Когенераційна установка Sokratherm CHP Unit GG 50 (VR версія)
Сучасна когенераційна установка, яка забезпечує виробництво тепла та електроенергії на місці, без втрат при транспортуванні. Завдяки своїй високій ефективності та можливості швидкого включення та виключення, ця установка є ідеальним рішенням для стабілізації енергетичної мережі та балансування коливань у виробництві відновлюваних джерел енергії
CHP Unit GG 50 (VR версія) — це сучасна когенераційна установка, яка забезпечує виробництво тепла та електроенергії на місці, без втрат при транспортуванні. Завдяки своїй високій ефективності та можливості швидкого включення та виключення, ця установка є ідеальним рішенням для стабілізації енергетичної мережі та балансування коливань у виробництві відновлюваних джерел енергії.
Характеристика | ||
---|---|---|
Тип двигуна | E0834 E302 | E0836 E302 |
Електрична потужність [кВт] | 50 | 51 |
Теплова потужність [кВт] | 84 | 107 |
Споживання газу [кВт Hi] | 145 | 152 |
Електричний ККД [%] | 34.5 | 33.6 |
Тепловий ККД [%] | 57.9 | 70.4 |
Загальний ККД [%] | 92.4 | 104.0 |
Відношення потужності до тепла | 0.58 | 0.47 |
Первинний енергетичний фактор | 0.265 | 0.254 |
Інтервал обслуговування [годин роботи] | 1500 | 2000 |
Загальний капітальний ремонт після [годин] | 60000 | 60000 |
Довжина [мм] | 2200 | 2500 |
Ширина [мм] | 900 | 900 |
Висота [мм] | 1830 | 1830 |
Робоча вага [кг] | 2460 | None |
Рівень шуму [дБ (А) на 1 м] | 62 | None |
Когенерація та тригенерація: що це таке і які переваги
Когенерація — це процес одночасного виробництва тепла та електроенергії з одного джерела енергії, що дозволяє значно підвищити загальну ефективність використання палива. Тригенерація додатково включає виробництво холоду, що робить цей підхід ще більш універсальним і ефективним.
Переваги когенерації:
- Висока ефективність використання палива.
- Зниження витрат на енергію.
- Мінімальні втрати при транспортуванні енергії.
- Можливість швидкого реагування на зміни попиту.
Як працює когенерація та тригенерація
Когенераційна установка працює на основі двигуна внутрішнього згоряння, який приводить в дію генератор. Електрична енергія використовується на місці або подається в мережу, а тепло, що виділяється при згорянні, використовується для опалення, гарячого водопостачання або промислових потреб. У випадку тригенерації, додаткове тепло використовується для виробництва холоду за допомогою абсорбційних холодильних машин.
Переваги когенерації порівняно з традиційними способами виробництва енергії
- Вища ефективність: Когенерація використовує до 90% енергії палива, в той час як традиційні методи — лише близько 50%.
- Гнучкість: Можливість швидкого включення та виключення дозволяє краще реагувати на зміни попиту.
- Економія: Зниження витрат на енергію та менші витрати на інфраструктуру.
Екологічні переваги когенерації та тригенерації
- Зменшення викидів СО2: Вища ефективність використання палива призводить до зменшення викидів парникових газів.
- Мінімізація теплових втрат: Використання тепла, яке зазвичай втрачається, дозволяє зменшити загальне споживання палива.
- Підтримка відновлюваних джерел енергії: Стабілізація мережі при коливаннях у виробництві відновлюваних джерел енергії.
CHP (Combined Heat and Power Generation): що це таке
CHP, або когенерація, — це технологія, що дозволяє одночасно виробляти тепло та електроенергію з одного джерела палива. Основний компонент CHP установки — це двигун внутрішнього згоряння, який приводить в дію генератор. Електрична енергія може споживатися на місці або подаватися в мережу, а тепло використовується для різних потреб, таких як опалення та гаряче водопостачання.
Розміри установок
Для забезпечення високої річної ефективності когенераційні установки зазвичай розмірюються за базовим тепловим навантаженням об'єкта. Це дозволяє покривати значну частину енергоспоживання, часто більше половини річного споживання тепла та електроенергії. Пікові навантаження покриваються за рахунок громадських мереж і пікових котлів.
Системи керування установками
Система керування CHP установками від Sokratherm забезпечує повний контроль і автоматизацію роботи когенераційних установок. Вона включає функції моніторингу та керування в режимі реального часу, що дозволяє забезпечити максимальну ефективність та надійність роботи установок.
Переваги CHP юнитів Sokratherm
- Компактний дизайн: Ідеально підходить для встановлення в обмежених просторах.
- Мінімальні витрати на установку: Завдяки готовій до підключення конструкції з інтегрованим щитом управління.
- Висока ефективність: Оптимальне використання енергії палива.
- Екологічність: Робота двигуна в діапазоні з найнижчими викидами.
