Deri më sot, disa projekte të ngjashme tashmë janë zbatuar në Rusi. Në veçanti, në Moskë, Universiteti i Korporatës Sberbank dhe stadiumi Spartak i ndërtuar së fundmi janë të pajisur me sisteme trigjenerimi. Ka edhe shembuj rajonalë. Kështu, qendra e energjisë trigjeneruese e një të madhe qendër tregtare në Perm, e ndërtuar nga grupi i kompanive Carmenta.
Ndërtimi i një qendre tregtare pesëkatëshe në rrugën Karpinsky filloi në 2013, dhe dorëzimi është planifikuar për në fillim të 2016. Sipërfaqja e përgjithshme e objektit është 29 mijë m2. Konsumi i parashikuar i energjisë i kërkuar i qendrës tregtare për energji elektrike është 1500 kW, për ngrohje - 2700 kW, për të ftohtë - 1800 kW.
Për të siguruar furnizimin me energji për këtë objekt, organizata projektuese Energoplanner LLC zgjodhi njësitë e pistonit me gaz Bosch CHP CE 400 NA me fuqi 400 kW në kombinim me ftohësit thithës LG.
Kur përdorni një njësi pistoni me gaz (GPU) ose njësi turbine me gaz (GTU) me 1 kW energji elektrike të prodhuar, është e mundur të merrni nga 1 deri në 2 kW energji termike si ujë i nxehtë. Në qendrat tregtare, ngarkesa elektrike është mjaft uniforme gjatë gjithë vitit dhe nevoja për të ftohtë është e krahasueshme me fuqinë elektrike aktive. Nga uji i nxehtë duke përdorur ABHM marrim të ftohtë me një koeficient mesatar prej 0,75. Kështu, në varësi të llojit të termocentraleve, nga nxehtësia e tyre mund të merrni nga 50 deri në 100% të ftohjes së kërkuar. Rezultati është një sistem jashtëzakonisht efikas në energji. Mungesa e nxehtësisë, si dhe rezerva, sigurohet nga konvencionale kaldaja me ujë të nxehtë, efikasiteti i të cilit është afër 99%.
Gjatë zhvillimit diagram skematik Për ftohje, u konsiderua përdorimi i ftohësve për kompresim të avullit dhe përthithës. Zgjedhja u bë në favor të opsionit të dytë për shkak të avantazheve të tij si në kostot operative ashtu edhe në ato kapitale.
Ftohësit përthithës janë ekonomikë dhe miqësorë me mjedisin. Ato janë të thjeshta, të besueshme dhe nuk kanë pompa në dizajnin e tyre. Efikasiteti i përgjithshëm i tyre termik është i lartë - deri në 86%, një pjesë e të cilit (deri në 40%) vjen nga energjia elektrike. Në trigjeneratorët e bazuar në motorë me djegie të brendshme, mund të përdoren të dy sistemet me një fazë dhe dy faza. Meqenëse skemat e bashkëgjenerimit prodhojnë nxehtësi, zakonisht në formën e energjisë termike të ujit, preferohet një sistem me një fazë. Së bashku me thjeshtësinë, një skemë e tillë ju lejon të përdorni më shumë nxehtësi.
Për të siguruar furnizimin me energji të objektit, organizata projektuese zgjodhi njësitë e pistonit me gaz Bosch CHP CE 400 NA me fuqi 400 kW në kombinim me ftohësit thithës LG
Impiantet njëfazore të bromurit të litiumit funksionojnë me ujë të nxehtë me temperaturë të ulët (deri në 90°C), ndërsa sistemet e thithjes me dy faza kërkojnë ngrohje në rreth 170°C, gjë që është tipike për avullin. Një sistem përthithjeje litium bromidi me një fazë është i aftë të ftohë ujin në një temperaturë prej 6-8 ° C dhe ka një koeficient të konvertimit nga ftohtë në nxehtësi prej rreth 0.7. Faktori i konvertimit të një sistemi me dy faza është rreth 1.2. Pra, sistemet e përthithjes sigurojnë fuqi ftohëse të barabartë me 0,7-1,2 herë fuqinë e marrë nga burimi i nxehtësisë. Kur lidhni njësitë ftohëse të kompresorit me një njësi trigjenerator, mund të arrihen temperatura nën 0 °C.
Karakteristikat karakteristike të bimëve të trigjenerimit janë:
- efikasiteti (nxehtësia e tepërt përdoret për të prodhuar të ftohtë);
- Veshje minimale ( dizajn i thjeshtë ABHM);
- zhurmë e ulët;
- mirëdashësi mjedisore (uji përdoret si ftohës);
- KIT i lartë.
Absorbimi makinat ftohëse(ABHM) prodhon ujë të ftohur duke përdorur dy substanca (për shembull, ujin dhe kripën e bromurit të litiumit) në ekuilibër termik, të cilët ndahen nga ngrohja dhe më pas ribashkohen me heqjen e nxehtësisë. Furnizimi dhe heqja e synuar e nxehtësisë në kushte vakumi me presion të ndryshueshëm (afërsisht 8 dhe 70 mbar) krijon një çekuilibër të substancave, duke i detyruar ato të desorbohen ose thithen. Për të prodhuar ujë të ftohur në intervalin e temperaturës nga 6 deri në 12 °C, zakonisht përdoret uji (ftohës) dhe kripa e bromurit të litiumit (absorbues). Për të prodhuar të ftohtë në temperaturë të ulët deri në -60 ° C, përdoret amoniak (ftohës) dhe ujë (thithës).
Një tipar i makinerive ftohëse thithëse është përdorimi i një kompresori termokimik dhe jo ai mekanik për të ngjeshur avujt e ftohësit.
Zgjedhja e një njësie pistoni me gaz u bë bazuar në një kombinim të shumë parametrave, ndër të cilët u morën parasysh tregues të ndryshëm të burimeve, kostot e mirëmbajtjes dhe karakteristikat teknike dhe dinamike.
