Dujinės stūmoklinės jėgainės tapo puikiu agregatų, naudojamų dyzelinu ir benzinu, analogu. Kiek pelninga naudoti tokius elektros energijos šaltinius, kaip aprūpinti juos namais ir kokius niuansus reikia atsižvelgti į juos naudojantis, šis straipsnis papasakos.
Kylančios elektros kainos sukelia naujų pasiūlymų autonominių energijos šaltinių rinkoje. Naujas žodis šioje srityje yra šiluminės elektrinės, varomos gamtinėmis dujomis. Per pastaruosius 15 metų tokių įrenginių gamyba išaugo beveik dvigubai, o pati vietinės energijos gamybos technologija tapo tokia sudėtinga, kad pagamintos elektros energijos kilovatas kainuoja pigiau nei tada, kai ji sunaudojama iš miesto tinklų. Daugiau apie dujomis kūrenamų elektrinių pranašumus:
- Talpinimo universalumas. Dujinėms elektrinėms įrengti nereikia specialių geologinių ar klimato sąlygų. Dėl santykinai mažo dydžio ir svorio, norint įrengti autonominę stotį, reikia tik paruošto betono pagrindo. Didelio vandens tiekimo trūkumas jiems taip pat nėra kritinis dalykas..
- Patvarumas. Skirtingi gamintojai garantuoja skirtingą tarnavimo laiką. Apskritai, stotys 30 metų veikia be kapitalinio remonto, o keičiant keletą vykdomųjų padalinių – iki 100 metų.
- Visiškai automatinis darbo režimas. Beveik visuose įrenginiuose esantis įmontuotas elektroninis valdymo blokas automatiškai kontroliuoja degalų tiekimą ir realiu laiku stebi įrenginio sveikatą. Aptarnaujančio personalo vaidmuo sumažinamas iki operacijų perjungimo, parametrų stebėjimo ir kontrolės.
- Platus galios diapazonas. Dujinės mini elektrinės gali tiekti elektrą tiek daug energijos suvartojančioms įmonėms, tiek mažiems kaimo namukams. Priklausomai nuo versijos, jie garantuoja elektros energijos gamybą nuo 5 kW iki kelių megavatų..
- Galimybė naudoti kaip atsarginį šaltinį. Beveik bet kurioje elektrinėje gali būti įrengtas ATS ir automatinis paleidimo įrenginys. Daugelis gamintojų gamina standartinius modulius anksčiau įdiegtų generatorių atnaujinimui.
- Mažos pagamintos elektros energijos sąnaudos. Iš miesto tinklų sunaudotos elektros energijos kainos apima jos transportavimo per elektros linijas ir pastočių priežiūros išlaidas. Dujų energijos nešiklį gabenti yra daug pigiau, taigi dujinių elektrinių pagamintos elektros kaina yra mažesnė nei du rubliai už kilovatą.
- Kuro pasirinkimo laisvė. Elektrinės naudoja bet kokio tipo dujinį kurą, įskaitant biodujas. Tai svarbu gyvulininkystės ūkiams: sujungus metano reaktorių, sodrinimo įrenginį ir elektrinę į vieną energijos kompleksą, gamyba taps nepriklausoma nuo energijos išteklių.
Dujinių elektrinių veikimo principas
Pagal prietaiso principą jėgainės skirstomos į dvi rūšis: dujų turbiną ir dujų stūmoklį. Pastarosios yra paprastesnės konstrukcijos, nereikalauja brangios priežiūros eksploatacijos metu ir yra ekonomiškiausias dujų įrengimo pasirinkimas. Be to, jie beveik neriboja didžiausios galios. Dujų turbinų jėgainės yra labiau technologinės ir sudėtingesnės konstrukcijos, tačiau ne tokios ekonomiškos: jų naudojimas pateisinamas tik pramoninės gamybos mastu. Pagrindinis jų pranašumas yra didelis vienetų atsparumas dilimui ir visiškas nepretenzingas kuro rūšiai: kai kuriais atvejais gali būti naudojamos net akmens anglių dulkės, tačiau reikia specialaus modulio kuro mišiniui paruošti..
