Мини электростанции на древесных отходах

Преимущества газопоршневых электростанций производителя Рыбинсккомплекс

Наши газопоршневые установки изготавливаются «под ключ» на базе модернизированных первичных двигателей российского производства ЯМЗ, ТМЗ и ММЗ или импортного, проверенного многолетним опытом, и имеют следующие преимущества:

  • Собственное технологичное производство помогает изготавливать электростанции под индивидуальные проекты в сжатые сроки.
  • ГПУ поставляются готовыми к эксплуатации – в случае исполнения на раме достаточно подготовленного помещения, в случае блочно-модульного исполнения достаточно подготовленной площадки под блок-модули.
  • При необходимости получения высоких мощностей газопоршневые агрегаты объединяются в энергокомплексы и синхронизируются как между собой, так и с существующей сетью.
  • Автоматизация – возможно исполнение с различной степенью оснащённости автоматикой от авто-дозаправки масла до полного дистанционного мониторинга и управления одной или нескольких ГПУ.
  • Когенерация – для повышения КПД установки дополняются системами утилизации тепла, получая не только электрический трёхфазный ток, но и горячую воду (на ГВС / отопление) или технологический пар. Экономия энергоносителя (топлива) в таких случаях достигает 40% по сравнению с раздельным получением электро- и теплоэнергии на ТЭЦ.
  • Тригенерация – к выработке электричества и тепла добавляется ещё и холод, полученный при помощи чиллеров, который используется, например, в системах кондиционирования.
  • Надёжность – при изготовлении станций на нашем технологичном производстве используются только проверенные материалы и комплектующие.
  • Эксплуатация в любом регионе – электростанции в контейнерном исполнении устойчивы к внешним воздействиям и температурам до -55 °С.
  • Ремонт возможен в полевых условиях (до 90% случаев), запасные части и расходные материалы доступны во всех регионах России.
  • Длительный срок службы – до 50 000 моточасов в зависимости от условий эксплуатации.

Мы выполняем весь цикл работ по производству и пакетированию газопоршневых агрегатов: изготовление на нашем заводе согласно проекту с тех.паспортом, доставка на объект Заказчика, монтаж в модульном исполнении при любых условиях внешней среды, пусконаладка нашей сервисной службой с предоставлением технического отчёта и режимных карт, гарантийное и послегарантийное обслуживание. Наш опыт позволяет выпускать сертифицированную продукцию высокого качества и поставлять газопоршневые электростанции по всей России.

Устройство бытовых газогенераторов

Турбинный газогенератор для выработки электроэнергии содержит в своем комплекте:

  • компрессор;
  • камера сгорания;
  • турбина;
  • генератор.

Компрессор. Производит сжатие воздуха до определенного давления и подает его в камеру сгорания, представляющую собой полый сосуд.

Вариант газогенератора

Камера сгорания. Здесь воздух смешивается с топливом: природным или сжиженным газом, и начинается горение смеси. Для запуска агрегата предусмотрена свеча, а управление горением осуществляется термопарой, расположенной тоже в камере сгорания.

Турбина. На ее лопатки попадает газовый поток, выходящий из камеры, с высоким давлением и температурой. Потенциальная энергия этого потока превращается в механическую энергию вращения турбины. Лопатки турбины изготовлены из жаропрочного материала.

Генератор. Преобразует кинетическую энергию вращения в переменный ток напряжением 220 вольт для бытовых нужд и 380 вольт для производственных нужд.

Больше половины выработанной электроэнергии потребляет компрессор. Остальная ее часть отдается на сторону потребителям посредством встроенных розеток переменного тока.

Одна розетка обычно рассчитана на небольшую нагрузку, вторая — на полную мощность агрегата.

Все газогенераторы имеют каркас из стальных труб и защитную металлическую панель.

Принцип работы турбинного газогенератора

Стоимость газопоршневых агрегатов зависит от

  • мощности, получаемой на выходе;
  • комплектации (например, наличия или отсутствия систем утилизации тепла);
  • варианта исполнения (открытая или в блок-контейнере);
  • предоставляемых услуг – на какой стадии находится проект, вариант транспортировки готовых блоков, требуются ли пусконаладочные работы.

