Преимущества и недостатки тепловых электростанций

Для помещений, которые необходимо отапливать и в то же время подавать стабильное электричество часто используют специальное оборудование. Одним их оптимальных для таких случаев устройств являются маломощные тепловые электростанции. Но почему именно они нашли столь широкое применение в таких сооружениях как бассейны и спортивные комплексы, школы и клиники? Чтобы ответить на этот вопрос стоит более детально изучить из конструктивные особенности и принцип действия.

Устройство маломощных тепловых энегростанций

Мини-ТЭС представляет собой несколько блоков и электронных приборов, объединенных в единое целое. Их совместная работа позволяет преобразовывать тепловую энергию в электрическую путем сжигания топлива.

В зависимости от модели это может быть:

• Газ;
• Дизель;
• Бензин.

В состав блоков входят:

• Двигатель;
• Генератор;
• Теплообменники;
• Радиатор;
• Распределительный щит;
• Выхлопная система;
• Автоматика.

Работа двигателя приводит к вращению вала генератора, который отвечает за преобразование кинетической энергии в электричество. Но так как при этом выделяется тепло, то оно по теплообменникам может быть отведено в систему отопления или подогрева воды. Его излишки удаляются системой принудительного охлаждения. А отработанные газы выводятся через выхлопную трубу.

Если выразить работу тепловых электростанций двумя словами, но она основывается на технологии когенерации, а у некоторых моделей и тригенерации. В первом случае оборудование обеспечивает объект электричеством и теплом, а во втором – еще и холодом. Управление такой системой осуществляется с распределительного щита при помощи системы автоматики. Обычно этот блок располагается в отдельном помещении.

Виды и их особенности применения

Существуют различные модификации таких установок:

• Паровые турбины;
• Газотурбинные;
• Газопоршневые генераторы.

Мини-тепловые электростанции могут иметь конденсационные или противодавленческие паровые турбины. Первые применяются на объектах, где электростанции используются для выработки электричества. Хотя при необходимости они могут обеспечивать и отбор пара.

Смотрим видео, принцип работы оборудования:

Противодавленческие турбины позволяют использовать пар на отопительные нужды. Но они в отличие от конденсационных более сложные и дорогие.

Газотурбинные установки представлены линейкой от 1 до 300 МВт, но наиболее эффективными считаются имеющие мощность от 5 МВт. Выделяемое ими тепло поступает к потребителю с водой или паром.

Газопоршневые ТЭС считаются самыми распространенными. Их использование экономически выгодно, так как затраты на их строительство и эксплуатацию наиболее низкие. Однако мощность таких агрегатов ограничивается 80 МВт.

Достоинства и недостатки ТЭС

У мини-тепловых электростанций очень много положительных качеств, поэтому их использование растет с каждым годом. Сегодня они способны обеспечивать такие преимущества как:

• Стабильное и качественное энергоснабжение, причем с постоянным уровнем напряжения и тепла;
• Возможность использования одной установки для производства электричества и отопления, что позволяет решить две самые важнейшие задачи в эксплуатации объекта;
• Относительно невысокая стоимость вырабатываемой энергии, что позволяет сэкономить значительную сумму по сравнению с использованием обычной электросети;
• Высокие экологические качества, благодаря производству тепла и электричества, а при необходимости и холода для кондиционирования помещений;
• Быстрая окупаемость, поскольку в составе одной мини-ТЭС может использоваться до 12 генераторов, причем мощность одного достигает 9 кВт;
• Экономия на ремонте теплосетей, так как установка располагается в непосредственной близости к объекту;
• Небольшие размеры дают возможность размещения оборудования не только на прилегающей к объекту территории, но и непосредственно на его площадях;
• Оперативные сроки строительства и ввода в эксплуатацию не превышающие 3 месяцев при возможности использования оборудования до 25 лет;
• Простая и удобная эксплуатация;
• Высокая надежность.

Кроме того, использование такого оборудования позволяет значительно снизить финансовую зависимость потребителя от постоянного роста цен на электроэнергию и тепло. Согласно производимым подсчетам экономия составляет 100%.

Критерии выбора оборудования

Строительство таких установок сегодня является идеальным решением для самых различных объектов. Объясняется это высокой экономической эффективностью их эксплуатации, а также сравнительно дешевой энергией.

Тепловые энергостанции выбирают в следующих случаях:

1. Если затраты на производство и передачу энергии другим способом будут неоправданно высокими;
2. Когда централизованные системы электро- и теплоснабжения не способны обеспечить необходимые мощности;
3. Если получаемое электричество имеет низкое качество или его недостаточно.

Есть и еще один аспект – это более экологичная работа мини-ТЭС по сравнению с агрегатами, осуществляющими выработка отдельно тепловой или электроэнергии.

На что еще стоит обратить внимание, так это вид используемого топлива. Существуют электростанции, работающие на:

• Газе;
• Дизеле;
• Древесине или угле.

Выбор одного из них зависит от более доступного для конкретного объекта. Но следует учитывать, что дизельное топливо считается одним из самых дорогих и экологически грязных, поэтому его применяют только в случае, когда недоступно другое.

Чаще всего выбирают природный газ, так как он относится к самым доступным и недорогим видам топлива.

Обзор различных марок мини-ТЭС

Не всегда есть возможность строительства здания под оборудование. В этом случае можно использовать модульную мини-ТЭС. Они выпускаются в специальных контейнерах, которые могут легко и оперативно перемещаться на необходимый объект.

Среди них стоит отметить модель Omega 100. Она относится к контейнерным ГПУ и предназначена для широкого круга потребителей. Линейка этих мини-ТЭС включает в себя установки мощностью от 400 до 4300 кВА с напряжением в 0,4; 6,3; 10 кВ.

Из газопоршневых тепловых электростанций этой марки могут создаваться каскады, содержащие до 10 модулей, при этом номинальная мощность достигает 43 тысяч кВА. Отличительной чертой этих установок является использование газовых двигателей компании MWM.

Установка Омега совместима с системой ALFA. Поэтому в дополнение к ней допускается использование модулей Альфа как пиковых тепловых источников. Это позволяет создавать полноценные мини-ТЭС.

Находит широкое применение и газопоршневая установка серии ATGL. Она может использоваться в качестве основного или резервного источника энергии. В линейку ATGL входят агрегаты мощностью от 100 кВт. При этом их ресурс не превышает 200 тысяч часов, а капитальный ремонт рекомендуется проводить после 60 000 часов эксплуатации.

Среди газотурбинных установок стоит отметить продукцию под маркой Turbomach. Такие установки состоят из газовой турбины и узлов, обеспечивающих ее функционирование. Мощность таких мини-ТЭС может достигать 300 МВт.

Заключение

Все больше задумываясь над экологической обстановкой человек старается выбирать оборудование, которое если и влияет на окружающую среду, то хотя бы, не причиняя ей при этом вреда. Среди установок, вырабатывающих электроэнергию и тепло, такими являются мини-ТЭС. Они являются одними из самых экологически чистых и к тому же позволяют значительно снизить стоимость электричества. Поэтому их использование в последнее время становится наиболее популярным.