Krahasuar me opsionet alternative të instalimit, Bosch ka demonstruar një sërë avantazhesh, duke përfshirë një më të lartë veprim i dobishëm, që arrin në 38.5%, shpejtësi më e lartë e ngarkim-shkarkimit (40%), si dhe tregues më të lartë të burimeve deri në remont(44 mijë orë). Avantazhi i tyre i rëndësishëm ishte gjithashtu cilesi e larte furnizimi me energji elektrike - tregues cos(qp) i rregullueshëm automatikisht me aftësinë për të rregulluar furnizimin me energji reaktive në rrjet.
Në total është planifikuar që në objekt të instalohen tre njësi turbinash me gaz me kapacitet 400 kW dhe dy makineri thithëse, njëra prej të cilave do të jetë e pajisur me një aparat djegës. Për të mbuluar ngarkesat maksimale të konsumit të nxehtësisë, është planifikuar të instalohet një kazan me gaz Buderus. Gjithashtu, një kabinet kontrolli kaskadë MMS u krijua posaçërisht për këtë projekt në Gjermani për të siguruar funksionimin emergjent. në lidhje me treguesit ekonomikë projekti, atëherë kostot totale kapitale do të jenë rreth 85 milion rubla me një periudhë kthimi prej pesë vjetësh.
Duhet theksuar se këtë projekt në fushën e trigjenerimit ishte një projekt pilot për kompanitë e furnizimit me pajisje dhe kërkonte zgjidhjen e një sërë problemesh komplekse. Veçanërisht, kohë të caktuar kërkohet për të përgatitur dhe marrë dokumentacionin e nevojshëm, duke zhvilluar trajnime për organizimi i projektimit, zgjidhjen e çështjeve të shërbimit.
“Ky është një projekt historik si për ne ashtu edhe për kompaninëLG në Rusi. Zbatimi i projekteve të tilla ndihmon për të demonstruar plotësisht avantazhet e teknologjisë së trigjenerimit dhe cilësinë e zgjidhjeve të ofruara.- komenton Dmitry Nikolaenko, kreu i mini-centraleve termocentrale në Bosch Thermotekhnika.
Rreth njësive CHP të Bosch
Njësitë e pistonit të gazit CHP të Bosch janë një nga zonat e shumta të Divizionit të Inxhinierisë Termike Bosch. Ato prodhohen në një gamë të fuqisë nga 19 deri në 400 kW për prodhimin e energjisë elektrike. Në të njëjtën kohë, kursimet fillestare të karburantit në krahasim me gjenerimin e veçantë të energjisë termike dhe elektrike mund të arrijnë në 40%. Përdorimi i kësaj pajisjeje mund të reduktojë ndjeshëm emetimet dioksid karboni. Njësitë mund të furnizohen si një modul i plotë dhe i plotë i përbërë nga një motor, pjesë lidhëse, një gjenerator, një shkëmbyes nxehtësie dhe një qark ftohës. Duke përdorur një sistem kontrolli, termocentrali mund të kombinohet me një kazan ngrohje nga Bosch, si dhe me sistemet e ftohjes.
Një sistem trigjenerimi është një sistem i kombinuar i prodhimit të nxehtësisë dhe energjisë i shoqëruar me një ose më shumë njësi ftohjeje. Pjesa termike e një impianti trigjenerimi bazohet në një gjenerator avulli me rikuperim të nxehtësisë, i cili mundësohet duke përdorur gazrat e shkarkimit lëvizës kryesor. Lëvizësi kryesor, i lidhur me një alternator, prodhon energji elektrike. Nxehtësia e tepërt që ndodh periodikisht përdoret për ftohje.
Aplikimi i trigjenerimit
Trigjenerimi përdoret në mënyrë aktive në ekonomi, veçanërisht në Industria ushqimore ku ka nevojë për ujë të ftohtë për përdorim në proceset teknologjike. Për shembull, në periudhës së verës përdorin fabrikat e birrës ujë të ftohtë për ftohjen dhe ruajtjen e produktit të përfunduar. Në fermat blegtorale uji përdoret për të ftohur qumështin. Prodhuesit e ushqimeve të ngrira punojnë me temperatura të ulëta gjatë gjithë vitit.
Teknologjia e trigjenerimit bën të mundur konvertimin e deri në 80% të fuqisë termike të një impianti kogjenerimi në të ftohtë, gjë që rrit ndjeshëm efikasitetin total të impiantit të kogjenerimit dhe rrit koeficientin e burimeve të tij të energjisë.
Impianti i trigjenerimit mund të përdoret gjatë gjithë vitit, pavarësisht nga stina. Nxehtësia e rikuperuar gjatë trigjenerimit përdoret në mënyrë efektive në dimër për ngrohje, në verë për ajër të kondicionuar dhe për nevoja teknologjike.
Përdorimi i trigjenerimit është veçanërisht efektiv në verë, kur gjenerohet nxehtësia e tepërt e gjeneruar nga mini-CHP. Nxehtësia e tepërt dërgohet në një makinë adsorbimi për të prodhuar ujë të ftohur për përdorim në sistemin e ajrit të kondicionuar. Kjo teknologji ju lejon të kurseni energji që zakonisht konsumohet nga një sistem ftohjeje me forcë. NË periudha e dimrit Makina adsorbuese mund të fiket nëse nuk ka nevojë për sasi të mëdha uji të ftohur.
Kështu, sistemi i trigjenerimit lejon që të përdoret 100% e nxehtësisë së gjeneruar nga mini-CHP.
Efikasiteti i energjisë dhe efikasiteti me kosto të lartë
Optimizimi i konsumit të energjisë - detyrë e rëndësishme, jo vetëm nga pikëpamja e kursimit të burimeve të energjisë, por edhe nga pikëpamja mjedisore. Sot, kursimi i energjisë është një nga më të shumtët problemet aktuale botëror. Në të njëjtën kohë, shumica teknologjive moderne prodhimi i nxehtësisë çon në një shkallë të lartë të ndotjes së ajrit.
