Fonti di energia autonome per le imprese

Turbine a vapore interconnesse (mini-CHP)

A causa del costante aumento dei prezzi dell'energia elettrica, molte imprese che producono e utilizzano vapore acqueo per esigenze tecnologiche e riscaldamento stanno passando alla sua produzione autonoma, utilizzando generatori a turbina a vapore a blocco con turbina a contropressione per la produzione combinata di calore ed elettricità.

La maggior parte dei locali caldaie industriali e di riscaldamento di produzione delle imprese industriali e municipali sono dotati di caldaie a vapore di vapore saturo o leggermente surriscaldato per una pressione di 1,4 MPa con una produttività di 10 - 25 t / h.

L'utilizzo di un'unità turbina nel nostro locale caldaia consentirà:

• significativa riduzione della quantità di energia elettrica acquistata per completare l'autosufficienza,

• riduzione della potenza dichiarata,

• per compensare completamente la potenza reattiva dei loro impianti elettrici utilizzando il generatore sincrono del gruppo turbina.

Un diagramma schematico di un generatore a turbina (TGU) in un locale caldaia è mostrato in fig. 1.

Riso. 1. Schema di un generatore a turbina in un locale caldaie (mini-CHP)

I turbogeneratori modulari installati a livello zero del locale caldaia sono progettati per generare energia elettrica con ulteriore utilizzo del vapore consumato nell'impianto per esigenze tecnologiche e termiche. Strutturalmente, le unità sono realizzate sotto forma di unità di potenza compatte con prontezza di fabbrica al 100%, costituite da una turbina a contropressione, un generatore elettrico e un cambio, posizionate insieme ad apparecchiature aggiuntive su un serbatoio dell'olio comune e posizionate apparecchiature separate.

I generatori a turbina includono un sistema di alimentazione dell'olio circolante, un sistema idrodinamico locale per la regolazione automatica della turbina e la protezione di emergenza e un sistema di controllo e protezione del generatore. I controller del regolatore consentono il controllo manuale e garantiscono la ricezione dei segnali di controllo elettrici durante il controllo remoto o automatico del dispositivo.

I generatori a turbina sono dotati di generatori sincroni di tipo SG2 con potenza di uscita neutra e raffreddamento ad aria.

I gruppi elettrogeni a turbina sono caratterizzati da:

• alta affidabilità (periodo di funzionamento continuo almeno 5000 ore),

• lunga durata (25 anni) e risorsa (100.000 ore),

• periodo di revisione significativo (almeno 5 anni),

• quantità minima di lavori di installazione e avviamento,

• bassi costi operativi,

• facilità di manutenzione e poco impegnativo per il livello di formazione del personale di servizio,

• prezzo ragionevole con un breve periodo di ammortamento (1,5-2 anni),

• la disponibilità di un sistema di assistenza post-vendita.

Centrali elettriche a turbina a gas (GTES)

A differenza della turbina a vapore (ciclo a vapore Rankin per il vapore), nei cicli delle turbine a gas il fluido di lavoro è costituito da gas compressi riscaldati ad alta temperatura. Come tali gas, viene spesso utilizzata una miscela di aria e prodotti dalla combustione di combustibile liquido (o gassoso).

Un diagramma schematico di una turbina a gas (GTU con apporto termico a p = const) è mostrato in Fig. 2.

Riso. 2. Schema schematico di una centrale elettrica a turbina a gas: CS - camera di combustione, CP - compressore, GT - turbina a gas, G - generatore, T - trasformatore, M - motore di avviamento, cm - fabbisogno ausiliario, RU VN - quadro ad alta tensione

Il compressore d'aria del riduttore comprime l'aria atmosferica, aumentando la pressione da p1 prima di p2 e la immette continuamente nella camera di combustione del bruciatore. La quantità necessaria di combustibile liquido o gassoso viene continuamente fornita da un'apposita pompa, i prodotti della combustione che si formano nella camera ne escono con una temperatura t3 e praticamente la stessa pressione p2 (se non si tiene conto della resistenza) come all'uscita del il compressore (p2 = p3). Pertanto, la combustione del carburante (cioè la fornitura di calore) avviene a pressione costante.

