Кпд тэц: Эффективные технологии для тепловой энергетики

Коэффициент полезного действия тепловой электростанции

В ближайшем будущем большой вклад в решение энергетической проблемы возможен с использованием магнитогидродинамических (МГД) генераторов за счет повышения термодинамического коэффициента полезного действия тепловых электростанций. Ионизированные горячие продукты сгорания топлива в виде низкотемпературной плазмы с температурой около 2500 °С пропускают с большой скоростью через сильное магнитное  [c.830]











Применяя умеренные плотности тока — до 200 А/м и аноды, суммарное содержание примесей в которых менее 5%, получают свинец марки СО, если висмута в черновом металле менее 0,5%. Расход энергии невелик — около 100 кВт-ч/т, что эквивалентно 360 МДж, а при среднем коэффициенте полезного действия тепловых электростанций — 3,5 кг/т условного топлива заметим, что на огневое рафинирование свинца расходуется 10—11% топлива от массы металла.  [c.261]

Преимущество тепловых электростанций заключается и в том, что они могут работать практически на всех видах минерального топлива — различных углях и продуктах его обогащения, торфе, сланцах, жидком топливе и природном газе. При этом основные агрегаты теплоэлектростанции имеют весьма высокий КПД, что обеспечивает общий коэффициент полезного действия современных электростанций до 42 %.  [c.104]

Для повышения коэффициента полезного действия теплового цикла электростанции увеличивают температуру перегрева и давление острого пара, а также используют вторичный перегрев до возможно более высоких температур. Но при возрастании температуры пара происходит усиление коррозии металла труб поверхностей нагрева вследствие интенсификации диффузионных процессов, так как повышается температура металла стенок труб выходной части пароперегревателей. При увеличении давления острого пара растет температура стенки экранных труб, омываемых с внутренней стороны более горячей водной средой.  [c.109]

На рис. 6-1,а изображена принципиальная тепловая схема конденсационной электростанции. Особенностью электростанции этого типа является то, что только небольшая часть поданного в турбину пара (примерно до 30%) используется из промежуточных ступеней турбины для подогрева питательной воды, а остальное количество пара направляется в конденсатор паровой турбины, где его тепло передается охлаждающей воде. При этом потери тепла с охлаждающей водой составляют весьма значительную величину (до 55% всего количества тепла, полученного в котле при сжигании топлива). Коэффициент полезного действия конденсационных электростанций высокого давления не превышает 40%.  [c.130]

Коэффициент полезного действия энергоблока приближается к 50%. Это должно обеспечить экономию 20—25% топлива по сравнению с обычной тепловой электростанцией.  [c.183]

Для повышения коэффициента полезного действия МГД-установки горячий газ после его охлаждения в канале направляется в топку обычного парового котла теплоэлектростанции (ТЭС). Предварительные подсчеты показывают, что общий коэффициент полезного действия установки достигнет 60— 70%, т. е. на 15—20% превысит к.п. д. лучших тепловых конденсационных электростанций [9].  [c.85]

Принципиальная схема этой электростанции следующая. Зеркала ловят солнечные лучи, собирают их в пучки и направляют в центр (фокус), где находится паровой котел. Пар при температуре 400 С и давлении.35 ат вращает турбогенератор. Коэффициент полезного действия первой в нашей стране солнечной электростанции невелик — не более 15%, удельная стоимость установленной мощности — в 10 раз выше, чем на обычной тепловой электростанции, себестоимость 1 квт-ч — примерно такая же, как на тепловых электростанциях сопоставимой мощности.  [c.86]

Коэффициенты полезного действия котельных агрегатов ряда тепловых электростанций  [c.49]

Тепловые электростанции могут вырабатывать не только электрическую, но и тепловую энергию (горячая вода для отопления и водоснабжения и пар для технологических нужд производства). Коэффициент полезного действия современных теплоэлектростанций (ТЭЦ) еще выше и достигает 60—70%.  [c.104]

Созданные за прошедшие два столетия машины имеют низкий коэффициент полезного действия, например у паровоза он равен 10—15. А это значит, что 85—90/о энергии, заключающейся в топливе, теряется бесполезно. Велики непроизводительные затраты и потери энергии и на тепловых электростанциях в процессе преобразования ее на путях от котлов к турбинам и генераторам.  [c.261]

Машина системы проф. А. Н. Шелеста, использующая атмосферное тепло, может быть применена для тепловых электростанций, коэффициент полезного действия которых будет в два раза выше существующих .  [c.194]

Коэффициент полезного действия нетто тепловой характеризует совершенство работы котельной, как элемента электростанции он учитывает использованное тепло продувки, а также потери на собственные нужды котельной. Коэффициент полезного действия нетто тепловой выражается формулой  [c. 75]

Конденсационная электростанция. Основной энергетический показатель конденсационной электростанции (конденсационного энергоблока) — коэффициент полезного действия нетто, учитывающий собственный расход электрической и тепловой энергии. С коэффициентом полезного действия непосредственно связаны такие важные энергетические показатели, как удельные расходы теплоты и условного топлива па отпускаемую электроэнергию.  [c.275]

Естественно, что если замещаемая природным газом электроэнергия вырабатывается на тепловых электростанциях, коэффициент полезного действия которых к 1980 г. достигнет предположительно величины порядка 35—40%, то при коэффициенте использования топлива в газовых печах более 40%, газовые печи станут не только более дешевыми по капиталовложениям, но и более экономичными в эксплуатации.  [c.276]

Принципиальная тепловая схема теплоэлектроцентрали (ТЭЦ) с турбинами с двумя регулируемыми отборами пара и конденсацией показана на рис. 3-2,6. Часть тепла пара, поступившего в турбину, используется для выработки электрической энергии, после чего этот отработавший в турбине пар направляется тепловым потребителям. В конденсатор поступает оставшееся количество пара, не используемого тепловыми потребителями. Коэффициент полезного действия ТЭЦ значительно превосходит к. п. д. конденсационных электростанций и составляет 70—75%.  [c.17]

ТЕПЛОВАЯ ЭКОНОМИЧНОСТЬ КОНДЕНСАЦИОННЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ (КЭС) И СИСТЕМА КОЭФФИЦИЕНТОВ ПОЛЕЗНОГО ДЕЙСТВИЯ  [c.196]

Тепловая экономичность электростанции характеризуется ее коэффициентом полезного действия (к. п. д.), равным отношению полученной энергии к затраченному теплу топлива. Для любого промежутка времени, например годового, к. п. д. тепловой электростанции равен  [c.29]

Энергетическую эффективность тепловых электрических станций оценивают к. п. д. нетто, учитывающим собственный расход электроэнергии и тепла электростанции. Коэффициент полезного действия нетто определяют для электростанции или блока в целом, а также отдельно для турбинной и котельной установок. В последнем случае общий расход тепла и электроэнергии определяют для каждой из этих установок.  [c.358]

Энергетический баланс. Основным и главнейшим параметром, определяющим энергетические показатели ядерной электростанции, является коэффициент полезного действия т], равный отношению электрической мощности Ne к тепловой мощности Nt, выделяющейся в результате ядерных реакций в мишени и бланкете, т] = Ne/Nt. Принципиальное отличие электростанции ИТС от АЭС состоит в том, что в энергоустановках ИТС имеются дополнительные затраты энергии на питание драйвера, так что т] = Ne — Nd)/Nt. Снижение КПД за счет этих затрат в разрабатываемых схемах электростанций не превышает  [c.165]

Коэффициент полезного действия данного процесса превращения энергии показывает, какая часть исходной энергии (выраженная в процентах) преобразуется в нужную нам форму энергии. Например, когда мы говорим, что тепловая электростанция работает с КПД 35%, это означает, что 35% (0,35) химической энергии, освобождающейся при сжигании топлива, превращается в электрическую энергию.  [c.29]

Главное достоинство МГД-генераторов состоит в том, что они, повышая на 10-20% коэффициент полезного действия по сравнению с тепловыми электростанциями, могут в настоящее время вырабатывать электроэнергию в промышленных масштабах.  [c.184]

Порок современной атомной электростанции заключается в том, что мы еще не умеем преобразовывать энергию атомного ядра непосредственно в электрическую. Приходится сначала получать тепло, а затем превращать его в движение теми же дедовскими сио-, собами, которые существуют с момента изобретения паровой машины. Из-за этого невысок и коэффициент полезного действия атомной электростанции. И хотя это является общим дефектом всех тепловых станций, но все-таки досадно, что проблема отъема тепла и из ядер-ного реактора должна решаться громоздкими, технически несовершенными средствами.  [c.8]

