ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЕ МОЛОЧНОГО ЗАВОДА ОТ ГАЗОТУРБИННОЙ УСТАНОВКИ С УТИЛИЗАЦИЕЙ ТЕПЛОТЫ ПРОДУКТОВ СГОРАНИЯ

POWER SUPPLY OF A DAIRY PLANT FROM A GAS TURBINE PLANT WITH UTILIZATION OF THE HEAT OF COMBUSTION PRODUCTS

Roman Semenov

undergraduate, Department of heat and gas supply, ventilation and hydraulics, Vladimir state University named after Alexander Grigoryevich and Nikolai Grigoryevich Stoletov,

Russia, Vladimir

Maxim Rachkov

university lecturer, Department of heat and gas supply, ventilation and hydraulics, Vladimir state University named after Alexander Grigoryevich and Nikolai Grigoryevich Stoletov,

Russia, Vladimir

АННОТАЦИЯ

Для молочного завода использовать автономный источник энергии весьма выгодно. Небольшие энергетические установки на базе газотурбинных агрегатов с утилизацией теплоты продуктов сгорания характеризуются высоким коэффициентом использования топлива. В дополнение к этому, при генерации энергии непосредственно на промышленной площадке завода, повышается надежность функционирования производства и снижается себестоимость выработанной продукции.

ABSTRACT

For a dairy plant, using an autonomous energy source is very profitable. Small power plants based on gas turbine units with utilization of the heat of combustion products are characterized by a high fuel utilization factor. In addition, the generation of energy directly at the plant site increases the reliability of production operation and reduces the cost of production.

Ключевые слова: когенерация, энергия, теплота, микроканальный теплообменный аппарат, газотурбинная установка.

Keywords: cogeneration, energy, heat, microchannel heat exchanger, gas turbine unit.

Для покрытия потребности в электроэнергии и теплоте на средних и малых промышленных объектах начали применять газотурбинные установки, с помощью которых решают проблемы энергоснабжения при высокой степени эффективности использования природного газа как топлива [1, с. 31]. Разрабатываемые автономные энергетические установки должны работать с минимальными вредными выбросами в окружающую среду за счет высокоэффективных технологий сжигания [2, с. 32], что обеспечивает экологическую безопасность установок. Стандартный электрический коэффициент полезного действия современных газотурбинных установок достигает 40%, надстройка котлом-утилизатором реализует когенерационный цикл, в котором коэффициент использования топлива доходит до 90% при грамотной эксплуатации.

Существуют проблемы малых и автономных источников электрической энергии и теплоты по подключению к соответствующим системам централизованного теплоснабжения, газоснабжения и электроснабжения. Подключение природного газа, воды из центральных систем весьма дорого.

Сложности возникают также и в вопросе продажи избытков электрической энергии в центральную электросеть, поскольку тогда возникает проблема взаимосвязи параметров электричества. Вопрос решается созданием локальной энергосистемы, состоящей из нескольких малых источников, согласованность параметров которых можно установить, при этом обязательно предусматривать резервирование мощностей, тогда происходит выход не на федеральные электросети, а создание локальной энергосистемы.

При установке газотурбинного агрегата нужно проектировать систему, которая позволит максимально эксплуатировать генерацию на полной нагрузке. Это необходимо для того, чтобы получать от ГТУ энергию с минимальными затратами топлива, то есть максимально эффективно. Проблема газотурбинных агрегатов заключается в низком коэффициенте полезного действия, особенно на сниженных нагрузках. Значит, и тепловую часть нужно нагружать максимально. В случае с производственным предприятием это решаемая задача, поскольку на нем имеется технологическая тепловая нагрузка.

Автономный источник энергии может использовать чисто электрический цикл, и производить только электроэнергию или только теплоту, но может быть построен по принципу когенерации или тригенерации [3, с. 13].

Главным принципом когенерации представляется совместная выработка энергии двух видов (получение тепловой энергии, на генерации электрической). Потери тепловой энергии зависят от глубины утилизации тепла газов. Коэффициент эффективности таких схем достигает 90%. Тригенерация предполагает использование тепловой энергии, полученной в когенерационной установке, на получение холода. Холодильные агрегаты тригенерационных установок могут генерировать холод, используя тепловую энергию или электрическую энергию.

Использование когенерационных установок на базе газотурбинных агрегатов является весьма эффективным мероприятием для промышленных потребителей тепловой и электрической энергии.

Направление на энергосбережение во всем мире диктует использование максимально эффективных схем производства и использования энергии. Однако, оборудование для совместной выработки электрической и тепловой энергии весьма дорого в современной действительности.

Поэтому в каждом конкретном случае необходимо проводить изыскания для понимания целесообразности внедрения нового оборудования с учетом множества факторов (местоположение предприятия, рельеф местности, климатические особенности, соотношения нагрузок, тарифы на топливо и энергию, доступность ресурсов и т.д.)

Список литературы:

1. Изотова В.М. Газотурбинные установки // Вестник магистратуры. 2019. №11-2 (98).
2. Смышляев А. О., Кутлин Н. А., Гильмутдинов А. М. Исследование содержания вредных выбросов газотурбинных установок // Научный журнал. 2019. №6 (40).
3. Андрианова Л.П., Илимбетов Ф.И. Основные типы современных энергетических газотурбинных установок и их особенности // Инновационная наука. 2018. №5.