Fonts d'energia autònoma per a empreses

Turbines de vapor entrellaçades (mini-CHP)

A causa de l'augment constant dels preus de l'electricitat, moltes empreses que produeixen i utilitzen vapor d'aigua per a necessitats tecnològiques i calefacció estan canviant a la producció independent, utilitzant generadors de turbines de vapor de bloc amb una turbina de contrapressió per a la producció combinada de calor i electricitat.

La majoria de les sales de calderes industrials i de producció de calefacció d'empreses industrials i municipals estan equipades amb calderes de vapor de vapor saturat o lleugerament sobreescalfat per a una pressió d'1,4 MPa amb una productivitat de 10 a 25 t / h.

L'ús d'una unitat de turbina a la nostra pròpia sala de calderes permetrà:

• reducció significativa de la quantitat d'electricitat comprada per completar l'autosuficiència,

• reducció de la potència declarada,

• compensar totalment la potència reactiva de les seves instal·lacions elèctriques mitjançant el generador síncron de la unitat de turbina.

A la fig. 1.

Arròs. 1. Esquema d'un generador de turbina en una sala de calderes (mini-CHP)

Els generadors de turbina modulars instal·lats al nivell zero de la sala de calderes estan dissenyats per generar electricitat amb un posterior aprofitament del vapor consumit a la instal·lació per a necessitats tecnològiques i de calefacció. Estructuralment, les unitats es fabriquen en forma d'unitats de potència compactes amb un 100% de preparació de fàbrica, que consisteixen en una turbina de contrapressió, un generador elèctric i una caixa de canvis, col·locats juntament amb equips addicionals en un dipòsit d'oli comú i equips separats.

Els generadors de turbina inclouen un sistema de subministrament d'oli circulant, un sistema hidrodinàmic local per a la regulació automàtica de la turbina i la protecció d'emergència, i un sistema de control i protecció del generador. Els controladors reguladors permeten el control manual i garanteixen la recepció de senyals de control elèctric durant el control remot o automàtic del dispositiu.

Els generadors de turbina estan equipats amb generadors síncrons tipus SG2 amb potència de sortida neutra i refrigeració per aire.

Els grups electrògens de turbina es caracteritzen per:

• alta fiabilitat (període de funcionament continu almenys 5000 hores),

• llarga vida útil (25 anys) i recursos (100.000 hores),

• període de revisió important (almenys 5 anys),

• quantitat mínima de treballs d'instal·lació i posada en marxa,

• baixos costos operatius,

• facilitat de manteniment i poc exigent en el nivell de formació del personal de servei,

• preu raonable amb un període d'amortització curt (1,5-2 anys),

• la disponibilitat d'un sistema de servei postvenda.

Centrals elèctriques de turbina de gas (GTES)

A diferència de la turbina de vapor (cicle de vapor de Rankin per a vapor), en els cicles de les plantes de turbines de gas el fluid de treball és gasos comprimits escalfats a una temperatura elevada. Com a gasos, s'utilitza més sovint una barreja d'aire i productes de la combustió de combustible líquid (o gasós).

A la figura es mostra un esquema esquemàtic d'una turbina de gas (GTU amb entrada de calor a p = const). 2.

Arròs. 2. Esquema d'una central elèctrica de turbina de gas: CS — cambra de combustió, CP — compressor, GT — turbina de gas, G — generador, T — transformador, M — motor d'arrencada, cm — necessitats auxiliars, RU VN — aparell d'alta tensió

El compressor d'aire de la caixa de canvis comprimeix l'aire atmosfèric, augmentant la pressió de p1 abans de p2 i l'alimenta contínuament a la cambra de combustió del cremador. La quantitat necessària de combustible líquid o gasós és subministrada contínuament per una bomba especial.Els productes de combustió que es formen a la cambra la surten amb una temperatura t3 i pràcticament la mateixa pressió p2 (si no es té en compte la resistència) que a la sortida de el compressor (p2 = p3). Per tant, la combustió del combustible (és a dir, el subministrament de calor) es produeix a pressió constant.