Коэффициент полезного действия трубопроводов т тр У современных тепловых электростанций, если не учитывать потерь рабочего тела, составляет 99%, а с учетом утечек пара и воды 96—977о-  [c.451]

Академик В. А. Кириллин привел недавно другие интересные цифры. Он напомнил, что выработка электроэнергии и мощность электростанций в нашей стране растут в среднем на 11,5 процента в год. Это означает, что каждые десять лет мощность наших электростанций утраивается. А через двадцать лет все сегодняшнее представляющееся нам сверхмогучим энергетическое хозяйство будет составлять только девять процентов всей энергетики… Этот расчет убедительно показывает, насколько экономически выгодно было бы перейти к строительству тепловых электростанций, имеющих коэффициент полезного действия не 40, а 55—60 процентов.  [c.79]

Это, вообще гавО ря, возможйо, но пока все элементы, использующие генераторный газ, работают только при высоких температурах, например 800 градусов. Такую установку для сжигания горючего газа построил, например, несколько лет назад советский ученый О. Дав-тян. Она представл чет собой кожух, в который подаются с одной стороны обыкновенный воздух, с другой — генераторный газ. Потоки воздуха и генераторного газа разделены слоем твердого электролита. С каждого кубометра объема такого элемента можно получить до 5 киловатт мощности. Это в 5 раз больше, чем на современной тепловой электростанции. Коэффициент полезного действия этого элемента высок, но, к сожалению, через некоторое время электролит изменяет свой состав и элементы делаются непригодными.  [c.84]

Величина к. п. д. определяется в основном величиной к. п. д. котельной. Коэффициент полезного действия характеризует экономичность тепловых процессов, не служащих для превращения тепла в работу. В связи с этим сопоставление Bejfa4HH к. п. д. тепловой установки -f (т. е., по существу, к. п. д. котельной установки) и к. п. д. электростанции не имеет смысла.  [c. 37]

Испытания горелок данной конструкции были проведены работниками Харьковэнерго [Л. 105] на одной из южных электростанций в следующих условиях. На фронтовой стене топки котла высокого давления (85 ат) производительностью 105 т ч пара с температурой перегрева 500° С были установлены три горелки. Тепловое напряжение объема топки при полной нагрузке котла составляло 128 Мтл1м -ч. Коэффициент полезного действия котла определялся по прямому и по обратному балансам. Теплота сгорания природного газа определялась калориметром Юнкерса, а состав уходящих газов — при по-  [c.124]

В большой энергетике также найдется место для перспективного использования тепловых труб. Коэффициент полезного действия современных тепловых электростанций вплотную приблизился к 40%. Повысить далее эту величину оказывается весьма трудно. Один из возможных путей— Повышение температуры рабочего цикла, но это приводит к сильному нагреву лопаток турбин и потере их прочности. В основном греются тонкие концы лопаток, наиболее удаленные от массивного ротора. Здесь опять на помощь могут прийти тепловые трубы. Лопатки можно сделать пустотелыми и заполнить их рабочей жидкостью, прн этом они по существу превратятся в соответствующей формы тепловые трубы. Возират конденсата в них будет осуществляться за счет центробежных сил, т. е. капиллярная структура в данном случае ие потребуется. Зона испарения — это зона максимального притока тепла па концах лопаток, зона конденсации—основа1ше лопаток, откуда тепло будет передаваться ротору и далее выводиться по нему из зоны прохождения струи пара. Видимо, ротор также можно сделать пустотелым, превратив его в большую тепловую трубу, что не только позволит улучшить теплопередачу по нему, по и ускорит время прогрева всей турбины до рабочих температур в период запуска [Л. 29].  [c.100]

Величина представляет коэффициент использования тепла топлива при выработке энергии нА тепловом потреблении и не является цоэффициентом полезного действия электростанции.  [c.34]

Всероссийский теплотехнический институт (ОАО ВТИ)

Предлагаемая технология состоит из реализации следующих проектов:

1. Создание угольного блока мощностью 600¸800 МВт на суперкритические параметры пара
2. Разработка и освоение в эксплуатации ТЭЦ нового поколения
3. Техническое обоснование профиля угольного энергоблока на ультракритические параметры пара (УКП)

«Создание угольного блока мощностью 600¸800 МВт на суперкритические параметры пара»

Актуальность

Ускорение темпов экономического развития страны повышает спрос на электроэнергию. Необходимое в этих условиях увеличение объемов производства электроэнергии и расширение производственных мощностей должны сопровождаться повышением экономичности и снижением эксплуатационных затрат.

При этом повышение технической эффективности отечественной электроэнергетики остро необходимо. Предпосылки для него создают как успехи в создании новых материалов и совершенствовании энергооборудования, так и рост цен на органическое топливо, стремление сократить негативное воздействие на окружающую среду, в т. ч. выбросы СО2.

В сложившихся условиях целесообразно масштабное развитие угольной генерации. Основой его должен стать современный экономичный, удовлетворяющий всем экологическим требованиям отечественный пылеугольный энергоблок на суперкритические параметры пара.

Государственная поддержка дает возможность спроектировать не только самое современное оборудование, но и унифицировать его. Это приведет в масштабах страны к существенному сокращению затрат. Как показывают расчеты, разработка и доводка унифицированного энергоблока позволяет при тиражировании его на других вновь вводимых объектах снизить затраты на 40 процентов.

Учитывая масштабность проблемы целесообразно ее решение на основе программно-целевого метода, направленного на сбалансированное выполнение всего комплекса технологических мероприятий и обеспечение эффективного взаимодействия участников работ.

В СССР было выпущено около половины мирового парка энергоблоков на стандартные сверхкритические параметры пара, созданы и длительно эксплуатировались уникальные опытно-промышленные установки на суперкритические параметры пара: первый в мире котел на ТЭЦ ВТИ на 30 МПа, 650 °С и блок СКР-100 на Каширской ЕРЭС на те же параметры.

Полученные при этом знания и опыт создают возможность реализации угольных энергоблоков на суперкритические параметры пара. Работы по созданию такого энергоблока в России проводятся уже несколько лет.

Цели и задачи

Основными целями создания и освоения перспективного угольного энергоблока нового поколения являются:

• снижение издержек производства электроэнергии на угольных ТЭС путем повышения тепловой экономичности (уменьшения удельного расхода топлива), уменьшения численности обслуживающего и ремонтного персонала и затрат на обслуживание и ремонты;
• предотвращение негативного воздействия угольных ТЭС на окружающую среду путем резкого уменьшения выбросов золы, оксидов серы и азота, сокращения на ~20 % выбросов СО2;
• укрепление производственного и научно-технического потенциала электроэнергетики и энергомашиностроения, создание предпосылок для дальнейшего развития;
• создание условий для экспорта российских знаний и оборудования.

Для достижения этих целей необходимо решить следующие технические задачи:

• Выбор площадки строительства;
• Проведение научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ для обоснования принимаемых технических решений;
• Разработка проекта унифицированного угольного энергоблока мощностью 600-800 МВт на суперкритические параметры пара на выбранной площадке;
• Разработка и изготовление основного оборудования угольного энергоблока 600-800 МВт на суперкритические параметры пара;
• Строительство головного угольного энергоблока мощностью 600-800МВт на суперкритические параметры пара;
• Освоение головного блока в эксплуатации;
• Уточнение конструктивных и проектных решений;
• — Расширение и техперевооружение угольных электростанций на базе освоенных экономичных и надежных энергоблоков СКП.

Технология реализуется в течение шести лет в два этапа:

I этап — 2011-2015годы — проектно-изыскательские работы, изготовление, строительство и монтаж головного угольного энергоблока мощностью 660 МВт:

II этап — 2015-2016 годы — освоение и эксплуатация угольного энергоблока 660 МВт:

«Разработка и освоение в эксплуатации ТЭЦ нового поколения»

Актуальность

В настоящее время на угольных ТЭЦ даже при значительной доле природного газа в топливном балансе и коээфициентах использования тепла топлива около 70 %, отношение выработки электроэнергии и тепла не превышает 0,7, а электрический КПД по полному расходу топлива не превышает 25 %. Нагрузка на окружающую среду от действующих угольных ТЭЦ существенно превышает разумные нормы. Производственные процессы слабо автоматизированы, а численность персонала велика.

