-default-500x500.jpg)
Когенераційна установка Sokratherm CHP Unit GG 260
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
Sokratherm CHP Unit GG 202 — 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 | Значення |
|---|---|
| Тип двигуна | E3262 E302 |
| Електрична потужність [кВт] | 263 |
| Теплова потужність [кВт] | 394 |
| Споживання газу [кВт Hi] | 710 |
| Електричний ККД [%] | 37.0 |
| Тепловий ККД [%] | 55.5 |
| Загальний ККД [%] | 92.5 |
| Відношення потужності до тепла | 0.65 |
| Первинний енергетичний фактор | 0.163 |
| Інтервал обслуговування [годин роботи] | 1500 |
| Загальний капітальний ремонт після [годин] | 50000 |
| Довжина [мм] | 3600 |
| Ширина [мм] | 1500 |
| Висота [мм] | 2340 |
| Робоча вага [кг] | 6750 |
| Рівень шуму [дБ (А) на 1 м] | 74 |
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.
Компактна когенераційна установка з синхронним генератором для генерації трифазного струму 400 В, 50 Гц та нагріву води до температури 90/70 °C. 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 (допуск 8 %) | Вхід газу (допуск 5 %) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Паралельний з мережею | 263 кВт | 7 кВт | 256 кВт | 132 кВт | 394 кВт | 710 кВт |
| Резервний режим | 299 кВА | 358 кВт | 645 кВт |
*) без зовнішніх споживачів, попередній запобіжник у окремому живленні (якщо потрібно): 63 А
Конструкція та комплектація
Двигун з аксесуарами
- Тип двигуна: MAN E3262 E302
- Метод згоряння: Газовий двигун
- Цикл: 4-тактний
- Кількість/розташування циліндрів: 12 / V-образне розташування
- Діаметр/хід поршня: 132/157 мм
- Об'єм: 25,78 дм³
- Швидкість обертання: 1500 об/хв
- Середня швидкість поршня: 7,85 м/с
- Середній ефективний тиск: 8,53 бар
- Ступінь стиснення: 12:1
- ISO-стандарт за DIN ISO 3046-1: 275 кВт
- Специфічне споживання повного навантаження: 2,58 кВт⋅год/кВт⋅год
- Споживання при повному навантаженні Hi (нижня теплота згоряння) = 10 кВт⋅год/нм³: 71,0 нм³/год
- Середнє споживання синтетичної олії (оцінка): 100 г/год
Опис двигуна:
- Картер: з циліндровим блоком з цільного чавуну, закритий знизу масляним піддоном, закритий ззаду кришкою маховика, змінні, мокрі циліндрові гільзи, двічі ущільнені.
- Одиночна головка циліндрів: з інтегрованими каналами для охолоджувальної води та олії, відлитими спіральними всмоктувальними каналами і змінними напрямними клапанів.
- Клапани: розташовані підвісно, два клапани на вихід, стрижні клапанів виготовлені з карбідного металу, розподільні вали з 7 підшипниками.
- Поршні: легкосплавні, охолоджуються струменем масла під тиском через масляні форсунки.
- Колінчастий вал: з сімома підшипниками і прикрученими противагами, підшипники зі сталевою задньою частиною, бронзовою прокладкою і трикомпонентною поверхнею.
- Подвійний потік всмоктувальної суміші: один водоохолоджуваний колектор вихлопних газів на кожну лаву циліндрів.
- Водоохолоджуваний вихлопний трубопровід: веде до теплообмінника вихлопних газів.
- Масляний насос: для примусової мастила, тандемний масляний фільтр у головному потоці, охолодження масляним охолоджувачем, автоматична система доливання олії і резервуар для масла.
- Система впуску повітря: через сухий фільтр з машинного приміщення.
- Кришка картера: з масловідділювачем і з’єднанням до повітряного впуску.
- Охолоджувальний контур: закритий, з електричним трифазним циркуляційним насосом 400 В, запобіжним клапаном і розширювальним баком з манометром для охолодження двигуна.
- Електричний стартер: 24 В, 7 кВт.
