Мини–ТЭЦ: разновидности, топливо, предназначение и использование

Содержание

Основные виды мини–ТЭЦ

Мини–ТЭЦ представляют собой теплосиловые установки, предназначенные для совместного производства как тепловой, так и электрической энергии в устройствах единичной мощностью до 25мВт, независимо от модификации оборудования.

В настоящее время, как в отечественной, так и в зарубежной теплоэнергетике пользуются широким применением следующие установки:

  • конденсационные паровые турбины с отбором пара;
  • противодавленческие паровые турбины;
  • газопоршневые, газодизельные и дизельные агрегаты с утилизацией тепловой энергии.
  • встречаются и газотурбинные установки с паровой или водяной утилизацией тепловой энергии.

1. Мини–ТЭЦ на древесных отходах

Рост цен на традиционные виды топлива (мазут, уголь и дизельное топливо), а также ужесточение контроля над утилизацией отходов и стремление перерабатывающих производств снизить свои затраты, стали основными факторами заметного увеличения в последнее время интереса к средним и малым автономным источникам электрической энергии. Кроме этого дополнительный интерес обусловливается тем фактом, что в качестве топлива данные автономные источники электроэнергии применяют отходы биомассы, и в частности, так называемые возобновляемые источники энергии.

Использование в качестве источников энергии ВИЭ (возобновляемых источников энергии) обеспечивает значительное сокращение количества выбросов в атмосферу парниковых газов, и тем самым создает необходимые предпосылки для осуществления торговли квотами на выбросы в атмосферу вредных веществ в рамках механизма реализации Киотского протокола.

В отличие от традиционной паровой технологии основными преимуществами газификации можно назвать следующие факторы:Мини–ТЭЦ на древесных отходах

  • широкий диапазон мощностей, варьирующийся от нескольких единиц до нескольких сотен киловатт;
  • высокий уровень электрического КПД, составляющий более 30%;
  • возможность производства электрической и тепловой энергии в режиме когенерации;
  • высокие экологические показатели и в частности меньшее количество выбросов в выхлопных газах двигателей, в отличие от функционирования на природном газе. Побочные продукты представляют собой древесную золу, впоследствии используемую в качестве удобрения для почвы, и древесный уголь, также впоследствии применяемый как топливо.

2. Мини–ТЭЦ на биотопливе

Мини–ТЭЦ обеспечивают значительное повышение энергетической безопасности региона, в котором они используются, а также дают значительный импульс развитию экономики и сельскохозяйственного сектора, лесопереработки и лесопользования. Кроме этого, производство тепловой и электрической энергии обладает необходимыми объективными и экономическими основаниями для прироста объемов сжигания биотоплива. Экономическая эффективность мини–ТЭЦ, функционирующих на биотопливе, может быть значительно увеличена за счет реализации конкретного проекта, в особенности за счет уменьшения стоимости биологического топлива, минимизации расходов на его доставку, использования инновационных технологий и высокоэффективного процесса генерации тепловой и электрической энергии. Использование в качестве сырья для получения тепловой и электрической энергии биотоплива значительно выгоднее, чем использование угля, мазута или какого-либо другого ископаемого аналога.

В данное время применение в энергетике биомассы является желанной альтернативой традиционным видам топлива, так как биомасса обладает не только более низким уровнем содержания серы, но и является возобновляемым источником энергии. Тем самым дается толчок для совершенствования технологий получения тепловой и электрической энергии из биомассы посредством классических паротурбинных установок, когенерационных установок на газогенераторных станциях, а также на мини–ТЭЦ.

Мини–ТЭЦ на биотопливеВ качестве топлива для функционирования данного оборудования используются:

  • древесные гранулы–пеллеты;
  • топливная щепа;
  • агрогранулы;
  • различные отходы деревообрабатывающей и мебельной промышленности (кусковые отходы, стружки, опилки и прочее).

3. Мини–ТЭЦ на биогазе

Исходным сырьем для получения биогаза могут служить не только органические массы растительного происхождения, но и навоз, помет домашних птиц и бытовые отходы. Основой технологии производства биогазов является анаэробная ферментация органических веществ, то есть без доступа кислорода. На сегодняшний день практически во всех странах мира существуют национальные программы относительно производства и применения биогазов с возможностью обеспечения всех энергетических потребностей страны. Одним из основных критериев применения биогаза в различных системах энергогенерации является значительное снижение техногенного воздействия на окружающую среду.

Различные модификации энергоустановок для применения биогаза заключаются в выборе материалов, обладающих высоким уровнем устойчивости к сернокислотной коррозии, в частности с минимальным уровнем содержания меди. Кроме этого, требуется организация контроля в энергоустановке содержания количества смазочного материала, в то время как низкий уровень давления газа становится причиной увеличения диаметра трубопроводов и запорной арматуры.

Мини–ТЭЦ на биогазеУстройство мини-ТЭЦ на дровах и на твердом топливе:

  • Газовый силовой агрегат;
  • Система теплообменников;
  • Электрический генератор;
  • Система принудительного охлаждения;
  • Система отвода газов;
  • Распределительный шит.

4. Мини–ТЭЦ на угле

Основным предназначение угольных котельных является автономное обеспечение теплом и паром промышленных объектов, нуждающихся в паре в силу технологического процесса. Особенно это актуально для районов, не имеющих по ряду объективных причин достаточного количества жидкого или газового топлива, или в тех случаях, когда применение данных видов топлива нерентабельно или затруднено, ну и конечно такое положение вещей характерно для районов, непосредственно осуществляющих добычу угля. Процедура проектирования, возведения или же реконструирования котельных, функционирующих на угле, разительно отличается от процедуры выполнения аналогичных работ, применяемых для газовых и дизельных котельных, а также требует решения дополнительных вопросов относительно эффективности и высокого КПД угольных котельных.

В качестве основных преимуществ угольных мини–ТЭЦ можно перечислить:

  • высокий уровень эффективности сжигания низкокачественного угля;
  • высокий уровень механизации и автоматизации для угольных котельных мощностью от 20Вт до 20МВт;
  • низкий уровень квалификации обслуживающего котельную персонала, предусматривающий эксплуатацию угольной котельной абсолютно необученными и неквалифицированными операторами.

Технология работы мини–ТЭЦ на угле

Топливо с угольного склада посредством вертикального элеватора подается на специальный ленточный конвейер и распределяется между угольными бункерами запаса в котельной. После чего уголь из бункера поступает в засыпной ковш при котле и после этого подается в многозонную механическую камеру ТКСОМОД. Там и происходит сгорание угля в слое, после чего топочные газы отдают тепло в специальном водогрейном котле и экономайзере. Дымовые газы посредством специального дымососа направляются в общий газоход и после этого в стальную дымовую трубу котельной. Угольный шлак и зола удаляются при помощи специального конвейера в бункер накопителя и уже оттуда вывозятся специальным автотранспортом.

5. Газопоршневые мини–ТЭЦ

Газопоршневые мини–ТЭЦ представляют собой инновационное высокотехнологичное, энергосберегающее оборудование, предназначенное для производства тепловой и электрической энергии из различных видов газообразного топлива:Газопоршневые мини–ТЭЦ

  • биогазов;
  • природного газа;
  • сжиженного газа;
  • доменного газа;
  • шахтного газа;
  • коксового и других видов газа.

Для дома такие новомодные установки пока не используются по причине своей неоправданно большой для обычного хозяйства мощности. Подобные газовые агрегаты чаще можно встретить в условиях промышленных предприятий.