- Низький рівень шуму: Завдяки чудовій звукоізоляції та вібраційній ізоляції.
- Автоматизація: Повністю автоматична робота з дистанційним моніторингом та керуванням через Інтернет.
- Надійність: Висока надійність і низькі витрати на експлуатацію та обслуговування.
Підвищення теплової ефективності за допомогою конденсаційних теплообмінників
При низьких зворотних температурах (нижче приблизно 50 °C) доцільно використовувати додаткове тепло від вихлопних газів. Це може підвищити регулярну теплову потужність установки до 15%, збільшуючи загальну ефективність на кілька процентних пунктів.
Охолодження при тригенерації
Наші когенераційні установки можуть бути оснащені функцією "Hot Cooling", яка дозволяє працювати при підвищених температурах потоку до 95 °C. Це необхідно для оптимальної роботи абсорбційних холодильних машин та інших процесів.
Встановлення в контейнерах чи в підстанції
Для спеціальних випадків застосування ми пропонуємо встановлення наших когенераційних установок у погодостійких контейнерах або бетонних блоках, що дозволяє їх розміщення поза межами основних будівель.
Вироблення пари
Тепло, що генерується когенераційною установкою, може бути використане для вироблення пари, яка необхідна для промислових процесів, таких як у харчовій промисловості або пивоварнях.
Аварійне живлення
Наші когенераційні установки можуть забезпечувати аварійне живлення, працюючи в режимі "острівної" роботи, що дозволяє забезпечувати електроенергією критично важливі системи під час відключення основної мережі.
Буферний накопичувач тепла
Буферні накопичувачі тепла дозволяють покращити роботу когенераційних установок, зберігаючи надлишкове тепло і використовуючи його при потребі. Це підвищує ефективність і економічність роботи установок.
Контроль мережі
Функція нульового зворотного живлення забезпечує, що установка не подає електроенергію в громадську мережу, регулюючи виробництво відповідно до поточного споживання на місці.
Складна енергетична ситуація в Україні.
Україна стикається з серйозною проблемою нестачі електроенергії через пошкодження інфраструктури, високий попит та обмежені ресурси. Це створює загрозу стабільному постачанню електрики, особливо під час холодної зими. Разом з нестачею електроенергії, Україна також має проблеми з постачанням тепла, що є критично важливим для населення під час зимових місяців. Необхідні термінові рішення, щоб забезпечити достатнє теплопостачання.
Уряд та комунальні служби активно працюють над вирішенням цих проблем, впроваджуючи заходи з енергозбереження, ремонту пошкодженої інфраструктури та пошуку альтернативних джерел енергії та тепла.
Когенерація та тригенерація є перспективними технологіями, які можуть значно підвищити ефективність використання ресурсів та зменшити дефіцит електроенергії та тепла в Україні.
Технічні характеристики
Компактна когенераційна установка з синхронним генератором для генерації трифазного струму 400 В, 50 Гц та нагріву води до температури 90/70 °C. Встановлено зворотний трубопровід і керований насос для підтримання постійної температури. Працює на природному газі, з триходовим каталізатором для низьких викидів λ = 1, значення викидів відповідають BImSchG § 22. Технічні характеристики діють для висоти до 100 м над рівнем моря та температури повітря до 25 °C.
Режим роботи | Електрична потужність (брутто) | Внутрішнє споживання * | Електрична потужність (нетто) | Мінімальна електрична потужність (часткове навантаження) | Теплова потужність (толеранс 8 %) | Вхід газу (толеранс 5 %) |
---|---|---|---|---|---|---|
Паралельний з мережею | 50 кВт | 1 кВт | 49 кВт | 25 кВт | 84 кВт | 145 кВт |
Резервний режим | 57 кВА | 76 кВт | 132 кВт |
*) без зовнішніх споживачів, попередній запобіжник у окремому живленні (якщо потрібно): 63 А
Конструкція та комплектація
Двигун з аксесуарами
- Тип двигуна: MAN E0834 E302
- Метод згоряння: Газовий двигун
- Цикл: 4-тактний
- Кількість/розташування циліндрів: 4 в ряд
- Діаметр/хід поршня: 108/125 мм
- Об'єм: 4,58 л
- Швидкість обертання: 1500 об/хв
- Середня швидкість поршня: 6,3 м/с
- Середній ефективний тиск: 9,43 бар
- Ступінь стиснення: 13 : 1
- ISO-стандарт за DIN ISO 3046-1: 54 кВт
- Специфічне споживання повного навантаження: 2,69 кВт⋅год/кВт⋅год
- Споживання при повному навантаженні Hi (нижня теплота згоряння) = 10 кВт⋅год/нм³: 14,5 нм³/год
- Середнє споживання синтетичної олії (оцінка): 25 г/год
Опис двигуна:
- Картер: з циліндровим блоком з цільного чавуну, закритий знизу масляним піддоном.
