Когенерация | Комбинирано производство на топло и електроенергия

Когенерация също е известна като съчетано производство на топлина и електроенергия. Както подсказва името, когенерацията работи по принципа на произвеждане на две различни форми на енергия, използвайки един единствен източник на гориво. Едната от тези форми трябва да бъде топлинна или термална енергия, а другата – електрическа или механична енергия.

В конвенционален електроенергиен завод, горивото се изгаря в котел, който в реда на нещата произвежда високонапредна пара. Тази високонапредна пара се използва за задвижване на турбина, която в реда на нещата е свързана с алтернатор и така се произвежда електрическа енергия.

Източената пара след това се изпраща в кондензатор, където се охлажда и се преобразува в вода, която се връща обратно в котела за производство на допълнителна електрическа енергия. Ефективността на този конвенционален електроенергиен завод е само 35%. В когенерационен завод нисконапредната пара, идваща от турбината, не се кондензира, за да се превърне в вода, вместо това се използва за обогрев или охлаждане в сгради и фабрики, тъй като тази нисконапредна пара от турбината разполага с висока термална енергия.

Ефективността на когенерационния завод е около 80 – 90%. В Индия, потенциалът за производство на електроенергия от когенерационен завод е повече от 20,000 MW. Първият комерсиален когенерационен завод беше изграден и проектиран от Томас Едисон в Ню Йорк през 1882 година.

Както е показано на горния диаграм, в традиционния електроенергиен завод, когато даваме гориво като вход, получаваме електрическа енергия и загуби като изход, но в случая на когенерация с гориво като вход, изходът е електрическа енергия, топлина или термална енергия и загуби.

В конвенционален електроенергиен завод, с 100% енергийна вход, само 45% от енергията се използва, а останалите 55% се губят, но с когенерация, общата използвана енергия е 80%, а загубената енергия е само 20%. Това означава, че с когенерацията, използването на гориво е по-ефективно и оптимизирано, и следователно по-икономично.

Потребността от когенерация

• Когенерацията помага за подобряване на ефективността на завода.

• Когенерацията намалява въздушните емисии на частици, оксиди на азот, диоксид на сяра, ртуть и двуокис на въглерод, които в противен случай водят до парников ефект.

• Тя намалява разходите за производство и подобрява продуктивността.

• Системата за когенерация помага за спестяване на потребителската вода и разходите за вода.

• Системата за когенерация е по-икономична в сравнение с конвенционален електроенергиен завод.

Типове когенерационни електроенергиени заводи

В типична система за съчетано производство на топлина и електроенергия има пара или газова турбина, която използва пара и задвижва алтернатор. В когенерационния завод е инсталиран и теплообменник за източената топлина, който възстановява излишната топлина или източен газ от електрогенератора, за да се генерира пара или гореща вода.
Основно има два типа когенерационни електроенергиени заводи, както следва:

• Завод с верхен цикъл

• Завод с долен цикъл

Завод с верхен цикъл

В този тип завод за съчетано производство на топлина и електроенергия, електроенергията се генерира първо, а след това източената пара се използва за нагреване на вода или сгради. Има основно четири типа верхни цикли.

1. Завод с комбиниран цикъл и верхен цикъл CHP- В този тип завод горивото се изгаря първо в пара котел. Произведената пара в котела се използва за задвижване на турбина, която в реда на нещата задвижва синхронен генератор, който произвежда електрическа енергия. Източената пара от турбината може да бъде използвана за предоставяне на полезна топлина, или да бъде изпратена към система за възстановяване на топлина, за да се генерира пара, която може да бъде използвана за задвижване на вторична пара турбина.

2. Завод с пара турбина и верхен цикъл CHP- В този случай горивото се изгаря, за да се произведе пара, която генерира енергия. Източената пара се използва като нисконапредна процесна пара, за да се нагреят водата за различни цели.

3. Завод с водна турбина и верхен цикъл CHP- В този тип завод охлаждащата вода се използва в система за възстановяване на топлина, за да се генерира пара или гореща вода за обогрев на помещения.

4. Завод с газова турбина и верхен цикъл CHP- В този завод с верхен цикъл, газова турбина, задвижвана от природен газ, задвижва синхронен генератор, за да се произведе електрическа енергия. Източен газът се изпраща в котел за възстановяване на топлина, където се използва за преобразуване на водата в пара, или за производство на полезна топлина за обогрев.

Завод с долен цикъл

Както подсказва името, долният цикъл е точно обратен на верхния цикъл. В този тип завод за съчетано производство на топлина и електроенергия, излишната топлина от производствен процес се използва за генериране на пара, която се използва за генериране на електроенергия. В този тип цикъл не се изисква допълнително гориво за производство на електроенергия, тъй като горивото вече е изгорено в производствения процес.

Конфигурация на когенерационен завод

• Газови турбини за съчетано производство на топлина и електроенергия, които използват излишната топлина в източения газ, излизащ от газовите турбини.

• Парни турбини за съчетано производство на топлина и електроенергия, които използват системата за обогрев като парен кондензатор за парната турбина.

• Топливни клетки с разтопен карбонат имат горещ източен газ, много подходящ за обогрев.

• Комбинирани електроенергиени заводи, адаптирани за съчетано производство на топлина и електроенергия.

Заявление: Уважавайте оригинала, добри статии са ценни за споделяне, ако има нарушение на права, моля се обадете за изтриване.