Trigjenerimi, i cili ndodh prodhimi i kombinuar energjia elektrike, termike dhe ftohëse, është sot një nga teknologjitë më efektive për rritjen e efikasitetit të energjisë dhe siguria mjedisore mini-CHP.
Kursimet e energjisë kur përdoren teknologjitë e trigjenerimit arrijnë në 60%.
Avantazhet dhe disavantazhet
Krahasuar me teknologjitë tradicionale të ftohjes, sistemi i trigjenerimit ka përparësitë e mëposhtme:
- Nxehtësia është një burim energjie, e cila lejon përdorimin e energjisë së tepërt termike, e cila ka një kosto shumë të ulët;
- Prodhuar Energjia Elektrike mund të furnizohet në rrjetin e përgjithshëm të energjisë ose të përdoret për të përmbushur nevojat tuaja;
- Nxehtësia mund të përdoret për të plotësuar nevojat për energji termike gjatë sezonit të ngrohjes;
- Ato kërkojnë kosto minimale të mirëmbajtjes për shkak të mungesës së pjesëve lëvizëse në njësitë ftohëse adsorbuese që mund të jenë subjekt i konsumimit;
- Funksionimi i heshtur i sistemit të adsorbimit;
- Kosto të ulëta operative dhe kosto të ulëta të jetës;
- Uji përdoret si ftohës në vend të substancave që shkatërrojnë shtresën e ozonit.
Sistemi i adsorbimit është i thjeshtë dhe i besueshëm për t'u përdorur. Konsumi i energjisë i makinës së adsorbimit është i ulët sepse nuk ka pompë të lëngshme.
Megjithatë, një sistem i tillë ka gjithashtu një sërë disavantazhesh: dimensione dhe peshë të madhe, si dhe një kosto relativisht të lartë për faktin se sot një numër i kufizuar prodhuesish janë të angazhuar në prodhimin e makinerive adsorbuese.
Mini-CHP (BHKW) , Si rregull, ai operon në dy mënyra kryesore të prodhimit:
- gjenerimi i energjisë elektrike dhe nxehtësisë (kogjenerimi)
- gjenerimi i energjisë elektrike, nxehtësisë dhe të ftohtit (trigjenerimi).
I ftohti prodhohet nga një makinë ftohëse thithëse që konsumon energji termike në vend të energjisë elektrike.
Ftohësit absorbues (me një efikasitet 0,64-0,66) prodhohen nga shumë prodhues kryesorë dhe funksionojnë me ftohës natyralë, dhe karburanti i përdorur është nafta, gazi ose derivatet e tyre, biokarburantet, avulli, uji i nxehtë, energjia diellore ose energjia e tepërt termike. i turbinave me gaz – termocentralet me piston.
Me gjithë tërheqjen e tyre, përdorimi i tyre në Federatën Ruse është ende mjaft i rrallë.
Në të vërtetë, deri vonë, në Federatën Ruse, sistemet qendrore të klimës nuk konsideroheshin të detyrueshme në industri dhe inxhinieri civile
Tregjenerimi është i dobishëm sepse bën të mundur përdorimin efektiv të nxehtësisë së ricikluar jo vetëm në dimër për ngrohje, por edhe në verë për të ruajtur një mikroklimë të rehatshme të brendshme ose për nevoja teknologjike (birrari, ftohje qumështi, etj.).
Kjo qasje lejon përdorimin e një impianti gjenerues gjatë gjithë vitit.
Termocentralet - njësitë e këtyre termocentraleve janë pistoni me gaz ose turbinë me gaz njësitë e fuqisë.
Gazrat e përdorur për funksionimin e termocentraleve me gaz:
Qarku i konvertimit të inverterit ju lejon të merrni parametra idealë të daljes me cilësi të lartë për rrymën, tensionin dhe frekuencën.
Koncepti: BHKW - Blloko mini-centralet termike që punojnë me gaz
BHKW, Mini-CHP përbëhet nga komponentët kryesorë të mëposhtëm:
- motorët me djegie të brendshme - pistoni ose turbinë me gaz
- Gjeneratorë DC ose AC
- kaldaja për rikuperimin e gazit të shkarkimit
- katalizatorë
- sistemet e kontrollit
- Mjetet e automatizimit të mini-CHP sigurojnë funksionimin e instalimeve në gamën e rekomanduar të mënyrave të funksionimit dhe arritjen e karakteristikave efektive. Monitorimi dhe telemetria e mini-CHP-ve kryhen nga distanca.
Koncept modern universal modular
- Prodhimi i kombinuar i energjisë termike dhe elektrike.
- Dizajn kompakt me pajisje të montuara në kornizë: motor, gjenerator, shkëmbyes nxehtësie dhe panel elektrik
- Aplikimi i preferuar në objekte me konsum të lartë të energjisë elektrike dhe termike
- E disponueshme në dalje të ndryshme elektrike dhe termike. Fuqia elektrike e një moduli, për shembull, është 70, 140 ose 238 kW, fuqia termike është 81, 115, 207 ose 353 kW
- Mund të përdoret opsionalisht për punë paralele me energji elektrike ose si energji rezervë
- Përdorimi i nxehtësisë që përmban vaji lubrifikues, ftohësi dhe gazrat e shkarkimit të motorit
- Disa gjeneratorë mund të kombinohen në një kompleks të vetëm energjetik
Funksionimi me nivele të reduktuara zhurmash dhe emetime të ulëta
- Funksionimi i qetë i një motori me djegie të brendshme me gaz me katër deri në dymbëdhjetë cilindra dhe një katalizator të rregullueshëm. Niveli i zhurmës, në varësi të fuqisë së modulit, është 55 - 75 dB(A)
- Emetimet e ulëta të oksidit të azotit dhe dioksidit të karbonit
Kontroll i thjeshtë dhe i përshtatshëm
- Moduli kontrollohet thjesht duke shtypur butonat. Sistemi i fillimit me karikues dhe bateri rezistente ndaj dridhjeve pa mirëmbajtje
- Sistemi i integruar i shpërndarjes nën veshjen e kornizës me panel kontrolli të qartë
- Telekomandë e funksioneve bazë me komponentë të përputhur
Instalimi i shpejtë, vënia në punë dhe Mirëmbajtja
- Një njësi e pajisur plotësisht, e gatshme për t'u lidhur me një gjenerator sinkron të ftohur me ajër për prodhimin e rrymës trefazore me një tension 400 V, një frekuencë 50 Hz dhe ujë të nxehtë me grafiku i temperaturës 90/70 °C me një ndryshim standard të temperaturës midis rrjedhës dhe kthimit prej 20 K.
