Kogenerasiya

kojenerasiya zavodu
MATTHEW F HILL tərəfindən

Kogenerasiya nədir

La kojenerasiya Elektrik və istilik enerjisinin eyni vaxtda əldə edilə biləcəyi bir prosedurdur. Bu, əsgər kimi əməliyyatlarda enerji təchizatı üçün səmərəli bir alternativ halına gətirir.

Sadə bir generatorla müqayisədə mexaniki enerji və istilik və ya elektrik enerjisi, bir cogeneration generatorunda həm əldə edilir, həm də istehsal olunan istilik ətraf mühitə köçürülməzdən əvvəl istifadə olunur. Formula 1-in MGU-H-nə və ya turbo və s kimi müəyyən enerji bərpa sistemlərinə bənzəyir.

Bu şəkildə mühərrikdə yaranan elektrik enerjisi faydalana bilər bəzi tətbiqlər üçün və istehsal prosesi zamanı yaranan istilik digər kommunal xidmətlər üçün də istifadə ediləcək. Daxili yanma mühərrikində və ya generatorda istilik sadəcə istifadə edilmədən dağılır.

Yaxşı və pis tərəfləri

Aralarında kojenerasiyanın üstünlükləri aşağıdakılardır:

  • Enerjiyə qənaət, bəzi mütəxəssislərin təkliflərinə baxmayaraq. Enerjiyə çevirmək üçün yayılmış istidən istifadə etmək də performansın artması ilə əlaqədardır.
  • İqtisadi qənaət. Effektiv olmaq həm də yanacaq qənaətini nəzərdə tutur ki, bu da uzunmüddətli perspektivdə bu kojenerasiya sistemlərinin dəyərini kompensasiya edir.
  • Birinci nöqtənin törəməsi də nəticələr verir ətraf mühitə daha hörmətlə yanaşır. Daha səmərəli bir sisteminiz varsa, daha az enerji sərf edirsiniz və daha təmizdir və daha az istehsal edərək daha çox çirkləndirici yanacaq və emissiyalara qənaət edirsiniz. Bundan əlavə, qaz kimi daha səmərəli və daha az çirkləndirici yanacaqlardan istifadə edilə bilər.
  • Elektrik enerjisi təchizatı sistemlərinin daha böyük müstəqilliyi və təhlükəsizliyi. Elektrik enerjisini özləri istehsal etdikləri üçün şəbəkələrdən və elektrik xətlərindən daha çox asılı ola bilərlər və elektrik kəsilməsi, mikro kəsilmə, həddindən artıq yüklənmə və digər texniki problemlər halında fəaliyyətlərini davam etdirəcəklər.
  • Əvvəlki nöqtədən də belə çıxır elektrik xətlərindən çox asılı olmayacaqsınız, fosil yanacaq olma ehtimalı olan və ya yüksək CO2 emissiyası olan bitkilərin enerji istehlakını azaldır. Və əlbəttə ki, bu xətlərin istifadəsini azaldaraq xətdə daha az damla və ya dalğalanma yaranır.
  • Enerjinin istehlak ediləcəyi yerdə istehsal olunaraq yük və uzunmüddətli dövrlər azalır və bu Joule effekti səbəbindən daha az itki. Bu məhsuldarlığı daha da artırır.

Bununla birlikdə, olduqca köhnə bir texnologiyadır və XNUMX-ci əsrin ilk yarısından etibarən bir çox şirkət tərəfindən kiçik buxar və ya hidravlik turbinlərlə öz elektrik enerjisini istehsal etmək üçün istifadə olunur və buna görə də daha etibarlı şəkildə özünü təmin edə bilir. elektrik şəbəkələri və xətləri o dövrdə çox sabit deyil. Bu səbəbdən və digər səbəblərdən, digər sistemlər kimi, sahib olmağa meyllidir dezavantajları əks halda mükəmməl olardı və bu belə deyil:

  • Bu texnologiyanın ən böyük problemlərindən biri də bahalı və mürəkkəb olmasıdır. Enerji qənaəti uzunmüddətli perspektivdə bu ilkin xərcləri kompensasiya etməyə meylli olsa da, bu daha çox investisiya deməkdir.
  • Əvvəlki nöqtəyə görə təmir və təmir xərcləri daha yüksək ola bilər.
  • Bundan əlavə, böyük bitkilərlə müqayisədə daha kiçik miqyasda enerji istehsal etmək, daha yüksək xərclərlə nəticələnir, digər şeylər bərabərdir.

