Генерация электрической и тепловой энергии
Когенерация. Совместное производство энергии разных видов на едином оборудовании.
Когенерация представляет собой процесс комбинированного производства тепловой и электрической энергии посредством единой энергетической установки.
Практическая реализация заключается в использовании тепла, снимаемого с тепловых двигателей – турбин либо газо-поршневых двигателей внутреннего сгорания.
При оценке целесообразности применения того или иного вида когенерационной установки следует учитывать основные показатели эффективности:
• общий коэффициент использования энергии топлива,
• электрический КПД, как показатель наиболее дорогого вида энергии –
МВт*ч электроэнергии в среднем на 35-40% дороже тепловой энергии.
• эксплуатационные расходы и срок службы агрегатов.
По эффективности генерации электроэнергии наилучшие показатели имеют газопоршневые машины. Электрический КПД достигает 45%. При этом общий КПД когенерационной установки доходит до 89%. Газопоршневые машины являются оптимальным выбором для работы на быстро меняющуюся нагрузку.
Газотурбинные установки имеют электрический КПД около 33% и общий до 60%.
Для повышения электрического КПД можно дополнительно использовать паровые турбины. При этом общий КПД газотурбинной когенерационной станции возрастает до 80%
Применение когенерационных технологий.
Основными объектами для внедрения электростанций на базе газопоршневых двигателей выступают нефтяная отрасль, использующая ПНГ, промышленные и аграрные производства, объекты социальной, бытовой, жилищной и других энергоемких сферах.
Применение когенерационных установок позволяет эффективно дополнять рынок энергоснабжения без реконструкции сетей, при этом автономная работа когенерацонной установки позволяет обеспечить потребителей электроэнергией и теплом со стабильными параметрами.
Отдельным направлением использования когенерационных систем является комплексное энергообеспечение тепличных хозяйств. Их применяют для повышения урожайности в теплицах, используя CO2 в качестве удобрения.
Также, эффективно применение в тригенерационых системах (для совместной выработки электроэнергии, тепла и холода).
«GE Jenbacher» – австрийский производитель газовых электростанций и когенерационных установок, один из мировых лидеров, уже более 50 лет специализирующийся исключительно на технологиях производства газовых двигателей.
На базе газопоршневых двигателей «GE Jenbacher» создаются газовые электростанции и когенерационные установки и широкого диапазона мощности - от 250 кВт до 9000 кВт.
Электростанции «GE Jenbacher» могут работать на природном и попутном газе, пропане, биогазе, газе мусорных свалок, газе сточных вод, особых газах (например, шахтном, коксовом, древесном, пиролизном газах).
Особенности генерирующего оборудования «GE Jenbacher»:
• наиболее высокий электрический и общий КПД в отрасли;
• беспрецендентно высокий ресурс и жизненный цикл оборудования;
• низкие эксплуатационные затраты;
• уникальная гарантийная и сервисная поддержка.
Все двигатели «GE Jenbacher» разработанны по единой концепции, в которой реализованы
• минимизация выбросов вредных веществ (NOx, СО, NMHC) с помощью запатентованной системы контроля сгорания обедненной смеси LEANOX®
• длительные периоды работы между плановыми обслуживаниями: срок службы свечей зажигания до 15 000 ч., головок цилиндров до 30 000 ч., наработка до капитального ремонта 60 000 ч. (при продлении контракта, на момент переборки агрегата потребителю поставляется взамен новая установка).
• новейшая система DIA.NE® XT3 сочетает мощные устройства центрального управления производственным процессом, мастер-контроль и управление установкой с обратной связью, а также визуализацию информации на русском языке, графическое отображение трендов в режиме реального времени, архивацию данных, передачу данных по различным протоколам в систему управления верхнего уровня.
• ориентированная на удобство эксплуатации и ремонта конструкция двигателя: неохлаждаемый внешний выпускной коллектор обеспечивает максимальный подвод энергии отработавших газов к турбонагнетателю, поперечное охлаждение отдельных головок газового двигателя (система подачи смеси, находящаяся в развале цилиндров для V-образного исполнения, позволяет вынести наружу выпускной коллектор), компактные габариты и низкая масса, безщеточный генератор.