Для получения предварительного расчёта цены, направьте опросный лист или техническое задание на эл.почту [email protected] Если у Вас ещё остались вопросы по изготовлению АГП, свяжитесь с нами любым удобным способом или оставьте свои контакты через формы на сайте и мы перезвоним в ближайшее время.

Основные характеристики

При выборе конкретной модели устройства учитываются его задачи и технические характеристики.

Мощность

Мощный газовый электрогенератор способен обеспечить все приборы в доме питанием

От мощности агрегата зависит, сколько приборов может снабжать газогенераторная станция. Показатель колеблется в пределах 2-500 кВт.

Основные группы устройств:

  • До 10 кВт. Устанавливаются в качестве резервного источника электроэнергии на даче или в частном доме. К нему можно подключать холодильник, освещение, кондиционер. Иногда можно запускать стиральную машину или микроволновку.
  • От 10 до 25 кВт. Такие газовые генераторы электричества применяются для автономного обеспечения загородных домов и коттеджей. Они позволяют подключать все бытовые приборы с высоким пусковым коэффициентом.
  • Больше 25 кВт. Устанавливаются для электроснабжения нескольких домов, строительного объекта, производственного цеха.

Система охлаждения

В бытовых приборах охлаждение происходит воздухом

Генератор на газу для электричества работает исправно, если не перегревается. Для предупреждения проблемы применяются несколько типов систем охлаждения: воздушная и водяная. Первый вариант бывает естественным (подходит для открытых устройств с минимальной мощностью) и принудительным. Двигатель и генератор обдувается воздухом с разных направлений.

Водяное охлаждение подходит для мощных устройств (от 20 кВт) на промышленных предприятиях. Оно нормализует температуру генератора и позволяет использовать его для отопления или горячего водоснабжения. В работе система практически не шумит.

Продолжительность работы

Газогенераторы аварийного включения способны работать не более 12 часов

По продолжительности работы выделяются такие устройства:

  • Постоянного действия. Это автономная установка, которая полностью обеспечивает бытовые приборы электричеством. Без перерыва такой агрегат способен работать до 20 часов. Он оснащается автоматической системой управления (включения-выключения), а также водяным охлаждением. Периодически аппарат останавливают для замены масла.
  • Периодического электроснабжения. Аппараты устанавливаются на дачных участках или промышленных цехах с изменчивым рабочим графиком. Максимальное время работы составляет 12 часов. Так как устройство оснащено воздушной системой охлаждения, более длительный период эксплуатации невозможен.
  • Аварийного включения. Не используются для постоянного снабжения дома электричеством. Такие устройства нужны, если питание в основной сети отключается на некоторое время.

Для бытового использования могут быть применены все виды аппаратов. Учитывается, какие функции должен выполнять агрегат.

Тип топлива

Генератор способен работать на биогазе

Работают электрогенераторы на газу. Если центральной магистрали нет, разрешается применять баллоны со сжиженным видом топлива. При ее наличии для подключения требуется разрешение коммунальных служб. Давление в сети при этом соответствует 1,3-2,5 кПа. Вместо классического варианта топлива может применяться бутан, пропан, биогаз. Давление при использовании сжиженного топлива составляет 2-6 кПа.

Газогенераторы в транспортной технике

Практика доработки автомобилей под установку газовых генераторов началась еще в довоенные годы. На многие машины в рамках такой модернизации устанавливался генератор электрооборудования с высокой отдачей, так как нужно было обеспечивать достаточно мощный поток кислородного наддува. Для этого применялся электровентилятор. К наиболее заметным разработкам такого типа можно отнести «полуторки» ГАЗ-АА и «трехтонки» типа ЗИС-5, газогенераторные установки которых обеспечивали пробег на одной заправке до 80-90 км. Это немного, но в условиях дефицита жидкостного топлива на лесных хозяйствах данное решение полностью себя оправдывало экономически. Что касается сегодняшнего дня, то преобразование обычных авто с ДВС также мотивируется в основном интересами энергосбережения. Есть успешные примеры переделки легковых автомобилей ГАЗ-24 и АЗЛК-2141, которые на одной заправке проезжают до 120 км, поддерживая скоростной режим в диапазоне 80-90 км/ч.

