когенерация что это такое
Когенерация. Новые технологии в энергетике
Технология когенерации появилась сравнительно недавно и была предназначена для автономного снабжения теплом и электроэнергией промышленных объектов и населённых пунктов в отдалённых районах, где отсутствовало централизованное энергоснабжение. Поэтому это были установки большой мощности и высокой стоимости. Поскольку технология быстро стала популярной, начали разрабатываться и появляться продаже маломощные и компактные когенерационные установки. Появилась возможность применения их в быту.
Цены на установки и стоимость их обслуживания стали доступными и продолжают снижаться. Даже при нынешнем уровне цен, себестоимость полученного тепла и выработанной электроэнергии заметно ниже цен на энергоносители от централизованных поставщиков. Это позволило применять технологию когенерации не только в отдалённых районах, но и для получения независимости от ценового диктата сторонних поставщиков. На сегодняшний день, самую большую популярность технология получила в Европе, Канаде и Японии.
Что же такое когенерация? Это одновременное получение двух видов энергии при работе одного устройства, электрической и тепловой. Приставка «ко» означает «комби«. Также следует упомянуть и о тригенерации. Это та же когенерационная установка, только с адсорбером для утилизации излишнего тепла. Благодаря адсорберу появляется возможность производить ещё и холод. Например, у вас есть теплица. Тепло идёт на обогрев, электричество на освещение, холод на сохранение урожая. Таким образом, новые технологии в энергетике позволяют решать сразу несколько задач одновременно.
Когенерационная установка
Когенерационная установка состоит из четырёх отдельных устройств, собранных на единой платформе:
Когенерационная установка, при выработке 1 кВт электроэнергии, производит от 1 до 2 кВт тепловой энергии. Это соотношение напрямую зависит от типа силовой установки. Например, отбор тепла из выхлопного коллектора газотурбинного силового агрегата, позволяет получить больше тепла относительно выработанной электроэнергии, чем от масляного радиатора газопоршневой установки.
Если когенерационная установка работает в непрерывном режиме, срок окупаемости капитальных затрат составит 3 — 4 года. Если у вас есть возможность продавать излишки электроэнергии во внешнюю энергосеть, срок окупаемости несколько сократится. К тому же, благодаря взаимодействию с внешней сетью, работа установки будет сбалансированной и не зависеть от неравномерного потребления энергии в собственной сети.
Газопоршневая микро ТЭЦ EC Power XRGI® датского производства, 6 кВт электрической и 13 7 кВт тепловой мощности.
Газопоршневые силовые установки
В качестве топлива используется бутан-пропан, природный газ или биогаз. Представляет собой обычный ДВС с жидкостным охлаждением. Большинство производителей предлагает когенерационные установки именно с таким силовым агрегатом. Минимально допустимая нагрузка по электричеству: около 50% от номинальной. Это без ограничения по времени. Работа на нагрузке выше номинальной допустима только в течение непродолжительного времени.
Требуется регулярное техническое обслуживание согласно руководству по эксплуатации. ТО заключается в замене расходников ( моторное масло, фильтра, свечи, охлаждающая жидкость). У газопоршневой микро ТЭЦ EC Power XRGI® (на картинке выше) межсервисный период 10 000 часов работы. Также требуется и более серьёзное регулярное обслуживание: регулировка зазоров клапанов, диагностика неисправностей и переустановка програмного обеспечения.
Микротурбинная микро ТЭЦ EnerTwin голландского производства, 3 кВт электрической и 15 кВт тепловой энергии.
Газотурбинные силовые установки
В качестве топлива используется природный газ. Газовые турбины производят тепла на 50% больше газопоршневых двигателей. Неограниченное время могут работать на минимальных нагрузках.
Высокая стоимость сервисного обслуживания турбин промышленного назначения. Имеются в виду турбины большой мощности. В быту применяются микротурбины. Сервисного обслуживания они не требуют, так как они рассчитаны на определённый срок работы и затем просто меняются на новые.
Микро ТЭЦ Panasonic Ene-Farm японского производства на топливных элементах, до 750 Вт электрической мощности.
