Autonome stroombronnen voor ondernemingen

In elkaar grijpende stoomturbines (mini-WKK)

Vanwege de constante stijging van de elektriciteitsprijzen schakelen veel bedrijven die waterdamp produceren en gebruiken voor technologische behoeften en verwarming over op onafhankelijke productie ervan, met behulp van blokstoomturbinegeneratoren met een tegendrukturbine voor gecombineerde productie van warmte en elektriciteit.

De meeste ketelruimten voor industriële en productieverwarming van industriële en gemeentelijke ondernemingen zijn uitgerust met stoomketels van verzadigde of licht oververhitte stoom voor een druk van 1,4 MPa met een productiviteit van 10 - 25 t / h.

Het gebruik van een turbine-eenheid in onze eigen stookruimte maakt het volgende mogelijk:

• aanzienlijke vermindering van de hoeveelheid gekochte elektriciteit om volledig zelfvoorzienend te worden,

• vermindering van het aangegeven vermogen,

• om het blindvermogen van hun elektrische installaties volledig te compenseren met behulp van de synchrone generator van de turbine-eenheid.

Een schematisch diagram van een turbinegenerator (TGU) in een stookruimte wordt getoond in Fig. 1.

Rijst. 1. Schema van een turbinegenerator in een stookruimte (mini-WKK)

De modulaire turbinegeneratoren die op het nulniveau van de stookruimte zijn geïnstalleerd, zijn ontworpen om elektriciteit op te wekken met verder gebruik van de stoom die in de installatie wordt verbruikt voor technologische en verwarmingsbehoeften. Constructief zijn de units gemaakt in de vorm van compacte power units met 100% fabrieksgereedheid, bestaande uit een tegendrukturbine, een elektrische generator en een versnellingsbak, samen met extra apparatuur op een gemeenschappelijke olietank geplaatst en afzonderlijke apparatuur geplaatst.

Turbinegeneratoren omvatten een circulerend olietoevoersysteem, een lokaal hydrodynamisch systeem voor automatische turbineregeling en noodbeveiliging, en een generatorbesturings- en beveiligingssysteem. Regulatorcontrollers maken handmatige bediening mogelijk en zorgen voor de ontvangst van elektrische stuursignalen tijdens afstandsbediening of automatische bediening van het apparaat.

Turbinegeneratoren zijn uitgerust met synchrone generatoren van het type SG2 met neutraal uitgangsvermogen en luchtkoeling.

Turbinegeneratorsets kenmerken zich door:

• hoge betrouwbaarheid (duur van continu gebruik minimaal 5000 uur),

• lange levensduur (25 jaar) en hulpbronnen (100.000 uur),

• aanzienlijke revisieperiode (minstens 5 jaar),

• minimale hoeveelheid installatie- en opstartwerkzaamheden,

• lage bedrijfskosten,

• onderhoudsgemak en niet veeleisend voor het opleidingsniveau van het onderhoudspersoneel,

• redelijke prijs met een korte (1,5-2 jaar) terugverdientijd,

• de beschikbaarheid van een after-sales servicesysteem.

Gasturbine-energiecentrales (GTES)

In tegenstelling tot de stoomturbine (Rankin-stoomcyclus voor stoom), bestaat de werkvloeistof in gasturbine-installatiecycli uit gecomprimeerde gassen die tot een hoge temperatuur worden verwarmd. Als dergelijke gassen wordt meestal een mengsel van lucht en producten van de verbranding van vloeibare (of gasvormige) brandstof gebruikt.

Een schematisch diagram van een gasturbine (GTU met warmte-invoer bij p = const) wordt getoond in Fig. 2.

Rijst. 2. Schematisch diagram van een gasturbine-elektriciteitscentrale: CS — verbrandingskamer, CP — compressor, GT — gasturbine, G — generator, T — transformator, M — startmotor, cm — hulpbehoeften, RU VN — hoogspanningsschakelaars

De luchtcompressor van de versnellingsbak comprimeert de atmosferische lucht, verhoogt de druk van p1 tot p2 en voert deze continu naar de verbrandingskamer van de brander. De benodigde hoeveelheid vloeibare of gasvormige brandstof wordt continu geleverd door een speciale pomp.De verbrandingsproducten die in de kamer worden gevormd, verlaten deze met een temperatuur t3 en praktisch dezelfde druk p2 (als er geen rekening wordt gehouden met de weerstand) als aan de uitlaat van de compressor (p2 = p3). Daarom vindt brandstofverbranding (d.w.z. warmtetoevoer) plaats bij constante druk.