- Çdo modul termocentrali mund të funksionojë në varësi të ngarkesave termike ose elektrike në diapazonin e fuqisë elektrike prej 50%-100% (që korrespondon me 60-100% fuqi termike).
- Ekzekutimi i testit në fabrikë me hartimin e një protokolli dhe regjistrimin e karakteristikave të performancës
- Instalimi pa probleme i strukturës fiksuese të dridhjeve të një termocentrali pa ankorim shtesë
- Sistemi autonom i furnizimit me vaj me rezervuar 60 litrash.
Në ditët e sotme, asnjë problem i vetëm teknik nuk mund të zgjidhet pa një sistem të mirë menaxhimi. Kështu, është krejt e natyrshme që njësitë e kontrollit të përfshihen në secilën nyje.
Monitorimi kryhet nga sensorë të presionit të vajit, temperaturës së ftohësit, temperaturës së gazit të shkarkimit në katalizator, temperaturës së ujit në sistem ngrohjeje dhe shpejtësia e rrotullimit, si dhe sensorë për presionin minimal të ftohësit, nivelin minimal të vajit dhe kufizuesin e temperaturës së sigurisë, me instalime elektrike në kabinetin e kontrollit
Furnizimi me energji elektrike autonome: mikroturbina
Lëndët djegëse të mëposhtme janë të pranueshme për termocentralet me mikroturbina:
- gaz natyror, presion të lartë, të mesëm dhe të ulët
- gazi i lidhur i naftës (APG)
- biogazit
- gaz për trajtimin e ujërave të zeza
- gazi i marrë nga depozitimi i mbeturinave
- propan
- butan
- nafte
- vajguri
- gazi i minierës
- gazi i pirolizës
Prodhuar mikroturbina të njësisë së mëposhtme të fuqisë elektrike:
- 30 kW (prodhimi i energjisë termike 85 kW), zhurma 58 dB, konsumi i gazit me ngarkesë nominale 12 m 3
- 65 kW (prodhimi i energjisë termike 160 kW kW)
- 200 kW
- 600 kW
- 800 kW
- 1000 kW
Studimi i Fizibilitetit BHKW
Është e nevojshme të merret parasysh në çdo rast specifik kostoja e karburantit të konsumuar nga instalimet në krahasim me koston e blerjes së ngrohjes dhe energjisë elektrike nga një kompani shtetërore monopole. Përveç kësaj, kostoja e lidhjes në krahasim me koston e vetë instalimeve.
- kthim i shpejtë i investimit (periudha e kthimit nuk i kalon katër vjet)
- duke konsumuar 0.3 cu. m gaz aftësia për të marrë 1 kW energji elektrike dhe ~ 2 kW nxehtësi në orë
- nuk ka tarifa për lidhjen me rrjetet qendrore të furnizimit me energji elektrike; vitin e kaluar, kostoja e lidhjes me rrjetin elektrik në rajonin e Moskës arriti në 48,907 rubla për kilovat të fuqisë elektrike të instaluar (nga 1 kW në 35 kW). Kjo shifër është mjaft e krahasueshme me kostoja e ndërtimit të një kilovat të termocentralit tuaj, në shtëpi me mikroturbina me cilësi të lartë.
- Mundësia e blerjes me qira BHKW
- humbje minimale të karburantit në termocentralin lokal
- mundësia e instalimit të BHKW në kaldajat e vjetra dhe stacionet e ngrohjes qendrore
- nuk ka nevojë të ndërtoni linja të shtrenjta të energjisë elektrike, nënstacione transformatorësh ose rrjete elektrike në distanca të gjata
- mundësia e rritjes së shpejtë të fuqisë elektrike nga instalim shtesë modulet e energjisë
Kostoja për kilovat orë
Çmimi i një kilovat-orës ndryshon kryesisht nga lloji i termocentralit gjenerues. Institucione të ndryshme financiare përdorin metodologji të diferencuara kur vlerësojnë energjinë elektrike të prodhuar.
Kostoja e një kilovat energjie bërthamore nuk është e lehtë për t'u kuptuar. Përdoren metoda të ndryshme vlerësimi dhe llogaritjeje.
Shoqata Botërore Bërthamore krahasoi koston për kilovat-orë që mund të prodhohej nga lloje të ndryshme të termocentraleve të reja.
Nëse norma e kushtëzuar e kredive të dhëna për ndërtimin e një termocentrali është 10%, atëherë një kilovat/orë kosto e energjisë elektrike prodhohet nga:
- Centrali bërthamor - 4.1 cent
- në moderne termocentrali me qymyr- 4.8 cent
- në një termocentral me gaz - 5.2 cent
Nëse norma e kredisë për financimin e ndërtimit të termocentraleve ulet në 5%, atëherë do të fitohen vlera edhe më të vogla:
- 2.7 cent për termocentralet bërthamore
- 3.8 - për një termocentral me qymyr
- 4.4 cent - për një termocentral me gaz.
Komisioni Evropian përdor të dhëna të tjera:
- 1 kilovat orë energji bërthamore dhe hidrocentrale kushton 0,05 euro
- termocentrali me qymyr - 0,04 - 0,07 €
- termocentrali me gaz - 0,11 € - 0,22 €
Sipas metodologjisë së Komisionit Evropian, kundërshtarët e vetëm të termocentraleve bërthamore janë termocentralet me erë, kostoja e një kilovat orë është 0,015-0,02 €.
