Когенерационные установки: комбинированное производство тепла и электроэнергии
В условиях постоянного роста цен на основные энергоносители, ограниченности их запасов и загрязнения окружающей природной среды остро стоят вопросы повышения энергоэффективности экономики и обеспечения экологической безопасности. Основная роль в увеличении эффективности использования энергии принадлежит современным энергосберегающим технологиям.
Энергосбережение становится не только приоритетным направлением на государственном уровне, но и очевидна прямая заинтересованность предприятий в замене устаревших энергозатратных технологий, оборудования, приборов; в экономии энергоресурсов; в повышении эффективности производства; конкурентоспособности товаров и услуг, снижении их себестоимости.
В наши дни начинают появляться новые прогрессивные способы производства тепловой и электрической энергии. Уже завоевывает рынок комбинированное производство тепла и электроэнергии (когенерация). По сравнению с классическими электростанциями, где тепло, образованное при производстве электроэнергии, неиспользованное выпускается в окружающее пространство, когенерационные установки его используют для отопления и таким образом экономится как топливо, так и финансовые ресурсы, необходимые для его приобретения.
Получает распространение «тригенерация» — выработка электричества, тепла и холода. Основана она на применение абсорбционной холодильной машины для получения холода в летний период из теплоэнергии когенератора. Этот холод можно использовать для кондиционирования помещений. Конечно придется понести дополнительные затраты на приобретение абсорбционной холодильной машины. Но и эти затраты окупаются за счет отказа от стандартных кондиционеров, потребляющих значительное количество электроэнергии.
B когенерационных установках электрическая энергия образуется также, как и в остальных электростанциях – при вращении электрогенератора посредством поршневого двигателя внутреннего сгорания. Двигатели когенерационных установок в стандартном исполнении приспособлены для сжигания природного газа, но можно в них сжигать и другое капальное или газообразное топливо.
Тепло, возникающее в двигателе внутреннего сгорания, через систему охладителей двигателя, масла и продуктов сгорания в дальнейшем эффективно используется, поэтому производительность когенерационных установок находится в пределах 80 – 90 %.
Преимущества когенерации:
- при применении когенерационного способа производства тепла и электроэнергии экономится около 40 % топлива, соответственно снижается загрязнение окружающей природной среды;
- в отличие от обычных электростанций в когенерационных установках с большей эффективностью происходит преобразование энергии (когенерационная установка позволяет использовать то тепло, которое обычно теряется);
- многие газораспределительные предприятия предлагают различные формы скидок при покупке газа для когенерационных установок;
- тепло и электроэнергия вырабатываются в непосредственной близости их потребления;
- в результате внедрения когенераторных установок возможно решение проблемы обеспечения потребителей теплом и электроэнергией без дополнительного строительства мощных линий электропередач и теплотрасс;
- приближенность источников к потребителям позволит значительно снизить потери передачи энергии и улучшить ее качество, а значит, и повысить коэффициент использования энергии природного газа;
- автономная работа установки позволяет обеспечить потребителей электроэнергией со стабильными параметрами по частоте и по напряжению, тепловой энергией со стабильными параметрами по температуре;
- тепло, возникающее в когенерационной установке, используется при отоплении объектов, при подготовке теплой технической воды, или при подготовке технологического тепла;
- когенерационные установки часто используются в качестве аварийных источников электроэнергии там, где не допускаются перебои в питании сети;
- при применении абсорбционных теплообменников можно тепло использовать для охлаждения в технологических целях и для кондиционирования;
- быстрая окупаемость когенерационных установок, в зависимости от мощности и способа использования.
Когенерация в настоящее время является одним из наиболее экологически и одновременно экономически эффективных способов производства тепла и электричества. Внедрение когенерационных установок позволяет не только снижать затраты на потребляемую энергию, дает существенный экономический эффект для конечного потребителя, но и позволяет решать проблемы пиковых нагрузок, устранять недостатки централизованных систем и тем самым обеспечивает качественное, бесперебойное энерго- и теплоснабжение. Потенциальными объектами для применения когенерационных установок в России выступают промышленные производства, нефтеперерабатывающие заводы, больницы, объекты жилищной сферы, газоперекачивающие станции, компрессорные станции, котельные.
