Когенерация. Опыт проектирования

Когенерация
Опыт проектирования и
реализации проектов
Аптекарь Давид Иосифович
Технический директор ЗАО «Институт Энергетической
Электроники»
www.ipe.ru
Современные технологии и комплексные решения проблем энергоснабжения
О компании
Сфера деятельности ЗАО Институт Энергетической
Электроники
-решения
специальных
задач
электроснабжения
потребителей первой и особой категорий надежности, в
области электро- и теплоэнергетики в диапазоне
относительно
«малых»
мощностей,
относящихся
к
современному понятию «распределенной» энергетики.
-сохранение в работе ответственных электроприемников
мощностью до 20 МВт крупных нефтеперекачивающих
станций (НПС) с использованием собственных оригинальных
разработок - ТАВР®, ТАПС®, АПСШ®;
- комплексное проектирование объектов «малой» энергетики
на базе газопоршневых двигателей – генераторов, с
использованием принципов когенерации и тригенерации.
Современные технологии и комплексные решения проблем энергоснабжения
2
О компании. Продолжение.
-строительство объектов малой энергетики «под ключ»;
-разработка и поставка комплектов автоматики для
регулирования и управления дизельными и газопоршневыми
двигателями генераторов, включая регулирование частоты
вращения на основе собственных разработок – устройств
МРС® (микропроцессорных регуляторов скоростей);
-выполнение функции Заказчика в области формирования
основных технических решений при разработке схемы
комплексного энергоснабжения его объектов, выполнение
ТЭО
применения
комбинированных
источников
электроэнергии и тепла;
- проведение энергетического аудита с целью выявления и
минимизации
потерь
в
существующей
схеме
энергоснабжения предприятия.
Современные технологии и комплексные решения проблем энергоснабжения
3
Постановка задачи
Зачем нужен автономный энергоисточник
(АЭИ)?
Нет внешней сети, есть газ (в том числе попутный).
Есть внешняя сеть, но:
• Не устраивает качество электроэнергии;
• Не устраивает стоимость энергообеспечения;
• Требуется еще один независимый источник
электроэнергии.
Современные технологии и комплексные решения проблем энергоснабжения
4
Чем определяется выбор
оборудования
1.
•
•
•
•
2.
•
•
•
•
Составом топливного газа
Природный (согласно ГОСТу);
Попутный;
Биогаз;
Пиролизный газ.
Удельными параметрами АЭИ:
м3 / кВт × час;
К.п.д.
Расходом масла на 1 кВт × час;
Межремонтным интервалом.
Современные технологии и комплексные решения проблем энергоснабжения
5
Чем определяется выбор
оборудования. Продолжение.
3. Степенью резервирования по электрической мощности;
4. Общим сроком службы АЭИ;
5. Условиями эксплуатации;
6. Экологическими требованиями;
7. Графиком нагрузки;
8. Степенью автоматизации.
Современные технологии и комплексные решения проблем энергоснабжения
6
По каким параметрам выбирать
автономный энергоисточник
(АЭИ)?
1. По параметрам требуемой мощности АЭИ:
 Электрической;
 Тепловой;
 Холодильной;
 Энергией сжатого воздуха (газа).
2. По параметрам надежности источника:
• Режимом автономной работы;
• Режимом параллельно с сетью;
Современные технологии и комплексные решения проблем энергоснабжения
7
По каким параметрам выбирать
автономный энергоисточник
(АЭИ)? Продолжение.
3. По конструктивному исполнению:
• Контейнерное;
• Стационарное;
• Легкосборное;
• Другое, по требованию Заказчика.
Современные технологии и комплексные решения проблем энергоснабжения
8
Мощностной ряд газопоршневых
двигателей
Мировые производители ГПА:
Dresser Waukesha;
Cummins;
Caterpillar;
Jenbacher;
Wartsila;
Man;
MTU;
Guaskor;
Perkins;
Диапазон мощностей от 0,15 до 8 МВт в единице.
Современные технологии и комплексные решения проблем энергоснабжения
9
Отечественные производители
ГПА.