Massachusetts Instituti i Teknologjise llogaritur se kostoja e energjisë bërthamore është 6.6 cent për kilovat-orë, dhe energjia elektrike e prodhuar nga gazi natyror kushton 3.7-5.5 cent.
Sipas Universitetit të Çikagos:
- Një kilovat orë e një centrali bërthamor kushton 6.4 cent
- kilovat-orë e prodhuar në një pikë karburanti - 3.3-4.4 cent.
Sipas metodave të Institutit të Energjisë Bërthamore, në vitin 2004 në SHBA kostoja e një kilovat-orë të prodhuar ishte:
- në termocentralet bërthamore ishte 1.67 cent
- Një kilovat orë e një termocentrali me qymyr kushtonte 1.91 cent.
- termocentralet në HFO - në 5.40 cent
- termocentrali me gaz - 5,85 cent
Kostoja e ndërtimit për kilovat orë
Çështja është kostoja dhe kohëzgjatja e ndërtimit të termocentralit bërthamor.
Organizata për Bashkëpunim Ekonomik dhe Zhvillim ka llogaritur se kostoja e ndërtimit është:
- central bërthamor nga 2,1 mijë dollarë në 2,5 mijë dollarë për kilovat fuqi
- termocentrali i qymyrit - 1,5 mijë-1,7 mijë dollarë.
- termocentrali me gaz - 1 mijë dollarë - 1,4 mijë dollarë.
- era termocentrali(turbinë me erë) - 1 mijë dollarë - 1,5 mijë dollarë.
Qendrat kërkimore që kundërshtojnë ndërtimin e centraleve bërthamore besojnë se këto të dhëna nuk tregojnë vlerë reale ndërtimi i centraleve bërthamore.
Një termocentral tipik bërthamor 1 GW do të kushtojë të paktën 2.2 miliardë dollarë.Një përfundim i ngjashëm është bërë nga Shërbimi Kërkimor i Kongresit Amerikan. Sipas vlerësimeve të shërbimit, kostoja e ndërtimit të një centrali bërthamor pas vitit 1986 varion nga 2,5 deri në 6,7 miliardë dollarë. Pjesa buxhetore e sistemeve të sigurisë së centraleve bërthamore është 1/3 e kostos së projektit.
Periudha e ndërtimit të termocentraleve është:
- NPP - 5-6 vjet
- termocentrali i qymyrit - 3-4 vjet
- termocentrali me gaz - 2 vjet
Instituti i Kërkimeve të Politikave Bërthamore thekson se analizat dhe llogaritjet e kujdesshme të kostove afatgjata të energjisë bërthamore nuk janë kryer kurrë.
Në llogaritjet normale nuk merren parasysh sa vijon:
- kostoja e pasurimit të uraniumit
- kostot e trajtimit të pasojave të aksidenteve të mundshme
- kostoja e mbylljes së një centrali bërthamor
- shpenzimet e transportit
- magazinimi i mbetjeve bërthamore
SHBA nuk ka përvojë me mbylljet. instalimet bërthamore. Kostoja e një procesi të shtrenjtë mund të merret me mend vetëm. Në vitin 1996, Departamenti i Energjisë sugjeroi që kostot mund të varionin nga 180 milionë dollarë në 650 milionë dollarë.
Në portal newtariffs.ru Publikohen tarifat e reja, të konsoliduara për energjinë elektrike, çmimet e gazit natyror, kostot - niveli i pagesës për energjinë termike dhe furnizimin me ujë, si dhe listat e çmimeve për banim dhe shërbime komunale.
Trigjenerimiështë prodhimi i kombinuar i energjisë elektrike, nxehtësisë dhe të ftohtit. I ftohti prodhohet nga një makinë ftohëse thithëse që konsumon energji termike në vend të energjisë elektrike. Trigjenerimiështë e dobishme sepse bën të mundur përdorimin efektiv të nxehtësisë së ricikluar jo vetëm në dimër për ngrohje, por edhe në verë për ajër të kondicionuar ose për nevoja teknologjike. Kjo qasje lejon që impianti gjenerues të përdoret gjatë gjithë vitit.
Trigjenerimi dhe industria
Në ekonomi, veçanërisht në industrinë ushqimore, ka nevojë për ujë të ftohtë me temperaturë 8-14 ° C, i përdorur në proceset teknologjike. Në të njëjtën kohë, gjatë verës, temperatura e ujit të lumit është në nivelin 18-22 ° C (birrarite, për shembull, përdorin ujë të ftohtë për të ftohur dhe ruajtur produktin e përfunduar; në fermat blegtorale, uji përdoret për të qumësht i ftohtë). Prodhuesit e ushqimeve të ngrira operojnë në temperatura që variojnë nga -18°C deri në -30°C gjatë gjithë vitit. Duke aplikuar trigjenerimi, i ftohti mund të përdoret në sisteme të ndryshme kushtëzimi.
Koncepti i furnizimit me energji - trigjenerimi
Gjatë ndërtimit të një qendre tregtare në rajonin e Moskës, me sipërfaqe totale 95,000 m², u vendos të instalohej një impiant kogjenerimi. Projekti u zbatua në fund të viteve '90. Kompleksi tregtar mundësohet nga katër motorë pistoni me gaz me fuqi elektrike 1.5 MW dhe fuqi termike 1.8 MW. Njësitë e pistonit të gazit funksionojnë me gaz natyror. Ftohësi nxehet me ujë në 110 °C. Uji i nxehtë përdoret si direkt për ngrohje ashtu edhe për ngrohjen e ajrit që vjen nga jashtë. Motorët me piston me gaz janë të pajisur me silenciatorë dhe neutralizues CO 2.
Koncepti i furnizimit me energji përdor parimin trigjenerimi. Energjia elektrike, nxehtësia dhe të ftohtit prodhohen së bashku. Gjatë stinës së ngrohtë, nxehtësia e prodhuar nga njësia e bashkëgjenerimit mund të përdoret nga një makinë ftohëse thithëse për të ftohur ajrin e brendshëm. Kështu, impianti i kogjenerimit prodhon nxehtësi ose të ftohtë, në varësi të kohës së vitit, duke mbajtur temperaturën në dhoma konstante. Kjo është veçanërisht e rëndësishme për ruajtjen e mobiljeve.
