Когенерация и тригенерация: газопоршневая, газотурбинная или дизельная генераторная установка в технологических схемах

Газопоршневая установка (когенератор) Waukesha APG1000

В качестве привода генераторной установки чаще всего применяются двигатели внутреннего сгорания (например, газопоршневой двигатель, дизельный двигатель) или турбины (газовая, паровая или парогазовая). В качестве топлива используются: магистральный природный газ; попутный нефтяной газ; дизельное топливо; сырая нефть; биогаз; газ мусорных свалок и сточных вод; шахтный газ; генераторный газ; синтез-газ.

Waukesha - газопоршневые двигатели и генераторные установки мощностью от 154 кВт до 3,2 МВт Wartsila - газопоршневые двигатели и генераторные установки мощностью от 3 MВт до 16 MВт

Cummins - дизельные и двухтопливные генератороные установки от 10 кВт до 2 500 кВт Solar Turbines - газотурбинные генераторные установки от 1,21 МВт до 15 МВт Siemens (Alstom) - газотурбинные генераторные установки от 4,7 МВт до 25 МВт

Газопоршневой двигатель, как основа энергоцентра

Как показывает мировая практика и опыт нашей компании, при невысокой мощности энергоцентра для постоянной и периодической работы с комбинированной выработкой электроэнергии и тепла самым эффективным инженерным решением оказывается именно газопоршневой двигатель и газопоршневая установка на его базе. Газопоршневая установка требует сравнительно небольших первоначальных инвестиций и короткие сроки изготовления (менее года). К тому же, газопоршневой тип привода почти не подвержен воздействию климатических условий эксплуатации, и в нем отсутствует линейная зависимость между нагрузкой и техническими показателями. Газопоршневой двигатель фактически представляет собой двигатель внутреннего сгорания, поэтому газопоршневая установка на его базе проста в обслуживании и требует небольших эксплуатационных расходов, в отличие, например, от газотурбинного типа привода. Кроме того, газопоршневой двигатель довольно часто применяется, как привод газоперекачивающего агрегата (ГПА) или дожимной компрессорной станции.

Когенерация — эффективность и экономия

коэффициент использования топлива (КИТ) достигает уровня более 90 %; высокая экологичность; автономность; минимальные потери мощности, благодаря близости энергоцентра к потребителю; по сравнению со схемами раздельного получения электроэнергии и тепла, позволяет повысить эффективность энергосбережения до 40 % и более. Газопоршневые установки от «Энерготех», такие как Waukesha серии APG, изначально предусматривают работу в режиме «когенерация». В базовую комплектацию некоторых установок входят стандартизованные узлы для подключения теплообменного оборудования к контурам охлаждения. Теплообменные аппараты «газ-вода» или «вода-вода» способны нагревать воду контура потребителя до +95–115 °С, в зависимости от температурного графика.

Газопоршневая установка Waukesha VHP9500GSI в машинном зале ЭСН Чистинного месторождения

Например, Waukesha серии APG предоставляет для полезного использования тепловую энергию выхлопных газов (около +500 °С) и трех контуров охлаждения, которыми оснащен газопоршневой двигатель: HT (высокотемпературный), LT (низкотемпературный) и контур масляной системы.

Вырабатываемое тепло может быть использовано для производства как горячей воды, так и холода. Этот процесс получил название «тригенерация». С экономической точки зрения тригенерация очень выгодна, так как позволяет производить тепловую энергию в отопительный сезон, а в летний период — холод, обеспечивая таким образом полную загрузку газопоршневой установки без провалов в потреблении тепловой энергии. Кроме того, тепло, которое вырабатывает газопоршневая установка, находит применение в связанных с использованием тепловой энергии технологических процессах промышленных предприятий.

Можно назвать несколько самых эффективных схем когенерации. К ним относится, например выработка горячей воды с помощью утилизации тепла газопоршневой установки. Эта схема повсеместно используется в энергоснабжении производственных предприятий и объектов ЖКХ. Широкое применение в теплоснабжении коммунальной инфраструктуры находит когенератор для производства пара. В нем задействуется тепловая энергия выхлопных газов газопоршневой генераторной установки, которые являются самыми горячими. В аграрных хозяйствах эффективным агрегатом является когенератор, используемый для энергоснабжения теплиц. Более подробно об этих и других способах применения когенерации, а также о газопоршневых установках вы можете прочитать в нашей статье на эту тему.