En una turbina de gas GT, els productes de combustió s'expandeixen adiabàticament, com a resultat de la qual cosa la seva temperatura disminueix a t4 (punt 4), on T4 = 300 - 400 ° C, i la pressió disminueix gairebé a p1 atmosfèrica. Tota la caiguda de pressió p3 — p1 s'utilitza per obtenir treballs tècnics a la turbina LTpr. BigForm part d'aquest treball LPer consumir accionant el compressor.Rvalor LTpr-LTPer gastar en produir electricitat en el generador elèctric G o amb altres finalitats.

Per tal d'augmentar l'eficiència de la central elèctrica de la turbina de gas, s'utilitza un mètode per recuperar la calor dels gasos d'escapament de la turbina. A diferència del diagrama esquemàtic anterior (vegeu la figura 2), inclou un intercanviador de calor, on l'aire que va del compressor a la cambra de combustió s'escalfa pels gasos d'escapament que surten de la turbina, o la calor dels gasos s'utilitza en escalfadors de gas. per a calderes de xarxa d'aigua o calor residual.

Caldera de calor residual (KU) per a una unitat de turbina de gas (capacitat 20 MW) de tipus tambor amb circulació forçada en els circuits evaporatius, la disposició d'una torre de superfícies de calefacció amb una sortida de fums superior pot tenir una disposició oberta o instal·lar-se en un edifici. La caldera té el seu propi marc, que és l'estructura de suport principal per escalfar superfícies, canonades, tambor i xemeneia.

El combustible principal, de reserva i d'emergència d'una turbina de gas de 20 MW és el gasoil o el gas natural. El rang de càrrega de treball és del 50 al 110% del nominal.

Les centrals elèctriques modernes de turbines de gas a Rússia es basen en turbines de gas amb una capacitat de 25 a 100 MW. En els darrers anys, les centrals elèctriques de turbines de gas amb una capacitat de 2,5 a 25 MW s'han generalitzat per alimentar jaciments de gas i petroli.

Centrals elèctriques de pistons de gas

Recentment, juntament amb les centrals de turbines de gas, s'han utilitzat àmpliament les centrals elèctriques en contenidors basades en generadors de pistons de gas que utilitzen equips de Caterpillar i altres.

Les centrals elèctriques "Caterpillar" de la sèrie G3500 són fonts d'electricitat autònomes permanents i de reserva.Els grups electrògens de pistons de gas es poden utilitzar per generar energia elèctrica i tèrmica mitjançant la calor d'un motor de gas. A la fig. La figura 5.8 mostra el diagrama energètic (balanç energètic) de la planta de pistons de gas.

Arròs. 3. Diagrama d'energia d'un motor de pistó de gas

Aquestes instal·lacions amb recuperació de calor es poden utilitzar en instal·lacions que consumeixen simultàniament calor i electricitat, per exemple, en instal·lacions de petroli i gas, serveis residencials i comunitaris remots (subministrament d'electricitat i calor de petits pobles, etc.), en pedreres i mines, en diferents empreses industrials.

L'equip principal inclou: motor-generador de gas Caterpillar, unitat de recuperació de calor, contenidor, sistema de subministrament de gas combustible, sistema automàtic d'ompliment d'oli de motor, equip elèctric i sistema de control.

Centrals elèctriques dièsel

En els darrers anys s'han generalitzat les centrals dièsel amb una potència de 4,5 a 150 MW amb l'ús de motors dièsel automatitzats de baixa velocitat de dos temps creuats amb turbocompressor i generadors elèctrics per a tensió de 6 o 10 kV, freqüència de corrent altern. 50 o 60 Hz.

Aquests generadors dièsel funcionen de manera estable amb combustible pesat amb una viscositat de fins a 700 cG a 50 ° C amb un contingut de sofre de fins a un 5%, també poden funcionar amb qualsevol combustible gasós en mode de combustible dual (en una barreja d'almenys 8 % del combustible de petroli), mentre que la producció d'energia elèctrica constitueix al voltant del 50% de l'energia del combustible cremat, hi ha l'oportunitat d'augmentar l'eficiència de la instal·lació a causa de la utilització de la calor dels gasos d'escapament, es fan servir sense reduir l'eficiència en diferents condicions climàtiques, la vida útil de les unitats és de fins a 40 anys amb una capacitat d'unes 8500 hores anuals.