ћ»Ќ»ЁЌ≈–√ќ ќћѕЋ≈ —џ Ќј Ѕј«≈ ћ» –ќ“”–Ѕ»Ќ: ѕ≈–—ѕ≈ “»¬џ ѕ–»ћ≈Ќ≈Ќ»я

ћ»Ќ»ЁЌ≈–√ќ ќћѕЋ≈ —џ Ќј Ѕј«≈ ћ» –ќ“”–Ѕ»Ќ:   ѕ≈–—ѕ≈ “»¬џ ѕ–»ћ≈Ќ≈Ќ»я

Ётот класс энергоустановок может оказатьс€ весьма эффективным дл€ объектов с непрерывным, но неравномерным потреблением энергии, таких как сельскохоз€йственные регионы, городские поселки, районные центры, городские жилые районы, и т.д.

¬озобновл€емые источники энергии (¬»Ё) Ц как ключи энергосбережени€ Ц все больше вовлекаютс€ в энергетический баланс многих стран. ”читыва€ ограниченность собственных энергетических ресурсов, в нашей  республике одним из направлений решени€ вопроса энергообеспечени€ аграрно-производственных комплексов может стать возможность использовани€ миниэнергокомплексов в качестве электромеханических устройств распределенного генерировани€ электрической и тепловой энергии. –азумеетс€, это требует серьезных научных разработок как в области первичных приводных двигателей, так и в области генерирующих устройств: внедрени€ технологии когенерации (способ производства собственного тепла и электроэнергии) и тригенерации (одновременное  производство электричества, тепла и холода) энергии, развити€ биоэнергетики, как топливного ресурса дл€ миниэнергокомплексов, а также ветро-, минигидро- и солнечной энергетики.

Ќовым направлением в развитии электромеханических систем распределенного генерировани€ предполагаетс€ внедрение совершенно нового класса энергетического оборудовани€ Ц микротурбин (30 к¬тЦ1 ћ¬т). ¬ насто€щее врем€ признанными мировыми лидерами наладившими массовый выпуск надежных, простых и относительно недорогих газовых микротурбин в указанном диапазоне мощностей €вл€ютс€:

Capstone Turbine Corporation (—Ўј) Ц мощностью30, 65, 200, 600, 800 к¬ти1 ћ¬т;

Ingersoll Rand (—Ўј) Ц производство микротурбин мощностью 250 к¬т;

OPRA (√олланди€) Ц производство малых турбин мощностью 2 ћ¬т.

ѕредставление о достоинствах нового класса энергооборудовани€ дают технические характеристики микротурбин Capstone (табл. 1).

“аблица 1

ѕараметры микротурбины

Capstone

 —«ќ

Capstone

—65

Capstone

—200

Capstone

—600

Capstone

—800

Capstone S1000

Ёлектрическа€ мощность, к¬т

30

65

200

600

800

1000

 ѕƒ по электричеству, %

26 (±2)

29 (±2)

33 (±2)

33 (±2)

33 (±2)

33 (±2)

ќбщий ѕƒ % электроустановки (сутилизацией тепла)

80Ц90

80Ц90

66Ц90

66Ц90

66Ц90

66Ц90

ƒиапазонрабочего напр€жени€, ¬

380Ц80

380Ц480

380Ц480

380Ц480

380Ц480

380Ц480

ћаксимальный ток в фазе, ј

46

100

275Ц290

930

1240

1550

¬ес, т

0,578

1,121

3,18-3,64

8,14-9,53

12,6-14,4

15,87-18,14

длина× ширина × высота,м

1,5 × 0,7 × 1,94

1,96 × 0,76 × 2,11

3,6 × 1,7 × 2,5

9,14 × 2,4 × 2,89

9,14 × 2,44 × 2,89

9,14 × 2,43 × 2,89

–асход топлива (газа) при  номинальной нагрузке, м3/ч

12

23

65

195

260

325

ћаксимальна€ температура выхлопных газов, ∞—

275

309

280

280

280

280

¬ыход тепловой энергии, кƒж/час (√кал/ час)

305 000 (0,073)

591 000 (0,141)

1 420 000

(0,339)

4 260 000 (1,017)

5 680 000 (1,356)

7 100 000 (1,696)

¬ыброс вредных веществ при 15% 02

< 9 ppmVNOx

< 9 ppmVNOx

< 9 ppmVNOx

< 9 ppmVNOx

< 9 ppmVNOx

< 9 ppmVNOx

”ровень шума дЅ

на рассто€нии 10 м,

не более 60

не более 60

не более 60

не более 60

не более 60

не более 60

—корость вращени€ турбины, об/мин

96 000

96 000

60 000

60 000

60 000

60 000

—рок службы до капитального ремонта, ч

60 000

60 000

60 000

60 000

60 000

60 000

 

Ќизкие температуры сгорани€ топлива в микротурбинах (510 Ц 954∞—) привод€т к сверхнизким уровн€м выбросов —ќ и NOx. “емпература выхлопных газов преп€тствует образованию конденсата серной кислоты и, как следствие, быстрому износу деталей турбины. √енераторы способны работать в диапазонах нагрузки от 0 до 100% номинальной мощности без остановки.

“опливна€ система и камера сгорани€ микротурбин пригодны дл€ работы на различных видах газового топлива: природный газ высокого, среднего и низкого давлени€; свалочные газы; биогаз. “урбина также может функционировать на высокосернистых газах, содержащих до 7% сернистого водорода (H2S), с низкой или переменной теплотой сгорани€; работает на жидких видах топлива (дизельна€ фракци€, керосинова€ фракци€) с теплотой сгорани€ до 120 ћƒж/м3 и содержанием H2S до 7% от объема топлива. ѕри работе на газах низкого давлени€ все турбины комплектуютс€ дожимными компрессорными станци€ми.