In una turbina a gas GT, i prodotti della combustione si espandono adiabaticamente, per cui la loro temperatura scende a t4 (punto 4), dove T4 = 300 — 400 ° C, e la pressione scende quasi a p1 atmosferica. L'intera caduta di pressione p3 — p1 viene utilizzata per ottenere lavoro tecnico nella turbina LTpr. BigI sono parte di questo lavoro LDa consumarsi azionando il compressore Rvalore LTpr-LDa spendere per produrre elettricità nel generatore elettrico G o per altri scopi.

Al fine di aumentare l'efficienza della centrale a turbina a gas, viene utilizzato un metodo per recuperare il calore dei gas di scarico dalla turbina. A differenza del diagramma schematico precedente (vedi Fig. 2), include uno scambiatore di calore, dove l'aria che va dal compressore alla camera di combustione viene riscaldata dai gas di scarico che escono dalla turbina, oppure il calore dei gas viene utilizzato nei riscaldatori a gas per caldaie di rete per acqua o calore residuo.

Caldaia a recupero di calore (KU) per turbina a gas (potenza 20 MW) del tipo a tamburo con circolazione forzata nei circuiti evaporativi, disposizione di una torre di superfici riscaldanti con scarico fumi superiore può avere un layout aperto o essere installata in un edificio. La caldaia ha il proprio telaio, che è la principale struttura portante per il riscaldamento di superfici, tubazioni, tamburo e canna fumaria.

Il combustibile principale, di riserva e di emergenza per una turbina a gas da 20 MW è diesel o gas naturale. L'intervallo del carico di lavoro è compreso tra il 50 e il 110% del valore nominale.

Le moderne centrali elettriche a turbina a gas in Russia si basano su turbine a gas con una capacità di 25-100 MW. Negli ultimi anni, le centrali elettriche a turbina a gas con una capacità di 2,5 - 25 MW si sono diffuse per alimentare giacimenti di gas e petrolio.

Centrali elettriche a pistoni a gas

Recentemente, insieme alle centrali elettriche a turbina a gas, sono state ampiamente utilizzate centrali elettriche containerizzate basate su generatori a pistoni a gas che utilizzano apparecchiature di Caterpillar e altri.

Le centrali elettriche "Caterpillar" della serie G3500 sono fonti di elettricità autonome permanenti e di riserva.I gruppi elettrogeni a pistoni a gas possono essere utilizzati per generare sia energia elettrica che termica sfruttando il calore di un motore a gas. Nella fig. 5.8 mostra il diagramma energetico (bilancio energetico) dell'impianto a pistoni a gas.

Riso. 3. Diagramma energetico di un motore a pistoni a gas

Tali impianti con recupero di calore possono essere utilizzati in impianti che consumano contemporaneamente calore ed elettricità, ad esempio in impianti di petrolio e gas, servizi residenziali e comunali remoti (fornitura di elettricità e calore di piccoli villaggi, ecc.), In cave e miniere, in diverse imprese industriali.

L'attrezzatura principale comprende: motore-generatore a gas Caterpillar, unità di recupero del calore, contenitore, sistema di alimentazione del gas combustibile, sistema di riempimento automatico dell'olio motore, apparecchiature elettriche e sistema di controllo.

Centrali elettriche diesel

Negli ultimi anni, le centrali diesel con una capacità da 4,5 a 150 MW si sono diffuse con l'uso di motori diesel automatizzati a bassa velocità a due tempi con testa a croce con turbocompressore e generatori elettrici per tensione 6 o 10 kV, frequenza di corrente alternata 50 o 60 hz.

Questi generatori diesel funzionano stabilmente con combustibile pesante con viscosità fino a 700 cG a 50 °C con un contenuto di zolfo fino al 5%, possono funzionare anche con qualsiasi combustibile gassoso in modalità dual fuel (in una miscela di almeno 8 % di olio combustibile), mentre la produzione di energia elettrica costituisce circa il 50% dell'energia del combustibile bruciato, vi è la possibilità di aumentare l'efficienza dell'impianto grazie all'utilizzo del calore dei gas di scarico, sono azionati senza ridurre l'efficienza in diverse condizioni climatiche, la vita utile delle unità è fino a 40 anni con una capacità di circa 8500 ore all'anno.