Установки на топливных элементах
Силовой установкой в данном случае являются топливные элементы. Топливные элементы вырабатывают электрическую и тепловую энергии путём преобразования энергии химической реакции между водородом и кислородом. Принцип работы ТЭ является обратным электролизу воды. Водород, необходимый для протекания реакции, производится из природного газа непосредственно в ячейках.
Срок непрерывной работы топливных элементов современных моделей достигает 70 тысяч часов или 4 тысячи запусков и остановок. А это не менее 8 лет. Технология совершенствуется, срок непрерывной работы установки будет увеличиваться, цена уменьшаться. К сожалению, дешёвой и общедоступной она не станет никогда.
Микро ТЭЦ на термо-акустике
В конце 2013 года американская компания Nirvana Energy Systems, Inc заявила о создании бытовой микро ТЭЦ, работающей по термоакустической технологии. Такая ТЭЦ не имеет в конструкции горячих движущихся частей. Топливом является природный газ. Термоакустическая технология позволяет извлекать энергию непосредственно из газа с помощью звуковых колебаний. Устройство получило название «Clean Power Stick»
Как заверяют представители компании, устройство работает очень тихо и может быть установлено даже на кухне. Установка имеет форму колонны, высотой 80 см и диаметром 25 см. Весит около 25 кг. Микро ТЭЦ генерирует от 2 до 4 кВт электроэнергии и от 15 до 30 кВт тепловой. Общий КПД установки не менее 90%. Срок работы устройства не менее 15 лет. Техническое обслуживание не требуется. Окупаемость за три года, это расчёт для домохозяйств США.
Сейчас установка проходит продолжительное тестирование и отладку. О сроках выхода на рынок и возможной цене микро ТЭЦ на термо-акустике не сообщается. О цене сказано весьма приблизительно: немногим дороже обычного отопительно котла. Актуального изображения установки найти не удалось.
Работы по термо-акустике проводятся учёными по всему миру, в том числе и в России. Такое внимание технология получила, потому что позволяет создавать устройства преобразующие разность температур в механическую энергию. Эти устройство называются тепловыми двигателями и на их базе можно создавать тепловые насосы, холодильные агрегаты, насосы. Такие тепловые двигатели не имеют движущихся частей, потому обладают повышенной надёжностью и имеют большой ресурс.
Эпилог
Когенерация, как технология, только в начале своего пути. В обозримом будущем устаревание ей не грозит, только рост популярности. На сегодняшний день когенерационные установки пользуются большим спросом в северных странах Европы, в Канаде и Японии. Объясняется это высокими ценами на тепло и электроэнергию в этих странах. Не последнюю роль также имеет желание владельцев хозяйств избавиться от диктата поставщиков и получить какую-никакую энергетическую независимость. В Японии, где повышенная сейсмическая активность, это возможность иметь электричество и тепло даже после разрушительных землетрясений.
Новые технологии в энергетике появляются не часто. Энергетика сама по себе очень инертная отрасль. Основные тенденции могут не меняться десятилетиями и даже веками. А вот отдельные направления могут развиваться очень быстро, если они востребованы.
Насколько публикация полезна?
Нажмите на звезду, чтобы оценить!
Средняя оценка 5 / 5. Количество оценок: 10
Принцип когенерации. Схема когенерационной установки
Когенерационные установки представляют собой технологическое оборудование, используемое для совместного производства электро- и тепловой энергии. Процесс когенерации осуществляется посредством агрегата, включающего в себя электрогенераторную установку с поршневым двигателем (газопоршневая электростанция) и систему утилизации вырабатываемого тепла. Применение электростанций с технологией когенерации позволяет с используемого топлива получать две формы энергии — электрическую и тепловую. В качестве топлива для когенерационных установок на базе газопоршневых электростанций может использоваться газ — природный, коксовый, биогаз, попутный нефтяной газ (ПНГ) и т.д. Когенерационные установки являются альтернативой существующему энергоснабжению в промышленной и социально значимой сфере, что обуславливается очевидными преимуществами используемого агрегата.
Принцип действия когенерации позволяет использовать тепловую энергию, которая, как правило, уходит в атмосферу вместе с дымовым газом, либо через градирни.