• организация процесса сгорания по циклу Миллера, в совокупности с системой контроля детонации OLGA и системой LEANOX®, способствуют повышению КПД и устойчивости работы установки, при изменении состава газа и метанового индекса, датчики используются в некритических точках измерений.
Сервис «GE Jenbacher» следует отметить особо. В отличие от других производителей, компания «GE Jenbacher» продает не оборудование, как таковое, а технологический цикл производства энергии.
Закупая генерирующие мощности «GE Jenbacher», заказчик получает материально-технический, сервисный и гарантийный комплекс следующего состава:
• Газопоршневый двигатель-генератор с системой утилизации тепла, собранный и настроенный
на заводе-изготовителе под целевой объект с учетом всех влияющих факторов:
параметров газа, высоты установки над уровнем моря, температуры окружающей среды, и др.
• Постоянный мониторинг состояния установки и сервисная настройка специалистами «GE Jenbacher».
• Внедрение новых технологических решений на протяжении всего жизненного цикла установки.
• В случае заводского брака - замена детали независимо от истечения гарантийного срока.
• Высокая готовность диллеров «GE Jenbacher» по складскому обеспечению и аварийным работам.
• Возможность страхования нерегламентного простоя установки.
Основные модельные ряды когенерационного оборудования «GE Jenbacher».
Модельный ряд 2
|
Тип двигателя: | J208 GS |
Конфигурация: | Рядный двигатель |
Число цилиндров: | 8 |
Рабочий объем (л): | 16,6 |
Диаметр цилиндра (мм): | 135 |
Ход поршня (мм): | 145 |
Рабочий объем цилиндра (л): | 2,08 |
Частота вращения (об./мин): | 1'500 (50 Гц) |
Виды используемых газов: | Природный, попутный, пропан, биогаз, мусорный газ, газ сточных вод.
Особые газы (шахтный, коксовый, древесный, пиролизный) |
Вид исполнения | Габариты ДxШxВ (мм) | Вес (кг) |
Генераторная установка: | 4'900 x 1'700 x 2'000 | 5'000 |
Когенерационная система: | 4'900 x 1'700 x 2'000 | 5'700 |
20-футовый контейнер
(генераторная установка): | 6'100 x 2'500 x 2'600 | 13'200 |
40-футовый контейнер
(генераторная установка) | 12'200 x 2'500 x 2'600 | 17'100 |
Мощность и КПД (при 1500 об/мин | 50 Гц) | ||||||
NOx < | Тип | P эл. (кВт) | КПД эл. (%) | P тепл. (кВт) | КПД тепл. (%) | КПД общий (%) |
Природный газ | ||||||
500 mg/Nm3 | J208 | 330 | 38,7 | 361 | 42,3 | 81,0 |
250 mg/Nm3 | J208 | 312 | 37,7 | 351 | 42,3 | 80,0 |
Биогаз | ||||||
500 mg/Nm3 | J208 | 249 | 39,1 | 299 | 46,9 | 86,0 |
500 mg/Nm3 | J208 | 330 | 38,7 | 405 | 47,5 | 86,2 |
Пропан | ||||||
500 mg/Nm3 | J208 | 231 | 34,4 | 337 | 50,2 | 84,6 |
250 mg/Nm3 | J208 | 231 | 33,3 | 345 | 49,8 | 83,1 |
Модельный ряд 3
|
Тип двигателя: | J312 GS, J316 GS, J320 GS |
Конфигурация: | V 70° |
Число цилиндров: | J312GS - 12, J316GS - 16, J320GS - 20 |
Рабочий объем (л): | J312GS - 29,2, J316GS - 38,9, J320GS - 48,7 |
Диаметр цилиндра (мм): | 135 |
Ход поршня (мм): | 170 |
Рабочий объем цилиндра (л): | 2,43 |
Частота вращения (об./мин): | 1'500 (50 Гц) |
Виды используемых газов: | Природный, попутный, пропан, биогаз, мусорный газ, газ сточных вод.