Tregjenerimi sigurohet nga dy makineri ftohjeje me absorbim bromin-litium, secila me fuqi 1,5 MW. Kostoja e karburantit të konsumuar nga instalimet në vitin 2002 ishte disa herë më pak kosto blerjen e ngrohjes dhe energjisë elektrike nga një kompani shtetërore monopole. Përveç kësaj, kostoja e lidhjes me rrjetet e qytetit është në shumë raste e krahasueshme me koston e vetë instalimeve dhe është e barabartë me ~ 1000$/kW.
Trigjenerimi - specifikat
Një tipar i veçantë i një njësie ftohëse thithëse është përdorimi i një kompresori termokimik dhe jo ai mekanik për të ngjeshur avujt e ftohësit. Si lëng pune për impiantet absorbuese, përdoret një tretësirë e dy lëngjeve punuese, në të cilat një lëng pune është ftohës, dhe tjetra - absorbues. Një nga lëngjet e punës, që vepron si ftohës, duhet të ketë temperaturë të ulët vlojnë dhe shpërndahen ose përthithen nga lëngu i punës, i cili mund të jetë ose i lëngshëm ose i ngurtë. Substanca e dytë që thith (thith) ftohësin quhet absorbues.
Kompania e pavarur energjetike “New Generation” është e gatshme, me shpenzimet e saj, të instalojë në ndërmarrjen tuaj një termocentral kogjenerator me piston gazi 6,4 MW brenda 5-6 muajsh, të prodhuar nga MAN B&W Diesel AG.
Përshkrim:
Me përdorimin e plotë të energjisë elektrike dhe termike të gjeneruar, arrihen tregues të lartë ekonomikë të sistemit dhe efikasiteti i lartë energjetik siguron, nga ana tjetër, një ulje të periudhës së kthimit të fondeve të investuara në pajisje.
Bashkëprodhimi i nxehtësisë dhe energjisë elektrike
Sistemet e bashkëprodhimit të nxehtësisë dhe energjisë elektrike: balancimi i raportit të nxehtësisë dhe energjisë së prodhuar
A. Abedin, Anëtar i Shoqatës Amerikane të Inxhinierëve të Ngrohjes, Ftohjes dhe Kondicionimit (ASHRAE)
Në sistemet e përshkruara të bashkëgjenerimit, karburanti primar përdoret për të prodhuar njëkohësisht energji elektrike ose mekanike (fuqi) dhe energji të dobishme termike. Në këtë proces, është thelbësore që i njëjti karburant të funksionojë "dy herë", duke arritur në këtë mënyrë efikasitet të lartë energjetik të sistemeve.
Me përdorimin e plotë të energjisë elektrike dhe termike të gjeneruar, arrihen tregues të lartë ekonomikë të sistemit dhe efikasiteti i lartë energjetik siguron, nga ana tjetër, një ulje të periudhës së kthimit të fondeve të investuara në pajisje.
Konfigurimi i sistemit të kogjenerimit (kogjenerimit) të nxehtësisë dhe energjisë elektrike përcaktohet nga shkalla në të cilën ngarkesat aktuale termike dhe elektrike korrespondojnë me prodhimin e energjisë termike dhe elektrike. Nëse ka një treg gati për të konsumuar nxehtësinë ose energjinë elektrike të tepërt, balancimi i raportit të energjisë termike dhe elektrike nuk është kritik për sistemin.
Për shembull, nëse energjia elektrike mund të konsumohet (me kushte të pranueshme), atëherë baza për funksionimin e sistemit të bashkëgjenerimit bëhet kërkesa për ngrohje në vend (sistemi është projektuar për të furnizuar ngarkesën e nxehtësisë). Teprica e energjisë elektrike mund të shitet dhe mungesat mund të kompensohen me blerje nga burime të tjera. Rezultati është efikasitet i lartë i energjisë dhe raporti aktual i gjenerimit të nxehtësisë dhe energjisë për termocentralin përputhet me nevojat e zonës së centralit.
Si shembull i marrëdhënies efektive midis fuqisë termike dhe elektrike, merrni parasysh një kazan me avull që prodhon 4,540 kg avull në orë, i furnizuar me një presion prej rreth 8 bar, dhe konsumon 4,400 kW energji të gazit të gripit për këtë (me një kazan mesatar efikasiteti prej 75%). Me të njëjtën sasi energjie të konsumuar të gazit të karburantit, një turbinë standarde me gaz 1,2 MW mund të prodhojë sasinë e kërkuar të avullit duke rikuperuar nxehtësinë e mbeturinave. Si rezultat, rreth 1100 kW energji elektrike mund të prodhohet "pa kosto" të karburantit. Ky është një shembull i një raporti shumë të mirë nxehtësie-fuqi, i cili i jep sistemit ekonomik tërheqës.
Le të imagjinojmë tani një ftohës absorbues që shërben një sistem klimatizimi me të njëjtat kërkesa për avull. Gjatë funksionimit me ngarkesë të pjesshme, e njëjta turbinë me gaz prodhon energji elektrike në një mënyrë joefikase (zakonisht). Në një sistem të tillë, nxehtësia e mbetur nuk përdoret plotësisht, përveç nëse ka ndonjë konsumator tjetër të kësaj ngrohje në vend. Kështu, nëse sistemi funksionon me ngarkesë të pjesshme për një kohë të gjatë, performanca e tij ekonomike është e ulët.
Projektuesi i sistemit të bashkëprodhimit të nxehtësisë dhe energjisë elektrike duhet të zgjidhë probleme të vështira për sigurimin e raportit optimal të energjisë termike dhe elektrike, duke marrë gjithashtu parasysh ndryshimet ditore dhe sezonale të këtij raporti. Metodat tipike për balancimin e raportit të prodhimit të nxehtësisë dhe energjisë elektrike janë diskutuar më poshtë.