Dujų turbinų jėgainės (GTE)
GTE pagrindas yra dujų turbina, išdėstyta reaktyvinio lėktuvo variklio principu. Tai yra cilindrinė degimo kamera, kurioje yra pagrindinis dujų turbinos sparnuotė. Aukšto slėgio oro ir degalų garai patenka į kamerą, kur jie užsidega. Kuro deginimo metu susidaro karštų dujų srautas, dėl kurio turbina sukasi. Tai, savo ruožtu, perduoda sukimąsi kompresoriui ir generatoriui, tokiu būdu užtikrinant energijos generavimą..
Būdinga, kad turbinų elektrinės pagamina beveik dvigubai daugiau šilumos energijos nei elektra. Todėl jie dažnai naudojami kaip kogeneracinės jėgainės sudedamoji dalis, išmetimo sistemoje įrengiant šiluminį katilą, tokiu būdu užtikrinant ne tik elektros energijos gamybą, bet ir šilumos tiekimą dideliais kiekiais ir minimaliomis sąnaudomis..
Dujų stūmoklinės jėgainės (GGE)
Dujų stūmoklinėse jėgainėse kinetinės energijos šaltinis yra mašina, veikianti vidaus degimo variklio principu. Kuro tiekimas vykdomas purkštuku ir yra valdomas elektroninio valdymo bloko, todėl stūmoklinės jėgainės turi pakankamai aukštą efektyvumą. Didelis dujų stūmoklinės sistemos trūkumas yra didelis triukšmo ir vibracijos lygis eksploatacijos metu dėl daugybės judančių dalių. Šių variklių pranašumas yra didelis jų pritaikomumas įvairiems režimams ir apkrovos lygiams, ko negalima pasiekti dujų turbinų jėgainėse, veikiančiose beveik pastovia galia..
Dujų stūmoklinių jėgainių naudojimo pranašumas individualiame ūkyje
Autonominiai dujų generatoriai labai domina tiek individualius verslininkus, tiek privačiojo sektoriaus, kotedžų ir mažų aglomeracijų gyventojus. Praktiškai dujomis kūrenamos elektrinės visiškai pateisina jų naudojimą, o jų atsipirkimas yra įmanomas per labai numatomą laiką. Vienintelis trūkumas yra rimtų investicijų poreikis, be to, yra šie niuansai:
- Daugiausia naudojami dujų stūmokliniai agregatai.
- Kuo trumpesnis atsipirkimo laikotarpis, tuo didesnė faktinė gamyklos galia.
- Įrengimui reikalingas atskiras žemės sklypas.
- Bendro naudojimo atveju reikalinga išvystyta infrastruktūra.
- Be kvalifikuotos techninės priežiūros įrenginių eksploatuoti neįmanoma.
Autonomines dujų ir kogeneracines elektrines galima suskirstyti į tris grupes.
Mažos galios dujų generatoriai
Išoriškai jie yra panašūs į benzino, jie turi panašų veikimo principą ir didžiausias pagamintos elektros energijos sąnaudas. Jie gali būti apsaugoti bet kokiu oru tinkamu apvalkalu arba jiems reikia specialaus kambario. Jie nėra naudojami kaip pagrindinis elektros energijos šaltinis, išskyrus keletą išimčių. Tokius generatorius pasirenka privatūs namų ūkiai ir gamybos cechai, kuriems reikalingas atsarginis elektros energijos šaltinis ir turintys gamtines dujas. Skirta degalams buteliuose, tačiau ši funkcija naudojama retai. Skirtingai nuo galingesnių įrengimų, jie turi nepertraukiamo veikimo apribojimą (nuo 6 iki 10 valandų). Taip pat turite trūkumų dėl žemos pagamintos elektros energijos kokybės.
Pagrindinės charakteristikos:
- Variklio tipas: Vieno cilindro keturių taktų karbiuratorius su priverstiniu aušinimu.
- Generatoriaus tipas: paprastai asinchroninis vienfazis arba trifazis savaiminis generatorius.