- Подвійна головка циліндрів: з інтегрованими каналами для охолоджувальної води та олії.
- Клапани: одновісні, сталеві, карбідні.
- Поршні: легкосплавні, охолоджуються струменем олії.
- Кривошип: з п’ятьма підшипниками, ковані противаги.
- Впускний колектор: однопотоковий, охолоджується водою.
- Масляний насос: з тандемним фільтром.
Газопостачання
Безпечна газова лінія згідно з DVGW-VP 109, вібророздільне з'єднання з опорними кутниками на даху звукоізоляційного корпусу, що складається з кульового клапана з термічним відключенням, фільтра, манометра з кнопковим клапаном, двох електромагнітних клапанів, регулятора тиску, газового регулятора і гнучкої з'єднувальної трубки, сертифікованої DVGW. Газо/повітряний змішувач зі статичним вставкою Вентурі, електронний регулятор швидкості.
Газопостачання та каталізатор
- Датчик Lambda: для автоматичного регулювання співвідношення повітря/палива.
- Каталізатор: для зниження викидів відповідно до стандартів німецького BImSchG, побудований як триходовий каталізатор для роботи при лямбда = 1.
Глушник вихлопу
Комбінований рефлекторно-абсорбуючий глушник вихлопу з нержавіючої сталі для зменшення рівня шуму вихлопу, рекомендований аксесуар для монтажу на місці.
Генератор
Синхронний генератор з внутрішнім полюсом, повітряним охолодженням, класом захисту IP 23, виконання B3/B5 згідно з VDE 0530.
- Номінальна потужність: 82 кВА
- Номінальний струм (ном. потужність, cos φ 0,8): 90 А
- Коефіцієнт корисної дії (ном. потужність): 94,4 %
- Cos φ: 1,0
- Режим роботи: Зірка
- Температура навколишнього середовища, макс.: 40 °C
- Напруга: 400/231 В
- Частота / швидкість обертання: 50 Гц / 1500 об/хв
Муфта
Двигун і генератор з'єднані жорстко за допомогою корпусу SAE і міжфланцевого з'єднання. Гнучке з'єднання між маховиком двигуна і валом генератора.
Основна рама і трубопроводи
Основна рама як жорстка профільна конструкція використовується для розміщення двигуна/генератора та наступних компонентів блоку ТЕЦ: насос для охолоджувального контуру двигуна, теплообмінники, керований насос для циркуляції і 3-х ходовий клапан.
Звукоізоляційний корпус
Корпус з порошковим покриттям зі сталі з високоефективним звукоізоляційним шаром, вентиляційний вентилятор з керованим температурним режимом.
Шафа управління
Інтегрована шафа управління з силовою частиною згідно з VDE AR-N 4105:2018, на запит VDE AR-N 4110:2018 (контроль мережі, синхронізація).
Теплообмінник для охолоджувальної води
Тепло охолоджувальної води двигуна передається воді для нагрівання через пластинчастий теплообмінник.
- Матеріал: 1.4401
- Теплова потужність від охолодження двигуна (8 % толеранс): 48 кВт
Теплообмінник вихлопних газів
Тепло від вихлопних газів передається воді для нагрівання через водоохолоджуваний колектор вихлопних газів і трубчастий теплообмінник.
- Матеріал: 1.4571 / P235
- Теплова потужність (8 % толеранс): 36 кВт
- Температура вихлопних газів вхід/вихід (у новому стані): 620/100 °C
Технічні дані та пояснення для планування і експлуатації
Паливо
Природний газ нормального складу, без фосфору, сірки, галогенів, арсену і важких металів, а також твердих і рідких часток, з постійною теплотою згоряння і тиском.
- Нижня межа нижчої теплотворної здатності (Hi): 10 кВт⋅год/нм³
- Метанове число: > 80
Повітря для згоряння та вентиляція
- Потреба у повітрі для згоряння: 137 нм³/год
- Температура вхідного повітря мін./макс.: 10/30 °C
Вихлопні гази
- Обсяг вихлопних газів при 100 °C: 220 нм³/год
Рівні шуму
- Рівень шуму двигуна (з/без звукоізоляційного корпусу): 62/81 дБ(A)
Виробництво тепла
- Температура зворотного з’єднання до блоку (мін./макс.): 40/70 °C
Об’єми заповнення та вимоги до якості
- Об’єм масляного піддону: 13 літрів
- Об’єм резервуару для масла: 59 літрів
- Об’єм охолоджувальної рідини двигуна та теплообмінника: 19 літрів
- Вимоги до обробки води для нагріву: згідно з директивою VDI 2035 (група 4).
Розміри, з'єднання та вага
- Довжина (базові виміри): 2200 мм
- Ширина: 900 мм
- Висота: 1830 мм
- Робоча вага: 1950 кг
- Суха вага: 1840 кг