В когенерационной установке имеются 4 основных узла:
Ниже представлена схема когенерационной установки на базе газопоршневой электростанции серии АГП производства ЗАО «ПФК «Рыбинсккомплекс», описан принцип действия когенерации:
Весь принцип работы системы утилизации тепла основан на использовании тепловой энергии выхлопных газов газопоршневой установки.
Жидкостный теплоноситель потребителя (вода) направляется в котёл-утилизатор выхлопных газов. Отходящие газы двигателя внутреннего сгорания проходят через кожухотрубный теплообменник, где производится перенос тепловой энергии жидкостному теплоносителю когенерационной установки, нагревая его до температуры в 90 °С. Далее теплоноситель (вода) отправляется в тепловую сеть потребителя.
Данный контур является основным тепловым контуром оборудования, так как именно здесь осуществляется передача тепловой мощности на теплообменник потребителя.
Тепловой баланс когенерационной установки, (если потребление тепловой энергии клиентом становится меньше, чем вырабатывается когенерационной установкой), обеспечивается байпасным клапаном, который отводит часть выхлопных газов, минуя котёл-утилизатор, в атмосферу через глушитель двигателя.
Отрасль применения когенерационных установок
Тепловая система когенерационной установки имеет значительный потенциал применения в следующих отраслях:
Газопоршневые электростанции серии АГП и когенерационные установки производства ЗАО «ПФК «Рыбинсккомплекс» используются в качестве основного или резервного источника электро- и теплоэнергии для промышленных предприятий и жилого сектора. Модельный ряд газопоршневых электростанций, на которые возможна установка системы утилизации тепла нашего производства: АГП-60, АГП-100, АГП-150, АГП-200, АГП-250, АГП-315, АГП-350.
Организации, использующие когенерационную установку, обеспечивают собственные потребности в электро- и теплоэнергии, что в значительной степени снижает себестоимость выпускаемой продукции и возрастает энергетическая безопасность.
Когенерация — когенераторные установки — тепловые электростанции
Когенерация — двойная эффективность — двойная прибыль!
Определение принципа когенерации
Когенерация — это комбинированное производство тепла и электроэнергии. На электростанции с применением технологии когенерации топливо используется для получения двух форм энергии — тепловой и электрической. Приставка «ко» в слове когенерация и означает комби. Проще говоря когенераторная установка это тепловая электростанция.
Когенераторные электростанции более эффективны в сравнении с электростанциями производящими только электрическую энергию.
С технологией когенерации появляется реальная возможность использовать тепловую энергию, которая обычно улетучивается в атмосферу через градирни и вместе с дымовыми газами.
При использовании эффекта когенерации существенно возрастает общий коэффициент использования топлива (КиТ). Применение когенерации в значительной степени сокращает затраты на приобретение топлива.
Когенерация — это существенное снижение затрат на получение тепловой энергии.
Когенераторные установки — устройство и принцип действия
Когенерационная установка состоит из силового агрегата, например, газовой турбины, электрического генератора, теплообменника и системы управления.
В газотурбинных установках основное количество тепловой энергии отбирается из системы выхлопа. В газопоршневых электростанциях отбор тепловой энергии происходит от масляного радиатора, а так же и от системы охлаждения двигателя. Отбор тепловой энергии в газотурбинных установках (ГТУ) осуществим технически проще, так как выхлопные газы имеют более высокую температуру.
При использовании когенерации на 1 МВт электрической мощности потребитель получает от 1 до 2 МВт тепловой мощности в виде пара и горячей воды для промышленных нужд, отопления и водоснабжения.
Когенераторные электростанции с избытком покрывают нужды потребителей в электрической и дешевой тепловой энергии.
Излишнее тепло может направляться на паровую турбину, для максимальной выработки электричества или в абсорбционно-холодильные машины (АБХМ) для производства холода, с последующей реализацией в системах кондиционирования. Подобная технология имеет собственное определение — тригенерация.
