования начались в 60-х годах. РКК «Энергия» (с 1966 года) разрабатывала PAFC элементы для советской
- 118. Во время работ над программой «Буран», исследовались щелочные AFC элементы. На «Буране» были установлены 10 кВт
- 119. В 1999 году АвтоВАЗ начал работы с топливными элементами. К 2003 году на базе автомобиля ВАЗ-2131
- 124. Схема отдельной ячейки твердотельного оксидного топливного элемента (SOFC) трубчатой топологии производства компании «Siemens Westinghouse Power Corporation»
- 125. Схема энергетической установки на базе топливных элементов PEM Система в целом дополняется горелкой дожига (форсажной камерой),
- 126. Мини-ТЭЦ на базе топливного элемента с полимерно-электролитической мембраной (SOFC)
- 127. Топливный элемент SOFC имеет керамический электролит. Это является его достоинством, так же как и у PEM,
- 128. Для использования в мини-установках для комбинированного производства тепловой и электрической энергии фирма "Зульцер-Хексис" (Sulzer-Hexis) разработала силовую
- 129. В принципе можно считать, что низкие рабочие температуры предъявляют низкие требования к материалам относительно выносливости и,
- 130. Благодаря своим качествам использование электрохимических генераторов становится оптимальным решением при автономном тепло- и электроснабжении высотных зданий,
- 131. Применение топливных элементов Топливные элементы первоначально применялись только в космической отрасли, однако в настоящее время сфера
- 132. Примеры применения топливных элементов
- 133. ОСНОВНЫЕ РАЗРАБОТЧИКИ И ПРОИЗВОДИТЕЛИ ТОПЛИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ На базе топливных элементов широко используются высокомощные энергетические установки. В
- 134. Большие усилия прилагаются для разработки гибридных установок, в которых высокотемпературные топливные элементы комбинируются с газовыми турбинами.
- 135. Основными разработчиками портативных источников питания на базе микротопливных твердополимерных элементов являются компании «Medis Technologies» (Израиль –
- 136. Схема здания-небоскреба Манхэттэна высотой 264 м «Conde Nast Building@Four Times Square» Верхние этажи здания с интегрированными
- 137. МИКРОТУРБИНЫ Микротурбина (микротурбогенератор) − компактная турбина. Отчасти, успех микротурбин обусловлен развитием электроники, делающей возможной работу оборудования
- 138. Микротурбинная установка представляет собой компактную и бесшумную теплоэлектростанцию, размещенную в едином модульном блоке контейнерного типа, защищенном
- 142. Конструктивно микротурбина напоминает уменьшенную копию стандартной газовой турбины, с усовершенствованными отдельными узлами. Во время работы микротурбина
- 143. В отдельных случаях, когда заказчику необходимо большее количество именно тепловой энергии, а получаемая электрическая энергия второстепенна,
- 144. В стандартный комплект установки входят: микротурбина с обвязкой внутри блок бокса, генератор, компрессор, рекуператор, котел-утилизатор, инвертор,
- 145. Микротурбины могут работать на большей части промышленных топлив таких, как природный газ, пропан, дизельное топливо и
- 146. эластичность и адаптивность к восприятию электрических нагрузок в диапазоне от 1 до 100 %; возможность длительной
- 147. низкий уровень шума; предельно малый уровень вибраций микротурбины; система дистанционного контроля; компактные размеры микротурбины; возможность размещения
- 148. Массачусетский технологический институт (MIT) начал проект разработки миллиметровых двигателей турбин в середине 1990-х, когда профессор аэронавтики
- 155. ОБЛАСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ Проведенный анализ применимости ГПА, ГТУ и ТЭ для целей создания мини-ТЭЦ позволяет сделать следующие
- 156. предприятиях нефтедобывающей промышленности для утилизации попутного нефтяного газа; предприятиях угольной промышленности для утилизации шахтного газа, что
