Использование дополнительного фреонового цикла на тепле отработанных в двигателе внутреннего сгорания выхлопных газов, страница 3

Финская компания реализовала в России более 50 проектов электростанций суммарной мощностью 700 МВт. Весной 2013 года она получила заказ от ООО «Трансмашэнерго» на поставку оборудования для электростанции в городе Тихвине (Ленинградская область). [7]

Учитывая изменения направления развития теплоэнергетики, весьма перспективно выглядит использование энергетических установок малой мощности с применением газопоршневых установок (ГПУ), в которых возможно применение дополнительных циклов на низкокипящих рабочих телах, при помощи которых возможно достаточное увеличение КПД установок. ГПУ является достаточно технологичным решением и представляет собой газовый поршневой двигатель внутреннего сгорания жестко совмещенным с электрогенератором на общей раме.

Основным назначением работы ГПУ является выработка электроэнергии (а также когенерации и тригенерации). Себестоимость произведенного при помощи газовой электростанции кВт может быть в 2 и более раз ниже себестоимости сетевой электроэнергии. Электрические КПД газопоршневых установок, в зависимости от мощности установки и производителя разнятся и колеблются от 35 до 42 %. Вторичным продуктом, делающим применение газопоршневых установок еще более выгодным, является использование тепла, выделяемого в процессе работы двигателя (когенерация). Это позволяет довести КПД использования топлива (газа) до 80-90%. Газопоршневые двигатели действуют по принципам Отто и Миллера и являются надежными и простыми в эксплуатации решениями. Кроме того прекрасную ремонтопригодность газопоршневых установок и простоту технического обслуживания обеспечивает отточенная годами конструкция поршневого двигателя внутреннего сгорания. Мощности газопоршневых установок колеблются от десятков кВт до десятков МВт.

Оптимальными по КПД и удельной стоимости являются электростанции от 100 до 2000 кВт. По ряду технических причин рекомендуется «разбивать» требуемую мощность на еще большее количество установок. Особенностью газопоршневых двигателей является то, что конструкционные особенности камеры сгорания не позволяют установкам работать при нагрузке менее 30% от номинала. В случае возникновения угрозы работы установок в режиме недогруза (т.е. при работе на нагрузке менее 30%), рекомендуется провести ряд мероприятий для увеличения нагрузки (установка дополнительных потребителей, установка резистивных потребителей и т.п.). Данный момент является критичным для установок большой единичной мощности. Например, установки в 2 МВт единичной электрической мощности должны быть постоянно загружены на 600 кВт. При применении на таких мощностях двух установок единичной мощностью по 1 МВт минимальная допустимая нагрузка снижается до 330 кВт.

Несколько электростанций обеспечат более надежную работу системы – в случае выхода одной из станций на ТО объект не останется без источника электроснабжения, как было бы в случае установки одной ГПУ. В случае падения нагрузки на объекте менее половины от суммарной максимальной мощности в случае установки двух электростанций одна из них отключается, в то время, как при одной станции она продолжает работать.

Такой вариант экономит моторесурс установок  - одна работает, одна нет и суммарно они прослужат дольше, чем одна большей мощности.

Также это приведет к экономии на техническом обслуживании, снижает потребление газа ( больший двигатель требует больше газа для работы, нежели меньший ), а также увеличивает КПД использования топлива.

Есть несколько вариантов расположения электростанции, у каждого есть свои параметры и требования: Контейнер – в одном контейнере размещается только одна электростанция. Ориентировочные габариты контейнера для электростанции мощностью 1 МВт - 6000 х 2300 х 2700 + место под выхлопную трубу (площадка примерно 2*2 м) + по необходимости, дополнительные станции понижения/увеличения давления газа. Контейнер должен быть отдален от других строений на определенное расстояние (определяется при проектировании), обычно 5-20 м. Мини-ТЭЦ на базе контейнерны электростанций состоит из нескольких контейнерных блоков.