مصادر الطاقة المستقلة للمؤسسات

توربينات البخار المتشابكة (mini-CHP)

نظرًا للارتفاع المستمر في أسعار الكهرباء ، فإن العديد من الشركات التي تنتج بخار الماء وتستخدمه لتلبية الاحتياجات التكنولوجية والتدفئة تتحول إلى الإنتاج المستقل له ، وذلك باستخدام مولدات التوربينات البخارية ذات الضغط الخلفي لتجميع الحرارة والكهرباء.

تم تجهيز غالبية غرف الغلايات الصناعية والتدفئة للإنتاج في المؤسسات الصناعية والبلدية بغلايات بخارية من البخار المشبع أو شديد التسخين قليلاً لضغط 1.4 ميجا باسكال مع إنتاجية 10-25 طن / ساعة.

سيسمح استخدام وحدة التوربينات في غرفة المرجل الخاصة بنا بما يلي:

• انخفاض كبير في كمية الكهرباء المشتراة لاستكمال الاكتفاء الذاتي ،

• تخفيض القوة المعلنة ،

• للتعويض الكامل عن الطاقة التفاعلية لتركيباتها الكهربائية باستخدام المولد المتزامن لوحدة التوربين.

يظهر الرسم التخطيطي لمولد التوربينات (TGU) في غرفة المرجل في الشكل. 1.

أرز. 1. مخطط مولد توربيني في غرفة مرجل (mini-CHP)

تم تصميم مولدات التوربينات المعيارية التي تم تركيبها على مستوى الصفر من غرفة المرجل لتوليد الكهرباء مع استخدام مزيد من البخار المستهلك في التركيب للاحتياجات التكنولوجية والتدفئة. من الناحية الهيكلية ، يتم تصنيع الوحدات على شكل وحدات طاقة مدمجة مع جاهزية المصنع بنسبة 100 ٪ ، وتتألف من توربين الضغط الخلفي ، ومولد كهربائي وعلبة تروس ، توضع مع معدات إضافية على خزان زيت مشترك ويتم وضع معدات منفصلة.

تشمل مولدات التوربينات نظام إمداد بالزيت الدوراني ، ونظام هيدروديناميكي محلي لتنظيم التوربينات الأوتوماتيكي والحماية في حالات الطوارئ ، ونظام تحكم وحماية للمولد. تسمح وحدات التحكم في المنظم بالتحكم اليدوي وتضمن استقبال إشارات التحكم الكهربائي أثناء التحكم عن بعد أو التحكم الآلي بالجهاز.

تم تجهيز مولدات التوربينات بمولدات متزامنة من النوع SG2 مع طاقة خرج محايدة وتبريد الهواء.

تتميز مجموعات المولدات التوربينية بما يلي:

• موثوقية عالية (فترة تشغيل مستمر 5000 ساعة على الأقل) ،

• عمر خدمة طويل (25 سنة) ومورد (100000 ساعة) ،

• فترة إصلاح كبيرة (5 سنوات على الأقل) ،

• الحد الأدنى من أعمال التركيب وبدء التشغيل ،

• تكاليف تشغيل منخفضة ،

• سهولة الصيانة والتساهل في مستوى تدريب موظفي الخدمة ،

• سعر معقول مع فترة استرداد قصيرة (1.5-2 سنوات) ،

• توافر نظام خدمة ما بعد البيع.

محطات توليد الطاقة التوربينية الغازية (GTES)

على عكس التوربينات البخارية (دورة بخارية رانكين للبخار) ، في دورات محطة التوربينات الغازية ، يكون سائل العمل عبارة عن غازات مضغوطة يتم تسخينها إلى درجة حرارة عالية. على هذا النحو ، غالبًا ما يتم استخدام خليط من الهواء والمنتجات الناتجة عن احتراق الوقود السائل (أو الغازي).

يظهر الشكل التخطيطي لتوربين غازي (GTU مع مدخلات الحرارة عند p = const). 2.

أرز. 2. رسم تخطيطي لمحطة طاقة توربينية غازية: CS - غرفة الاحتراق ، CP - ضاغط ، GT - توربين غازي ، G - مولد ، T - محول ، M - محرك بدء ، سم - الاحتياجات الإضافية ، RU VN - مجموعة مفاتيح الجهد العالي

يعمل ضاغط الهواء في علبة التروس على ضغط الهواء الجوي ، مما يزيد الضغط من p1 قبل p2 ويغذيه باستمرار في غرفة الاحتراق في الموقد. يتم توفير الكمية اللازمة من الوقود السائل أو الغازي باستمرار بواسطة مضخة خاصة. تترك منتجات الاحتراق المتكونة في الغرفة درجة حرارة t3 وعمليًا نفس الضغط p2 (إذا لم تؤخذ المقاومة في الاعتبار) كما هو الحال عند مخرج الضاغط (p2 = p3). لذلك ، يحدث احتراق الوقود (أي إمداد الحرارة) عند ضغط ثابت.