¬ысока€ частота вращени€ ротора позволила добитьс€ уменьшени€ габаритов турбины, благодар€ чему энергоустановка имеет малый вес и компактные габаритные размеры. ¬место традиционного синхронного генератора с редуктором использован высокоскоростной генератор с посто€нным магнитом на роторе, который напр€мую соедин€етс€ с ротором турбины, ќбмотка статора генератора соедин€етс€ со статическим электрическим инвертором, который преобразует переменный ток переменной частоты от генератора в посто€нный ток, а затем Ц в переменный ток трехфазной системы посто€нной частоты Ц 50 √ц при напр€жении 380 Ц 480 ¬. Ёто позвол€ет практически мгновенно реагировать на изменение нагрузки и выдавать требуемую мощность. „астота вращени€ ротора микротурбины измен€етс€ от 45 000 до 96 000 оборотов и при этом не св€зана с выходным напр€жением.

ќтсутствие этой св€зи и возможность изменени€ частоты вращени€ в широком диапазоне привод€т к оптимальному расходу топлива, пропорциональной нагрузке.

ƒл€ запуска микротурбинной установки Capstone используетс€ блок аккумул€торных батарей, который компенсирует ток нагрузки, в то врем€ как двигатель набирает обороты. «а счет этого микротурбина способна выдерживать 80%-й наброс нагрузки. ѕри единовременном сбросе нагрузки до 80% часть тока идет на зар€дку блока аккумул€торных батарей, а скорость вращени€ вала замедл€етс€ с помощью тормозных резисторов. “аким образом, достигаетс€ абсолютна€ эластичность к нагрузке без увеличени€ износа двигател€ и существенного снижени€  ѕƒ энергосистемы.

 онтроль и управление микротурбиной осуществл€ютс€ микропроцессорной системой автоматического управлени€. Ѕлагодар€ высокой степени автоматизации и надежной системе управлени€ установка работает в автоматическом режиме, не требу€ посто€нного присутстви€ персонала при нормальном режиме работы. —оздание нового класса микроэнергоустановок €вл€етс€ базовым основанием дл€ эффективной практической реализации концепции распределенных систем генерации. Ётот класс энергоустановок может оказатьс€ весьма эффективным дл€ объектов с непрерывным, но неравномерным потреблением энергии, таких как сельскохоз€йственные регионы, городские поселки, районные центры, городские жилые районы, и т.д.

—ледует учесть, что в стране осуществл€етс€ сплошна€ газификаци€. ¬ насто€щее врем€ уже все районные центры газифицированы и интенсивно газифицируютс€ городские поселки и большие деревни. ¬се населенные пункты, практически каждый дом, электрифицированы. —оздана густа€ распределительна€ сеть напр€жением 6Ц10 к¬. ѕоэтому в любом локальном центре электрических и тепловых нагрузок Ѕеларуси может быть установлена микроэнергоустановка соответствующей мощности,  что позвол€ет практически реализовать новые подходы к развитию энергетической системы страны. ќстава€сь единой, энергосистема будет состо€ть из интегрированных локальных систем, минимизирующих перетоки электрической энергии. “ака€ децентрализаци€ будет способствовать повышению надежности работы энергосистемы, ее живучести при самых непредвиденных ситуаци€х. ¬озможность работы энергоустановок в автоматическом режиме, не требу€ посто€нного присутстви€ персонала при нормальном режиме работы, упрощает создание центрального автоматического регул€тора частоты и активной мощности, который позволит обеспечить автоматическое регулирование работы электростанций и минимизировать отклонени€ балансов электрической мощности. ѕри этом развитие биоэнергетики, дл€ которой в Ѕеларуси имеютс€ огромные потенциальные возможности (например, использование в качестве сырь€ такой культуры как тапинамбур), может пойти по пути создани€ высокорентабельных специализированных хоз€йств по выработке энергетических продуктов и природных удобрений (органического гумуса и питательных солей).

“акие хоз€йства, использу€ различны методы переработки биомассы (термо-, био-, агрохимические) на основе технологических процессов пиролиза, газификации, спиртового брожени€, анаэробного разложени€, биофотолиза, экстракции топлива смогут вырабатывать горючие газы и жидкости, масла, этанол, биогаз, метан, водород. ¬се эти энергетические продукты €вл€ютс€ топливом дл€ нового поколени€ микроэнергоустановок.

 

—.  онстантинова,

кандидат технических наук. 

Ѕелорусский национальный технический университет.

ћинск.

 

ћатериал подготовлен на основе доклада на международнойнаучно-технической конференции ЂЁнергосбережение Ц важнейшее условие инновационного развити€ јѕ ї, 24-25 но€бр€ 2011г.

г. ћинск.

 

 

 

 

 

 

  • ƒата публикации: 16.01.2012
  • 412
ќќќ Ђƒ≈Ћќ¬џ≈ —»—“≈ћџ —¬я«»ї
ќтраслевой информационно-аналитический портал, посв€щЄнный энергетике Ѕеларуси. јктуальные новости и событи€. ѕодробна€ информаци€ о компани€х, товары и услуги.
220013
–еспублика Ѕеларусь
ћинск
ул. ул. Ѕ. ’мельницкого, 7, офис 310
+375 (17) 336 15 55 , +375 (25) 694 54 56 , +375 (29) 302 40 02 , +375 (33) 387 08 05
+375 (17) 336 15 56
info@energobelarus.by
ЁнергоЅеларусь

ЁнергоЅеларусь

ЁнергоЅеларусь

ЁнергоЅеларусь

191611654
5
5
1
150
150