- Galia: iki 20 kW.
- Kuras: gamtinės dujos, propanas-butanas.
- Valdymas: analoginis valdymo blokas, relinė apsauga, automatinis perjungimo jungiklis daugelyje modelių.
- Eksploatacijos pradžia: mažiau nei viena minutė.
- Kaina: nuo 2000 USD iki 10000 USD.
Tai yra vienintelis dujų generatoriaus tipas, kurį galima lengvai perkelti. Jis dažnai naudojamas tose statybvietėse, kur nėra maitinimo, arba renginių metu. Naudojimasis mobiliaisiais kainuoja didelę nešiojamosios elektrinės kainą, todėl šiuo atveju racionaliau naudoti benziną..
Vidutinės galios modulinio tipo elektrinės
Tai yra didelių matmenų mašinų blokai, kuriuos galima atidaryti arba apriboti apsauginiu garsą sugeriančiu apvalkalu. Jie daugiausia naudojami kaip pagrindinis ar rezervinis elektros energijos šaltinis priemiesčių būsto kooperatyvams, biurų ir mažiems gamybos ir prekybos centrams, sandėliams. Tokių elektrinių našumas yra gana didelis, o pagamintos elektros energijos sąnaudos yra palyginamos su elektra iš miesto tinklo..
Pagrindinės charakteristikos:
- Variklio tipas: V tipo karbiuratorius arba įpurškimo variklis su 6-16 cilindrų, oro vožtuvais ir vandens aušinimu.
- Generatoriaus tipas: asinchroninis trifazis generatorius be šepetėlių su savireguliacija.
- Išėjimo galia: iki 1 MW.
- Kuras: gamtinės dujos, biometanas, propanas-butanas.
- Valdymas: skaitmeninis valdiklis, kombinuota daugiapakopė apsauga, automatinis perkėlimo jungiklis, savidiagnostika. Darbas yra visiškai automatizuotas.
- Išėjimas iki vardinės galios: iki vienos valandos.
- Kaina: nuo 10 000 iki 250 000 USD.
Šios klasės dujų stūmokliniai blokai yra pats racionaliausias autonominio energijos tiekimo į gyvenamuosius rajonus ir daug energijos suvartojančioms įmonėms būdas. Nustatytas variklio darbo valandų skaičius leidžia jas naudoti nuolat, du kartus per metus sustojant vieną dieną techninei priežiūrai. Elektrinėse yra atskiri agregatai, skirti paruošti dujinį kurą, ir vidaus skirstomieji įrenginiai pirminiam perjungimui.
Ši įranga yra visiškai nejudanti ir jai sumontuoti reikia specialiai įrengtų vietų ar pastatų, kuriuose įrengta paruošta betoninė bazė, kad būtų galima kompensuoti vibraciją, degalų dėžes, dujų šalinimo ir vėdinimo sistemas. Automatinio degalų tiekimo reguliavimo dėka pagamintos elektros energijos sąnaudos yra žymiai mažesnės nei tinklo.
Energetiniai kompleksai ir mini-CHP
Nors dujomis kūrenamose elektrinėse yra galimybė veikti kogeneracijos režimu, pradedant nuo 100 kW elektros energijos, didžiausio efektyvumo reikėtų tikėtis iš jėgainių kompleksų, kurių potencialas yra keli megavatai. Šie įrenginiai yra miniatiūrinės kombinuotos šilumos ir elektrinės, aprūpintos karšto vandens ar garo katilais arba šilumos siurbliais. Pažangiausiose energijos sistemose, kurios nukreiptos į išteklių taupymą, vienu metu naudojami keli šilumos šalinimo lygiai: šiluminis katilas, ekonomaizeris ir mažo potencialo šilumos šalinimo grandinė..
Pagrindinės charakteristikos:
- Variklio tipas: 12 ar daugiau cilindrų, su priverstiniu oro įpurškimu, dviejų lygių aušinimo kontūru ir šilumokaičiu ant išmetimo kolektoriaus.
- Generatoriaus tipas: asinchroninis trifazis generatorius be šepetėlių.