Metoda I: Përdorimi i turbinave me gaz dhe gjeneratorëve të motorëve me gaz
Le të krahasojmë konfigurimet e një termocentrali me turbina me gaz me një raport të lartë të fuqisë termike dhe elektrike dhe instalimet e motorëve me djegie të brendshme me gaz (motor me gaz) me një raport të ulët të fuqisë termike dhe elektrike. Siç do të tregohet më poshtë, në varësi të ngarkesave energjetike të objektit, instalimet e turbinave me gaz dhe motorëve me gaz mund të jenë të përshtatshme.
Shembulli A. Në mënyrë tipike, në një ndërtesë me një sistem qendror të ajrit të kondicionuar, ka një kërkesë të lartë ftohjeje në kushtet e pikut të projektimit, gjë që kërkon nje numer i madh i energji termike nëse ftohësit absorbues funksionojnë me nxehtësinë e mbeturinave të krijuara së bashku.
Le të themi se në kërkesën maksimale, kërkesa e ndërtesës për ftohje është 1,760 kW dhe rreth 1,100 kW energji elektrike.
Një impiant turbinash me gaz mund të funksionojë me efikasitet të lartë të bashkëgjenerimit si më poshtë:
1. Opsionet e performancës turbinë me gaz në 35 °C: 1,200 kW energji elektrike me 5,340 kW konsum të energjisë së gazit të gripit (prodhimi i energjisë elektrike 22,5%), prodhimi i avullit 7 kg/s në një temperaturë prej 540 °C.
2. Në kushtet e shembullit A, kaldaja e rikuperimit të nxehtësisë së mbeturinave siguron afërsisht 2,990 kW nxehtësi për një ftohës thithjeje me një fazë. Me humbje të energjisë termike prej 7% (për shkak të rrezatimit dhe humbjeve në tubacionet e ujit të nxehtë), për të siguruar kapacitetin e kërkuar ftohës të ftohësit absorbues, kaldaja furnizon me ujë të nxehtë me një temperaturë prej 121 ° C.
3. Raporti i fuqisë termike dhe elektrike (sasia e energjisë termike në njësitë britanike MBtu/h për 1 kW/h ) në shembullin A është 8.5 (10200 / 1200).
Shembulli B. Për të njëjtën ndërtesë si në shembullin A, duke konsumuar vetëm 750 kW energji elektrike dhe 616 kW ajër të kondicionuar "të ftohtë" kur funksionon me ngarkesë të pjesshme, raporti i fuqisë termike dhe elektrike përcaktohet nga faktorët e mëposhtëm:
1. Parametrat e performancës së një termocentrali me motor me gaz në 25 °C: 750 kW energji elektrike me 2000 kW konsum të energjisë së gazit të gripit (prodhimi i energjisë elektrike 37.5%), rikuperimi i nxehtësisë së mbetur nga uji ftohës në masën 100 kW nga qarku i pasftohësit dhe rikuperimi i motorit të nxehtësisë së gazit të shkarkimit në sasinë 500 kW.
2. Një total prej 959 kW nxehtësie të rikuperuar lejon prodhimin e afërsisht 616 kW të ftohtë duke përdorur një ftohës absorbimi me një fazë të furnizuar me ujë të nxehtë në një temperaturë prej 90 °C.
3. Raporti i fuqive termike dhe elektrike (sasia e energjisë termike në njësi MBtu/h për 1 kW/h) në shembullin B është 4.4 (3,300 / 750).
Raporti i fuqisë termike dhe elektrike ndryshon nga 8.5 (për instalimin e një turbine me gaz) në ngarkesat maksimale në 4.4 për një instalim motori me gaz në modalitetin e ngarkesës së pjesshme. Një zgjedhje racionale e konfigurimit të sistemit të bashkëgjenerimit ju lejon të arrini një raport optimal të ngarkesës dhe të siguroni efikasitetin më të lartë të prodhimit të përbashkët të nxehtësisë dhe energjisë elektrike.
Metoda 2: Përdorimi i ftohësve hibridë
Për të balancuar prodhimin e nxehtësisë dhe energjisë elektrike në termocentralet e bashkëprodhimit që ofrojnë sisteme qendrore të ajrit të kondicionuar me nxehtësi të rikuperuar, kërkohet një ftohës hibrid.
Gjatë periudhave të ngarkesës elektrike relativisht të ulët (kur ka pak rikuperim të nxehtësisë në dispozicion për ftohësin absorbues), ftohësi elektrik ndihmon në balancimin e këtij raporti duke rritur ngarkesën elektrike ndërsa rrit sasinë e nxehtësisë së mbetur për të përmirësuar efikasitetin e bashkëprodhimit.
Metoda 3: përdorimi i ruajtjes së energjisë termike
Pajisjet e ruajtjes së energjisë termike (akumulatorët) përdoren si në sistemet e ftohjes, dhe në sistemet e furnizimit me ngrohje. Përdorimi i rezervuarëve të magazinimit duke përdorur ujë të nxehtë (temperatura nga 85 në 90 ° C) mund të "kursojë" nxehtësinë ekzistuese "të mbeturinave". Sistemi mund të projektohet gjithashtu për të përdorur ujë të nxehtë me temperatura mbi 100 °C (në presion të ngritur).
Meqenëse nuk është ekonomikisht e qëndrueshme të "ruash" energjinë elektrike (veçanërisht për impiantet e vogla të kogjenerimit) për të siguruar efikasitet të lartë të gjenerimit të nxehtësisë, impiante të tilla përdorin të panevojshme energji termale duhet të grumbullohet për të plotësuar kërkesën për energji elektrike.
Me përdorimin e plotë të nxehtësisë së gazrave të mbeturinave për prodhimin e përbashkët të nxehtësisë dhe energjisë elektrike të destinuar për sistemet qendrore ajri i kondicionuar, ftohësit që përdorin nxehtësi duhet të funksionojnë me kapacitet maksimal dhe çdo kapacitet ftohës i tepërt duhet të ruhet si ujë i ftohur i ruajtur në rezervuarët e magazinimit.