Инновационные пути совершенствования угольных ТЭЦ не разработаны.

В результате при реализации данной технологии будут разработаны угольные энергоблоки для комбинированного производства электроэнергии и тепла; обоснованы экономические и экологические требования к ним, определены технологии, с помощью которых могут быть выполнены эти требования, разработаны алгоритмы и математические модели и с их использованием, оптимизированы циклы, схемы и параметры энергоблоков и технические требования к их оборудованию.

При этом будут обеспечены повышение КПД угольных ТЭЦ на конденсационном режиме до 35 %, сокращение их выбросов в атмосферу до уровней перспективных европейских норм, полная автоматизация и сокращение потребной численности персонала. Снижение выбросов обеспечит необходимый комфорт для населения, а повышение экономичности приведет к снижению издержек производства на 20-30 % и увеличению выработки электроэнергии на тепловом потреблении, повышению конкурентоспособности и финансовой привлекательности комбинированного производства электроэнергии и тепла

После проведения исследований и конструктивных проработок, обеспечивающих принятие решения по созданию угольных ТЭЦ нового поколения, будут реализованы следующие этапы:

• разработка унифицированных проектов угольных ТЭЦ с разными технологиями сжигания и газификацией углей;
• выбор и согласование площадок для отработки головных образцов ТЭЦ;
• разработка рабочих проектов угольных блоков ТЭЦ;
• производство и изготовление оборудования, строительные работы и монтаж;
• освоение и эксплуатация угольных блоков для ТЭЦ с разными технологиям.

«Техническое обоснование профиля угольного энергоблока на ультракритические параметры пара (УКП)»

Актуальность работы

Развитие угольных ТЭС с учетом ожидаемого увеличения доли угля в отечественной электроэнергетике и необходимости сокращения выбросов CO2, требует дальнейшего повышения КПД паросиловых энергоблоков и, соответственно, параметров пара до, например, ультракритических 35 МПа и 700 °С.

В этой связи необходимы проработки отечественного блока на ультракритические параметры пара.

Необходимо рассмотреть возможные диапазоны температур и давлений перегретого пара, циклы и схемы паровых энергоустановок с такими параметрами и оптимизировать их, сформулировать требования к основному оборудованию и проанализировать возможности удовлетворить эти требования.

Планируемая детальная разработка тепловой схемы блока, котельной и турбинной установок позволит определить профиль основного оборудования, разработать программы и провести исследования необходимые для конкретного проектирования головного энергоблока на ультракритические параметры пара.

Цель работы и этапы

Разработка проекта для экологически чистого угольного блока (котел, турбина, паропроводы, газоочистное оборудование), работающего на ультракритических параметрах пара (УКП) 35МПа, 700/720 °С с КПД ~51–53%.

• На основе теплогидравлических и расчетно-аналитических исследований тепловой и гидравлической схемы котла разрабатывается профиль котельной установки на 35 МПа, 700/720°С, не имеющей за рубежом действующих аналогов, а также технические требования и техническое задание к котельной установке.
• На основе проведения газодинамических исследований и новых материалов разрабатывается профиль турбины и турбинной установки на УКП, технические требования и задания для проекта блока, турбины и турбоустановки.
• Исследования эксплуатационной надежности новых марок сталей и сплавов и разработка требований к технологии производства элементов оборудования: высокотемпературных элементов котла, паропроводов и турбины.
• Исследование процессов улавливания загрязняющих веществ в комбинированных аппаратах для разработки профиля аппаратов, обеспечивающих «нулевой» уровень вредных выбросов.
• Проверка основных технологических решений на стендах и пилотных установках, разработка технических заданий на оборудование.

Интервью с главным инженером Казанской ТЭЦ-3 — Реальное время

Главный инженер Казанской ТЭЦ-3 о болевых точках российской энергетики, масштабном татарстанском проекте и состоянии современного инжиниринга. Часть 1

Фото: Олег Тихонов

Этой весной завершается крупный энергетический инвестиционный проект ОАО «ТГК-16», который важен не только для Татарстана, но и для всей России. Строительство газотурбинной установки на Казанской ТЭЦ-3 позволит снизить напряженность накопившихся проблем тепло- и электроснабжения Казани, а станция станет центром питания всего Казанского энергорайона и будущего Казанского энергокольца 220 кВ. «Реальное время» выяснило у главного инженера Казанской ТЭЦ-3, как продвигается реализация проекта. О том, что сегодня волнует отрасль, о проблеме подготовки кадров и о нехватке специалистов среднего звена Рашид Ахметзянов рассказал в интервью.

«Значимый проект большой энергетики России»

— Рашид Гиззатович, насколько нам известно, этот год для вас богат на знаменательные события: на подходе крупный проект, станция отметит свое 50-летие, у вас юбилей…

— Сначала отмечу, что праздновать 50-летие Казанская ТЭЦ-3 будет в следующем году. А в этом — пройдет подготовка к грядущему событию. А во-вторых, вы знаете, понятие «юбилей» мне не особо нравится. Юбилей — это всегда подведение определенных итогов, завершение чего-то, определение результатов. У нас же ситуация немного другая. И я, и вся наша команда, и компания ТГК-16 находимся в постоянном движении. Завершая одни проекты, сразу планируем следующие. У нас молодая команда, много целей, мы еще в самом начале пути.

— В настоящее время в отношении электроэнергетики идет много негатива: отрасль в кризисе, сворачиваются программы инвестиций и модернизации, часто говорят о падении престижа профессии энергетика. При этом у вас на выходе крупный инвестиционный проект по установке новой газовой турбины. На какой стадии сейчас реализация?

— Мы уже вышли на финишную прямую. Все по плану. Полным ходом идут пусконаладочные работы. Машину уже включали в сеть. Проведены первые испытания с выходом на полную нагрузку, а до 20 апреля планируем завершить сертификационные испытания установки. При этом вся электроэнергия, которая вырабатывается во время пусконаладочных работ в апреле, уже реализуется на оптовом рынке электроэнергии. Сейчас мы понимаем, что эта энергия более чем конкурентоспособна по сравнению с соседними электростанциями. Безусловно, экономика предприятия от этого только выиграет.

Проект по строительству ГТУ интересен не только для нас, но и для всей энергетики России

— Очевидно, это довольно сложный и масштабный проект. Расскажите о нем подробнее.

— Казанская ТЭЦ-3 стала вторым энергообъектом в мире, на котором установлена ГТУ данного типа. Основа установки — газовая турбина 9HA.01 электрической мощностью 388,6 МВт. Данная турбина признана крупнейшей и самой эффективной в мире. В ходе испытаний достигнутый КПД ГТУ составил около 42%, что является одним из лучших показателей для турбин класса Н. В цикле ПГУ с ее участием мы ожидаем общий КПД использования топлива на уровне 85%. Более того, данная турбина не только высокоэффективна, но и экологична. Низкоэмиссионная камера сгорания позволит существенно снизить удельные показатели выбросов в атмосферу Казанской ТЭЦ-3.

Этот проект интересен не только для нас, но и для всей энергетики России, потому что здесь исполнителем по договору на условиях «под ключ» выступил фактически производитель основного оборудования. В данном случае это американская компания General Electric. Для них это, в принципе, первый подобный контракт в России. В то, что мы сможем договориться и успешно реализовать проект на таких условиях, мало кто из сторонних наблюдателей верил. Но GE сделала свой выбор, и, как видите, результат у нас уже есть. Я знаю, что ГК «ТАИФ» в настоящий момент прорабатывает аналогичный проект на площадке ПАО «Нижнекамскнефтехим». Здесь уже в качестве претендента на EPC-контракт, помимо GE, выступила компания «Сименс».

«Сегодня уровень инжиниринга резко упал во всем мире»

— А что лично вам дал этот проект?