Завод ООО «Центр Соя»

Свой вклад в реализацию этой стратегии вносит завод ООО «Центр Соя», производитель уникальных соевых и подсолнечных белков для животноводческой отрасли, расположенный в ст. Тбилисской Краснодарского края.

Исходные данные:Установленная мощность энергоприемников — 1 250 кВт, разрешенный расход природного газа — 832 куб.м./час, общая потребность в тепле 1,8 Гкал (из них на отопление — 0,7 Гкал) .Отходы производства по лузге подсолнечника — 17 тонн в сутки. В зависимости от наличия сырья, предприятие работает в три смены (7 500 часов в год).

Для утилизации отходов производства в  ООО «Центр Соя», впервые в России, был разработан и реализован в 2012 году проект организации технологии безотходного экологически чистого производства подсолнечного масла на собственных энергоносителях.

Данная технология заключается в газификации биомассы (ВИЭ*) с использованием полученного генераторного газа в электрогенераторных установках с газопоршневыми двигателями.

Достоинствами построенной газогенераторной Мини-Тэц являются:

  • электрический КПД — более 24%;
  • отказ от покупки доростоящих лимитов на дополнительную электроэнергию;
  • возможность выработки тепловой энергии в режиме когенерации (а так же холода в режиме тригенерации), что позволяет довести КПД станции до 84 %;
  • малые размеры установки;
  • быстрый монтаж;
  • невысокая стоимость оборудования и низкая себестоимость вырабатываемой электроэнергии гарантирует быструю окупаемость капитальных вложений (до 4-х лет);
  • избавление от вредных отходов надёжным и дешёвым способом;
  • полная утилизация отходов производства (подсолнечной лузги);
  • достойные экологические характеристики.

Располагаемая тепловая энергия составляет:

  • до 880 кВт горячей воды, путем утилизации тепла от рубашек охлаждения 3-х двигателей;
  • до 600 кг/час пара, с давлением 6 атм. и температурой 160 градусов, путем утилизации выхлопных газов 3-х двигателей.

* Возобновлямые источники энергии

Технико-экономические показатели газогенераторной станции

В целом газогенераторная Мини-ТЭЦ за время работы подтвердила почти все проектные решения, однако, проявились некоторые недостатки:

  • Газогенераторы обладают определенной инерционностью, что сказывается при подключении эл/двигателей мощностью более 30 кВт в автономном режиме эл/обеспечения;
  • Опыт эксплуатации станции в период 2013-2015 годов показал снижение технико-экономических показателей, связанным с отсутствием семечки подсолнечника (сырья) по экономическим или конъектурным обстоятельствам;
  • Остановка газопоршневых двигателей (без основного топлива) резко снижала надежность энерго- и теплоснабжение производства на фоне повышения стоимости сетевой эл/энергии в регионе;
  • 4. Возникла необходимость временного перевода газопоршневых двигателей на резервное топливо — природный газ.

Была предложена идея гибридной Мини-ТЭЦ, которая была успешно реализована в сентябре 2015 года. Специалисты предприятия разработали технологию быстрой замены газовой аппаратуры для генераторного газа на аппаратуру под природный газ (менее одного часа), что позволяет переходить в различные режимы работы станции практически без остановки производства.

Гибридная Мини-ТЭЦ ООО «Центр Соя» может работать в следующих режимах:

  1. Только на лузге подсолнечника (ВИЭ)
  2. Только на природном газе
  3. В различных сочетаниях 1 и 2 режимов
  4. На генераторном газе с добавкой (20-30%) природного газа (в разработке)

В режимах 2 и 3 выработка эл/энергии составляет 735 кВт час (на трех двигателях).В штатном режиме станция использует 2 двигателя, третий (резервный на природном газе) подключается в пусковых режимах, а также при производственной необходимости.

