Тригенерация на базе газопоршневых установок
Тригенерационный энергоцентр вырабатывает из природного газа сразу три продукта: электроэнергию, тепло и холод. Тепло, которое в обычной электростанции уходит в атмосферу, здесь питает абсорбционную холодильную машину. По данным каталога, такие комплексы выполняются в диапазоне электрической мощности 200–4500 кВт, холодильные машины — 100–11 630 кВт холода.
Три продукта из одного топлива
Электроэнергия
Генератор газопоршневой установки питает нагрузку объекта параллельно с сетью или в островном режиме.
Тепло
Тепло рубашки охлаждения и выхлопных газов снимается теплообменниками: горячая вода 70/90 °C или пар.
Холод
Горячая вода или выхлоп питают абсорбционную холодильную машину: холодная вода 7/12 °C для кондиционирования и технологии.
Движение условное: показывает потоки, а не фактическую скорость теплоносителя. Нажмите на схему, чтобы открыть её в полном размере.
Пример из каталога: установка 300 кВт
300 кВт
электрической мощности
371 кВт
тепловой мощности в режиме когенерации
355 кВт
холода в режиме тригенерации
85 %
использование первичной энергии топлива
Тепло и холод вырабатываются из одного и того же утилизированного тепла, поэтому не суммируются: либо 371 кВт тепла, либо до 355 кВт холода, либо их сочетание.
Как абсорбционная машина делает холод из тепла
В абсорбционной машине нет компрессора. Хладагент — вода, абсорбент — раствор бромида лития. В испарителе при глубоком вакууме вода кипит при 4–5 °C и отбирает тепло у холодоносителя: так получается холодная вода 7/12 °C.
Образовавшийся пар поглощается концентрированным раствором бромида лития в абсорбере. Разбавленный раствор насос подаёт в генератор, где его нагревает горячая вода или выхлоп газопоршневой установки: вода выпаривается, раствор снова концентрируется, а пар конденсируется и возвращается в испаритель.
Электроэнергия нужна только насосам растворов и градирне, поэтому холод обходится почти без электрической нагрузки. Одноступенчатые машины работают на горячей воде от 80–90 °C, двухступенчатые — на паре или выхлопных газах и дают больше холода с той же тепловой мощности.
Холодопроизводительность, параметры греющей воды и расход охлаждающей воды — по техописанию выбранной машины.
Состав тригенерационного энергоцентра
Газопоршневая установка
Один или несколько генераторных модулей с системой утилизации тепла. Единичная мощность 200–1200 кВт, см. основную страницу ГПУ.
Теплообменники
Пластинчатый для контура рубашки и масла, кожухотрубный или котёл-утилизатор для выхлопных газов. Аварийный охладитель на случай отсутствия теплопотребления.
Абсорбционная холодильная машина
Бромисто-литиевая машина на горячей воде, паре или непосредственно на выхлопных газах. Движущихся частей минимум: насосы растворов и вакуумная система.
Градирня
Отводит тепло конденсации и абсорбции. Мокрая или сухая, в зависимости от доступности воды и площадки.
Гидромодули и баки
Насосные группы контуров горячей и холодной воды, буферные ёмкости для сглаживания графиков потребления.
Автоматика
Единая система управления: приоритеты электро-, тепло- и холодоснабжения, переключение сезонных режимов, диспетчеризация.
Где тригенерация оправдана
Центры обработки данных
Круглогодичная потребность в холоде и электроэнергии, высокие требования к надёжности.
Пищевая промышленность
Холодильные камеры, технологическое охлаждение и одновременно пар или горячая вода для производства.
Фармацевтика и химия
Стабильные параметры микроклимата в чистых помещениях, технологический холод и тепло.
Торговые и офисные центры, гостиницы
Кондиционирование летом, отопление и горячее водоснабжение зимой, собственная электроэнергия круглый год.
Главное условие экономики — круглогодичная потребность хотя бы в одном из двух продуктов утилизированного тепла: зимой в тепле, летом в холоде.
Режимы по сезонам
Зима
- всё утилизированное тепло идёт на отопление и ГВС
- абсорбционная машина остановлена или работает на технологический холод
Лето
- тепло направляется в абсорбционную машину
- объект получает холод без роста электрической нагрузки на компрессорные чиллеры
Межсезонье
- тепло делится между отоплением и холодом по приоритетам автоматики
- излишки сбрасываются через аварийный охладитель
Что нужно для расчёта
- электрическая нагрузка и её график;
- потребность в тепле: отопление, ГВС, технологический пар или горячая вода, температурный график;
- потребность в холоде: мощность, температура холодоносителя, сезонность и суточный график;
- параметры и давление газа, тарифы на газ и электроэнергию;
- площадка: место под установки, абсорбционную машину и градирню, доступность воды;
- существующие источники тепла и холода, которые нужно резервировать или заместить.
Данные собираются единым опросным листом ГПУ в разделе «Документация». Площадка для фото оборудования и реализованных объектов зарезервирована — материалы будут добавлены.
Связанные разделы
Рассчитаем тригенерацию для вашего объекта
Нужны графики электрической, тепловой и холодильной нагрузки. По ним подберём мощность установки и абсорбционной машины и покажем баланс по сезонам.