Главное меню
Реклама

`

Когенерационные установки для обогрева теплиц

Затраты на обогрев по-прежнему являются головной болью всех тепличных комбинатов. Продолжаем знакомить читателей с возможными альтернативами газовых водогрейных котлов. Одной из таковых являются когенерационные установки.

Когенерацией называют комбинированное производство электрической и тепловой энергии из одного первичного источника. За границей она получила сокращенное название СНР — от combined heat power (комбинированное тепло).
По большому счету, параллельно с электроэнергией выделяют тепло и атомные, и тепловые станции. Их агрегаты в процессе работы сильно нагреваются, и для их охлаждения используется вода, которая, отбирая теплоту, сама нагревается. Ранее эту теплую воду чаще всего сливали обратно в реку или водоем (прямоточные системы охлаждения), однако сегодня от такой технологии практически отказались. Более технологичны системы водоснабжения, которые обеспечивают многократное использование одной и той же охлаждающей воды.
Понятно, что для последующего использования нагретую воду необходимо охладить. Для этого ее сбрасывают в закрытые пруды-охладители, бассейны или так называемые градирни, где она охлаждается, а затем снова подается к нагретому оборудованию. А отобранную в процессе ее охлаждения тепловую энергию можно аккумулировать и использовать, в т. ч. для обогрева жилья или теплиц. В технической литературе советских времен этот процесс описан как теплофикация — централизованное теплоснабжение на базе комбинированного производства электроэнергии и тепла низкого потенциала на теплоэлектроцентралях. Но для тепличных хозяйств это обычно не лучший вариант, ведь на выходе со станции вода обычно имеет температуру 35…40°С, а для систем отопления требуется 80…100°С.
Значительно более эффективным является процесс когенерации, суть которого заключается в утилизации тепла после получения электроэнергии. Фактически это использование вторичного энергоресурса (тепла) после отработки в установках по производству электроэнергии.
По сути, когенерационная установка представляет собой электрогенератор, к которому добавлены контуры теплообмена, способные накапливать и утилизировать «лишнее» тепло, отводящееся вместе с выхлопными газами. В таком случае тепловая энергия, выделяющаяся при сгорании топлива, не теряется, а используется для нагрева теплоносителя в первом контуре. Затем тепло передается на второй контур и используется непо­средственно для отопления теплиц.

Преимущества

Когенерационные установки справедливо считаются энергоэффективным оборудованием. При их использовании:
     коэффициент использования тепла топлива (КИТТ) повышается до 90% и даже выше, поэтому расход топлива и, соответственно, стоимость тепловой энергии уменьшаются;
     значительно сокращаются выбросы углекислого газа, оксидов азота и серы в атмосферу;
     тепло используется непосред­ственно в месте получения, что обходится дешевле, чем строительство и эксплуатация многокилометровых теплотрасс;
     потребитель приобретает энергетическую независимость от сбоев в электроснабжении и аварий в системах теплоснабжения;
     при необходимости на когене­рационных установках, помимо электрической и тепловой энергии, с использованием дополнительного оборудования можно получать также пар, холод и так необходимый тепличным растениям углекислый газ.
По подсчетам производителей, экономия топлива в когенерационных установках по сравнению с традиционными генераторами и водогрейными котлами составляет 40–50%. Например, газопоршневые установки фирмы GE Jenbacher из 1 м3 природного газа вырабатывают 4 кВт электрической энергии и 4 кВт тепла. При этом стоимость генерирующего оборудования и его обслуживания в перерасчете на кВт/ч вырабатываемой энергии ниже, чем в случае с газовым обогревом.
Неслучайно сегодня когенерационные установки широко используются в тепличной отрасли во многих странах. Их суммарная мощность, по подсчетам специалистов, составляет более 200 тыс. МВт. Создана даже международная ассоциация Cogen Europe, которая занимается популяризацией таких установок, обучением и помощью всем, кто в них заинтересован. Она планирует довести уровень использования когенерационных установок до 30% от общего производства электроэнергии в мире.
На более широкое распространение когенерационных установок ориентирует и директива 2004/8/ЕС, ведь технология когенерации сочетает положительные характеристики, которые недавно считались практически несовместимыми: высокую эффективность использования топлива, экологические параметры и автономность.