In een GT-gasturbine zetten de verbrandingsproducten adiabatisch uit, waardoor hun temperatuur daalt tot t4 (punt 4), waar T4 = 300 — 400 ° C, en de druk daalt bijna tot atmosferische p1. De gehele drukval p3 — p1 wordt gebruikt om technisch werk in de LTpr-turbine te verkrijgen. GrootIk maak deel uit van dit werk LTe verbruiken door de compressor aan te drijven Rwaarde LTpr-LTe gebruiken om elektriciteit op te wekken in de elektrische generator G of voor andere doeleinden.

Om de efficiëntie van de gasturbine-energiecentrale te verhogen, wordt een methode gebruikt om de warmte van de uitlaatgassen van de turbine terug te winnen. In tegenstelling tot het vorige schematische diagram (zie Fig. 2), bevat het een warmtewisselaar, waar de lucht die van de compressor naar de verbrandingskamer gaat, wordt verwarmd door de uitlaatgassen die de turbine verlaten, of de warmte van de gassen wordt gebruikt in gasverwarmers voor hoofdketels voor water of restwarmte.

Afvalwarmteketel (KU) voor een gasturbine-eenheid (capaciteit 20 MW) van het trommeltype met geforceerde circulatie in de verdampingscircuits, opstelling van een toren van verwarmingsoppervlakken met een bovenste rookgasafvoer kan een open lay-out hebben of worden geïnstalleerd in een gebouw. De ketel heeft een eigen frame, dat de belangrijkste ondersteunende structuur is voor verwarmingsoppervlakken, pijpleidingen, trommel en schoorsteen.

De hoofd-, back-up- en noodbrandstof voor een 20 MW gasturbine is diesel of aardgas. Het bereik van de werkbelasting is 50 - 110% van de nominale waarde.

Moderne gasturbine-energiecentrales in Rusland zijn gebaseerd op gasturbines met een capaciteit van 25 - 100 MW. In de afgelopen jaren zijn gasturbine-energiecentrales met een capaciteit van 2,5 - 25 MW wijdverspreid geworden voor het aandrijven van gas- en olievelden.

Energiecentrales met gaszuigers

Onlangs zijn, samen met gasturbine-energiecentrales, op grote schaal gecontaineriseerde energiecentrales op basis van gaszuigergeneratoren die apparatuur van Caterpillar en anderen gebruiken, op grote schaal gebruikt.

"Caterpillar" energiecentrales van de G3500-serie zijn autonome permanente en back-upbronnen van elektriciteit.Gaszuigergeneratorsets kunnen worden gebruikt om zowel elektrische als thermische energie op te wekken door gebruik te maken van de warmte van een gasmotor. In afb. 5.8 toont het energiediagram (energiebalans) van de gaszuigerinstallatie.

Rijst. 3. Energiediagram van een gaszuigermotor

Dergelijke installaties met warmteterugwinning kunnen worden gebruikt in faciliteiten die tegelijkertijd warmte en elektriciteit verbruiken, bijvoorbeeld in olie- en gasinstallaties, afgelegen woningen en gemeentelijke diensten (elektriciteits- en warmtevoorziening van kleine dorpen, enz.), in steengroeven en mijnen, in diverse industriële ondernemingen.

De belangrijkste uitrusting omvat: Caterpillar gasmotor-generator, warmteterugwinningseenheid, container, brandstofgastoevoersysteem, automatisch motorolievulsysteem, elektrische apparatuur en controlesysteem.

Dieselcentrales

In de afgelopen jaren zijn dieselcentrales met een vermogen van 4,5 tot 150 MW wijdverbreid geworden met het gebruik van geautomatiseerde laagtoerige tweetakt kruiskopdieselmotoren met turbocompressor en elektrische generatoren voor spanning 6 of 10 kV, wisselstroomfrequentie 50 of 60 Hz.

Deze dieselgeneratoren werken stabiel op zware brandstof met een viscositeit tot 700 cG bij 50 ° C met een zwavelgehalte tot 5%, ze kunnen ook werken op elke gasvormige brandstof in dual fuel-modus (in een mengsel van minimaal 8 % van stookolie), terwijl de output van elektrische energie ongeveer 50% van de energie van de verbrande brandstof vormt, is er een mogelijkheid om de efficiëntie van de installatie te verhogen door het gebruik van de warmte van de uitlaatgassen, ze worden gebruikt zonder de efficiëntie in verschillende klimatologische omstandigheden te verminderen, is de levensduur van de units tot 40 jaar met een capaciteit van ongeveer 8500 uur per jaar.