- Galia: daugiau kaip 1 MW.
- Kuras: gamtinės dujos, biokuras, propanas-butanas, susijusios naftos dujos.
- Valdymas: visiškai automatizuotas operatyvinis postas.
- Pasiekimas visu pajėgumu: 4-5 valandos.
Energetinių kompleksų projektavimas, gamyba ir montavimas atliekamas individualiai. Kiekvieno projekto užduotis – kuo labiau suderinti įrenginio šilumines ir elektrines apkrovas su komplekso gamybos pajėgumais. Elektrinių statyba paprastai vykdoma pagal raktą. Pagrindiniai vartotojai yra gyvenamieji kompleksai, daug energijos vartojančios įmonės, duomenų centrai ir pamaininės stovyklos. 1 kW pagamintos energijos kaina – ne daugiau kaip pusantro rublio.
Mažos apimties termofikacija
Mini dujinio kuro kogeneracinės jėgainės, veikiančios dujiniu kuru, Rusijoje pradėjo veikti palyginti neseniai, tačiau vis dėlto jos parodė puikų efektyvumą. Šiandien Rusijos Federacijos teritorijoje veikia daugiau nei 200 įrenginių, kurių dauguma yra nutolusiuose regionuose. Pagrindinis argumentas, kodėl įrenginyje reikia įrengti mini kogeneracinę elektrinę, yra visiško savarankiškumo reikalavimas arba negalėjimas prisijungti prie pagrindinių elektros energijos tiekimo linijų. Šiuo atveju ekonominio pagrįstumo klausimas yra įtrauktas į aplinkybes..
Mini-CHP pranašumas yra tai, kad stotis gamina elektros energiją, kuri yra beveik pusė tinklo kainos. Šiluminė energija gaminama visiškai nemokamai, todėl jos vartotojišką vertę sudaro tik įrangos priežiūros ir transportavimo nedideliais atstumais išlaidos..
Tikimybė visur naudoti mini-CHP elektrines yra tik laiko klausimas. Taigi, statant naujos kartos gyvenamuosius kompleksus, prisijungimo prie centralizuotų šilumos ir elektros šaltinių klausimas visai nėra vertas. Kadangi šių išteklių kokybė ir aprūpinimo būdas palieka daug norų, nauji pastatai aprūpinti savo energetikos sistemomis, iš kurių naudos gauna tiek turto savininkai, tiek jų vartotojai..
Komunalinių linijų rekonstravimas siekiant naudoti mini-CHP yra susijęs su daugybe sunkumų. Visų pirma, tai yra tūrinių investicijų klausimas. Restruktūrizavus mažos įmonės, kurios šilumos ir elektros apkrova yra 2 MW, energijos tiekimo pramonę administracija kainuos 20 milijonų rublių. Antroji žemo paskirstymo priežastis yra nuosavo inžinerinių komunikacijų tinklo trūkumo problema: jei bus atsisakyta centrinių šilumos ir elektros energijos šaltinių, įmonė turės arba išpirkti visą esamą infrastruktūrą, arba sukurti savo. Tai yra pelninga tik tuo atveju, jei energijos ištekliai parduodami trečiųjų šalių vartotojams..
GGE generatoriaus kambario įtaisas
Neįmanoma atlikti montavimo ir paleidimo darbų savarankiškai, su visu noru, nebent mes kalbame apie mažos galios generatorius. Bet gana realu paruošti kambarį ar svetainę jėgainės įrengimui: tai padės iš dalies sutaupyti brangių montavimo organizacijų paslaugų..
Atvira praktika. Montuojant įrenginį, kurio elektros galia didesnė kaip 500 kW, reikės sumontuoti betoninę platformą, kurioje būtų pasyvaus vibracijos slopinimo priemonės. Pagrindinis atviros maitinimo bloko vietos pranašumas yra efektyvus šilumos šalinimas ir tai, kad nereikia dūmų išmetimo sistemos. Norėdami padidinti aptarnaujančio personalo patogumą, virš valdymo skydelių ir mechaninio bloko pastatytas baldakimas.
