Когенерационная установка Sokratherm CHP Unit GG 50 (VR версия)
Современная когенерационная установка, обеспечивающая производство тепла и электроэнергии на месте, без потерь при транспортировке. Благодаря своей высокой эффективности и возможности быстрого включения и выключения, эта установка является идеальным решением для стабилизации энергетической сети и балансировки колебаний в производстве возобновляемых источников энергии.
CHP Unit GG 50 (VR версия) — это современная когенерационная установка, обеспечивающая производство тепла и электроэнергии на месте, без потерь при транспортировке. Благодаря своей высокой эффективности и возможности быстрого включения и выключения, эта установка является идеальным решением для стабилизации энергетической сети и балансировки колебаний в производстве возобновляемых источников энергии.
Когенерация и тригенерация: что это такое и какие преимущества
Когенерация — это процесс одновременного производства тепла и электроэнергии из одного источника энергии, что позволяет значительно повысить общую эффективность использования топлива. Тригенерация дополнительно включает производство холода, что делает этот подход еще более универсальным и эффективным.
Преимущества когенерации:
- Высокая эффективность использования топлива.
- Снижение затрат на энергию.
- Минимальные потери при транспортировке энергии.
- Возможность быстрого реагирования на изменения спроса.
Как работает когенерация и тригенерация
Когенерационная установка работает на основе двигателя внутреннего сгорания, который приводит в действие генератор. Электрическая энергия используется на месте или подается в сеть, а тепло, выделяемое при сгорании, используется для отопления, горячего водоснабжения или промышленных нужд. В случае тригенерации дополнительное тепло используется для производства холода с помощью абсорбционных холодильных машин.
Преимущества когенерации по сравнению с традиционными способами производства энергии
- Высшая эффективность: Когенерация использует до 90% энергии топлива, тогда как традиционные методы — лишь около 50%.
- Гибкость: Возможность быстрого включения и выключения позволяет лучше реагировать на изменения спроса.
- Экономия: Снижение затрат на энергию и меньшие расходы на инфраструктуру.
Экологические преимущества когенерации и тригенерации
- Снижение выбросов СО2: Высшая эффективность использования топлива приводит к снижению выбросов парниковых газов.
- Минимизация тепловых потерь: Использование тепла, которое обычно теряется, позволяет сократить общее потребление топлива.
- Поддержка возобновляемых источников энергии: Стабилизация сети при колебаниях в производстве возобновляемых источников энергии.
CHP (Combined Heat and Power Generation): что это такое
CHP, или когенерация, — это технология, позволяющая одновременно производить тепло и электроэнергию из одного источника топлива. Основной компонент CHP установки — это двигатель внутреннего сгорания, который приводит в действие генератор. Электрическая энергия может потребляться на месте или подаваться в сеть, а тепло используется для различных нужд, таких как отопление и горячее водоснабжение.
Размеры установок
Для обеспечения высокой годовой эффективности когенерационные установки обычно размеряются по базовой тепловой нагрузке объекта. Это позволяет покрывать значительную часть энергопотребления, часто более половины годового потребления тепла и электроэнергии. Пиковые нагрузки покрываются за счет общественных сетей и пиковых котлов.
Системы управления установками
Система управления CHP установками от Sokratherm обеспечивает полный контроль и автоматизацию работы когенерационных установок. Она включает функции мониторинга и управления в режиме реального времени, что позволяет обеспечить максимальную эффективность и надежность работы установок.
Преимущества CHP юнитов Sokratherm
- Компактный дизайн: Идеально подходит для установки в ограниченных пространствах.
- Минимальные затраты на установку: Благодаря готовой к подключению конструкции с интегрированным щитом управления.
- Высокая эффективность: Оптимальное использование энергии топлива.
- Экологичность: Работа двигателя в диапазоне с наименьшими выбросами.
- Низкий уровень шума: Благодаря отличной звукоизоляции и вибрационной изоляции.
- Автоматизация: Полностью автоматическая работа с дистанционным мониторингом и управлением через Интернет.
- Надежность: Высокая надежность и низкие затраты на эксплуатацию и обслуживание.
Повышение тепловой эффективности с помощью конденсационных теплообменников
При низких обратных температурах (ниже примерно 50 °C) целесообразно использовать дополнительное тепло от выхлопных газов. Это может повысить регулярную тепловую мощность установки до 15%, увеличивая общую эффективность на несколько процентных пунктов.