- Система запалювання: мікропроцесорна, з однією котушкою запалювання на циліндр.
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
Первинний та вторинний глушник вихлопу з нержавіючої сталі для зниження рівня шуму вихлопу, рекомендований аксесуар для монтажу на місці.
Генератор
Синхронний генератор з внутрішнім полюсом, повітряним охолодженням, класом захисту IP 23, виконання B3/B14 згідно з VDE 0530, радіоприглушення класу N. Синхронний генератор з інтегрованою польовою котушкою, абсорбуючою кліткою та сполукою, безщітковий, двошарове намотування, низький рівень гармонік, клас ізоляції H.
- Номінальна потужність: 465 кВА
- Номінальний струм (ном. потужність, cos φ 0,8): 475 А
- Коефіцієнт корисної дії (ном. потужність): 95,7 %
- 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. Заміну гнучкого проміжного кільця можна здійснити без розбирання двигуна і 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 для охолоджувального контуру двигуна та вихлопу.
Встановлені готовими до роботи в основній рамі з повним трубопроводом і ізоляцією за необхідністю. Всі лінії конденсату об'єднані в один загальний вихід. Якщо потрібно для встановлення в зворотному контурі нагрівальної води: циркуляційний насос нагрівальної води і 3-х ходовий клапан для підняття температури зворотного потоку, призначені для робочих даних згідно з п. 3.5.
Звукоізоляційний корпус
Корпус з порошковим покриттям зі сталі з високоефективним звукоізоляційним шаром з еластичним кріпленням та керованим вентилятором для вентиляції кожуха. Легко доступний завдяки знімним кришкам з усіх боків з швидкозамикальними механізмами. Основна рама розділена з кожухом за допомогою стрічок Sylomer.
Шафа управління
Інтегрована шафа управління з силовою частиною згідно з VDE AR-N 4110:2018, на запит VDE AR-N 4105:2018 (контроль мережі, синхронізація), iPC для управління та моніторингу установки (з кольоровим TFT сенсорним екраном 10,1'', опція 15,6''), включаючи управління "MiniManager", опційна система дистанційного моніторингу "RemoteManager", готова до використання та підключення.
Теплообмінник для охолоджувальної води
Тепло охолоджувальної води двигуна передається воді для нагрівання через пластинчастий теплообмінник.
- Матеріал: 1.4401
- Теплова потужність від охолодження двигуна (8 % допуск): 234 кВт
- Температура нагрівальної води на вході/виході: 70/82 °C
- Перепад тиску (нагрівальний контур): 410 мбар
- Температура охолоджувальної води на вході/виході (у новому стані): 80/86 °C
- Об'єм потоку (охолоджувальний контур двигуна): 36,8 м³/год
- Навантаження насоса охолоджувальної води: 3,8 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 % допуск): 160 кВт
- Температура вихлопних газів вхід/вихід (у новому стані): 570/100 °C
- Температура нагрівальної води на вході/виході: 82/90 °C
- Перепад тиску (вихлопна сторона): 15 мбар
- Перепад тиску (нагрівальний контур): 190 мбар
Якщо потрібно, доступний додатковий теплообмінник вихлопних газів для використання конденсаційного тепла, встановлюваний на стороні замовника. Додаткова теплова потужність цього теплообмінника (компоненти, що контактують з вихлопними газами, виготовлені з нержавіючої сталі 1.4571) до 70 кВт.
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 та відповідно до правил DVGW лист G260.
- Нижня межа нижчої теплотворної здатності (Hi): 10 кВт⋅год/нм³
- Метанове число: > 80
- Допустимий вміст водню в природному газі (суміш): макс. 20 об.%
- Діапазон тиску газу (надлишковий, постійний): 20 - 100 мбар
- Температура газу: 10 - 30 °C
Робочі значення для інших складів палива та умов на запит. Ми рекомендуємо використовувати систему попередження газу в робочому приміщенні (на стороні замовника).