• Завод «Румо»;
• Волжский Дизель им. Маминых.
Современные технологии и комплексные решения проблем энергоснабжения
10
Основные параметры ГПА
•
•
•
•
•
•
•
к.п.д. 36-42%;
Расход газа на кВт х час 0,27-0,33 м3;
Расход масла на угар 0,25-0,3 Г на КВт х час;
Интервал смены масла 800-1500 час;
Срок до первого капитального ремонта – 12000-48000 час;
Общий срок эксплуатации 80000-250000 час.
Температура водяной рубашки 85-105 С.
Современные технологии и комплексные решения проблем энергоснабжения
11
Варианты когенерациитригенерации
Возможные комбинации производства энергии:
• Электроэнергия, тепло;
• Электроэнергия, тепло, холод;
• Сжатый воздух, тепло;
• Холодопроизводство, тепло;
• Сжатый газ, электроэнергия, тепло.
Современные технологии и комплексные решения проблем энергоснабжения
12
Варианты применения газа
различного состава
•
•
•
•
•
•
Природный газ;
Попутный газ;
Биогаз;
Метановые смеси – продукты крекинга;
Пропан бутан;
Wood газ (пиролизный газ).
Современные технологии и комплексные решения проблем энергоснабжения
13
Элементы оборудования
когенератора
•
•
•
•
•
•
•
Газопоршневой двигатель-генератор;
Газоводяной теплообменник выхлопных газов;
Разделительный пластинчатый теплообменник;
Трехходовой клапан;
Кулер (радиатор);
Байпасный газоход;
Сильфонный компенсатор.
Современные технологии и комплексные решения проблем энергоснабжения
14
Пример тепловой схемы
когенератора.
Современные технологии и комплексные решения проблем энергоснабжения
15
Разрез здания АЭИ 4х1250 кВт
Современные технологии и комплексные решения проблем энергоснабжения
16
Пример реализации проекта
когенерации
Современные технологии и комплексные решения проблем энергоснабжения
17
Повышающий трансформатор
Современные технологии и комплексные решения проблем энергоснабжения
18
Газоводяной теплообменник 750
кВт
Современные технологии и комплексные решения проблем энергоснабжения
19
Электрокотлы 2х200 кВт
Современные технологии и комплексные решения проблем энергоснабжения
20
Двигатель генератор VHP9500GL
1250Квт
Современные технологии и комплексные решения проблем энергоснабжения
21
Система управления
когенератором
Современные технологии и комплексные решения проблем энергоснабжения
22
Экономика когенерации
1.
2.
3.
Себестоимость выработки электроэнергии
газопоршневым когенератором составляет 1,45-1,70
руб за КВт*час при стоимости газа 3500 руб за 1000 м
куб.
Производимая теплоэнергия – условно не имеет
стоимости.
Срок окупаемости - до 5 лет при работе когенератора
не менее 6000 часов в год на номинальной нагрузке.
Современные технологии и комплексные решения проблем энергоснабжения
23
Реализованные проекты
1.
2.
3.
4.
5.
АЭИ для завода «Звезда».
625 кВт - электрическая мощность;
1023 кВт - тепловая мощность.
АЭИ «Ленинское».
4 х 1250 кВт – электрическая мощность;
7500 – тепловая мощность.
АЭИ «Мастер – Профиль».
3 х 330 кВт – электрическая мощность;
1600 кВт – тепловая мощность.
АЭИ «Инженерная компания».
2 х 135 кВт – электрическая мощность;
300 кВт – тепловая мощность.
АЭИ «Новгород – 1».
2 х 135 кВт – электрическая мощность;
300 кВт – тепловая мощность.
Современные технологии и комплексные решения проблем энергоснабжения
24
Благодарю за внимание.
Контакты:
191119, Санкт-Петербург,
ул. Днепропетровская, д. 33
тел.: (812) 764-07-03
факс:(812) 712-35-34
e-mail: ipe@ipe.ru
www.ipe.ru
Современные технологии и комплексные решения проблем энергоснабжения
25