- 157. Применение мини-ТЭЦ с ГТУ может быть рационально в следующих случаях: при модернизации малой отопительной или промышленно-отопительной
- 158. Когенерационные установки с ТЭ. Наиболее высокие качество вырабатываемой электрической энергии и экологические характеристики имеют энергоустановки на
- 159. Однако следует учесть, что производители ТЭ активно и успешно работают над увеличением ресурса и расширением коммерческой
- 160. Мини-ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга Двигатель Стирлинга − тепловая машина, в которой жидкое или газообразное рабочее
- 161. Двигатель Стирлинга был впервые запатентован шотландским священником Робертом Стирлингом 27 сентября 1816 года (английский патент №
- 163. Источник тепла нагревает газ в правой части теплообменного цилиндра. Газ расширяется и через трубку оказывает давление
- 164. Известно, что при нагревании газа его объём увеличивается, а при охлаждении − уменьшается. Это свойство газов
- 166. Цикл Стирлинга состоит из четырёх фаз и разделён двумя переходными фазами: нагрев, расширение, переход к источнику
- 167. Расчеты показали, что теоретически КПД двигателя Стирлинга значительно выше других моторов. «Стирлинги» отличались бесшумной работой, экономичностью
- 168. Двигатель Стирлинга применим в случаях, когда необходим компактный преобразователь тепловой энергии, достаточно простой по устройству, либо
- 169. Микро-ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга служит для автономного энерго- и теплообеспечения отдельно стоящего объекта. Поршневой двигатель
- 170. В сравнении с традиционными источниками электроэнергия, вырабатываемая на микро-ТЭЦ, в 4 раза дешевле. Стоимость стандартной установки
- 171. В России установки на базе двигателя Стирлинга не производятся, но они успешно производятся и применяются во
- 172. ТЕПЛОВЫЕ НАСОСЫ Тепловой насос (ТНУ) – устройство для переноса тепловой энергии от источника низкопотенциальной тепловой энергии
- 173. Термодинамически тепловой насос аналогичен холодильной машине. Однако если в холодильной машине основной целью является производство холода
- 174. 1 – конденсатор, 2 – дроссель, 3 – испаритель, 4 – компрессор Принцип действия компрессионного теплового
- 176. Основу эксплуатируемого сегодня в мире парка теплонасосного оборудования составляют парокомпрессионные тепловые насосы, но применяются также и
- 177. Здесь Qн – тепловая энергия резервуара; А – работа, совершенная насосом. Тепловой насос должен использовать по
- 178. ТИПЫ ТЕПЛОВЫХ НАСОСОВ В зависимости от принципа работы тепловые насосы подразделяются на компрессионные и абсорбционные. Компрессионные
- 179. В зависимости от источника отбора тепла тепловые насосы подразделяются на: 1) Геотермальные (используют тепло земли, наземных
- 180. вертикальные Коллектор размещается вертикально в скважины глубиной до 200 м. Этот способ применяется в тех случаях,
- 181. с непосредственным теплообменом (DX — сокр. от англ. direct exchange − «прямой обмен»). В отличие от
- 182. Реальный коэффициент трансформации отличается от идеального, описанного формулой, на величину коэффициента h, учитывающего степень термодинамического совершенства
- 183. Таблица 1-1 Эффективность некоторых типов компрессоров, используемых в современных теплонасосных системах теплоснабжения
- 184. Как и холодильная машина, тепловой насос потребляет энергию на реализацию термодинамического цикла (привод компрессора). Коэффициент преобразования
- 185. По виду теплоносителя во внешнем и внутреннем контурах ТНУ делят на шесть типов: «грунт−вода», «вода−вода», «воздух−вода»,
- 186. Преимущества теплонасосной установки Тепловой насос экономичен, так как при потреблении 1 кВт электроэнергии выдает от 3
- 187. В борьбе за экологию число тепловых насосов в мире растет с каждым годом. По приблизительным подсчетам,
- 189. Скачать презентацию