في التوربينات الغازية GT ، تتمدد نواتج الاحتراق بشكل ثابت ، ونتيجة لذلك تنخفض درجة حرارتها إلى t4 (النقطة 4) ، حيث T4 = 300-400 درجة مئوية ، وينخفض ​​الضغط تقريبًا إلى الغلاف الجوي p1. يتم استخدام انخفاض الضغط بالكامل p3 - p1 للحصول على عمل فني في توربين LTpr. أنا جزء كبير من هذا العمل على أن يتم استهلاكه عن طريق قيادة الضاغط Rvalue LTpr-LTo يتم إنفاقه لإنتاج الكهرباء في المولد الكهربائي G أو لأغراض أخرى.

من أجل زيادة كفاءة محطة توليد الطاقة التوربينية الغازية ، يتم استخدام طريقة لاستعادة حرارة غازات العادم من التوربين. على عكس الرسم التخطيطي السابق (انظر الشكل 2) ، فهو يشتمل على مبادل حراري ، حيث يتم تسخين الهواء المتجه من الضاغط إلى غرفة الاحتراق بواسطة غازات العادم الخارجة من التوربين ، أو يتم استخدام حرارة الغازات في سخانات الغاز للمراجل الرئيسية للمياه أو الحرارة المهدرة.

غلاية تسخين النفايات (KU) لوحدة التوربينات الغازية (سعة 20 ميجاوات) من نوع الأسطوانة مع دوران قسري في دوائر التبخير ، يمكن أن يكون ترتيب أسطح التسخين مع عادم غاز المداخن العلوي مفتوحًا أو يمكن تثبيته في مبنى. يحتوي المرجل على إطاره الخاص ، وهو الهيكل الداعم الرئيسي لأسطح التدفئة وخطوط الأنابيب والأسطوانة والمدخنة.

الوقود الرئيسي والاحتياطي والطوارئ لتوربينات الغاز 20 ميجاوات هو الديزل أو الغاز الطبيعي. نطاق حمل العمل هو 50-110٪ من الاسمي.

تعتمد محطات التوربينات الغازية الحديثة في روسيا على توربينات غازية بسعة 25-100 ميغاواط. في السنوات الأخيرة ، انتشرت محطات توليد الطاقة التوربينية الغازية بقدرة 2.5 - 25 ميجاوات لتزويد حقول الغاز والنفط بالطاقة.

محطات توليد الطاقة بمكبس الغاز

في الآونة الأخيرة ، إلى جانب محطات توليد الطاقة من توربينات الغاز ، تم استخدام محطات الطاقة المعبأة في حاويات القائمة على مولدات مكبس الغاز باستخدام معدات من Caterpillar وغيرها على نطاق واسع.

محطات توليد الطاقة "كاتربيلر" من سلسلة G3500 هي مصادر طاقة كهربائية دائمة ومستقلة.يمكن استخدام مجموعات مولدات مكبس الغاز لتوليد كل من الطاقة الكهربائية والحرارية باستخدام حرارة محرك الغاز. في التين. يوضح الشكل 5.8 مخطط الطاقة (توازن الطاقة) لمصنع مكبس الغاز.

أرز. 3. مخطط الطاقة لمحرك مكبس الغاز

يمكن استخدام مثل هذه التركيبات مع استرداد الحرارة في المرافق التي تستهلك في نفس الوقت الحرارة والكهرباء ، على سبيل المثال ، في منشآت النفط والغاز ، والخدمات السكنية والمجتمعية البعيدة (الكهرباء والتدفئة للقرى الصغيرة ، وما إلى ذلك) ، في المحاجر والمناجم ، في مختلف المؤسسات الصناعية.

تشمل المعدات الرئيسية: مولد محرك الغاز من Caterpillar ، وحدة استرداد الحرارة ، الحاوية ، نظام إمداد غاز الوقود ، نظام تعبئة زيت المحرك الأوتوماتيكي ، المعدات الكهربائية ونظام التحكم.

محطات توليد الطاقة بالديزل

في السنوات الأخيرة ، أصبحت محطات توليد الطاقة التي تعمل بالديزل بسعة 4.5 إلى 150 ميجاوات منتشرة على نطاق واسع باستخدام محركات الديزل الآلية ذات السرعة المنخفضة ثنائية الأشواط مع شاحن توربيني ومولدات كهربائية للجهد 6 أو 10 كيلو فولت ، بتردد تيار متناوب 50 أو 60 هرتز.

تعمل مولدات الديزل هذه بثبات على الوقود الثقيل بلزوجة تصل إلى 700 cG عند 50 درجة مئوية مع محتوى كبريت يصل إلى 5٪ ، ويمكنها أيضًا العمل على أي وقود غازي في وضع الوقود المزدوج (في خليط لا يقل عن 8 ٪ من وقود الزيت) ، بينما يشكل ناتج الطاقة الكهربائية حوالي 50٪ من طاقة الوقود المحترق ، هناك فرصة لزيادة كفاءة التركيب بسبب الاستفادة من حرارة غازات العادم ، فهي تعمل دون التقليل من الكفاءة في الظروف المناخية المختلفة ، فإن العمر التشغيلي للوحدات يصل إلى 40 عامًا بسعة تبلغ حوالي 8500 ساعة في السنة.