מקורות כוח אוטונומיים לארגונים

טורבינות קיטור משתלבות (מיני-CHP)

עקב העלייה המתמדת במחירי החשמל, מפעלים רבים המייצרים ומשתמשים באדי מים לצרכים טכנולוגיים וחימום עוברים לייצור עצמאי שלהם, תוך שימוש במחוללי טורבינות קיטור בלוק עם טורבינת לחץ אחורי לייצור משולב של חום וחשמל.

רוב חדרי הדוודים התעשייתיים והייצור-חימום של מפעלים תעשייתיים ועירוניים מצוידים בדודי קיטור של קיטור רווי או מחומם מעט ללחץ של 1.4 MPa עם פרודוקטיביות של 10 - 25 t / h.

שימוש ביחידת טורבינה בחדר הדוודים שלנו יאפשר:

• הפחתה משמעותית בכמות החשמל הנרכש עד להסתפקות עצמית מלאה,

• הפחתת הכוח המוצהר,

• לפצות באופן מלא את הכוח התגובתי של המתקנים החשמליים שלהם באמצעות הגנרטור הסינכרוני של יחידת הטורבינה.

תרשים סכמטי של גנרטור טורבינה (TGU) בחדר דוודים מוצג באיור. 1.

אורז. 1. תכנית של גנרטור טורבינה בחדר דוודים (מיני-CHP)

מחוללי הטורבינה המודולריים המותקנים במפלס האפס של חדר הדוודים מיועדים להפקת חשמל תוך שימוש נוסף בקיטור הנצרך במיתקן לצרכים טכנולוגיים וחימום. מבחינה מבנית, היחידות עשויות בצורת יחידות כוח קומפקטיות עם 100% מוכנות למפעל, המורכבות מטורבינת לחץ אחורי, גנרטור חשמלי ותיבת הילוכים, המונחות יחד עם ציוד נוסף על מיכל שמן משותף ומוצבים ציוד נפרד.

גנרטורים של טורבינות כוללים מערכת אספקת שמן במחזור, מערכת הידרודינמית מקומית לוויסות טורבינות אוטומטיות והגנת חירום ומערכת בקרה והגנה על גנרטור. בקרי הרגולטור מאפשרים שליטה ידנית ומבטיחים קליטה של ​​אותות בקרה חשמליים במהלך שליטה מרחוק או אוטומטית במכשיר.

גנרטורים לטורבינות מצוידים בגנרטורים סינכרוניים מסוג SG2 עם הספק יציאה ניטרלי וקירור אוויר.

ערכות גנרטורים של טורבינות מתאפיינות ב:

• אמינות גבוהה (תקופה של פעולה רציפה לפחות 5000 שעות),

• חיי שירות ארוכים (25 שנים) ומשאבים (100,000 שעות),

• תקופת שיפוץ משמעותית (לפחות 5 שנים),

• כמות מינימלית של עבודות התקנה והפעלה,

• עלויות תפעול נמוכות,

• קלות תחזוקה ובלתי תובענית לרמת ההכשרה של אנשי השירות,

• מחיר סביר עם תקופת החזר קצרה (1.5-2 שנים),

• הזמינות של מערכת שירות לאחר המכירה.

תחנות כוח לטורבינת גז (GTES)

בניגוד לטורבינת הקיטור (מחזור קיטור רנקין לקיטור), במחזורי מפעלי טורבינת גז נוזל העבודה הוא גזים דחוסים מחוממים לטמפרטורה גבוהה. כגזים כאלה, נעשה לרוב שימוש בתערובת של אוויר ומוצרים מבעירה של דלק נוזלי (או גזי).

תרשים סכמטי של טורבינת גז (GTU עם קלט חום ב-p = const) מוצג באיור. 2.

אורז. 2. דיאגרמה סכמטית של תחנת כוח בטורבינת גז: CS - תא בעירה, CP - מדחס, GT - טורבינת גז, G - גנרטור, T - שנאי, M - מנוע התנע, ס"מ - צרכים עזר, RU VN - מתג מתח גבוה

מדחס האוויר של תיבת ההילוכים דוחס את האוויר האטמוספרי, מגביר את הלחץ מ-p1 לפני p2 ומזין אותו ברציפות לתא הבעירה של המבער. הכמות הדרושה של דלק נוזלי או גזי מסופקת באופן רציף על ידי משאבה מיוחדת. תוצרי הבעירה הנוצרים בתא משאירים אותו עם טמפרטורה t3 וכמעט באותו לחץ p2 (אם ההתנגדות לא נלקחת בחשבון) כמו ביציאה של המדחס (p2 = p3). לכן, שריפת דלק (כלומר אספקת חום) מתרחשת בלחץ קבוע.