Вывод

Опыт ООО «Центр Соя» по созданию автономной системы энергообеспечения предприятия на отходах собственного производства может быть использован многими сельхозпереработчиками в Р.Ф.

Для предприятий, занимающихся переработкой подсолнечника и имеющих отходы в виде подсолнечной шелухи нет более безопасного и дешёвого способа получения электрической и тепловой энергии со значительным экологическим эффектом.

Если Вас заинтересовала данная технология и Вы хотели бы обезопасить Ваше предприятие от несанкционированных отключений электроенергии, а также безудержного роста электротарифов — обращайтесь к нам:

352362, Краснодарский край, Тбилисский район, станица Тбилисская, ул. Западная, д.11.

Тел./факс: (86158) 3-73-64, 3-73-13, 3-72-63

Примечание: Данная технология может быть использована на любом производстве, имеющем отходы биомассы, пригодные для сжигания в газогенераторах.

Чертеж электростанции Схема работы электростанции
Смотреть видео-ролик

Установка и подключение

Бытовые газовые электрогенераторы к источнику топлива подключать нужно правильно. Процесс этот непростой, особенно при оснащении агрегата системой автозапуска. Для монтажа прибора подготавливается основание: оно должно быть абсолютно ровным. Если генератор устанавливается в помещении, в нем обустраивают вентиляцию.

При необходимости комната отапливается. Нужно также предусмотреть систему вывода выхлопных газов наружу. Минимальная площадь помещения, в котором устанавливается генератор, составляет 15 куб.м. При подключении устройства к центральной газовой магистрали требуется разрешение коммунальных служб. Вносятся правки в технический проект здания и заключается договор на обслуживание оборудования.

Автономные газогенераторные электростанции (мини-тэц), работающие на биомассе

К мини-ТЭЦ, т.е. ТЭЦ малой мощности можно отнести электростанции мощностью 50 МВт и менее. Такие станции, часто работающие в автономном режиме, использующие биомассу и созданные по простым схемам с глубокой утилизацией отходящего тепла, могут нести как электрическую нагрузку, покрывая собственные потребности, так и полезную электрическую и тепловую нагрузку. Энергетическое оборудование для таких электростанций может быть создано и создается отечественными предприятиями.

На рис.1 показан ряд принципиальных тепловых схем, используемых для таких автономных малых ТЭЦ. Сюда относятся:

  • дизельные электростанции, работающие на генераторном газе в качестве основного топлива (рис.1,а);
  • газотурбинные электростанции с газогенератором под давлением (рис.1,б);
  • электростанции, выполненные по полузамкнутым схемам с воздухоподогревателем, использующим тепло непосредственного сжигания биомассы и камерой сгорания, работающей на генераторном газе – ГТУ с полузамкнутым циклом (рис.1,в).

Рис.1. Принципиальные тепловые схемы малых газогенераторных электростанций:а – ТЭЦ с газодизелем; б – ГТУ с газогенератором под давлением; в – ГТУ с полузамкнутым циклом;
1 – газогенератор; 2 – газодизель; 3 – турбина; 4 – компрессор;
5 – бак горячей воды; 6 – градирня; 7 – сетевой подогреватель;
8 – подвод воздуха; 9 – подача биомассы; 10 – прямая сетевая вода;
11 – обратная сетевая вода; 12 – подпитка водой; 13 – выхлоп;
14 – воздухоподогреватель; 15 – камера сгорания генераторного газа;
16 – газоочистка; 17 – нагнетатель

При этом к прямому использованию биомассы с целью выработки на ее базе электрической и тепловой энергии на ТЭС и ТЭЦ различной мощности по паросиловому циклу можно отнести:

  • прямое сжигание биомассы в различных топочных устройствах (со слоевым сжиганием, кипящим слоем и др.) котельных агрегатов с получением пара необходимых параметров;
  • предварительная газификация биомассы с последующим ее сжиганием в топочном устройстве котельного агрегата с получением пара соответствующих параметров.

Полученный в котельных агрегатах пар используется в тепловой схеме паротурбинной установки, работающей по паросиловому циклу.