Повітря для згоряння та вентиляція
- Потреба у повітрі для згоряння: 673 нм³/год
- Загальний обсяг подачі повітря: 6480 м³/год
- Температура вхідного повітря мін./макс.: 10/30 °C
- Теплове випромінювання від поверхні кожуха: приблизно 5 кВт
- Теплова вентиляція всередині кожуха: приблизно 32 кВт
- Обсяг витяжного повітря: 5800 м³/год
- Температура витяжного повітря: 50 °C
- Вільне натискання вентилятора витяжного повітря на робочій точці (макс.): 250 (640) Па
- Електричне навантаження вентилятора на робочій точці (макс.): 913 (1960) Вт
Високоефективний радіальний вентилятор (відповідно до ErP2015) з EC-мотором та температурно-керованим регулюванням, якщо потрібно з розподільчою коробкою. Система вентиляції, що працює вище стандартних умов, неможлива та призводить до збільшення споживання енергії, рівня шуму та робочої температури.
Вихлопні гази
- Обсяг вихлопних газів при 100 °C: 1070 м³/год
- Допустимий зворотний тиск після блоку: 20 мбар
Необхідно встановити безперервний злив конденсату в підключеній системі вихлопних газів. Для багатоблокових систем кожен блок має бути обладнаний окремою системою вихлопних газів.
Рівні шуму
- Рівень шуму двигуна (з/без звукоізоляційного корпусу): 74/87 дБ(A)
- Рівень шуму вихлопу після додаткового глушника: 78 дБ(A)
- Рівень шуму вихлопу після додаткового вторинного глушника: 60 дБ(A)
- Рівень шуму вентиляційного повітря після вентилятора (робоча точка): 66 дБ(A)
Значення звукового тиску на відкритому просторі на відстані 1 м. Потрійне амортизаційне зниження блоку ТЕЦ зводить до мінімуму передавання ударного звуку. Фундамент для встановлення ТЕЦ не потрібний, якщо підлога машинного приміщення може витримати навантаження блоку ТЕЦ і блок встановлений на фундаментну плиту будівлі.
Виробництво тепла
Тепло охолоджувальної води і вихлопне тепло мають використовуватися на всіх можливих робочих точках. Дані для розрахунку:
- Температура зворотного потоку до блоку (мін./макс.): 60/70 °C
- Стандартний обсяг потоку: 17,0 м³/год
- Максимальне/стандартне підвищення температури: 30/20 K
- Перепад тиску: 0,60 бар
- Робочий тиск (мін./макс.): 1,5/6 (опціонально 10) бар
Зворотний з'єднувальний отвір має бути обладнаний сітчастим фільтром з розміром осередку 0,25 мм.
Об’єми заповнення та вимоги до якості
- Об’єм масляного піддону: 90 літрів
- Об’єм резервуару для масла: 120 літрів
- Об’єм охолоджувальної рідини двигуна та теплообмінника: 80 літрів
(Мастильна олива та охолоджувальна рідина повинні відповідати окремим спискам допусків.)
- Об’єм нагрівальної води: 130 літрів
Обробка вмісту, додаткової та циркуляційної нагрівальної води згідно з директивою VDI 2035 (група 4) з наступними обмеженнями:
- Загальна жорсткість: < 0,02 моль/м³ / < 0,1 °dH
- pH-значення: 9 - 10,5
- Молекулярна провідність (при 25 °C): < 250 мкС/см
- Вміст кисню: < 0,02 мг/л
- Вміст хлоридів: < 20 мг/л
- Фільтруючі речовини: < 2 мг/л
Зовнішній вигляд: безбарвний, прозорий та вільний від механічних домішок. Використання кисневих зв'язувальних речовин слід уникати, якщо це можливо.
Розміри, з'єднання та вага
- Довжина (базові виміри): 3600 мм
- Ширина: 1500 мм
- Висота: 2340 мм
- Робоча вага: 6750 кг
- Суха вага: 6360 кг
- Вхід/вихід нагрівальної води: DN 65 (PN 10)
- Газовий регулювальний блок: R 2" (внутрішня різьба)
- Конденсат: R ½" (зовнішня різьба)
- Вихлоп (фланець): DN 150 (PN 10)