Когенерация — органичная экспансия технологии в российскую экономику
Применение электростанций с технологией когенерации в мегаполисах позволяет эффективно дополнять рынок энергоснабжения, без реконструкции сетей. При этом значительно улучшается качество электрической и тепловой энергий. Автономная работа когенераторной установки позволяет обеспечить потребителей электроэнергией с устойчивыми параметрами по частоте и по напряжению, тепловой энергией со стабильными параметрами по температуре.
Потенциальными объектами для применения когенерационных установок в России выступают промышленные производства, больницы, объекты жилищной сферы, газоперекачивающие станции, компрессорные станции, котельные и т. д.
В результате внедрения когенераторных электростанций возможно решение проблемы обеспечения потребителей недорогим теплом и электроэнергией без дополнительного, затратного, строительства новых линий электропередачи и теплотрасс.
Приближенность источников к потребителям позволит значительно снизить потери при передаче энергии и улучшить ее качество, а значит, и повысить коэффициент использования энергии топлива.
Когенерация — альтернатива тепловым сетям общего назначения
Когенерационная установка является эффективной альтернативой тепловым сетям, благодаря гибкому изменению параметров теплоносителя в зависимости от требований потребителя в любое время года. Потребитель, имеющий в эксплуатации когенераторную электростанцию не подвержен зависимости от экономического состояния дел больших теплоэнергетических компаниях.
Доход (или экономия) от реализации электричества и тепловой энергии, за короткое время, покрывают все расходы на когенераторную электростанцию. Окупаемость капитальных вложений в когенераторную установку происходит быстрее окупаемости средств, затраченных на подключение к тепловым сетям, обеспечивая тем самым, устойчивый возврат инвестиций.
Когенераторная установка хорошо вписываются в электрическую схему, как отдельных потребителей, так и любого количества потребителей через государственные электросети. Компактные, экологически безопасные, когенераторные электростанции покрывают дефицит генерирующих мощностей в крупных городах. Появление подобных установок позволяет разгрузить электрические сети, обеспечить стабильное качество электроэнергии и делает возможным подключение новых потребителей.
Преимущества когенерации
Преимущества когенераторных электростанций заключены, прежде всего, в сфере экономики.Существенная разница между капитальными затратами на энергоснабжение от сетей и энергоснабжение от собственного источника заключается в том, что капитальные затраты, связанные с приобретением когенераторной установки, возмещаются, а капитальные затраты на подключение к сетям безвозвратно теряются при передаче вновь построенных подстанций на баланс энергетических компаний.
Капитальные затраты при применении когенераторной установки компенсируются за счет экономии топлива.
Обычно полное возмещение капитальных затрат происходит после эксплуатации когенераторной электростанции в течение трех-четырех лет.
Такое возможно, когда когенераторная установка питает нагрузку в непрерывном цикле работы, или если она работает параллельно с электросетью. Последнее решение является выгодным для владельцев электрических и тепловых сетей. Энергосистемы заинтересованы в подключении мощных когенераторных установок к своим сетям, так как при этом они приобретают дополнительную генерирующую мощность без капитальных вложений на строительство электростанции. В таком случае энергосистема закупает дешевую электроэнергию для её последующей перепродажи по более выгодному тарифу. Тепловые сети получают возможность закупать дешевое тепло для его реализации близлежащим потребителям
Дополнительная тематическая информация в разделе: когенерация и тригенерация
Когенерация простыми словами, или Почему тепло не побочный продукт
Любую ТЭЦ энергетики проектируют и строят с тем расчетом, чтобы она прежде всего наиболее экономичным и экологичным способом вырабатывала тепло. Однако добиться такого эффекта возможно лишь с выработкой электрической энергии, которая осуществляется на теплоэлектростанциях параллельно. Такой способ производства двух видов энергий называется — когенерация.
Когенерация — процесс совместной (комбинированной) выработки тепловой и электрической энергии, а значит, говорить о том, что тепло — побочный продукт, как минимум нелогично. Тепловая и электрическая энергия на ТЭЦ являются двумя основными продуктами. А вырабатывают их вместе для того, чтобы повысить эффективность использования топлива и снизить себестоимость энергий.