Преимущество предварительной, перед сжиганием, газификации топлива состоит в том, что при этом не требуется очистки газа, а необходимо только максимально сокращать газовые коммуникации.

При использовании газа термической газификации на газогенераторных тепловых электрических станциях по приведенным выше тепловым схемам необходима его предварительная очистка.

Подготовка газа для использования в двигателе внутреннего сгорания – дизеле заключается в отделении твердых частиц, низкокипящих смол и в его охлаждении. Применение обращенного процесса газификации позволяет в значительной степени решить возникающие при этом проблемы.

Наиболее жесткие требования предъявляются к газу термической газификации при использовании его в газовых турбинах:

  • полная очистка от пыли;
  • очистка от смол.

Далее следуют статьи по данной теме:

  • Развитие автономных электростанций на биотопливе. Экономическая эффективность различных циклов
  • Газогенераторные ТЭС с двигателями внутреннего сгорания (ДВС) на биомассе

Функциональные зоны газогенератора

Все внутреннее пространство агрегата можно условно поделить на четыре отдела:

  • Зона просушки. Своего рода камера подготовки топлива, в которой те же дрова обретают оптимальную температуру без излишков влаги. Обычно температурный режим на этом участке составляет 150-200 °С.
  • Зона сухой перегонки. Еще один этап подготовки твердотельного топлива, но в условиях более высокого температурного режима до 500 °С. На этой стадии газогенераторная установка обугливает дрова с целью выведения из них смол, кислот и других нежелательных веществ.
  • Зона горения. Этот отдел размещается на уровне подключения воздушных каналов, по которым направляется воздух для поддержания стабильности горения. Конструкционно это обычная камера сжигания, которая присутствует во всех твердотопливных котлах. Средняя температура в ней варьируется от 1100 до 1300 °С.
  • Зона восстановления. Участок между колосниковой решеткой и камерой сгорания. По аналогии с современными пиролизными котлами можно представить этот отдел как место повторного сгорания. Сюда из зоны сжигания попадает раскаленный уголь, который может выниматься или тут же утилизироваться.

Варианты исполнения

Промышленный газогенератор обычно имеет 3-фазное выходное напряжение от 230 до 10500 вольт и мощность от 60 киловатт до нескольких мегаватт, оснащен водяным охлаждением и кожухом из алюминия.

Газовые энергоустановки выпускаются как в стационарном варианте, так и в мобильном — установлены на шасси для удобного перемещения.

Газогенераторы также могут монтироваться в специально подготовленные, укомплектованные контейнеры, которые обеспечивают их установку на открытых площадках в любую погоду с минимальными подготовительными работами, не требуя специальных разрешений на их эксплуатацию.

Если генератор используется исключительно как резервный источник электроснабжения, то он комплектуется блоком автоматического ввода резерва (АВР), отслеживающим питающие вводы электросети.

Автоматизация некоторых электростанций позволяет обойтись без человека при запуске и остановке двигателя и позволяет им работать в полностью автоматическом режиме.

Промышленные модели газогенераторов

Преимущества генераторов, работающих на природном газе:

  1. Простота обслуживания и низкие затраты на текущую эксплуатацию. Интервал планового ТО газовых двигателей в 2 раза больше в сравнении с их бензиновыми и дизельными аналогами.
  2. На 30 % более длительный срок службы газового двигателя благодаря отсутствию коррозии при его работе. Алюминиевые корпуса 3-фазных генераторов практически «вечны».
  3. Низкий расход газа, в том числе за счет использования оптимизирующих электронных систем, а также низкий уровень шума энергоустановки, обычно не превышающий 70-80 дБ.
  4. Возможность работы с любым типом газа, доступность и низкая стоимость газового топлива, а также на 90 % меньшие выбросы в атмосферу в сравнении с дизельными и бензиновыми аналогами.

Учитывая эти преимущества, даже при повышенной стоимости промышленный газовый генератор обеспечивает правильный баланс между эффективностью и экологической безопасностью.

