Для приміщень, які необхідно опалювати і в той же час подавати стабільне електрику часто використовують спеціальне обладнання. Одним їх оптимальних для таких випадків пристроїв є малопотужні теплові електростанції. Але чому саме вони знайшли таке широке застосування в таких спорудах як басейни та спортивні комплекси, школи і клініки? Щоб відповісти на це питання варто більш детально вивчити з конструктивні особливості і принцип дії.
Пристрій малопотужних теплових енегростанцій
Міні-ТЕС є кілька блоків і електронних приладів, об'єднаних в єдине ціле. Їх спільна робота дозволяє перетворювати теплову енергію в електричну шляхом спалювання палива.
Залежно від моделі це може бути:
- двигун;
- Генератор;
- теплообмінники;
- радіатор;
- Розподільний щит;
- Вихлопна система;
- Автоматика.
Робота двигуна призводить до обертання валу генератора, який відповідає за перетворення кінетичної енергії в електрику. Але так як при цьому виділяється тепло, то воно по теплообмінникам може бути відведено в систему опалення або підігріву води. Його надлишки видаляються системою примусового охолодження. А відпрацьовані гази виводяться через вихлопну трубу.
Якщо виразити роботу теплових електростанцій двома словами, але вона ґрунтується на технології когенерації, а у деяких моделей і тригенерації. У першому випадку обладнання забезпечує об'єкт електрикою і теплом, а в другому - ще й холодом. Управління такою системою здійснюється з розподільчого щита за допомогою системи автоматики. Зазвичай цей блок розташовується в окремому приміщенні.
Види і їх особливості застосування
Існують різні модифікації таких установок:
- Парові турбіни;
- газотурбінні;
- Газопоршневі генератори.
Міні-теплові електростанції можуть мати конденсаційні або протитисковими парові турбіни. Перші застосовуються на об'єктах, де електростанції використовуються для вироблення електрики. Хоча при необхідності вони можуть забезпечувати і відбір пара.
Протитисковими турбіни дозволяють використовувати пар на опалювальні потреби. Але вони на відміну від конденсаційних більш складні і дорогі.
Газотурбінні установки представлені лінійкою від 1 до 300 МВт, але найбільш ефективними вважаються мають потужність від 5 МВт. Виділяється ними тепло надходить до споживача з водою або парою.
Газопоршневі ТЕС вважаються найпоширенішими. Їх використання економічно вигідно, тому що витрати на їх будівництво і експлуатацію найбільш низькі. Однак потужність таких агрегатів обмежується 80 МВт.
Переваги та недоліки ТЕС
У міні-теплових електростанцій дуже багато позитивних якостей, тому їх використання зростає з кожним роком. Сьогодні вони здатні забезпечувати такі переваги як:
- Стабільне та якісне енергопостачання, причому з постійним рівнем напруги і тепла;
- Можливість використання однієї установки для виробництва електрики і опалення, що дозволяє вирішити дві самі найважливіші завдання в експлуатації об'єкта;
- Відносно невисока вартість виробленої енергії, що дозволяє заощадити значну суму в порівнянні з використанням звичайної електромережі;
- Високі екологічні якості, завдяки виробництву тепла і електрики, а при необхідності і холоду для кондиціонування приміщень;
- Швидка окупність, оскільки в складі однієї міні-ТЕС може використовуватися до 12 генераторів, причому потужність одного досягає 9 кВт;
- Економія на ремонті тепломереж, так як установка розташовується в безпосередній близькості до об'єкту;
- Невеликі розміри дають можливість розміщення обладнання не тільки на прилеглій до об'єкту території, а й безпосередньо на його площах;
- Оперативні терміни будівництва і введення в експлуатацію не перевищують 3 місяців при можливості використання обладнання до 25 років;
- Проста і зручна експлуатація;
- Висока надійність.
Крім того, використання такого обладнання дозволяє значно знизити фінансову залежність споживача від постійного зростання цін на електроенергію і тепло. Згідно виробленим підрахунками економія складає 100%.
Критерії вибору обладнання
Будівництво таких установок сьогодні є ідеальним рішенням для самих різних об'єктів. Пояснюється це високою економічною ефективністю їх експлуатації, а також порівняно дешевою енергією.
Теплові енергостанції вибирають в наступних випадках:
- Якщо витрати на виробництво і передачу енергії іншим способом будуть невиправдано високими;
- Коли централізовані системи електро- і теплопостачання не здатні забезпечити необхідні потужності;
- Якщо одержуване електрику має низьку якість або його недостатньо.
Є і ще один аспект - це більш екологічна робота міні-ТЕС в порівнянні з агрегатами, що здійснюють вироблення окремо теплової або електричної енергії.
На що ще варто звернути увагу, так це вид використовуваного палива. Існують електростанції, що працюють на:
Вибір одного з них залежить від більш доступного для конкретного об'єкта. Але слід враховувати, що дизельне паливо вважається одним з найдорожчих і екологічно брудних, тому його застосовують тільки в разі, коли недоступно інше.
Найчастіше вибирають природний газ, так як він ставиться до найдоступнішим і недорогим видам палива.
Огляд різних марок міні-ТЕС
модель Omega 100
Не завжди є можливість будівництва будівлі під обладнання. В цьому випадку можна використовувати модульну міні-ТЕС. Вони випускаються в спеціальних контейнерах, які можуть легко і оперативно переміщатися на необхідний об'єкт.
Серед них варто відзначити модель Omega 100. Вона відноситься до контейнерних ГПУ і призначена для широкого кола споживачів. Лінійка цих міні-ТЕС включає в себе установки потужністю від 400 до 4300 кВА з напругою в 0,4; 6,3; 10 кВ.
З газопоршневих теплових електростанцій цієї марки можуть створюватися каскади, що містять до 10 модулів, при цьому номінальна потужність досягає 43 тисяч кВА. Відмінною рисою цих установок є використання газових двигунів компанії MWM.
Установка Омега сумісна з системою ALFA. Тому на додаток до неї допускається використання модулів Альфа як пікових теплових джерел. Це дозволяє створювати повноцінні міні-ТЕС.
Установка серії ATGL
Знаходить широке застосування і газопоршневі установки серії ATGL. Вона може використовуватися в якості основного або резервного джерела енергії. У лінійку ATGL входять агрегати потужністю від 100 кВт. При цьому їх ресурс не перевищує 200 тисяч годин, а капітальний ремонт рекомендується проводити після 60 000 годин експлуатації.
Серед газотурбінних установок варто відзначити продукцію під маркою Turbomach. Такі установки складаються з газової турбіни і вузлів, що забезпечують її функціонування. Потужність таких міні-ТЕС може досягати 300 МВт.
висновок
Все більше замислюючись над екологічною обстановкою людина намагається вибирати обладнання, яке якщо й впливає на навколишнє середовище, то хоча б, не завдаючи їй при цьому шкоди. Серед установок, що виробляють електроенергію і тепло, такими є міні-ТЕС. Вони є одними з найбільш екологічно чистих і до того ж дозволяють значно знизити вартість електрики. Тому їх використання останнім часом стає найбільш популярним.