Может ли тепло стоить очень дешево? Нет. Ведь для выработки тепла энергетики используют дорогостоящее оборудование, которое необходимо правильно эксплуатировать, вовремя ремонтировать и модернизировать, в работах принимает участие квалифицированный персонал, а для котлов используется качественное топливо. Существует еще ряд факторов, которые напрямую определяют цену на ресурс, но все же выработка тепла в режиме когенерации значительно снижает себестоимость конечного продукта.
В 2020 году котел №3 стал самым крупным объектом летней ремонтной кампании на Абаканской ТЭЦ. Ежегодно СГК вкладывает средства в обновление и ремонт станционного оборудования, которое работает в условиях повышенных нагрузок
Скачать
Например, история Абаканской и Минусинской ТЭЦ начиналась со строительства и эксплуатации пиковых котельных, которые не имели электрогенерирующего оборудования и вырабатывали только тепловую энергию. Совсем скоро стало очевидным, что для работы ТЭЦ режим когенерации наиболее эффективен. В эксплуатацию были введены энергоблоки на обеих станциях и вместе с выработкой тепла, которая всегда была первичной, энергетики начали производить электрическую энергию. При этом коэффициент полезного действия (КПД) станции наибольший.
Откуда же взялся миф о том, что тепло — побочный продукт? Все просто.
Важная функция ТЭЦ — обеспечение горячей водой (паром) близлежащих населенных пунктов. В специальных подогревателях холодная вода нагревается до 70 градусов летом и порядка 120–150 градусов зимой (в зависимости от температурного графика теплосети), после чего благодаря сетевым насосам по системе тепломагистралей поступает к потребителям.
За счет того что два вида энергии вырабатываются практически одновременно, снижаются затраты топлива на выработку электроэнергии, а значит, увеличивается экологичность и экономичность производства.
Зимой, особенно в сильные морозы, ТЭЦ увеличивает выработку тепла, иногда даже путем снижения производства электроэнергии. И тогда можно говорить о том, что электричество — побочный продукт выработки тепла. Однако этот процесс может работать и в обратную сторону, при острой необходимости большого количества электроэнергии. Но такие случаи — скорее исключение из правил, так как в Хакасии есть мощная гидроэлектростанция — и дефицита электроэнергии практически не бывает.
Хакасия, город Саяногорск. Саяно-Шушенская ГЭС — крупнейшая по установленной мощности гидроэлектростанция в России, 6400 МВт
Скачать
Один из главных плюсов работы ТЭЦ в режиме когенерации — относительно недорогое тепло для потребителей. Особенно если сравнивать себестоимость отпуска тепла ТЭЦ и мелких котельных: чем меньше потребителей, запитанных от теплоисточника, тем дороже стоит ресурс. Котельная в плане экономии — заведомо проигрышный вариант.
Яркий пример — котельная в селе Подсинее Алтайского района Хакасии. Много лет назад теплоисточник построили для нужд самого крупного градообразующего предприятия на юге Сибири — местной птицефабрики. Теплоисточник обогревал все цеха и производственные здания, а попутно и дома сельских жителей. Как только предприятие обанкротилось, теплоисточник стал слишком дорогим удовольствием для местного муниципалитета, у которого не хватило средств содержать и поддерживать техническое состояние котельной.
Потеряв крупного потребителя тепла, котельная стала обузой для муниципалитета и потребителей
Скачать
Именно по этой причине Сибирская генерирующая компания давно взяла вектор на замещение неэффективных теплоисточников во всех городах своего присутствия. В ближайшие два года компания планирует закрыть 7 котельных в Черногорске, которые позже заместит надежная Абаканская ТЭЦ.
Когенерация. Что это такое?
Оглавление
Когенерация применяется в отрасли электроэнергетики, и представляет собой технологический процесс одновременного совместного производства электрической и тепловой энергии. Основным посылом при развитии когенерации является тот факт, что в процессе выработки электрической энергии имеется техническая возможность утилизировать (снимать) попутное тепло.
В настоящее время данный процесс является наиболее экономически целесообразным способом выработки энергоресурсов, повышая общий КПД когенерационных установок до 90%. Когенерация в России и мире активно используется в современных энергетических системах, на городских теплоэлектроцентралях (ТЭЦ), оказывающих централизованное электро- и теплоснабжение большому числу потребителей.
