Что такое когенерация и тригенирация?

Когенерация – процесс параллельной выработки тепловой и электрической энергии. Данный метод наиболее эффективен в малой энергетике: позволяет повысить коэффициент использования топлива до 80-90%. В роли когерационного оборудования выступают газопоршневые установки (МИНИ-ТЭС). Пропорция выдачи двух видов энергии: 1:1,2 (на 1 МВт электрической мощности производится 1,2 МВт тепловой энергии).

Тригенерация – процесс совместного производства электричества, тепла и холода. Тригенерационный комплекс включает когенерационную станцию и абсорбционную холодильную машину. Описанная технология позволяет утилизировать тепло зимой для отопления, а в жаркий период для кондиционирования помещений.

Схема и принцип работы когенерационной газопоршневой электростанции

В основе ГПУ лежит двигатель внутреннего сгорания, работающий на горючем топливе. Чаще всего применяют природный газ, большая часть которого состоит из метана. Однако используют и альтернативные виды топлива: коксовый, сжиженный, рудничный газ или биогаз.

В двигателе химическая энергия горючего преобразуется в тепловую энергию и механическую работу, вращающую вал генератора, который вырабатывает электроэнергию. Когенерационный режим работы газовой установки обеспечивают 2 основные системы:

• электрогенераторный агрегат: поршневой двигатель и электрический генератор;

• комплекс для утилизации тепла: системы пластинчатых и кожухотрубных теплообменников для отбора тепловой энергии выхлопных газов, системы охлаждения рубашки двигателя, смазочного масла и надувочного воздуха.

Схема работы когенерационной установки

• Тепло уходящих газов из двигателя попадает в теплообменник для утилизации вторичного тепла продуктов горения. Сами газы выводятся через дымовую трубу в атмосферу (серая ветка на схеме).
• Электроэнергия из генератора, проходя через распределительное устройство, поступает во внешнюю электрическую сеть или на нужды самого объекта (синяя ветка на схеме).
• Нагретая уходящими газами вода или пар передается централизованным теплосетям или применяется в самостоятельных разводках в для отопления или производства горячей воды (оранжевая ветка на схеме).

Преимущества и недостатки когенерационных установок

Энергосбережение – важная задача малой энергетики России. Практика показала, что сегодня достойной альтернативы когенерационным установкам в энергоснабжении нет. Это доказывает ряд преимуществ МИНИ-ТЭС, главное из которых – производство дешевой электрической и тепловой энергии в принципиальной близости к потребителю.

Законы комбинированной выработки энергии

1. Количество произведенной теплоты напрямую зависит от выработанной электроэнергии. От уменьшения мощности снижается количество тепловой энергии, и наоборот.
2. При работе газопоршневой электростанции нельзя регулировать объем производимого тепла. Реально снизить степень его утилизации, перенаправив часть тепла на сброс через системы охлаждения.
3. Выбирать когенерационную установку нужно исходя из потребности в электрической энергии. Нехватку тепла проще компенсировать, установив дополнительные котлы.

Отрасли применения

В большинстве регионов страны существуют проблемы энергосистемы: изношенность отдельных участков централизованной сети, недостаток пропускной способности, устаревшее оборудование, отсутствие средств на капитальный ремонт электростанций и котельных. Применение когенерационных установок способно решить данные проблемы, а в городах миллионниках дополнить рынок энергоснабжения без реконструкции сетей. Использование газопоршневых электростанций ощутимо улучшает качество электрической и тепловой энергий. Внедрение когенераторных ГПУ обеспечит потребителей недорогим теплом и электроэнергией без расширения линий электропередачи и теплотрасс.

Когенирация оптимальна для объектов, нуждающихся в отоплении. Предприятиям с централизованной схемой вентиляции и кондиционирования больше подойдет тригенерация. Сферы использования когенерационных и тригенерационных установок:
• энергетика;
• металлургия;
• сельское хозяйство;
• офисные, торговые, развлекательные центры;
• химическая промышленность;
• объекты массового питания, размещения;
• аэропорты;
• пищевая промышленность;
• бумажная промышленность;
• сектор коммунальных услуг;
• супермаркеты;
• телекоммуникация;
• объекты здравоохранения, социальной сферы.

Если производить выгоднее, чем покупать, ПРОИЗВОДИ!

Отечественные производители предлагают МИНИ-ТЭС «под ключ» мощностью от 100 кВт до 50 МВт. Сроки реализации проекта от сбора необходимой документации до запуска электростанции варьируются от 3 до 12 месяцев. Время зависит от:
• наличия газопровода на объекте;
• желаемой мощности силовых агрегатов,
• блочно-модульного или стационарного размещения оборудования.

Разнообразие вариантов комплектации позволяет добиться максимальной эффективности, сократить сроки окупаемости газопоршневой установки до 2-3 лет с учетом затрат на сервис и обслуживание.

Несмотря на всю экономическую привлекательность когенерационных установок, позволить себе купить МИНИ-ТЭС могут далеко не все желающие. Для предпринимателей с ограниченным бюджетом производители газопоршневых станций предлагают энергосервисные и арендные контракты на срок от 5 лет.

На российском рынке такие формы взаимовыгодного сотрудничества осуществляет Центр Энергосервисных решений (крупнейшая производственно-инженеринговая компания Челябинской области). ЦЭСР не просто сдает оборудование в аренду, но и предоставляет заказчикам целостную технологию оптимизации энергопотребления, а также полное сервисное облуживание.