— Проект многому меня научил. Во-первых, благодаря ему я понял, что не нужно бояться перемен. В середине 2014 года мы подписали контракт, а в середине 2015 года получили разрешение на строительство и вышли на стройплощадку. Через эту площадку прошли лучшие специалисты GE в составе проектной команды. За эти полтора года даже у такой глобальной компании, как General Electric, произошли огромные внутренние изменения, и мы стали свидетелями этого. Мир меняется очень быстро. И какой бы ни была компания, она должна быть готова быстро меняться и следовать за новыми тенденциями. Во-вторых, я понял, что наши специалисты, которые работали над проектом совместно с GE, и вообще отечественные инженеры-энергетики обладают достаточно высокой квалификацией. Это подтверждает тот факт, что в команде GE очень много российских ребят. В ходе реализации проекта мы совместно работали с очень опытными, «матерыми» руководителями проектов компаний GE и GAMA (турецкая компания-партнер GE по реализации проекта, — прим. ред.). Эти специалисты построили и запустили не один десяток проектов по всему миру. И все они говорят, что в целом в мире уровень инжиниринга, уровень подготовки инженеров в сфере проектирования, монтажа, наладки сложных технологических систем, какими являются электрические станции, сильно упал в последние годы. Даже в Западной Европе сложно найти специалистов, которые могли бы руководить проектами, подобными нашему. Особенно не хватает специалистов среднего звена. Сейчас есть проблема перекоса в образовании, когда все бросились в IT-технологии, причем как на Западе, так и у нас в стране. А нужно просто уметь проектировать, строить, уметь монтировать, уметь налаживать оборудование и руководить этими работами. Нужны специалисты, которые могут принимать решения, готовы доказывать их правоту и нести за них ответственность. Именно таких специалистов стало не хватать повсеместно. Надо сказать, хорошо, что в нашей республике, по крайней мере, в электроэнергетике, получилось сохранить инжиниринг и компании, которые могут достаточно качественно выполнять работы по монтажу, наладке электрооборудования, тепломеханического оборудования, проектировать. И работа для них совместно с такими грандами, как GE, — тоже возможность почерпнуть новые знания, компетенции и наработать опыт взаимодействия с зарубежными компаниями в рамках требований общемировых стандартов.

Сейчас Казанская ТЭЦ-3 фактически стала дополнительным центром питания Казанского энергорайона в рамках формирующегося кольца 220 кВ

— Как проект отразился на команде КТЭЦ-3?

— Команда сильно выросла на этом проекте. Каждая большая стройка — серьезная школа для роста квалификации специалистов. У нас много молодых инженеров, которые получили дополнительные знания и опыт на этом проекте, стали по-другому смотреть на вопросы производства, на вопросы эксплуатации. Их опыт не пропадет. ТГК-16 и ТАИФ начали сразу же привлекать этих специалистов к подготовке аналогичного проекта в Нижнекамске. Получается, что в группе «ТАИФ» сейчас формируется такой центр компетенций по энергетике. И здорово, что мы, как профильная энергетическая компания группы, полностью вовлечены в этот процесс и можем быть полезны. При этом мы тесно взаимодействуем с энергослужбами промышленных предприятий группы «ТАИФ». Идет колоссальный обмен опытом и знаниями. В итоге даже рядовые специалисты компании на любую проблему уже смотрят не только со стороны производителя и поставщика энергоресурсов, но и со стороны потребителя.

— В Советском Союзе энергосистема была единой и включала в себя все станции и сети. Сейчас она разделилась. Что-то изменилось в ваших подходах? Какова роль станции сегодня в энергосистеме республики?

— Что касается работы станции, то технически здесь изменений нет. Мы являемся субъектом единой энергосистемы России и частью схемы теплоснабжения города Казани. Режим работы станции определяется диспетчером Системного оператора единой энергосистемы, по тепловым сетям — диспетчерской службой тепловых сетей. Кроме того, подходы ТГК-16, которые реализуются в группе «ТАИФ», подразумевают тесное взаимодействие производителя тепла и электроэнергии и их потребителя, а также взаимодействие всех субъектов электроэнергетики. Показательно то, что основная доля тепла, которую отпускает наша станция, идет на «Казаньоргсинтез». И от того, насколько мы надежно работаем, напрямую зависит деятельность этого предприятия. Поэтому все, что мы делаем, должно быть направлено на обеспечение надежности нашей работы. С другой стороны, мы понимаем, что цена нашей тепловой энергии не должна подрывать конкурентоспособность продукции конечного потребителя. Не должна непосильным бременем ложиться на население нашего города. Поэтому наши коммерческие интересы ограничены возможностями потребителя, но, тем не менее, мы сумели найти золотую середину, чтобы обеспечить развитие компании и не оттолкнуть от себя потребителя. Хотя, может быть, и не всегда это просто.

По энергосистеме показателен проект ГТУ на Казанской ТЭЦ-3, который демонстрирует, что нельзя реализовывать строительство электростанции ради строительства электростанции, как это произошло в некоторых регионах России. В итоге станции, построенные по программе ДПМ, часто не загружены, ведь некоторые из них построены там, где их мощность просто не нужна. А потребитель все равно платит. ГТУ мы сразу задумывали не только как энергоустановку, которая будет работать на оптовом рынке электроэнергии в интересах ОАО «ТГК-16». Ее схемные решения в первую очередь предусматривают обеспечение надежности энергоснабжения города Казани, Казанского энергорайона. Мы совместно с ОАО «Сетевая компания» ведем плодотворную работу в этом направлении и полностью координируем свои технические решения. Сейчас Казанская ТЭЦ-3 фактически стала дополнительным центром питания Казанского энергорайона в рамках формирующегося кольца 220 кВ. Кроме того, реализация данного проекта позволит ОАО «ТГК-16» и дальше обеспечивать своих потребителей, в том числе население, тепловой энергией по самым низким в Республике Татарстан тарифам. Поэтому наши подходы, заложенные с момента основания станции, не изменились. Мы, как и раньше, несем свет и тепло в каждый дом. Другое дело, что действительно изменилась общая ситуация в энергетике и особенно в теплоснабжении.

Продолжение следует

Марина Яковлева, фото Олега Тихонова

ПромышленностьЭнергетика

Индивидуальное отопление. Решение проблемы КПД ТЭЦ — системы теплоснабжения Одессы

Почему отопление ТЭЦ дороже индивидуального отопления ? КПД ТЭЦ?
Потери тепла тепловых сетей на Украине составляют в среднем от 45 до 60%, А почему так много, можно рассмотреть подробнее:

• при транспортировке по тепловым сетям теряется 8-25% в зависимости от протяжённости теплотрассы, так как хорошо изолировать трубу не всегда возможно;

• в доме потребителя теряется 25-30% из-за схемы разводки, которая греет не только квартиру хозяина квартиры, но и коридор, часть подвала. Так никого из работников ЖКХ не волнуют права потребителя. Здесь может быть эффективна установка теплоизоляции на трубы;
• жилищно-коммунальное хозяйство Украины на своё содержание тоже требует затрат абонента ТЭЦ.

Один из этих критериев оценки меняется — длина прокладки теплотрассы, поэтому общее КПД отопления или горячего теплоснабжения потребителей ТЭЦ составляет в среднем от 39% у теплотрасс с малой теплоизоляцией и до 55% у теплотрасс с очень хорошей тепловой изоляцией. Потери тепла при его транспорте пропорционально зависят от расстояния, поэтому для потребителей, находящихся вблизи от котельной или ТЭЦ, расходы на транспорт можно не учитывать. А при транспортировке в отдалённые уголки тепловой сети, потери будут вдвое больше средних и составят от 16 до 50%. Поэтому при средних значениях КПД системы коммунального теплоснабжения, коэффициент полезного действия теплоснабжения ближайших потребителей составляет от 52 до 60%, а для теплоснабжения потребителей, подключенных к краям тепловой сети — от 26 до 50%.
Это и является основной причиной невысокого качества и высоких энергетических затрат коммунального теплоснабжения. Если к потребителю доходит только треть тепла сгоревшего топлива, как правило, газа, конечный получатель такого тепла по сравнению с потребителем непосредственно газа, например, в частном доме с газовым счётчиком, платит за отопление в 3 раза больше, это не считая затрат на транспорт тепла по холодным улицам. Уже стало ясно, что об обеспечении нормальных температурных условий +18 ^oC (по закону) в вашей квартире никто кроме вас думать не станет.

