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

Определитель вредителей и болезней ...
Thursday, 24 March 2016
Карманный справочник Определитель вредителей и болезней огурца
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.
Tuesday, 17 July 2012
27 марта в пгт Калиновка Броварского района, что под Киевом, собрались представители множества тепличных комбинатов из Украины, России и Беларуси. Здесь, на базе знаменитого тепличного комбината, состоялся региональный семинар, организованный московским НИИ овощеводства защищенного грунта и ООО ПрофСемГавриш...
Tuesday, 05 April 2016
Выращивание рассады самый ответственный этап ухода за растениями овощных культур.
Текущий номер
Поиск
Авторизация
Логин
Пароль
Реклама

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