Автономные комплексы снабжения тепловой и электрической энергией

   Основные термины и понятия когенерации.

Традиционно энергия вырабатывается разными источниками:
- электроэнергия на электростанциях,
- тепловая энергия - в котлах.
Когенератор - это система, в которой, сжигая топливо (газ), воспроизводят одновременно с высокой эффективностью два вида энергии:
- электрическую от генератора, приводящегося в движение газопоршневым двигателем,
- тепловую от охлаждения рубашки двигателя и выхлопных газов (системы утилизации тепловой энергии).
Когенератор оснащён всем необходимым для использования в полной мере тепловой и электроэнергии на нужды потребителей.
Производство электричества и тепла в одном источнике при сжигании топлива, позволяет резко повысить количество получаемой полезной энергии.
Допустим: КПД работы электростанции - 0,36.
КПД работы котельной до 0,8.
Общий КПД при раздельном сжигании топлива составит: (0,36+0,8)/2 = 0,58.
При совместном производстве электричества и тепла из единицы топлива в когенераторе КПД составит:
- по электрической энергии - 0,35
- по теплу - 0,55
Общий КПД когенератора:(0,35+0,55)/1 = 0,9
Это означает, что эффективность применения когенератора достигает 90%, что на 32% выше, чем при раздельном производстве энергии. Для производства 1кВТ*ч электроэнергии и тепла в когенераторе потребуется на 1/3 меньше топлива, чем при раздельном получении энергии.
Срок окупаемости когенераторного оборудования от 2 до 4 лет, что очень хорошо для системы со сроком эксплуатации - 20 лет и более.

Пример применения когенераторной установки

КГУ может использоваться в режиме автономного источника электроэнргии. В этом случае утилизированное тепло является "бесплатным приложением" к выработке электроэнергии. Например при электрической активной мощности в 2000 кВт, КГУ выдает дополнительно 2,4 МВт тепловой энергии. При такой схеме когенератор работает как котел, нагревая возвращенную воду посредством съема тепла с рубашки двигателя и трубопроводов выхлопных газов.

Высокие показатели использования первичного топлива в когенераторах.

Схема электро и теплоснабжения потребителя

В качестве основного источника тепловой энергии выступает когенерационный газо-поршневой агрегат (ГПА) обеспечивая потребителя тепловой энергией. Количество тепла, получаемое от ГПА, зависит от режима работы (величины электрической нагрузки). Основной источник электроэнергии - генератор, подключенный к ГПА. Общее управление теплоэлектростанцией осуществляется с диспетчерского пункта, с помощью системы автоматического управления. Тепловая энергия, утилизируемая от ГПА, отдельным контуром подключается к общей тепловой схеме.

Газо-поршневые агрегаты, применяемые в когенераторных установках, имеют большой ресурс: 60 000 часов непрерывной круглосуточной работы до первого капитального ремонта. Общий ресурс - не менее 260 000 часов.
Схема автономного электро- и теплоснабжения потребителей.
Для жилых зданий данная когенерационная установка работает в параллель с газовой котельной с общим автоматическим управлением обеими составляющими энергетического комплекса.

Данная схема позволяет:

· Одновременно вырабатывать электричество и тепловую энергию с эффективностью -90%.
· Снизить стоимость 1кВт. ч электроэнергии в 3-4 раза, тепла в 3 раза.
· Повысить надёжность электро- и теплоснабжения.
· Обеспечить высокую рентабельность вложенных средств.
При данной схеме подключения КГУ обеспечивается непрерывная выработка электроэнергии, излишки которой при падении нагрузок электроприемников, подключенных к ТП, сбрасываются в общую сеть.
Стоит подчеркнуть, что при постоянной работе КГУ под номинальной нагрузкой резко сокращается срок ее окупаемости.
После окончания данного срока КГУ превращается в высокорентабельное предприятие по производству электроэнергии.

Примечание. Права независимого производителя электроэнергии закреплены Законом №35-Ф3 "Об электроэнергетике" от 26.03.2003 г.