Gördüyünüz kimi, hər bir sistem öz xüsusiyyətlərinə malikdir üstünlükləri və mənfi cəhətləri qiymətləndirilməlidir qərar verməzdən əvvəl.

Təsnifat

Cogeneration bitkilər ola bilər müxtəlif meyarlara görə sırala...

İstifadə olunan istilik mühərrikinə görə

Ümumiyyətlə, hər hansı bir kateqoriyaya bir kogenerasiya qurğusu qoymaq cəhdi edildikdə, həmişə istinad edilir. istilik mühərrikinin növü enerji mənbəyi kimi istifadə olunur.

Buxar turbini

İstilik elektrik stansiyaları üçün ən çox istifadə olunan istilik mühərriki ümumiyyətlə buxar turbinləridir, yəni yaratdığı impuls sayəsində rotorunu hərəkət etdirəcək adi elektrik enerjisi generatorudur. buxar təzyiqi istilik mənbəyindən (kömür qazanı, qaz və ya yanacaq yandırma, biokütlə, nüvə reaktoru, ...) əldə edilir.

Ancaq bu tip bir türbin o qədər də tez -tez deyil kogenerasiya üçün. Bu növ turbinlər, başqa bir istehsal mənbəyindən və ya mühərrikdən qalıq istilik olduqda istifadə edilə bilər və bunun sayəsində turbinin hərəkətini yaradır.

Bu tip alternatorlarla quraşdırılmış səlahiyyətlər Bir neçə MVt (Meqavat) yüksəkdirlər və digər alternativ və ya kombinə edilmiş dövrəli mühərriklərlə müqayisədə daha aşağı olmasına baxmayaraq, quraşdırma dəyəri də quraşdırılmış gücdən asılıdır. Mənfi cəhətlərə görə, obyektlərin bir qədər mürəkkəb olduğuna inanırlar.

Buxar turbin generatorlarında bir neçə dövrlər prosedur zamanı:

  1. Arxa təzyiqli buxar turbin qurğuları. Bir qazanda istehsal olunan buxar, istifadəçinin iş təzyiqinə qədər bir turbində genişlənir və turbindən çıxan buxar kogenerasiya sisteminin faydalı istiliyidir.
  2. Kondensasiya buxar turbin qurğuları ekstraksiya ilə. Buxar bir kondensator vasitəsi ilə turbində atmosferdən aşağı bir təzyiqə qədər genişlənir. Bu, turbindəki entalpiya atlamasını və gücünü artırır.

Qaz turbini

Bu tip turbinlərdə əvvəlki vəziyyətdəki kimi buxar istifadə etmək əvəzinə qazdan istifadə edin. Normalda daha yüksək temperaturda olan turbinlərdən və ya yanma mühərriklərindən çıxan bir qazdır. Bir bənzətmə etmək üçün, avtomobillərdəki turboya və ya Formula 1-dəki MGU-H-ə bənzəyir ki, turbomühərrikin atmosferə buraxılmasına imkan verməzdən əvvəl onu işlətmək üçün yüksək enerjili qazlardan istifadə edir. Atmosfer mühərriklərində bu baş vermir, burada bir dəfə yanma baş verdikdə qazlar çox istifadə edilmədən ayrılır ...

Kombinə edilmiş dövr

birləşdirilmiş dövr kojenerasiya sxemi

Biri birləşdirilmiş dövrəli elektrik stansiyası eyni enerji istehsal sistemində iki termodinamik dövr birləşdirilmişdir. Bir tərəfdən su buxarı, digər tərəfdən də yanma qazı məhsulunun işi. Məsələn, kömür qazanı suyu qızdırmaq və elektrik generatorunun turbinini hərəkətə gətirən yüksək təzyiqli buxar yaratmaq üçün istifadə edilə bilər və digər tərəfdən yanma bacasından çıxan qazdan daha çox enerji əldə etmək üçün istifadə edə bilər.

Bu daha yüksək olur effektivlik və ilkin yanacağın istifadəsi. Tipik bir kojenerasiya qurğusunda yandırılan yanacağın təxminən 25 və ya 35% -dən (məhsuldarlığından) istifadə etmək mümkündür (benzininki dizel yanacağından daha az səmərəlidir). Qalan hissələrin sürtünməsi və digər itkilər səbəbiylə istilik şəklində itir.