Особые газы (шахтный, коксовый, древесный, пиролизный) |
Вид исполнения | Габариты ДxШxВ (мм) | Вес (кг) |
Генераторная установка
J312 GS: J316 GS: J320 GS: |
4'700 x 1'800 x 2'300 5'200 x 1'800 x 2'300 5'700 x 1'700 x 2'300 |
8'000 8'900 10'500 |
Когенерационная система
J312 GS: J316 GS: J320 GS: |
4'700 x 2'300 x 2'300 5'300 x 2'300 x 2'300 5'700 x 1'900 x 2'300 |
9'400 10'000 11'000 |
Контейнерное исполнение
J312 GS: J316 GS: J320 GS: |
12'200 x 2'500 x 2'600 12'200 x 2'500 x 2'600 12'200 x 2'500 x 2'600 |
19'400 (ген.), 20'800 (когенерац.) 22'200 (ген.), 23'300 (когенерац.) 26'000 (ген.), 26'500 (когенерац.) |
Мощность и КПД (при 1500 об/мин | 50 Гц) | ||||||
NOx < | Тип | P эл. (кВт) | КПД эл. (%) | P тепл. (кВт) | КПД тепл. (%) | КПД общий (%) |
Природный газ | ||||||
500 mg/Nm3 | J312 | 526 | 39,4 | 640 | 48,0 | 87,4 |
J312 | 625 | 39,8 | 746 | 47,6 | 87,4 | |
J316 | 835 | 39,9 | 997 | 47,7 | 87,6 | |
J320 | 1064 | 40,8 | 1200 | 46,0 | 86,8 | |
250 mg/Nm3 | J312 | 526 | 38,6 | 664 | 48,7 | 87,3 |
J312 | 601 | 38,9 | 733 | 47,4 | 86,3 | |
J316 | 802 | 39,0 | 975 | 47,4 | 86,4 | |
J320 | 1064 | 39,9 | 1248 | 46,7 | 86,6 | |
350 mg/Nm3 | J312 | 601 | 39,1 | 741 | 48,2 | 87,3 |
J316 | 802 | 39,2 | 991 | 48,4 | 87,6 | |
J320 | 1064 | 40,1 | 1232 | 46,4 | 86,5 | |
Биогаз | ||||||
500 mg/Nm3 | J312 | 526 | 40,4 | 566 | 43,5 | 83,9 |
J312 | 625 | 39,7 | 702 | 44,7 | 84,4 | |
J316 | 835 | 39,9 | 934 | 44,6 | 84,5 | |
J320 | 1064 | 40,8 | 1104 | 42,4 | 83,2 | |
Пропан | ||||||
500 mg/Nm3 | J312 | 407 | 36,0 | 580 | 51,2 | 87,2 |
J316 | 544 | 36,1 | 773 | 51,3 | 87,4 | |
J320 | 681 | 36,1 | 965 | 51,2 | 87,3 | |
250 mg/Nm3 | J312 | 407 | 33,9 | 634 | 52,8 | 86,7 |
J316 | 544 | 34,0 | 846 | 52,8 | 86,8 | |
J320 | 681 | 34,0 | 1056 | 52,7 | 86,7 |
Модельный ряд 4
|
Тип двигателя: | J420 GS |
Конфигурация: | V 70° |
Число цилиндров: | 20 |
Рабочий объем (л): | 61,1 |
Диаметр цилиндра (мм): | 145 |
Ход поршня (мм): | 185 |
Рабочий объем цилиндра (л): | 3,06 |
Частота вращения (об./мин): | 1'500 (50 Гц) |
Виды используемых газов: | Природный, попутный, пропан, биогаз, мусорный газ, газ сточных вод.