Есть несколько решений тарифов ЖКХ и системы теплоснабжения

1. Отключиться от центрального отопления и установить индивидуальное отопление — греться, сравнительно недорогими, но неэффективными, инертными электрическими отопительными приборами, нагружая при этом электросеть и вследствие этого получая предельно низкое напряжение в сети. Самый эффективный отопительный прибор этого класса — электрический конвектор, который не выжигает кислород в отличии от излучающих инфракрасных (с открытой спиралью) или высокотемпературных калориферов типа фена;
2. Установить индивидуальное отопление на газе — высокоэффективный конденсационный газовый котёл, а главное, узаконить подключение котла, что бывает невозможно из соображений безопасности;
3. Поступить, как в Европе, установить  систему индивидуального отопления типа тепловой насос, что экономнее калориферов в 3,5 раза и даёт вожделенную прохладу летом. Поэтому не требуется дополнительно устанавливать кондиционеры на жаркое лето, а также не зависеть от графика отключения горячей воды, благодаря бойлеру косвенного нагрева;
4. Утепление дома может резко снизить затраты на отопление. А утепление труб отопления трубной теплоизоляцией в 4 раза важнее, чем утепление стен.
5. Первое, что стоит установить в любом случае — систему вентиляции с рекуперацией тепла и влаги для экономии без ущерба здоровью от герметичных окон.
6. Или мёрзнуть, а зимы нынче суровые пошли, судя по температурам в Одессе зимой; Этот вариант можно опустить, но он всегда есть.

Приходите в офис в Одессе, мы рады представить вам действующий тепловой насос, греющий офис компании. Мы используем только выгодные и удобные системы отопления. Самая лучшая система индивидуального отопления зависит от расположения энергетических ресурсов на местности, поэтому при проектировании индивидуальных систем отопления обязательно учитывается фактор расположения будущей системы. Всегда находится компромисс между выгодной, доступной и удобной системой отопления, то есть задача многомерная.

Сколько нефти нужно электромобилям :: Общество :: Журнал РБК

Что будет с энергетикой, если завтра весь мир откажется от бензина?

При нынешних темпах роста продажи электромобилей в мире будут удваиваться каждые три года. Они начнут доминировать на рынке уже в 2025-м, а дальнейшее ужесточение экологических требований и снижение себестоимости производства полностью вытеснят «грязный» автотранспорт до 2050 года.

В 2013-м продажи самых популярных электромобилей выросли вдвое, до 206 тыс. Власти Евросоюза поставили задачу к 2020 году увеличить количество электромобилей на дорогах до 8–9 млн и для этой цели субсидируют их покупку. Развивается инфраструктура: в 2011-м электрозаправок было около 12 тыс., а к 2020-му их число возрастет до 800 тыс. Производитель электромобилей Tesla Motors планирует покрыть сетью зарядных станций основные магистрали США до конца этого года, а к 2017-му построить завод по выпуску аккумуляторов мощностью 1 ГВт. Себестоимость батарей снизится на 30%.

Перемены в автомобильной индустрии повлекут за собой перестройку энергетической отрасли. Чтобы понять, в какой мере, можно представить, что весь мир пересел на электромобили уже сегодня.

Сколько понадобится энергии, чтобы обеспечить все электромобили? В России легковые машины в среднем проезжают 15,6 тыс. км в год, грузовые – в 4 раза больше. В США – 18,3 и 40,5 тыс. км соответственно. Согласно данным по 72 странам, средний пробег автомобиля составляет 16,4 тыс. км. В 2012 году все 1,14 млрд автомобилей в мире проехали 18,72 трлн км.

Общий расход топлива автотранспорта в 2011-м достиг 1,89 гигатонн условного топлива, что эквивалентно 2,53 трлн л бензина или 22,3 трлн кВт·ч энергии. Обычный автомобиль расходует 13,2 л бензина на 100 км, то есть примерно 117 кВт·ч. Популярный электромобиль Tesla Model S тратит всего 23,6 кВт·ч на 100 км. Таким образом, годовые затраты электроэнергии для всех электромобилей могут составить 4,42 трлн кВт·ч – примерно на 20% больше того, что вырабатывается сейчас.

Для производства такого объема на современных электростанциях с учетом их КПД понадобится сжигать порядка 1,9 млрд тонн каменного угля или 850 млрд куб. м природного газа. Строительство достаточного числа солнечных электростанций потребует 20 млн тонн поликристаллического кремния (ПКК). Если верить физикам, самые значительные, но пока условные объемы энергии получаются с помощью аннигиляции: при КПД 50% из 1 кг антиматерии выходит 25 млрд кВт·ч энергии. На мировой автопарк уйдет 177 кг.

Учитывая КПД ТЭС в 30–42%, для обеспечения всех электромобилей потребуется сжечь не более 950 млн тонн бензина. Это лишь 40% от топлива, сэкономленного за счет вытеснения двигателей внутреннего сгорания. Большая часть нефти идет на производство дизельного топлива и бензина, поэтому спрос на нее упадет в несколько раз.

Более того, сегодня лишь 4% электроэнергии вырабатывается из нефти (41% – из угля, 22% – из природного газа, 16% – ГЭС, 12% – АЭС). С ужесточением экологических стандартов эта доля едва ли увеличится. Получается, что лишняя нефть может оказаться слабо востребованной и в производстве электроэнергии. При резком сокращении спроса и цен на нефть эксплуатация значительной части месторождений углеводородов станет нерентабельной. Зато сократятся выбросы углекислого газа в атмосферу – с 5,7 млрд нынешнего автопарка до 2,4 млрд тонн, выработанных электростанциями.

На самом деле беспокоиться нефтяникам еще рано. Аналитики Goldman Sachs считают, что продажи электромобилей в 2020 году не превысят 1%, их коллеги из PwC и Navigant Research придерживаются более оптимистичных оценок (2,3 и 3% соответственно). Правительство США ставило задачу увеличить число электромобилей на дорогах до 1 млн к 2015-му, однако пока их в 4 раза меньше. Китай также не выполняет поставленную два года назад задачу повышения доли электромобилей. В середине 2014-го на один электромобиль приходилось 200 обычных машин.

Специалисты Министерства энергетики США отмечают, что автопроизводители предпочтут создание более экологичных и эффективных двигателей внутреннего сгорания, а не радикальные перемены в своем модельном ряду. Топ-менеджеры крупнейших автомобильных корпораций (Toyota, Volvo и Renault-Nissan) согласны, что большое будущее имеют гибриды с двигателем внутреннего сгорания. По крайней мере, им это было бы гораздо выгоднее.

Методы расчета эффективности ТЭЦ

Каждое применение ТЭЦ включает рекуперацию тепла, которое в противном случае было бы потрачено впустую. Таким образом, ТЭЦ повышает эффективность использования топлива.

Два измерения обычно используются для количественной оценки эффективности системы ТЭЦ Система ТЭЦ Система ТЭЦ включает в себя первичный двигатель (например, турбину внутреннего сгорания, двигатель, микротурбину), электрический генератор и установку рекуперации тепла, которая преобразует тепло, которое в противном случае теряется. к полезной тепловой энергии.: общий КПД системы и эффективный электрический КПД.

• Общая эффективность системы – это мера, используемая для сравнения эффективности системы ТЭЦ с эффективностью традиционных систем (сочетание электроэнергии, поставляемой из сети, и полезной тепловой энергии, производимой в обычном котле на месте). Если цель состоит в том, чтобы сравнить энергоэффективность системы ТЭЦ с эффективностью обычных источников энергии на объекте, то мера общей эффективности системы, вероятно, является правильным выбором.
• Эффективный электрический КПД — это мера, используемая для сравнения электроэнергии, вырабатываемой ТЭЦ, с электроэнергией, вырабатываемой электростанциями, которые производят большую часть электроэнергии в Соединенных Штатах. Если электрическая эффективность ТЭЦ необходима для сравнения ТЭЦ с обычным производством электроэнергии (т. е. электроэнергией, поставляемой из сети), то метрика эффективной электрической эффективности, вероятно, является правильным выбором.

В каждой методологии заложены определенные допущения, которые подходят не во всех случаях.Следовательно, используемая мера должна быть выбрана тщательно, а результаты интерпретированы с осторожностью.

Общая эффективность системы

Общий КПД системы ( η o) системы ТЭЦ представляет собой сумму чистой полезной электрической мощности (Вт чистой полезной электрической мощности (Вт
• Паразитные электрические потери – электрическая мощность, потребляемая системой ТЭЦ; например, электричество, используемое для сжатия природного газа перед его использованием в качестве топлива в турбине внутреннего сгорания.и чистая полезная тепловая мощность (∑Q чистая полезная тепловая мощность (∑Q
• Полная тепловая мощность – это общая тепловая мощность системы ТЭЦ. разделить на общий расход энергии топлива (Q общий расход энергии топлива (Q
• 138 000 БТЕ на галлон дизельного топлива, как показано ниже:

При расчете общей эффективности системы оценивается комбинированная мощность ТЭЦ (т. е. электрическая и полезная тепловая мощность) на основе потребляемого топлива. Системы ТЭЦ обычно достигают общей эффективности системы от 60 до 80 процентов.