Когенерационная установка на объекте Группы компаний «МКС» ®
Когенерационная установка
Принцип работы когенерационных установок
В зависимости от принципа действия выделяют несколько типов когенерационных станций. Рассмотрим когенераторы на базе газопоршневых агрегатов. Горючий газ необходимых параметров поступает на газопоршневой двигатель. В процессе сжигания топлива образуется механическая энергия, передается через единый вал на генератор и преобразуется в электрическую энергию стандартных параметров качества.
При работе двигателя внутреннего сгорания выделяется большое количество теплоты, которое можно утилизировать с помощью специального оборудования и затем использовать. При этом для получения данной энергии не затрачивается дополнительное количество топлива – данный продукт является попутным при технологическом процессе выработки электрической энергии. Основные источники попутного тепла при работе газопоршневой электростанции:
Данные источники можно использовать для получения тепловой энергии (утилизации тепла), регулируя тем самым температуру и объем получения энергетического ресурса, а также объем устанавливаемого вспомогательного оборудования.
Система утилизации тепла с когенерационных установок позволяет получать попутную тепловую энергию необходимых параметров с помощью теплообменников и котлов-утилизаторов, с помощью которых отводится тепло от нагретых частей и сред. Вырабатываемая тепловая энергия подается в существующую систему теплоснабжения предприятия (когенерация). При неиспользовании попутного тепла тепловая энергия сбрасывается в атмосферу.
Принципиальная схема технологического процесса утилизации тепла с газопоршневых агрегатов приведена на рисунке ниже.
Принципиальная схема устройства установки когенерации
Термический (тепловой) КПД ГПУ находится примерно на одном уровне с электрическим, обеспечивая практически одинаковые выходные параметры по электрической и тепловой мощности вне зависимости от того, рассматривается когенерационная установка малой мощности, средней или большой.
Работа системы утилизации тепла газопоршневой установки организована несколькими тепловыми контурами. Укрупненная схема технологического процесса работы контуров ГПУ номинальной электрической мощностью 2000 кВт для обеспечения утилизации тепла с теплообменников и котлов-утилизаторов приведена на рисунке ниже.
Технологическая тепловая схема когенерационной станции MWM 2000 кВт
Приведенная схема технологического процесса отражает исключительно гидравлическое подключение газопоршневого агрегата MWM.
На рисунке обозначены следующие контуры:
Температура воды на выходе из системы утилизации тепла когенерационной установки 90°С, на входе вода поступает с температурой 70°С. 50% тепла получается за счет охлаждения двигателя с помощью теплообменников этиленгликоль/вода, при этом, теплоноситель нагревается на 10°С (с 70°С до 80°С). Остальные 50% тепла производится за счет охлаждения отводимых дымовых газов с 500°С до 120°С на котле-утилизаторе. Теплоноситель при этом нагревается еще на 10°С (с 80°С до 90°С).
При работе газопоршневой электростанции выработка электрической энергии является приоритетной задачей. Выработка тепловой энергии (когенерация тепла) пропорциональна степени загруженности машины (количеству вырабатываемой электроэнергии). Когенерационные установки российского производства реже встречаются на рынке малой распределенной энергетики, но имеют аналогичный принцип работы и условия.
Инженерные решения
При проектировании осуществляется полный расчет когенерационной установки, всех ее параметров, режимов работы, характеристик и условий. Контуры аварийного охлаждения двигателя и охлаждения топливной смеси систем утилизации тепла имеют в своем составе воздушные охладители, как правило, расположенные на крыше блок-контейнера ГПУ.
В целях предотвращения размораживания трубопроводов и воздушных охладителей, что неизбежно привело бы к их выходу из строя, в качестве теплоносителя (согласно рекомендациям завода-изготовителя MWM) необходимо использовать раствор этиленгликоля. Замена теплоносителя в контурах с раствором должна производиться один раз в год. Этиленгликоль доставляется автотранспортом в 200 литровых бочках.
Компенсация теплового расширения теплоносителя предусматривается за счет монтажа расширительных баков в каждом контуре когенератора. Предусмотрена установка запорной арматуры для отключения баков от системы и опорожнения их на время проведения технического обслуживания.