Особые газы (шахтный, коксовый, древесный, пиролизный) |
Вид исполнения | Габариты ДxШxВ (мм) | Вес (кг) |
Генераторная установка: | 7'100 x 1'900 x 2'200 | 14'700 |
Когенерационная система: | 7'100 x 1'800 x 2'200 | 15'300 |
Контейнерное исполнение: | 12'200 x 3'000 x 2'600 | 32'500 (ген.), 33'100 (когенерац.) |
Мощность и КПД (при 1500 об/мин | 50 Гц) | ||||||
NOx < | Тип | P эл. (кВт) | КПД эл. (%) | P тепл. (кВт) | КПД тепл. (%) | КПД общий (%) |
Природный газ | ||||||
500 mg/Nm3 | J420 | 1416 | 42,5 | 1498 | 44,9 | 87,4 |
J420 | 1416 | 43,0 | 1455 | 44,2 | 87,2 | |
350 mg/Nm3 | J420 | 1416 | 41,4 | 1580 | 46,2 | 87,6 |
250 mg/Nm3 | J420 | 1416 | 41,4 | 1556 | 45,6 | 87,0 |
J420 | 1416 | 42,0 | 1517 | 45,0 | 87,0 | |
Биогаз | ||||||
350 mg/Nm3 | J420 | 1416 | 42,0 | 1479 | 43,8 | 85,8 |
Модельный ряд 6
|
Тип двигателя: | J612 GS, J616 GS, J620 GS, J624 GS |
Конфигурация: | V 60° |
Число цилиндров: | J612GS - 12, J616GS - 16, J620GS - 20, J624GS - 24 |
Рабочий объем (л): | J612GS - 74,9, J616GS - 99,8, J620GS - 124,8, J624GS - 149,7 |
Диаметр цилиндра (мм): | 190 |
Ход поршня (мм): | 220 |
Рабочий объем цилиндра (л): | 6,24 |
Частота вращения (об./мин): | 1'500 (50 Гц) |
Виды используемых газов: | Природный, попутный, пропан, биогаз, мусорный газ, газ сточных вод.
Особые газы (шахтный, коксовый, древесный, пиролизный) |
Вид исполнения | Габариты ДxШxВ (мм) | Вес (кг) |
Генераторная установка
J612 GS: J616 GS: J620 GS: J624 GS: |
7'600 x 2'200 x 2'800 8'300 x 2'200 x 2'800 8'900 x 2'500 x 2'800 9'600 х 2'200 х 2'600 |
19'300 22'700 27'900 41'400 |
Когенерационная система
J612 GS: J616 GS: J620 GS: J624 GS: |
7'600 x 2'200 x 2'800 8'300 x 2'200 x 2'800 8'900 x 2'500 x 2'800 12'100 x 2'200 x 2'900 |
19'800 23'200 28'500 42'000 |
Мощность и КПД (при 1500 об/мин | 50 Гц) | ||||||
NOx < | Тип | P эл. (кВт) | КПД эл. (%) | P тепл. (кВт) | КПД тепл. (%) | КПД общий (%) |
Природный газ | ||||||
500 mg/Nm3 | J612 | 1820 | 43,3 | 1808 | 43,1 | 86,4 |
J616 | 2433 | 43,4 | 2420 | 43,2 | 86,6 | |
J620 | 3041 | 43,0 | 3047 | 43,1 | 86,1 | |
J624 | 4034 | 45,4 | 3683 | 41,5 | 86,9 | |
250 mg/Nm3 | J612 | 1820 | 42,6 | 1859 | 43,6 | 86,2 |
J616 | 2433 | 42,9 | 2441 | 43,1 | 86,0 | |
J620 | 3041 | 42,3 | 3097 | 43,1 | 85,4 | |
Биогаз | ||||||
500 mg/Nm3 | J612 | 1458 | 39,8 | 1671 | 45,6 | 85,4 |
J616 | 1946 | 39,8 | 2226 | 45,6 | 85,4 | |
J620 | 2425 | 39,7 | 2784 | 45,6 | 85,3 | |
250 mg/Nm3 | J612 | 1458 | 39,2 | 1668 | 44,8 | 84,0 |
J616 | 1946 | 39,2 | 2224 | 44,8 | 84,0 | |
J620 | 2425 | 39,1 | 2781 | 44,8 | 83,9 |
Внимание! Технические параметры могут быть изменены производителем и не соответствовать представленным.