МОДЕЛЬ: PG1250B газо-поршневая установка производства FGWilson (Великобритания).
ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ, ОПИСАНИЕ:
1250кВА/1000кВт, 380В, 50Гц, 1500об/мин, на базе двигателя Perkins (Великобритания).
ПАНЕЛЬ ДЛЯ СИНХРОНИЗАЦИИ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ
Для параллельной работы оборудования на общую нагрузку необходимо использовать специализированную панель управления для синхронизации. Панель управления обеспечивает автоматическую синхронизацию и управление электростанциями. Распределение активных и реактивных нагрузок между работающими электростанциями осуществляется автоматически. Станции подключаются на общую шину автоматическим управляемым контактором. Предусматривается подключение программно-аппаратного комплекса для мониторинга параметров состояния газо-генераторных станций и удаленного управления работой системы генераторных станций, в том числе по протоколу Mod Bus.
ВЫХОД ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ
Предполагается что все когенераторные установки имеют на выходе генератор производства компании Leroy Sommer с выходным напряжением 0,4кВ.
СРОКИ СТРОИТЕЛЬСТВА ОБЪЕКТА
Срок строительства объекта ориентировочно определен в 9-10 мес.
РАСЧЕТ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ.
Главной целью строительства электростанции является достаточное и надежное обеспечение потребностей в электроэнергии и тепле при рациональном использовании топливо-энергетических ресурсов в соответствии с требованиями охраны окружающей среды и быстром возврате инвестированного капитала. Строительство КГУ при невысоких капитальных и эксплуатационных затратах позволяет обеспечить максимально возможные прибыли от инвестиций.
Среди экономических аспектов, обосновывающих строительство мини-ТЭЦ, специалисты выделяют то, что условия, выдвигаемые поставщиками электроэнергии и тепла для подключения к электрическим и тепловым сетям, часто ведут к значительным безвозвратным расходам и даже к пересмотру условий проведенных подключений.
Существенным отличием между капитальными затратами на энергоснабжение от сетей и энергоснабжение от собственного источника является то, что капитальные затраты, связанные с приобретением мини-ТЭЦ, возмещаются, а капитальные затраты на подключение к сетям теряются при передаче вновь построенных подстанций на баланс энергетических компаний.
Снижение затрат на тепло и электроснабжение по различным оценкам составляет 3,5-4 раза или приносит 0,7 руб. за 1 кВт-ч.

	Электроэнергия(Руб./кВт-ч)	Тепловая энергия(Руб./Гкал)
Топливная составляющая себестоимости единицы энергии*	0,09	105
Общая себестоимость единицы энергии	0,20	145
Средний тариф "Омскэнерго"	1,00**	450***
Средства, поступающие владельцу мини-ТЭЦ за единицу энергии	0,71	305

* - Исходя из стоимости 1000 м.куб. газа 920 руб.
** - Тариф утвержден решением Региональной энергетической комиссии Омской области от 18 декабря 2003 года № 87/38.
*** - С учетом оплаты доставки теплоносителя по сетям "Теплокоммунэнерго".
При мощности КГУ 2000 кВт (эл.), определяем объем валовой прибыли за проданную энергию:

	Электроэнергия	Тепловая энергия
Годовой объем энергопотребления	17 520 000 (кВт-час)	11 680 (Гкал)
Валовая прибыль за год (руб.)	12 439 200	3 562 400
Итого в год (руб.)	16 001 600
Срок окупаемости (год)	3,12

Все оборудование сертифицировано и имеет разрешения на применение на территории РФ.
ООО ИК "ТОР-КОН" имеет лицензии и разрешения на проектирование, монтаж и пусконаладку газового, котельного и теплосилового оборудования.
В комплекс наших предложений также входит проектирование подводящих сетей газоснабжения, получение топливного режима и лимитов на газ. В организационном плане мы обеспечиваем наличие всех необходимых разрешительных документов и согласование строительства энергокомплексов государственными надзорными органами.