בטורבינת גז GT, תוצרי הבעירה מתרחבים באופן אדיאבטי, וכתוצאה מכך הטמפרטורה שלהם יורדת ל-t4 (נקודה 4), כאשר T4 = 300 - 400 מעלות צלזיוס, והלחץ יורד כמעט ל-p1 אטמוספרי. כל ירידת הלחץ p3 - p1 משמשת להשגת עבודה טכנית בטורבינת LTpr. בגדול אני חלק מהעבודה הזו Lלצרוך על ידי הנעת המדחס. Rvalue LTpr-LTכדי להוצאה לייצור חשמל בגנרטור החשמלי G או למטרות אחרות.

על מנת להגביר את היעילות של תחנת הכוח של טורבינת הגז, משתמשים בשיטה להחזרת החום של גזי הפליטה מהטורבינה. בניגוד לתרשים הסכמטי הקודם (ראה איור 2), הוא כולל מחליף חום, שבו האוויר העובר מהמדחס לתא הבעירה מחומם על ידי גזי הפליטה היוצאים מהטורבינה, או שחום הגזים משמש בתנורי גז. עבור דודי רשת למים או פסולת חום.

דוד חום פסולת (KU) ליחידת טורבינת גז (קיבולת 20 MW) מסוג תוף עם מחזור מאולץ במעגלי האידוי, סידור מגדל משטחי חימום עם פליטת גז פליטה עליון יכול להיות בעל פריסה פתוחה או להיות מותקן ב- בִּניָן. לדוד יש מסגרת משלו, שהיא המבנה התומך העיקרי לחימום משטחים, צינורות, תוף וארובה.

הדלק העיקרי, הגיבוי והחירום לטורבינת גז של 20 מגה-וואט הוא סולר או גז טבעי. טווח עומס העבודה הוא 50 - 110% מהנומינלי.

תחנות כוח מודרניות של טורבינות גז ברוסיה מבוססות על טורבינות גז בעלות קיבולת של 25 - 100 מגוואט. בשנים האחרונות נפוצו תחנות כוח של טורבינות גז בהספק של 2.5 - 25 מגוואט להנעת שדות גז ונפט.

תחנות כוח בוכנות גז

לאחרונה, יחד עם תחנות כוח של טורבינות גז, נעשה שימוש נרחב בתחנות כוח מכולות המבוססות על גנרטורים של בוכנות גז המשתמשות בציוד של קטרפילר ואחרות.

תחנות כוח "קטרפילר" מסדרת G3500 הן מקורות חשמל קבועים וגיבויים אוטונומיים.ניתן להשתמש בערכות גנרטורים של בוכנות גז להפקת אנרגיה חשמלית ותרמית כאחד על ידי שימוש בחום של מנוע גז. באיור. 5.8 מציג את דיאגרמת האנרגיה (מאזן האנרגיה) של מפעל בוכנות הגז.

אורז. 3. דיאגרמת אנרגיה של מנוע בוכנת גז

מתקנים כאלה עם שחזור חום יכולים לשמש במתקנים שצורכים בו זמנית חום וחשמל, למשל במתקני נפט וגז, שירותים מרוחקים למגורים וקהילה (אספקת חשמל וחום של כפרים קטנים וכו'), במחצבות ובמכרות, ב. מפעלי תעשייה שונים.

הציוד העיקרי כולל: מחולל מנוע גז קטרפילר, יחידת התאוששות חום, מיכל, מערכת אספקת גז דלק, מערכת אוטומטית למילוי שמן מנוע, ציוד חשמלי ומערכת בקרה.

תחנות כוח דיזל

בשנים האחרונות, תחנות כוח דיזל בעלות הספק של 4.5 עד 150 מגוואט הפכו לנפוצות עם שימוש במנועי דיזל דו-פעימי דו-פעימי אוטומטיים עם מגדש טורבו וגנרטורים חשמליים למתח 6 או 10 קילוואט, בתדר זרם חילופין. 50 או 60 הרץ.

גנרטורים דיזל אלה פועלים ביציבות על דלק כבד עם צמיגות של עד 700 cG ב-50 מעלות צלזיוס עם תכולת גופרית של עד 5%, הם יכולים לעבוד גם על כל דלק גזי במצב דלק כפול (בתערובת של לפחות 8 % מדלק הנפט), בעוד שתפוקת האנרגיה החשמלית מהווה כ-50% מהאנרגיה של הדלק הנשרף, ישנה הזדמנות להגביר את יעילות המתקן עקב ניצול החום של גזי הפליטה, הם מופעלים מבלי להפחית את היעילות בתנאי אקלים שונים, חיי השירות של היחידות הם עד 40 שנה עם קיבולת של כ-8500 שעות בשנה.