Обратите внимание, что эта мера не различает значение электрической мощности и тепловой мощности; вместо этого он рассматривает электрическую мощность и тепловую мощность как имеющие одинаковую стоимость, что позволяет их складывать (кВт-ч можно преобразовать в БТЕ с использованием стандартного коэффициента преобразования). На самом деле электричество считается более ценной формой энергии из-за его уникальных свойств.

Эффективный электрический КПД

Эффективный электрический КПД ( ℰ EE) можно рассчитать с помощью приведенного ниже уравнения, где W _E – чистая полезная электрическая мощность, ∑Q _TH – сумма чистой полезной тепловой мощности, Q _FUEL – общее потребление энергии топлива, а α равно эффективности традиционной технологии, которая использовалась бы для производства полезной тепловой энергии, если бы системы ТЭЦ не существовало:

Например, если система ТЭЦ работает на природном газе и производит пар, то α представляет собой КПД обычного котла, работающего на природном газе. Типичный КПД котлов составляет 80 процентов для котлов, работающих на природном газе, 75 процентов для котлов, работающих на биомассе, и 83 процента для котлов, работающих на угле.

Расчет эффективного электрического КПД представляет собой чистую электрическую мощность ТЭЦ, деленную на дополнительное топливо, которое система ТЭЦ потребляет сверх того, что было бы использовано котлом для производства тепловой мощности системы ТЭЦ.

Типичный эффективный электрический КПД для систем ТЭЦ на базе турбин внутреннего сгорания составляет от 50 до 70 процентов.Типичный эффективный электрический КПД для систем ТЭЦ с поршневым двигателем составляет от 70 до 85 процентов.

Комбинированное производство тепла и электроэнергии (ТЭЦ) и районное энергоснабжение

Комбинированное производство тепла и электроэнергии (ТЭЦ), иногда называемое когенерацией, представляет собой интегрированный набор технологий для одновременного производства электроэнергии и тепла на месте.

Районная энергосистема — это эффективный способ обогрева и/или охлаждения многих зданий от центральной станции.Он использует сеть труб для циркуляции пара, горячей воды и/или охлажденной воды в нескольких зданиях.

Микросеть — это сеть источников электроэнергии и нагрузок, которая обычно подключена к сети и синхронизирована с ней, но также может работать независимо в «островном режиме».

ТЭЦ часто является неотъемлемой частью районных энергосистем и микросетей. ТЭЦ, районные энергетические системы и микросети повышают энергоэффективность, сокращают выбросы углерода, облегчают интеграцию возобновляемых источников энергии, снижают эксплуатационные расходы и повышают устойчивость критически важной инфраструктуры и системы электроснабжения.

По мере развития сети и включения в нее большего количества различных видов распределенных энергоресурсов возрастает потребность в обеспечении стабильности и надежности электроэнергетической системы. Гибкие системы ТЭЦ, которые могут предоставлять необходимые услуги поддержки сети, такие как возможность линейного изменения, частотная характеристика и контроль напряжения, обладают значительным потенциалом.

Для обеспечения того, чтобы портфель исследований и разработок ТЭЦ и районной энергетики был сосредоточен на необходимых областях развития технологий, Управление перспективного производства регулярно собирает заинтересованные стороны для обсуждения приоритетных потребностей:

Области портфолио НИОКР по ТЭЦ и централизованной энергетике:

ГИБКИЕ СИСТЕМЫ ТЭЦ

В рамках этих проектов разрабатываются гибкие системы ТЭЦ, которые могут оказывать вспомогательные услуги электрической сети.Проекты разделены на две тематические области: (1) силовая электроника и системы управления, обеспечивающие беспрепятственное соединение систем ТЭЦ с сетью; и (2) первичные двигатели, позволяющие системам ТЭЦ лучше реагировать на требования современной сети.

ТЭЦ — низкоуглеродная и надежная альтернатива новым центральным газовым электростанциям — Альянс комбинированного производства тепла и электроэнергии

Линн Киршбаум, заместитель директора Альянса комбинированного производства тепла и электроэнергии

В условиях растущей угрозы изменения климата промышленные потребители энергии по всей территории США. S. ищут пути сокращения выбросов парниковых газов (ПГ) при сохранении надежности энергоснабжения и обеспечении экономического роста. Эти пользователи сталкиваются с дополнительными проблемами, связанными с сокращением выбросов, поскольку они часто имеют значительный спрос на тепловую энергию в дополнение к своим потребностям в электроэнергии. Комбинированные системы производства тепла и электроэнергии (ТЭЦ) позволяют коммерческому и промышленному секторам сократить свои выбросы, экономя при этом деньги, повышая устойчивость своих операций и обеспечивая экономический рост.Даже по сравнению с наиболее эффективными электростанциями, работающими на ископаемом топливе, использующими системы комбинированного цикла природного газа (NGCC), ТЭЦ по-прежнему более рентабельны, надежны и экологичны.

Средний КПД электростанций, работающих на ископаемом топливе, в США составляет 33 процента. Это означает, что две трети энергии, используемой для производства электроэнергии на большинстве электростанций США, тратится впустую. Когда это производство электроэнергии сочетается с котельной на месте для нужд тепловой энергии, эффективность повышается, но только до 50 процентов.В то время как новый блок NGCC может работать с КПД 50-60 процентов, поскольку отработанное тепло его газовой турбины используется для производства пара и вращения второй турбины для получения дополнительной электроэнергии, доступен более эффективный вариант.

ТЭЦ — еще более эффективная технология, поскольку КПД систем обычно достигает 65–85 процентов, а некоторые приближаются к 90 процентам. Системы ТЭЦ делают это путем рекуперации отработанного тепла, побочного продукта производства электроэнергии, в качестве полезной тепловой энергии для отопления и охлаждения.В настоящее время ТЭЦ составляет около 8 процентов электрогенерирующих мощностей в США, но, по оценкам Агентства по охране окружающей среды США, технический потенциал составляет более 240 ГВт на более чем 291 000 объектах по всей стране.

Сравнение эффективности использования топлива для производства электроэнергии

Брайт Хаб Инжиниринг. «КПД электростанций разных типов». Май 2010 г.

Ниероп и Хампердинк. «Международное сравнение эффективности использования ископаемого топлива и интенсивности выбросов CO2 — обновление 2018 г.». Сентябрь 2018 г.

Энергоэффективность – ТЭЦ по сравнению с раздельным производством тепла и электроэнергии

  Агентство по охране окружающей среды США: ТЭЦ. «Методика расчета экономии топлива и выбросов углекислого газа для теплоэлектроцентралей». Февраль 2015.

Есть много причин, по которым промышленные потребители энергии должны выбирать системы ТЭЦ вместо NGCC и других традиционных систем на ископаемом топливе. Из-за высокой эффективности системы ТЭЦ требуется меньше топлива для того же выхода энергии, что и для блоков NGCC, что позволяет экономить деньги на затратах на топливо. В то время как центральным электростанциям NGCC требуется передача электроэнергии на большие расстояния для обеспечения потребителей электроэнергией, что приводит к потерям при передаче и распределении, ТЭЦ вырабатывает электроэнергию и тепловую энергию рядом с местом ее использования, уменьшая все потери при передаче.

Системы ТЭЦ

также могут функционировать в микросетях и обеспечивать надежную электроэнергию и тепловую энергию во время длительных отключений сети, особенно для критически важных объектов инфраструктуры, включая больницы и дома престарелых, колледжи и университеты. Существуют также экономические выгоды для объектов, использующих ТЭЦ. Эти системы потребляют меньше топлива, а их природный газ обычно дешевле, чем покупная электроэнергия. Выработка электроэнергии на месте позволяет объектам сократить другие закупки электроэнергии.Внедрение системы ТЭЦ также снижает подверженность риску повышения тарифов на электроэнергию, защищает потоки доходов во время стихийных бедствий и снижает затраты на замену отопительного оборудования.

В дополнение к эффективности, надежности и экономическим преимуществам ТЭЦ по сравнению с NGCC, более низкие потребности в топливе систем ТЭЦ также приводят к меньшему количеству выбросов парниковых газов. По сравнению с традиционным производством электроэнергии системы ТЭЦ в среднем используют на 32% меньше топлива и имеют на 50% меньше ежегодных выбросов углерода. Меньшее потребление топлива также снижает количество загрязняющих веществ и опасных загрязнителей воздуха.Системы ТЭЦ могут еще больше сократить выбросы в будущем за счет использования возобновляемых видов топлива, таких как биомасса, биогаз, возобновляемый природный газ (RNG) и возобновляемый водород.