Për këtë qëllim, mund të përdoren rezervuarët ekzistues të ujit (për shembull të destinuara për një sistem shuarje zjarri) ose rezervuarë të prodhuar posaçërisht.
Pajisjet e ruajtjes së energjisë termike mund të përdoren për të ruajtur ujin e nxehtë me një temperaturë në rangun nga 85 deri në 90 °C (uji në këtë temperaturë përdoret intensivisht, për shembull, në fabrikat e tekstilit). Meqenëse impianti i bashkëgjenerimit prodhon ujë të nxehtë vazhdimisht, uji i nxehtë mund të ruhet në rezervuarë për përdorim industrial.
Figura tregon një diagram të thjeshtuar të sistemit të tubacioneve të një impianti prodhimi dhe magazinimi të ujit të nxehtë, i cili është pjesë e një termocentrali kogjenerues që përdor një gjenerator të drejtuar nga motor me gaz turbocharged me fuqi 900 kW, me shpejtësi rrotullimi 1000 rpm. Diagrami nuk tregon të gjitha valvulat dhe instrumentet e nevojshme të kontrollit për funksionim të sigurt dhe ekonomik.
Metoda 4: Kushtëzimi i ajrit në hyrje duke përdorur një turbinë me gaz
Shembulli A: Kondicionimi i ajrit të hyrjes së turbinës me gaz është një teknologji që mund të përdoret në instalimet e gjeneratorëve të turbinave me gaz për të balancuar raportin termik ndaj prodhimit elektrik. Kjo teknologji përdor ftohjen e ajrit në hyrje për të rritur kapacitetin në ngarkesat e pikut në verë (duke përdorur ose magazinimin e energjisë termike ose ftohësit e nxehtësisë së mbeturinave në linjë) ose ngrohjen e ajrit në hyrje për të rritur efikasitetin e bashkëgjenerimit me ngarkesë të pjesshme, veçanërisht në dimër (prodhohet më shumë nxehtësi) energji për 1 kW energji elektrike).
Ftohja e ajrit në hyrje rrit performancën dhe efikasitetin e gjeneratorit të turbinës me gaz. Përdoret gjerësisht në sistemet e bashkëprodhimit ku nxehtësia e mbetur përdoret për furnizimin qendror të ujit të ftohtë.
Sisteme të tilla mund ose nuk mund të kenë ruajtje të energjisë termike. Ky dizajn siguron që gjeneratorët të funksionojnë me turbinat me gaz sipas ngarkesave të kërkuara, duke qenë se rritja e prodhimit të energjisë, për shkak të ftohjes së ajrit në hyrje, çon edhe në një rritje të nxehtësisë së mbetur që furnizohet me ftohësit absorbues.
Në kushte të ngarkesës së pjesshme, përdorimi i një turbine me gaz me bobina ftohëse në hyrje është joprofitabile, pasi rënia shtesë e presionit në bobinën e ftohjes (tani e tepërt) shkakton një rritje të fuqisë termike (rritje e konsumit të karburantit). Në termocentralet CHP, efikasiteti i ngarkesës së pjesshme mund të përmirësohet, siç tregohet në tabelë, duke përdorur një turbinë konvencionale me gaz me një fuqi nominale 1200 kW që përdoret në një impiant CHP që prodhon avull industrial nën presion. 3 bar.
Kur funksionon me 40% të ngarkesës maksimale, ngrohja paraprake e ajrit të hyrjes së turbinës me gaz (e kufizuar nga projektimi i impiantit) mund të përdoret për të balancuar raportin e nxehtësisë ndaj fuqisë, pasi reduktimi i efikasitetit të turbinës me gaz rezulton në rritjen e nxehtësisë së mbetur të disponueshme dhe rezulton në rritjen e efikasitetit të përgjithshëm. . Thuhet se efikasiteti i bashkëprodhimit të nxehtësisë dhe energjisë elektrike rritet me më shumë se 15% nëse, në kushte me ngarkesë të pjesshme, ajri i hyrjes nxehet nga 15 në 60 °C. Shumica e prodhuesve të turbinave me gaz mund të ofrojnë të dhëna të performancës në temperaturat e ajrit deri në 60°C. Përpara se të projektoni një sistem me këtë aftësi, kufizimet e ngrohjes së ajrit në hyrje duhet të rishikohen me prodhuesin e turbinës me gaz.
Shembulli B: Për të rritur prodhimin e nxehtësisë "mbeturinëse" në temperaturë të lartë, gazrat e shkarkimit të pasuruar me oksigjen të një turbine me gaz, përdoret djegie shtesë në rrjedhën e nxehtësisë së mbeturinave. Sasi e madhe ngrohje nënkupton një raport më të lartë nxehtësie ndaj fuqisë, duke përmirësuar ekonominë e procesit të bashkëprodhimit të nxehtësisë dhe energjisë.
| Efikasiteti i një impianti kogjenerimi 1200 kW në kushte me ngarkesë të pjesshme | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
konkluzioni
Sistemet e kombinuara të ngrohjes dhe energjisë elektrike funksionojnë me efikasitet nëse të gjitha ose shumica energji elektrike dhe termike.
NË kushte reale Ngarkesa ndryshon, kështu që shumica e sistemeve kërkojnë balancimin e raportit të fuqisë termike dhe elektrike të prodhuar për të siguruar funksionimin efikas dhe ekonomik të impiantit të bashkëgjenerimit.
Sistemet e balancimit të energjisë termike duhet të miratohen në impiantet e bashkëprodhimit që në fillim për të siguruar shfrytëzimin optimal të fuqisë elektrike dhe termike në dalje dhe në këtë mënyrë të reduktojë kostot e karburantit, si dhe të përmirësojë ekonominë e sistemit.
Përkthyer me shkurtesa nga revista ASHRAE.
Përkthim nga anglishtja L. I. Baranova.