В промышленных газогенераторах для выработки электроэнергии на сжиженном или магистральном природном газе может применяться режим когенерации, помимо электроэнергии вырабатывающий тепло, что увеличивает выгоду применения энергоустановки.

Для питания газовых энергоустановок обычно используется:

  • магистральный природный газ;
  • баллонный сжиженный газ пропан-бутан;
  • другие виды газа, перечисленные в документации производителя энергоустановки;
  • попутный газ, при возможности его подключения (наиболее экономичное решение).

Промышленные газовые генераторы могут применяться на производственных и строительных площадках, для снабжения электроэнергией медицинских центров, а также крупных учреждений и объектов, имеющих круглосуточный режим работы.

Особенности газопоршневых установок

Цикл работы АГП состоит из нескольких этапов:

подаётся газовое топливо

в ДВС вырабатывается механическая энергия

передаётся на генератор, где преобразуется в электроэнергию

подаётся конечному потребителю

+

СУТ или КГУ, где тепло от двигателя подогревает воду

Благодаря такому циклу работы, газопоршневые агрегаты имеют следующие преимущества:

  • Финансовые затраты минимальны – не нужно платить за подключение к централизованным эл.сетям.
  • Автономность – получение электроэнергии доступно во всех газифицированных регионах или на месторождениях.
  • Быстрый пуск – время запуска ГПЭС и приёма нагрузки составляет 3 минуты.
  • Экологичность – существенное снижение выбросов вредных веществ по сравнению с жидким топливом.
  • Универсальность – АГП используются как в качестве резервного, так и основного источника электроэнергии.
  • Современные электростанции оснащены глушителями шума.

Плюсы технологии

Газогенераторы отлично справляются с базовыми задачами выработки энергии. Так, если обычные твердотопливные агрегаты имеют КПД на уровне 60%, то газовые аналоги – более 80%. Отмечаются и положительные нюансы обслуживания. Поскольку в камере происходит полное сгорание с выводом углекислотной смеси, в дальнейшем не требуется специальная очистка стен оборудования. Безусловно, есть и преимущества экономического характера. Простейшая газогенераторная установка на дровах позволяет сэкономить до 30-40% по сравнению с электрическими обогревателями и котлами, обеспечивающими аналогичный тепловой эффект.

Технология получения электроэнергии

Лузга подсолнечная после рушельно-веечного отделения маслопрессового цеха подается к прессам, которые формируют сплоченную лузгу (СЛ-гранулу). Полученные СЛ-гранулы подаются при помощи СКИПового подъемника в реактор.

Далее протекает процесс газификации биомассы (пиролиз) — это процесс частичного горения, когда подача воздуха (а точнее кислорода) оказывается меньше, чем требуется для полного сгорания биомассы. В процессе частичного горения образуется угарный газ (СО) и водород (Н2), которые оба являются горючими газами.

В ходе процесса газификации биомассы образуется зола (древесный уголь), который периодически удаляется из реактора и перемещается на пресс брикетирования древесного угля (золы). Образованные горючие газы далее проходят охлаждение при помощи системы оборотной воды и многоступенчатую очистку.

Охлажденный и очищенный газ поступает в камеру сгорания газопоршневого двигателя, который в свою очередь приводит во вращение электрогенератор, мощностью 250 кВт. Электрический ток, выработанный генератором поступает потребителю для производственных нужд.

Гибридная газогенераторная мини-ТЭЦ размещается в специально построенном капитальном здании, к которому примыкает участок охлаждения и очистки оборотной воды, и состоит из следующих участков:

  • участка топливоподачи для хранения оперативного запаса и доставки уплотненной лузги в газогенераторы;
  • газовые рампы для резервного природного газа;
  • участка газификации для получения из топлива чистого генераторного газа;
  • участка электрогенерации для получения из генераторного газа электрической энергии и выдачи ее потребителям;
  • участка теплогенерации для получения теплоносителей — горячей воды и выдачи ее потребителям;
  • участка осветления и охлаждения оборотной воды для организации замкнутой системы, используемой для охлаждения и грубой очистки генераторного газа, включая модули регенерации оборотной воды для очистки ее от примесей.
Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: