лива (за теплотворною здатністю). З цього випливає, що парові турбіни знаходять застосування в місцях, де потреба в тепловій енергії набагато вище, ніж в електричній. Пропоновані на ринку системи, як правило, розраховані на виробництво від 500 кВт і більше електроенергії.
Для ефективної роботи пар в турбіну повинен подаватися під високими тиском і температурою (42 кг/см 2 при 400 ° С або 63 кг/см 2 при 480 ° С). Такі умови висувають підвищені вимоги до котельного устаткування, що призводить до зростання капітальних витрат і вартості супроводу. Перевагою технології є можливість використання в котлі самого широкого спектра палив, включаючи тверді. Проте використання важких нафтових фракцій і твердого палива знижує екологічні показники системи, які визначаються складом відхідних з котла продуктів горіння. Парові турбіни бувають двох типів: з протитиском (коли тиск пари на виході турбіни вище атмосферного) і конденсаційні (коли тиск пари на виході турбіни нижче атмосферного). Застосування додаткового (зовнішнього по відношенню до турбіни) конденсора в останніх дозволяє збільшити електричну ефективність, але практично зводить до нуля подальше використання тепла, що відходить.
3. Газові турбіни
Завдяки повсюдному переходу в 90-і роки на використання природного газу в якості основного палива для електроенергетики, газові турбіни зайняли істотний сегмент ринку. Незважаючи на те, що максимальна ефективність устаткування досягається на потужностях від 5 МВт і вище (до 250 МВт), деякі виробники випускають моделі в діапазоні 1-5 МВт.
Принцип роботи газових турбін полягає в наступному: газ, що нагнітається в камеру згоряння компресором, змішується з повітрям, формуючи паливну суміш, і підпалюється. Утворені продукти горіння з високою температурою (900-1200 ° С), проходячи через кілька рядів лопаток, встановлених на валу турбіни, призводять до обертання турбіни. Механічна енергія вала передається через (знижуючий) редуктор електричного генератора. Теплова енергія виходять з турбіни газів надходить у теплоутилизатор. Замість виробництва електрики, механічна енергія турбіни може використовуватися для роботи насосів, компресорів і т.п. Найбільш традиційним видом палива для газових турбін є природний газ, хоча це не виключає можливості використання інших видів газоподібного палива. При цьому газові турбіни пред'являють підвищені вимоги до якості його підготовки (механічні включення, вологість).
Температура виходять з турбіни газів становить 450-550 ° С. Кількісне співвідношення теплової енергії до електричної у газових турбін становить 2 до 1, що дозволяє будувати когенераційні системи, що розрізняються за типом теплоносія:
безпосереднє (пряме) використання відхідних гарячих газів;
виробництво пари низького або середнього тиску (8-18 кг/см 2) в зовнішньому котлі;
виробництво гарячої води (краще, коли необхідна температура перевищує 140 ° С);
виробництво пари високого тиску (турбіни комбінованого циклу, опис яких наведено нижче).
ККД газової турбіни складає від 3% до 25%, залежно від параметрів роботи конкретної моделі турбіни і характеристик палива. У складі когенераційних систем ефективність зростає до 90% в розрахунку на умовну одиницю витраченого палива (за теплотворною здатністю). Газові турбіни володіють хорошими екологічними параметрами.
Робота турбіни супроводжується високим рівнем шуму, тому для їх установки використовуються індустріального типу будівлі (у тому числі контейнерного типу), які також забезпечують влагозащищенность обладнання.
4. Поршневі двигуни
Поршневі двигуни, використовувані в енергосистемах, володіють, з одного боку, сумірною з турбінами ефективністю в частині генерації електроенергії. З іншого боку, створення когенераційних систем на базі поршневих двигунів ускладнене розсіюванням теплової енергії, частина якої відводиться системою охолодження двигуна (двигун і олію, що використовується в системі змащення, повинні постійно охолоджуватися), а також пульсуючим характером потоку відхідних газів (з температурою на рівні 400 ° С). Кількісне співвідношення теплової енергії та електричної у поршневих двигунів становить 1 до 1.
На практиці застосовують два типи поршневих двигунів:
із запалюванням від стиснення (аналог автомобільного або суднового дизеля), які можуть працювати на дизельному паливі або природному газі (з додаванням 5% дизельного палива для забезпечення займання паливної суміші). На ринку доступні моделі від одиниць кіловат до 15 МВт вихідний електричної потужності. Незважаючи на повсюдну тенденцію використовувати газ (в основному з екологічних причин...