Для оборудования и трубопроводов с теплоносителем предусмотрена дренажно-сливная система с организованным сбором (из основного, теплообменного, вспомогательного оборудования, отсекаемых участков трубопроводов). Аварийный сброс теплоносителя производится в специальные емкости с последующим отводом в промежуточный колодец-охладитель с последующим сбросом в хоз. бытовую канализацию.
Для обеспечения нормативного уровня тепловых потерь трубопроводов и безопасной для человека температуры их наружных поверхностей предусмотрены теплоизоляционные конструкции.
3D-визуализация тепловых контуров когенерационной станции (проектные разработки Группы компаний «МКС»): контур нагрева, контур охлаждения двигателя, контур охлаждения топливной смеси, контур аварийного охлаждения двигателя, контур предварительного подогрева воздуха
Управление
В целях управления и контроля за работой газопоршневым когенерационным агрегатом устанавливаются шкафы управления. Монтаж данных шкафов производится в непосредственной близости от самого агрегата. Место расположения устройства управления (управляющего компьютера) может быть свободно выбрано в зависимости от пожелания заказчика: как на агрегате, так и на пульте управления.
Система управления выполняет определенный набор основных функций, необходимый для безопасной и эффективной эксплуатации когенерационной установки: мониторинг все параметров, управление основными системами, исполнительными механизмами, коммутационной и запорно-регулирующей аппаратурой.
Система управления когенерационной установкой на объекте Группы компаний «МКС» ®
Расширенные функции системы управления связаны, в том числе, с работой системы утилизации тепла, в частности, но не ограничиваясь следующие:
Режим работы
При работе газопоршневой установки в режиме когенерации выработка электрической энергии является приоритетной задачей работы установки Выработка (утилизация) тепловой энергии пропорциональна степени загруженности машины (количеству вырабатываемой электроэнергии). При превышении тепловой мощности, вырабатываемой электростанцией над мощностью потребления, неиспользованная или лишняя часть попутного тепла газопоршневых установок сбрасывается в атмосферу. При обратной ситуации, при дефиците тепла, утилизируемого с газопоршневой установки, когда требуемая электрическая нагрузка меньше тепловой, проблему нехватки тепла решают путем установки дополнительных водогрейных или паровых котлов параллельно с системой утилизации тепла установки когенерации.
Режим когенерации является наиболее экономически целесообразным способом выработки энергоресурсов, повышая общий КПД когенерационных установок свыше 90%.
Виды когенерации
Система утилизации тепла газопоршневых электростанций позволяет снимать попутное тепло от работающего двигателя с помощью теплообменников и котлов-утилизаторов. Система позволяет получить тепловую энергию необходимых параметров:
Наибольшее распространение получили водогрейные системы утилизации тепла когенерационных установок – это наиболее простые и оптимальные решения, основанные на использовании пластинчатых теплообменников и котлов-утилизаторов (КУ), нагревающих сетевую воду.
Структурная схема технологического процесса получения пара со сдвоенного КУ 
Внешний вид сдвоенного парового котла-утилизатора 
3D-визуализация тепловых компоновки газопоршневой установки и парового котла-утилизатора
Тригенерация
Помимо режима когенерации с одновременной выработкой двух энергоресурсов, на газопоршневой установке можно с помощью специально установленного оборудования организовать режим тригенерации – одновременной выработки трех энергоресурсов – электроэнергии, тепла и холода.
Тригенерационные установки являются очень выгодным оборудованием в сфере малой распределенной генерации, т.к. позволяют использовать утилизированное с газопоршневых установок тепло не только зимой в целях отопления, но и летом для кондиционирования помещений или охлаждения в технологических нуждах. Тем самым повышается общий КПД установки, которая в таких условиях может использоваться круглый год, сохраняя высокую эффективность.
