Блочные ТЭЦ

Schema-Blockheizkraftwerk Объединение выработки тепловой и электрической энергии или одновременное производство тепла и электричества способствует, благодаря высокому кпд, снижению стоимости энергии у потребителя. Такое объединение также снижает влияющие на климат эмиссии и экономит энергоресурсы.

Решающими преимуществами блочных ТЭЦ (БТЭЦ) являются их большой энергосберегающий потенциал, связанный со значительной совместимостью с окружающей средой в децентрализованных условиях. БТЭЦ приносят наибольшую экономическую и экологическую пользу там, где они рационально используются. Первичная область применения БТЭЦ находится не в сплошном электро- и теплоснабжении крупных агломераций. Здесь по-прежнему незаменимыми остаются крупные электростанции и ТЭЦ. Но необходимо осваивать многочисленные технически и экономически целесообразные случаи использования БТЭЦ в разных секторах рынка.

Во избежание неправильных инвестиций расчет и проектирование БТЭЦ требуют профессионального исполнения опытными инженерами. Далее приводится описание обоснования и рамочных условий объединения выработки тепловой и электрической энергии на базе двигателей внутреннего сгорания. Затем дается информация о возможностях использования, расчете размеров, защите окружающей среды и рентабельности.

БТЭЦ состоит из блока двигателя-генератора с соответствующими теплообменниками для использования тепла охлаждающей воды и отработанных газов. При эксплуатации БТЭЦ тепло и электричество вырабатываются всегда одновременно («в связке»). При этом котельная дополняет агрегаты БТЭЦ.

BHKW Целесообразный диапазон приложения с учетом необходимого наличия находится у объектов с потребностью в тепловой энергии более 1 МВт/год и работе более 4000 часов в год. Сочетания с установками для рекуперации тепла, тепловыми насосами и холодильными машинами возможны и очень интересны с точки зрения первичной энергии. Области применения распространяются, в частности, на промышленность, сельское хозяйство и ремесленное производство, промышленные предприятия, бассейны, больницы, спортивные центры, лечебные центры, гостиницы, муниципальные здания, учреждения бундесвера, жилые поселки, общежития и школы. КПД относительно низшей теплоты сгорания сухой массы топлива Hu , составляют, например, для газопоршневых двигателей в целом примерно от 70 % до 95 % (в т.ч. электрическая мощность свыше 30 %, а частично более 40 %, а тепловая - свыше 40 %). В зависимости от приложения в определенных пределах можно сдвигать доли разных видов энергии и температурных диапазонов.

На рисунке приводится пример величин отдельных энергетических потоков. Согласно рисунку, используется 90% энергии топлива, из них 35% в виде электрической энергии и 55% в виде полезной тепловой энергии. Потери при преобразовании энергии в размере 10% складываются из потерь генератора, излучения, в теплообменниках и неиспользуемого остаточного тепла отработанных газов. Часто эти доли тепловой энергии вследствие слишком низкого уровня температуры не удается привлечь ни в какую сеть. Блочные ТЭЦ обеспечивают теплом непосредственно отдельные объекты или выполняют функцию обеспечения теплом жилых районов через локальные тепловые сети. Наряду с инвестициями решающими для общей рентабельности установки являются затраты на эксплуатацию и техобслуживание, а также выручка за тепловую и электрическую энергию. Доступность электрической мощности является основополагающим для определения постоянных издержек в оценке электропитания. Здесь преимущества имеет многомодульная установка. Например, при использовании шести малых двигателей вместо одного большого можно рассчитывать на доступность n-1 =5 двигателей. На такую доступную мощность можно, например, сократить приобретение электрической мощности у предшествующего поставщика.

На многомодульных установках каждый отдельный двигатель можно эксплуатировать при оптимальной нагрузке, т.е. с максимальным кпд. Диапазоны частичной нагрузки установки перекрываются путем отключения отдельных двигателей или групп двигателей. Расширение или адаптация установки за счет новых секций легче реализовать по методике нескольких двигателей. При этом монтаж и поддержание запасных частей существенно удешевляются. Техническое обслуживание нескольких двигателей можно проводить, как правило, без сокращения расчетной доступности.