Охлаждение при тригенерации
Наши когенерационные установки могут быть оснащены функцией "Hot Cooling", которая позволяет работать при повышенных температурах потока до 95 °C. Это необходимо для оптимальной работы абсорбционных холодильных машин и других процессов.
Установка в контейнерах или в подстанции
Для специальных случаев применения мы предлагаем установку наших когенерационных установок в погодоустойчивых контейнерах или бетонных блоках, что позволяет их размещение вне пределов основных зданий.
Производство пара
Тепло, генерируемое когенерационной установкой, может быть использовано для производства пара, необходимого для промышленных процессов, таких как в пищевой промышленности или пивоварнях.
Аварийное питание
Наши когенерационные установки могут обеспечивать аварийное питание, работая в режиме "островной" работы, что позволяет обеспечивать электроэнергией критически важные системы во время отключения основной сети.
Буферный накопитель тепла
Буферные накопители тепла позволяют улучшить работу когенерационных установок, сохраняя избыточное тепло и используя его при необходимости. Это повышает эффективность и экономичность работы установок.
Контроль сети
Функция нулевого обратного питания обеспечивает, что установка не подает электроэнергию в общественную сеть, регулируя производство в соответствии с текущим потреблением на месте.
Сложная энергетическая ситуация в Украине
Украина сталкивается с серьезной проблемой нехватки электроэнергии из-за повреждения инфраструктуры, высокого спроса и ограниченных ресурсов. Это создает угрозу стабильному снабжению электричеством, особенно во время холодной зимы. Вместе с нехваткой электроэнергии, Украина также имеет проблемы с поставками тепла, что является критически важным для населения во время зимних месяцев. Необходимы срочные решения, чтобы обеспечить достаточное теплоснабжение.
Правительство и коммунальные службы активно работают над решением этих проблем, внедряя меры по энергосбережению, ремонту поврежденной инфраструктуры и поиску альтернативных источников энергии и тепла.
Когенерация и тригенерация являются перспективными технологиями, которые могут значительно повысить эффективность использования ресурсов и уменьшить дефицит электроэнергии и тепла в Украине.
Технические характеристики
Компактная когенерационная установка с синхронным генератором для генерации трехфазного тока 400 В, 50 Гц и нагрева воды до температуры 90/70 °C. Установлен обратный трубопровод и управляемый насос для поддержания постоянной температуры. Работает на природном газе, с трехходовым каталитическим нейтрализатором для низких выбросов λ = 1, значения выбросов соответствуют BImSchG § 22. Технические характеристики действуют для высоты до 100 м над уровнем моря и температуры воздуха до 25 °C.
Режим работы | Электрическая мощность (брутто) | Внутреннее потребление * | Электрическая мощность (нетто) | Минимальная электрическая мощность (частичная нагрузка) | Тепловая мощность (допуск 8 %) | Вход газа (допуск 5 %) |
---|---|---|---|---|---|---|
Параллельный с сетью | 50 кВт | 1 кВт | 49 кВт | 25 кВт | 84 кВт | 145 кВт |
Резервный режим | 57 кВА | 76 кВт | 132 кВт |
*) без внешних потребителей, предварительный предохранитель в отдельной линии питания (если требуется): 63 А
Конструкция и комплектация
Двигатель с аксессуарами
- Тип двигателя: MAN E0834 E302
- Метод сгорания: Газовый двигатель
- Цикл: 4-тактный
- Количество/расположение цилиндров: 4 в ряд
- Диаметр/ход поршня: 108/125 мм
- Объем: 4,58 л
- Скорость вращения: 1500 об/мин
- Средняя скорость поршня: 6,3 м/с
- Среднее эффективное давление: 9,43 бар
- Степень сжатия: 13 : 1
- ISO-стандарт по DIN ISO 3046-1: 54 кВт
- Специфическое потребление при полной нагрузке: 2,69 кВт⋅ч/кВт⋅ч
- Потребление при полной нагрузке Hi (нижняя теплота сгорания) = 10 кВт⋅ч/нм³: 14,5 нм³/ч
- Среднее потребление синтетического масла (оценка): 25 г/ч
Описание двигателя:
- Картер: с цилиндровым блоком из цельного чугуна, закрытый снизу масляным поддоном.
- Двойная головка цилиндров: с интегрированными каналами для охлаждающей воды и масла.
- Клапаны: одноосевые, стальные, карбидные.
- Поршни: легкосплавные, охлаждаются струей масла.
- Коленчатый вал: с пятью подшипниками, кованые противовесы.