Классификация

Хотя без генерирования тепла достичь высоких показателей энергоэффективности невозможно, основным продуктом когенерационных установок считается все же электроэнергия, поэтому их классифицируют по типу электрогенерирующего оборудования. В частности, различают:
1) паротурбинные установки (ПТУ), рабочим телом которых является водяной пар. Он нагревается в паровом котле под давлением и направляется в паровую турбину, раскручивая ротор. Вращение турбины дает электроэнергию, а прошедший лопасти пар попадает в теплообменник (котел-утилизатор, КУ), в трубках которого циркулирует холодная вода, охлаждаясь, конденсируется и снова подается насосом в паровой котел;
2) газотурбинные установки (ГТУ), в которых водный компрессор сжимает атмосферный воздух до необходимого давления и непрерывно подает его в камеру сгорания. Туда же специальный насос подает необходимое количество газа (или жидкого топлива). Продукты сгорания на выходе из турбины имеют высокую температуру (350…400°С), которую и извлекает котел-утилизатор. В итоге 35–40% энергии сгорания топлива идет на выработку электроэнергии и 50% — на получение тепла.
Причем отбор тепла в таких установках производится в системе выхлопа, и процесс этот технически осуществляется довольно просто. В газопоршневых электростанциях тепло отбирается также на масляном радиаторе и в системе охлаждения двигателя. То, что раньше просто «вылетало в трубу» в виде продуктов сгорания и «лишнего» тепла, теперь может быть использовано для обогрева огромных площадей теплиц. При этом ГТУ характеризуются крайне низким выбросом в атмосферу токсичных продуктов сгорания и соответствуют самым жестким европей­ским экологическим нормам, поэтому могут использоваться даже в непосред­ственной близости от жилых домов;
3) парогазовые установки (ПГУ), имеющие тот же принцип работы: горячие продукты сгорания газов турбины охлаждаются в теплообменнике и нагревают воду, поступающую в паровой котел.
Существуют также микротурбинные установки меньших размеров и мощности и c низким уровнем шума, рассчитанные на средние и крупные фермерские хозяйства.
Большой популярностью пользуются и когенерационные установки на базе двигателей внутреннего сгорания. В этом случае образующиеся при сгорании топлива газы расширяются в цилиндре, приводя в движение поршень. Энергия движения поршня по­средством коленчатого вала передается маховику, а затем с помощью генератора переменного тока преобразуется в электроэнергию. А котел-утилизатор извлекает тепло из отработанных продуктов сгорания. Важное преимущество таких установок в том, что время их запуска из холодного состояния сравнительно невелико.
Важным компонентом любой когенерационной системы является КУ — котел-теплоутилизатор, который, соб­ственно, и дает необходимую для обо­грева теплую воду. Принцип его работы, как нам уже известно, основан на использовании энергии горячих отработанных газов двигателя электрогенератора. Соответственно, разные типы КУ разработаны под конкретное электрогенерирующее оборудование. Они бывают с естественной и принудительной циркуляцией, рассчитанные на 1, 2 или 3 уровня давления, водотрубные, жаротрубные и комбинированные. И каждый из них рассчитан на фиксированный диапазон тепловой мощности.
Для повышения производительности КУ может дополняться экономайзером, обеспечивающим предварительный подогрев теплоносителя отходящими газами до его подачи в основной теплообменник. Возможны и другие тонкости, поэтому нельзя пробовать заменить КУ одной установки на другой, даже если они одного вида.

Проблемы

Производством когенерационного оборудования занимаются множество известных в мире фирм: Elteco (Словакия), Wartsila (Финляндия), ОАО «Первомайскдизельмаш», Caterpiller (США), GE’s Jenbacher (Австрия), FG Wilson (Швеция), COWI (Дания), Ulstein Bergen (Финляндия), Guascor (Испания) и др. Поставщиков такого оборудования в Украине также предостаточно, и большинство из них готовы предоставить покупателям все необходимые консультации и помощь. Тем не менее, широкого распространения в нашей стране когенерационные установки пока не получили.
Что же мешает украинским фермерам, в частности владельцам теплиц, переходить на такое оборудование? Оказывается, в отечественной практике, помимо затрат на его приобретение и установку, нужно учитывать еще ряд важных моментов. Прежде всего, тот факт, что когенераторы вырабатывают и электро-, и тепловую энергию, а потребность хозяйства в одной и другой не всегда одинакова. Вполне возможно, что придется подключаться к государственной распределительной сети, чтобы сбрасывать в нее излишки электроэнергии. В европейских странах предпринимателям за это платят. Например, в Дании некоторые фермеры получают за по­ставленную электроэнергию около 5 тыс. евро в месяц.
У нас же все получается с точностью до наоборот. Во-первых, наша система традиционно передает электроэнергию только в одном направлении — от высоковольтной сети до низковольтных потребителей. Во-вторых, если вы подключаетесь к ней, необходимо обеспечить передачу энергии в определенном диапазоне частоты и напряжения. Естественно, ни ваши заверения, ни техническая документация когенерационной установки достаточным доказательством для «Облэнерго» не являются, поэтому придется оплачивать выезд его представителя на место и выдачу лицензионного соглашения на то, чтобы вы дарили государству электроэнергию. А иногда может понадобиться даже установка специального оборудования, чтобы привести выдаваемую в сеть электроэнергию к определенным стандартам, на что у государства нет средств. На прохождение подобных бюрократических преград приходится тратить немало сил, в чем уже успели убедиться владельцы солнечных панелей и ветроустановок.
Но может быть, наступит время, когда и в нашей стране не будет искусственных препятствий для внедрения современных энергоэффективных технологий?  

Л. Беневьят

Fresh Business Expo розпочне вдоско...
Friday, 09 November 2018
Через місяць Fresh Business Expo розпочне вдосконалену версію себе 2018 року! Цього року організатори додають тепличний сектор. Тепличні технології в Україні набувають значної актуальності. З часом ця галузь стане ще більш прибутковою, оскільки є попит на продукцію та сприятливі умови для розвитку....
Fresh Business Expo готується до 7-...
Wednesday, 18 July 2018
З 4 по 6 грудня 2018 року Fresh Business Expo Ukraine всьоме розпочне свій захід. Виставка знову відбудеться у Міжнародному виставковому центрі (МВЦ) у Києві.
Monday, 22 October 2018
12 червня засновник Агроцентру Січ (Нікопольський р-н Дніпропетровської обл.), досвідчений агроном-овочівник Володимир Хвостик знову приймав у своєму господарстві професіоналів овочевого бізнесу. Цього разу він демонстрував огірки корейської селекції: і вже добре відомий гібрид Арктика F1, і новинки компанії Nong Woo Bio, які за деякими важливими...
Monday, 21 September 2015
В последнее время доля подделок на рынке СЗР увеличилась, а мастерство фальсификаторов еще больше выросло. В итоге с фальсификатом сталкиваются все больше сельхозпроизводителей, а распознать его непрофессионалу часто вообще нереально....
Текущий номер
Поиск
Авторизация
Логин
Пароль
Реклама

© Copyright 2009 - Ovoschevodstvo.com All Rights Reserved     |     Дизайн — Свердличенко Алексей     |     Програмирование — Хагшенас Хажир