Общая структурная схема режима тригенерации
Внешний вид АБХМ различной мощности 
Система тригенерации, внедренная на объекте Группы компаний «МКС» ®
Топливо
Когенерационные станции работают на различных видах горючего газообразного топлива. Наиболее распространенным и эффективным видом топлива является природный газ. Другие возможные виды газообразного топлива:
При использовании альтернативных видов газообразного топлива необходим предварительный анализ газа и проверка состава и параметров газа на соответствие требованиям завода-изготовителя.
Оборудование
«Сердце» газопоршневой когенерационной электростанции – газовый двигатель MWM, соединенный на одном валу и установленный на одной раме с генератором переменного тока. Установка оснащается сопутствующим оборудованием, необходимым для нормальной эксплуатации. Линейку газопоршневых агрегатов MWM с указанием основных технических характеристик можно посмотреть на нашем сайте в разделе «Оборудование».
На рынке также существуют иные производители когенерационных установок: caterpillar, viessmann, jenbacher, cat, man и т.д.
Оборудование системы утилизации тепла (тепловой модуль) для газопоршневой когенерационной установки поставляется комплектно с КГУ. Расположение вспомогательного оборудования предусматривается таким образом, чтобы обеспечить безопасное производство работ при техническом обслуживании, ремонте и замене.
Реализация проектов когенерации
При реализации объектов газопоршневых когенерационных электростанций основное внимание уделяется качеству и комплексу оказываемых услуг, поэтому, как правило, такие проекты реализуют инжиниринговые компании, выполняющие весь комплекс работ «под ключ» – от проектно-изыскательских работ до запуска объекта и его обслуживания.
На диаграмме представлена укрупненная блок-схема процесса выполнения работ по строительству ГПЭС «под ключ» силами одного из лидеров по запуску таких объектов в России на базе газопоршневых когенерационных установок Группа компаний «МКС». Каждый этап этой технологической цепочки очень важен, не возможен без других и требует высочайшей компетенции исполнителей. Очевидно, что если все работы выполняются одной компанией «под ключ», то итоговая стоимость такого объекта будет ниже, чем если бы каждый этап выполняли разные подрядчики. Также единый исполнитель проконтролирует качество работ на каждом этапе, чего нельзя сказать о нескольких подрядчиках, где каждый отвечает только за свой конкретный объем, а не за проект в целом.
Укрупненная блок-схема работ «под ключ» 
Преимущества когенерации
Проекты когенерации (тригенерации) обладают целым рядом преимуществ. Основные из них следующие:
Экономика и эффективность когенерации
Когенерационные установки повышают эффективность для предприятия потребителя в части его системы энергоснабжения. Основной экономический эффект при использовании rогенерационной установки заключается в получении попутных условно бесплатных энергетических ресурсов (тепло, холод) без дополнительных затрат на топливо. Этот эффект приводит к заметному снижению себестоимости выработки электроэнергии по отношению к режиму моногенерации (только выработка электричества), когда все затраты распределяются только на один ресурс. В результате когенерации потребитель получает все вырабатываемые ресурсы значительно дешевле, чем от централизованных сетей.
Также значительным критерием в сторону когенерации является размещение генерирующего объекта в непосредственной близости от потребителя – это снижает потери при передаче и исключает наличие транспортной составляющей в стоимости энергетических ресурсов.
В связи с этим, проекты реализации газопоршневых когенерационных электростанций сейчас имеют довольно привлекательный срок окупаемости для предприятия-потребителя – до 5 лет. При этом, сроки реализации таких проектов укладываются, как правило, в один календарный год, что делает проекты установок когенерации (тригенерации) не только доступным, но и очевидно выгодным и логичным шагом.
Мини-ТЭС производства Группы компаний «МКС» ® в составе предприятия по добыче и переработке природного камня
Стоимость реализации проектов когенерации
Вопрос стоимости реализации проектов когенерации и тригенерации всегда остается одним из основных. По средним оценкам инжиниринговых компаний, организующих реализацию проектов мини-ТЭС, ориентировочная удельная стоимость строительства такого объекта «под ключ» в режиме когенерации составляет около 650 евро за 1 кВт установленной электрической мощности. При усложнении проекта до режима тригенерации предварительная удельная стоимость может составить до 750-800 евро за 1 кВт установленной электрической мощности и выше, в зависимости от сложности и объема оборудования.