Когенерационные установки для бизнеса

// // Энергетика //

Постоянный рост тарифов на электроэнергию, устаревшие объекты большой электроэнергетики – то есть частые отключения на ремонты, – это вещи вполне безразличные для тех, у кого нет собственного производства, особенно чувствительного к непрерывности технологии. Однако там, где значительная партия продукции может уйти в брак из-за отключения электроэнергии и принести, может быть, даже фатальные убытки, всегда задумываются о резерве. Такая возможность есть, – это когенерационная установка или, как мини-ТЭЦ. О том, что это такое, пойдет речь дальше.

Как показывает название, это установка для «совместной генерации». Совместной с электросетью. Такое определение говорит о том, что собственная электростанция может работать параллельно с сетью энергоснабжения или в качестве резерва. Первое подойдет на пике нагрузки – чтобы не мучить подстанции предприятия. При этом возникает вопрос о синхронизации местного генератора с питающей сетью. Кроме того, возникает вопрос о сырье, на котором работает когенерационная установка. Многие производства вырабатывают отходы, которые можно выгодно утилизировать, но требуется соответствующее оборудование.

Плюсы когенерационных установок

Экономически когенерационная установка может оказаться довольно выгодной. Во-первых, ее можно использовать для получения тепла, так как ее собственное тепло тоже можно утилизировать. Можно также продавать избыточную электроэнергию другим потребителям. О том, что такие установки гарантируют непрерывные производства уже говорилось. Остается только добавить, что эта гарантия дает возможность смело запускать все производственные мощности, не боясь отключений. Это – прямая выгода на производстве.

Сырье для мини-ТЭЦ

В качестве сырья может использоваться даже местная речка или ветер, но это в теории. На практике гораздо чаще используются либо горючие газы – отходы производства; либо природный газ, на котором работает котельная предприятия; либо тепло, которое можно утилизировать. Последний вариант сложнее – если температура теплоносителя неспособна нагреть воду до пара высокого давления, то турбина отпадает, а тепловые насосы промышленной мощности слишком дороги в настоящее время, и даже не проектируются. Таким образом, промышленная когенерационная установка, как правило, работает на природном газе.

Устройство когенерационной установки

Установка представляет собой сочетание агрегатов: бойлер, паровая турбина, электрогенератор. Бойлером может послужить паровая магистраль котельной, но из-за того, что, как правило, «пара не хватает», турбина не сможет гарантированно обслужить нагрузку. К тому же, турбине нужен чистый пар из замкнутого контура. Поэтому природный газ работает на паровой котел, питающий турбину, а турбина вращает генератор. Конденсат снова поступает в котел. Поэтому когенерационная установка является надежным источником. Поскольку компактная паровая турбина работает всегда на высоких оборотах, то с ней используется синхронный 3-фазный генератор на 3000 об/мин.

Виды мини-ТЭЦ

Существуют современные установки с газовой турбиной, или газопоршневыми двигателями.  Реже используют дизельные станции, причина – высокая стоимость дизельного топлива, примерно в три раза выше стоимости газа.

Автоматика установки, как минимум, следит за стабильностью числа оборотов турбины, которая зависит от давления пара и электрической нагрузки. Контуров регулирования два. Один – более оперативный, использует некоторый избыток давления пара в котле. Он служит для компенсации внезапных дополнительных нагрузок на генератор. Пока давление пара снижается, успевает сработать второй контур – регулятор подачи топлива – газа или мазута, и давление в котле нарастает до нормы. В пределах номинальной нагрузки динамика этих регуляторов вполне обеспечивает стандартные параметры электроснабжения.

Самые совершенные установки содержат устройства синхронизации, которые обеспечивают совпадение фаз и позволяют создавать по настоящему «горячий резерв». На холостом ходу потребляется весьма незначительное количество газа или мазута. Если питающая сеть отключается немедленно нагружается генератор мини-ТЭЦ и сразу же увеличивается расход топлива. При появлении напряжения на подстанции с высокой стороны также автоматически разгружается местная когенерационная установка.