Внедрение системы ТЭЦ

дает возможность для экономии затрат и сокращения выбросов в промышленном секторе. Этот сектор, включая производство, добычу полезных ископаемых, строительство и сельское хозяйство, потребляет около одной трети всей электроэнергии, вырабатываемой в США.S. может сократить ежегодные выбросы углерода на 174,5 млн тонн в 2030 году, если в промышленном секторе будет принята цель ежегодной экономии энергии на 1,5%, а на коммерческих и промышленных объектах будет установлена ​​часть технического потенциала для новых ТЭЦ. Это то же самое, что убрать почти 38 миллионов автомобилей с дорог. Кроме того, это сэкономит 396 миллионов мегаватт-часов (МВт-ч) электроэнергии в 2030 году и сэкономит предприятиям 298 миллиардов долларов США в совокупности до 2030 года. В этих сценариях наибольший потенциал сокращения выбросов имеется в штатах, расположенных на юго-востоке и Среднем Западе (см. рисунок ниже). ).

Государственный рейтинг потенциальных СО ₂ Сокращения

ТЭЦ Альянс. «Загрязнение углекислым газом может быть значительно снижено за счет промышленной энергоэффективности и комбинированного производства тепла и электроэнергии». Сентябрь 2016 г.

Высокий уровень энергоэффективности, которого могут достичь системы ТЭЦ за счет выработки электрической и тепловой энергии вблизи места ее использования, может помочь сэкономить деньги и сократить все виды выбросов, включая парниковые газы, загрязняющие вещества и опасные загрязнители воздуха.Даже по сравнению с наиболее эффективными системами NGCC, ТЭЦ по-прежнему более рентабельны, надежны и экологичны. Чтобы узнать больше о ТЭЦ и ее роли в решении проблем климата, присоединяйтесь к Альянсу ТЭЦ на нашем виртуальном саммите Роль ТЭЦ в низкоуглеродном будущем , который состоится 14–16 сентября.

Этот пост является вторым в серии, посвященной эффективности ТЭЦ как решения проблемы климата. В первом посте рассмотрено недавнее законодательство штата, в котором признаются экологические преимущества ТЭЦ , а в ближайшие недели будут опубликованы будущие посты о роли ТЭЦ как основы микросетей и способности ТЭЦ работать с возобновляемыми видами топлива.

Эффективность ТЭЦ для биогаза

Эффективность комбинированной теплоэлектроцентрали является функцией эффективности преобразования энергии топливного газа в полезную энергию в виде электричества и тепла.

Теплоэлектроцентраль (ТЭЦ), как правило, представляет собой поршневой газовый двигатель, использующий энергию газа для привода коленчатого вала. Коленчатый вал вращает генератор переменного тока для производства электроэнергии. В процессе горения газа выделяется тепло.Это тепло может быть восстановлено во время когенерации, чтобы максимизировать теплотворную способность системы.

Чтобы понять эффективность биогазовой установки, необходимо сначала понять энергоемкость топливного газа.

Теплота сгорания газа

Существуют различные определения количества энергии, запасенной в газообразном топливе:

Низшая теплотворная способность (LHV) или низшая теплотворная способность (LCV)

Высшая теплота сгорания (HHV) или высшая теплотворная способность (HCV)

Углеводородное топливо обычно связано с определенным количеством воды.Также при сжигании топлива одним из побочных продуктов процесса сгорания является вода. Количество производимой воды зависит от количества водорода в топливном газе. Из-за высоких температур горения эта вода принимает форму пара. Пар хранит небольшую долю энергии, которая выделяется в процессе горения; это скрытая теплота парообразования (тепло, хранящееся в испарившемся состоянии воды)

Общее количество тепла, выделяющегося при сгорании единицы топлива, ВТС (ВТС), включает скрытую теплоту, хранящуюся в испарившейся воде. Эта испарившаяся вода (и, следовательно, энергия) высвобождается в выхлопных газах двигателя.

Количество тепла, полученного от топлива после скрытой теплоты парообразования, LHV (LCV), вычитается из HHV. LHV — это энергия, доступная газовому двигателю, и именно на нее рассчитывается эффективность преобразования.

LHV топлива определяет расход топлива, необходимый для подачи в газовый двигатель, поскольку общее количество подводимой энергии, необходимое двигателю для производства определенной выходной мощности, определено и зафиксировано.Следовательно, расход газа должен быть таким, чтобы обеспечить требуемый подвод энергии.

Топливо LHV обычно указывается в единицах кВтч/Нм3, если известна подводимая к двигателю энергия, можно легко рассчитать расход газа в м3/ч.

Преобразование энергии и эффективность биогазовой ТЭЦ

Эффективность преобразования теплоэлектроцентрали можно определить как

Электрическая мощность генератора + использованная тепловая мощность газового двигателя

Разделить на

Энергопотребление газового двигателя на основе LHV газа

Х 100

В качестве альтернативы он определяется как электрический КПД ТЭЦ плюс тепловой КПД ТЭЦ.

Перед преобразованием в электрическую эффективность энергия биогаза должна сначала быть преобразована в механическое электричество. Во время этого процесса есть небольшие потери.

Общий электрический КПД рассчитать несложно. Для высокоэффективного биогазового двигателя Jenbacher этот показатель может достигать 43% в зависимости от модели и электрической мощности.

Существует ряд точек, где можно рекуперировать тепло от газового двигателя:

Промежуточный охладитель, смазочное масло и нагреватель воды в рубашке обычно объединяются в контур охлаждения.Это тепло обычно подается в виде горячей воды через пластинчатый теплообменник с температурой подачи/возврата 70/90°C.

Выхлопные газы биогазовых двигателей выделяются при ~450°C. Эти газы могут подаваться в теплообменник отработавших газов для рекуперации этой энергии в виде дополнительной горячей воды.

(Примечание для двигателей, работающих на биогазе: температура выхлопа обычно не опускается ниже 180°C, чтобы предотвратить конденсацию коррозионно-активной кислоты, образующейся из серы в топливном газе)

В дополнение к вышеуказанным источникам тепла дополнительное тепло может рекуперироваться из промежуточного охладителя 2 ^{-й ступени} . Однако это не является распространенным явлением, так как это тепло является низкотемпературным при 55°C и его трудно использовать.

В приведенной ниже таблице показан пример суммарного КПД системы газового двигателя. Если используется менее электрически эффективная модель, общий КПД может превышать 90%. Однако относительная коммерческая ценность электроэнергии обычно намного выше, чем у тепла, и, следовательно, привод предназначен для более энергоэффективных двигателей.

	Энергия МВт	Суммарная эффективность
Содержание энергии в топливном газе (LHV)	3.526
Механический выход	1,527
Электрический выход	1,489	42,2%
Интеркулер 1 ст ступень	0,261	49,6%
Смазочное масло	0,158	54,1%
Вода рубашки охлаждения	0,427	66,2%
Выхлопной газ, охлажденный до 180°C	0. 605	83,3%
Промежуточный охладитель 2 й этап	0,076	85,6%
Рассеиваемое тепло	0,108+0,035	14,3%

Таким образом, эффективность теплоэлектроцентрали может быть рассчитана путем понимания эффективности преобразования энергии топливного газа в полезную мощность в виде электричества и тепла.

Связаться с Clarke Energy

www.clarke-energy.com

www.linkedin.com/company/clarke-energy

www.twitter.com/ClarkeEnergy

www.facebook.com/ClarkeEnergy

Комбинированное производство тепла и электроэнергии | Ресурсы

Комбинированное производство тепла и электроэнергии (ТЭЦ) объединяет производство полезного тепла и электроэнергии (электроэнергии) в единый высокоэффективный процесс.

ТЭЦ вырабатывает электроэнергию, а также улавливает полезное тепло, которое производится в этом процессе.Это контрастирует с традиционными способами производства электроэнергии, при которых огромное количество тепла просто тратится впустую. На современных угольных и газовых электростанциях таким образом теряется до двух третей всей потребляемой энергии, что часто можно увидеть в виде облака пара, поднимающегося из градирен.