- Впускной коллектор: однопоточный, охлаждается водой.
- Масляный насос: с тандемным фильтром.
Газоснабжение
Безопасная газовая линия согласно DVGW-VP 109, виброразделительное соединение с опорными углами на крыше звукопоглощающего корпуса, состоящее из шарового клапана с термическим отключением, фильтра, манометра с кнопочным клапаном, двух электромагнитных клапанов, регулятора давления, газового регулятора и гибкой соединительной трубки, сертифицированной DVGW. Газо/воздушный смеситель со статическим вставкой Вентури, электронный регулятор скорости.
Газоснабжение и катализатор
- Датчик Lambda: для автоматического регулирования соотношения воздух/топливо.
- Катализатор: для снижения выбросов согласно стандартам немецкого BImSchG, построен как трехходовой катализатор для работы при лямбда = 1.
Глушитель выхлопа
Комбинированный рефлекторно-абсорбирующий глушитель выхлопа из нержавеющей стали для уменьшения уровня шума выхлопа, рекомендованный аксессуар для монтажа на месте.
Генератор
Синхронный генератор с внутренним полюсом, воздушным охлаждением, классом защиты IP 23, исполнение B3/B5 согласно VDE 0530.
- Номинальная мощность: 82 кВА
- Номинальный ток (ном. мощность, cos φ 0,8): 90 А
- Коэффициент полезного действия (ном. мощность): 94,4 %
- Cos φ: 1,0
- Режим работы: Звезда
- Температура окружающей среды, макс.: 40 °C
- Напряжение: 400/231 В
- Частота / скорость вращения: 50 Гц / 1500 об/мин
Муфта
Двигатель и генератор соединены жестко с помощью корпуса SAE и межфланцевого соединения. Гибкое соединение между маховиком двигателя и валом генератора.
Основная рама и трубопроводы
Основная рама как жесткая профильная конструкция используется для размещения двигателя/генератора и следующих компонентов блока ТЭЦ: насос для охлаждающего контура двигателя, теплообменники, управляемый насос для циркуляции и 3-х ходовой клапан.
Шумоизолирующий корпус
Корпус с порошковым покрытием из стали с высокоэффективным звукопоглощающим слоем, вентиляционный вентилятор с управляемым температурным режимом.
Шкаф управления
Интегрированный шкаф управления с силовой частью согласно VDE AR-N 4105:2018, по запросу VDE AR-N 4110:2018 (контроль сети, синхронизация).
Теплообменник для охлаждающей воды
Тепло охлаждающей воды двигателя передается воде для нагрева через пластинчатый теплообменник.
- Материал: 1.4401
- Тепловая мощность от охлаждения двигателя (8 % допуск): 48 кВт
Теплообменник выхлопных газов
Тепло от выхлопных газов передается воде для нагрева через водоохлаждаемый коллектор выхлопных газов и трубчатый теплообменник.
- Материал: 1.4571 / P235
- Тепловая мощность (8 % допуск): 36 кВт
- Температура выхлопных газов вход/выход (в новом состоянии): 620/100 °C
Технические данные и пояснения для планирования и эксплуатации
Топливо
Природный газ нормального состава, без фосфора, серы, галогенов, мышьяка и тяжелых металлов, а также твердых и жидких частиц, с постоянной теплотой сгорания и давлением.
- Нижняя граница низшей теплотворной способности (Hi): 10 кВт⋅ч/нм³
- Метановое число: > 80
Воздух для сгорания и вентиляция
- Потребность в воздухе для сгорания: 137 нм³/ч
- Температура входного воздуха мин./макс.: 10/30 °C
Выхлопные газы
- Объем выхлопных газов при 100 °C: 220 нм³/ч
Уровни шума
- Уровень шума двигателя (с/без шумоизолирующего корпуса): 62/81 дБ(A)
Производство тепла
- Температура обратного соединения к блоку (мин./макс.): 40/70 °C
Объемы заполнения и требования к качеству
- Объем масляного поддона: 13 литров
- Объем резервуара для масла: 59 литров
- Объем охлаждающей жидкости двигателя и теплообменника: 19 литров
- Требования к обработке воды для нагрева: согласно директиве VDI 2035 (группа 4).
Размеры, соединения и вес
- Длина (базовые размеры): 2200 мм
- Ширина: 900 мм
- Высота: 1830 мм
- Рабочий вес: 1950 кг
- Сухой вес: 1840 кг