Vidaus įrengimas. Visiškos jėgainės izoliacijos poreikis priklauso nuo įrangos klimato projekto. Patalpoje turi būti moderni tiekiamo ir ištraukiamo vėdinimo ir gaisro gesinimo sistema. Dūmų išmetimo sistemą atspindi dūmų ištraukikliai, suporuoti su bendra antrašte. Reikės sumontuoti kaminą, kurio pralaidumas ir aukštis parenkami atsižvelgiant į įrangos gamintojo rekomendacijas. Reikalavimus šiluminių elektrinių pastatams reglamentuoja SNiP II-58-75.
Prijungimas ir valdymas
Jėgainė tiekiama iš cilindro per specialų reduktorių arba iš pagrindinių dujų, kurių slėgis atitinka reikiamus parametrus. Norėdami prisijungti prie elektros tinklo, jėgainė turi būti įregistruota kaip papildomas dujų prietaisas, o tai daroma pagal įprastą procedūrą, įvedus pakeitimus buitinių dujų tiekimo projekte..
Dujų generatorius yra prijungtas prie elektros tinklo per dviejų padėčių jungiklį, jei pats įrenginys neįjungia ATS įrenginio, arba per galios ribotuvą, grandinės pertraukiklį ar linijos atjungiklį su RZAiT kompleksu. Labai naudinga organizuoti vidinį matavimo vienetą tiesioginiam generatoriaus linijos arba srovės transformatorių įjungimui – tai padės kontroliuoti pagamintos elektros energijos sąnaudas ir greitai sekti degalų sąnaudas..
Eksploatuojant svarbu laikytis nustatyto darbo režimo, išreikšto variklio valandų per dieną skaičiumi. Elektrinės, kurių galia didesnė kaip 100 kW, turi pastovų darbo režimą 361 dieną per metus, mažiau galingos gali veikti nuo 6 iki 20 valandų per dieną. Veikimo metu beveik visi parametrai yra stebimi automatiškai, esant gedimui variklis sustoja arba generatorius išjungia įtampos tiekimą. Tolesnė diagnostika atliekama pagal naudojimo vadovą.
Priežiūra ir priėmimas
Daugeliui dujų stūmoklinių jėgainių, kurių galia yra iki 5 MW, nereikia nuolatinio dirbančio personalo buvimo. Parametrų stebėjimą ir kontrolę galima nustatyti belaidžiu ryšiu, tačiau periodiškas patikrinimas turi būti atliekamas asmeniškai. Stoties techninę priežiūrą sudaro aptarnavimo įmonių specialistų numatytas remontas ir normalus variklio alyvos lygio palaikymas. Garantinio aptarnavimo sąlygos neleidžia savarankiškai įsikišti į stoties projektavimą. Viskas, ko reikia iš savininko, yra sustabdyti generatoriaus darbą planinių remonto darbų metu arba prireikus pervežti mažos galios stotį į aptarnavimo centrą.
Išvada
Vietos elektros ir šilumos gamybos pramonė laikoma plėtros galimybe pasauliniu lygiu. Energijos generavimas tokiu būdu yra svarbus indėlis į pasaulio iškastinio kuro atsargų taupymą ir suteiks pakankamai laiko visiškai pereiti prie elektros ir šilumos gavybos iš atsinaujinančių šaltinių..
Pagrindinė vietos elektrinių naudojimo problema yra aplinkos apsaugos palaikymas miesto zonoje. Bet net ir šį trūkumą labai lengva pašalinti naudojant įrenginius, kurie sugeria gamtinių dujų degimo produktus.
Paprastiems piliečiams dujinės elektrinės suteikia puikią galimybę beveik perpus sumažinti elektros kainą ir prireikus naudoti beveik nemokamą centralizuotą šildymą..
Dujų jėgainės: autonominis energijos šaltinis plačiame galios diapazone
Medžiagos turinys
Ar galėtumėte paaiškinti, kaip veikia autonominis energijos šaltinis plačiame galios diapazone dujų jėgainėse?