Высокоэффективная ТЭЦ

Используя отходящее тепло, ТЭЦ могут достигать рейтинга эффективности свыше 80%. Это сопоставимо с эффективностью газовых электростанций, которая в Великобритании колеблется от 49% до 52%.Угольные электростанции работают хуже с КПД около 38%.

ТЭЦ является топливно-нейтральным

Как процесс производства энергии, ТЭЦ является топливно-нейтральным. Это означает, что процесс ТЭЦ может применяться как к возобновляемому, так и к ископаемому топливу. Используемые конкретные технологии и эффективность, которую они достигают, будут различаться, но в любой ситуации ТЭЦ предлагает возможность более эффективного и действенного использования ценных первичных энергетических ресурсов.

ТЭЦ местные

ТЭЦ обеспечивают местное тепло, электричество и иногда даже охлаждение для различных типов пользователей.Поскольку энергия производится на месте, ТЭЦ имеет дополнительное преимущество, заключающееся в том, что она позволяет избежать потерь эффективности, связанных с передачей и распределением электроэнергии через национальную энергосистему и местные распределительные сети. Около 7% энергии обычно теряется, когда сеть используется для транспортировки энергии от источника генерации к пользователю. При учете этих потерь соответствующие КПД как угольной, так и парогазовой установки еще больше падают в точке использования.

Тригенерация

Тригенерация – это использование блока ТЭЦ в сочетании с абсорбционным охладителем для производства электроэнергии, тепла и охлаждения.В зданиях с постоянными или сезонными потребностями в охлаждении можно установить тригенерацию в качестве экономичного и низкоуглеродного способа удовлетворения своих потребностей в отоплении и охлаждении. Отработанное тепло, производимое блоком ТЭЦ, обеспечивает необходимую энергию для производства охлажденной воды.

Комбинированное производство тепла и электроэнергии | Mass.gov

Система комбинированного производства тепла и электроэнергии (ТЭЦ) (или когенерация) может эффективно и надежно вырабатывать полезную тепловую и электрическую энергию с использованием меньшего количества топлива, чем обычная система, вырабатывающая только электроэнергию.Системы ТЭЦ открывают огромные возможности для клиентов с предсказуемыми и постоянными потребностями в тепле и электроэнергии (особенно для крупных коммерческих, промышленных и институциональных объектов), предоставляя потенциал для значительной экономической экономии и сокращения потребления топлива и выбросов парниковых газов.

Оценки и аудиты: энергосбережение начинается здесь

Все предприятия и учреждения могут воспользоваться услугами и стимулами, предлагаемыми местными коммунальными службами, поставщиками услуг по повышению энергоэффективности и Министерством здравоохранения США. S Министерство энергетики (DOE). Всегда начинайте любой проект по повышению эффективности, включая установку систем комбинированного производства тепла и электроэнергии (ТЭЦ), с изучения того, что доступно сегодня, и тесного сотрудничества с вашей коммунальной службой.

Энергетический технико-экономический аудит

Mass Save® — это инициатива, спонсируемая коммунальными предприятиями штата Массачусетс, занимающимися газовой и электрической энергетикой, а также поставщиками услуг по повышению энергоэффективности, в том числе газовой компанией Bay State, газовой компанией Berkshire, Cape Light Compact, National Grid, газовой компанией Новой Англии, NSTAR, Unitil и Western Massachusetts. Электрическая компания.Подпишитесь на оценку энергопотребления через Mass Save, чтобы улучшить свои энергетические показатели.

Mass Save® для бизнеса

Если вы заинтересованы в системе ТЭЦ, обратитесь к администратору программы электроснабжения или зарегистрируйтесь в программе скидок ТЭЦ

Клиентам, обслуживаемым муниципальными отделами электроснабжения и освещения (MPL), настоятельно рекомендуется обращаться к ним напрямую.

Энергетическая оценка предприятий

Министерство энергетики предлагает два типа оценки площадок для промышленных производственных предприятий.

• Крупные заводы (годовые счета за электроэнергию составляют около 3 млн долларов США) могут иметь право на получение бесплатной трехдневной оценки энергосбережения с выездом на объект, проводимой экспертами Министерства энергетики. В течение ограниченного времени Министерство энергетики также принимает заявки на сертификацию управления энергопотреблением в рамках инициативы «Лидер энергосбережения».
• Малые и средние заводы (годовой валовой объем продаж менее 100 миллионов долларов США и ежегодные счета за электроэнергию от 100 тысяч до 2 миллионов долларов США) могут иметь право на бесплатную однодневную оценку энергопотребления, проводимую Центром промышленной оценки (IAC), спонсируемая государством программа, проводимая Массачусетским университетом в Амхерсте. Если ваш завод соответствует требованиям, обратитесь за помощью в Партнерство по энергоэффективности Массачусетса (MAEEP), которое работает с IAC для поддержки заводов, включая техническую помощь для реализации мер по повышению эффективности.

Техническая помощь

В дополнение к получению поддержки со стороны коммунальных предприятий для повышения эффективности, более крупные потребители энергии должны рассмотреть возможность проведения комплексного энергетического аудита и/или контракта на выполнение работ с энергосервисной компанией (ЭСКО), зарегистрированной в Национальной ассоциации энергосервисных компаний.

Доступна практическая техническая помощь для поддержки предприятий и учреждений в разработке энергетических стратегий; свяжитесь с вашей коммунальной службой через Mass Save® для получения дополнительной информации. Управление технической помощи и технологий оказывает помощь членам TURA (Закон о сокращении использования токсичных веществ); свяжитесь с Джоном Рашко по телефону 617-626-1093 или Джимом Кейном по телефону 617-626-1081. OTA также предлагает страницу «Запросить рекомендации по энергоэффективности», предлагая вашему бизнесу или учреждению бесплатную конфиденциальную помощь в снижении затрат на электроэнергию и повышении энергоэффективности.

По вопросам коммерческой энергоэффективности обращайтесь к Яну Финлейсону, заместителю директора отдела энергоэффективности, по телефону              617-626-4910 или по электронной почте [email protected] 

.

КПД ТЭЦ | Centrica Business Solutions

Определение размеров ТЭЦ для здания начинается с проверки текущих и будущих потребностей в тепле и электроэнергии.

Информация о спросе на сайте покажет, как профили спроса достигают пика и падают с помощью:

•             Время суток       

•            День недели

•             Сезон года

Когда размеры ТЭЦ рассчитаны с учетом обычных моделей потребления здания, всегда целесообразно сравнить экономические и экологические преимущества с преимуществами более крупной и меньшей установки.

Теория гласит, что хорошо спроектированная система ТЭЦ будет использовать все произведенное тепло и электроэнергию, но более крупная ТЭЦ, вырабатывающая избыточное тепло, может в будущем обеспечить более высокие экономические и экологические преимущества. Основные соображения:

•             Запланированные меры по повышению энергоэффективности, которые снизят текущий спрос на тепло и/или электроэнергию.

•            Запланированные изменения в бизнесе, здании или жилом помещении, которые увеличат или снизят потребность в энергии.

Например, в спортивном центре планируется бассейн? В отеле будет утеплена ткань здания или будут установлены стеклопакеты? Для любого бизнеса будет ли расти численность персонала?

Не угадывайте ватт

Прогнозирование потребности в энергии не является точной наукой, но как можно меньше следует оставлять чистой оценке.Успех проекта ТЭЦ зависит от размера. Установки ТЭЦ могут быть слишком большими, потому что профиль спроса на энергию не был оценен должным образом. Чтобы получить все преимущества ТЭЦ, установка должна работать максимально непрерывно, при этом вся произведенная мощность и тепло должны полностью использоваться.

Информация о спросе должна основываться на потреблении тепла и электроэнергии, измеряемом каждый час в течение одного года. Годовые или месячные счетчики электроэнергии и газа не учитывают сезонные колебания, особенно в тепле.Так что максимально приблизитесь к почасовым или даже получасовым цифрам потребления.

Профили использования электроэнергии можно получить, просмотрев данные получасового счетчика от поставщика электроэнергии. Профили потребления тепла оценить труднее, поэтому, возможно, потребуется использовать некоторые временные измерения. Ежемесячные счета за топливо будут указывать на некоторую степень сезонных колебаний. Для еженедельных и ежедневных профилей важно понимать режим работы здания и добавлять к этому краткосрочный мониторинг или аудит.

Есть над чем подумать

После того, как профили спроса установлены, можно рассчитать базовые нагрузки на электроэнергию и тепло для здания — уровни, ниже которых спрос на электроэнергию и тепло на объекте редко падает.