Birlikdə yaradaraq rəqəmlər 50% -dən yuxarı qalxa və hətta çata bilər məhsul verir 85%. Mükəmməl maşının 100% performansa malik olduğunu nəzərə alsaq çox şey var, amma əslində mövcud olmayan nəzəri bir şeydir, hər maşının nə qədər kiçik olsa da itkisi var.

Qoymaq Nümunə daha praktik, bir F1 Otto dövrünün benzinli mühərriklərinə və atmosferə baxsanız, ən yaxşı halda 30% istifadəyə nail olur. Bu o deməkdir ki, benzində olan enerjinin 70% -i sürtünmə istiliyində itirilir və yalnız 30% -i avtomobili hərəkətə gətirmək üçün dartma gücü kimi ötürülür. MGU-H və MGU-K kimi sistemlərə malik hibrid mühərrikin gəlişi ilə elektriklə işləyən turbo mühərriklər vasitəsilə 50% səmərəlilik əldə edildi ...

Birgə istehsalda istifadə olunan yanacaqlar bəzi qazlar kimi ənənəvi olanlardan daha səmərəlidirsə və ya daha ekoloji cəhətdən təmizdirsə. biokütlə (başqa cür istifadə olunmayacaq tullantılar), daha az ətraf mühitə təsiri ilə enerji istehsal edilə bilər.

Və daha yüksək bir performans əldə etmək, daha səmərəli bir sistemə sahib olduğunuz deməkdir, buna görə də daha çox enerji istehsal edir daha az CO2 emissiyası, qaçan iqlim fövqəladə vəziyyətlərində həyati əhəmiyyət kəsb edən bir şey.

Alternativ daxili yanma mühərriki

Nəhayət, mühərrik növünə görə növlər içərisində tipik də var pistonlu daxili yanma mühərrikləriavtomobil və ya motosiklet kimi. Silindrlərinə vurulan bir maye yanacaqdan istifadə edərək partlayış və ya daxili yanma nəticəsində krank mili ilə bağlanan bir pistonun qarşılıqlı hərəkəti meydana gətirəcək, çünki bu qarşılıqlı hərəkəti bir oxdan fırlanmağa çevirirlər.

Bu mühərriklər ola bilər müxtəlif növlər, Otto dövrü (benzin) və ya Dizel dövrü (dizel) kimi. İstifadə etdikləri yanacaq nə olursa olsun və hansı növ dəzgah açısına malikdirlərsə, hərəkət həmişə alternativ olacaq. Bu, onları reaktiv və ya Wankel mühərrikləri kimi fırlananlardan fərqləndirir.

Nəsil və istehlak ardıcıllığına görə

İştirak edir istehsal ardıcıllığı və enerji istehlakı, onların var:

  • Başlıq və ya üst sistemlərDaxili yanma mühərrikinin istifadəçi tərəfindən istifadə olunan istilik və elektrik enerjisini əldə etmək üçün kojenerasiya sisteminə enerji verən dövrələrdir. Yəni ənənəvi sistemdir.
  • Quyruq və ya dib sistemləri: tullantı istilik və ya yanacaq faydalı istilik və elektrik əldə etmək üçün istifadə olunur, yəni bir növ enerji bərpa sistemidir. Hər hansı digər mühərrikdə boşa çıxacaq tullantılar vasitəsilə belə enerji istehsal etmək mümkündür.

Alternator bağlantısına görə

Alternator bağlantısına görə sahib ola bilərsiniz:

  • İzolyasiya edilmiş və ya ada sistemləri: kojenerasiya sistemi ümumi elektrik şəbəkəsinə qoşulmayacaq, ancaq istehsal olunan elektrik enerjisi üçün istehsal olunan gücün və tezliyin öz tənzimləyicisinə malik olmalıdır. Bu izolyasiya edilmiş bir generatora bənzəyir.
  • Birləşdirilmiş və ya əlaqəli sistemlər: cogeneration sistemi ümumi elektrik şəbəkəsinə paralel olaraq bağlıdır, buna görə istifadəçi həm şəbəkədən, həm də generatordan təchizat əldə edə biləcək. Bu, iki sistemdən birinin uğursuz olması halında tədarükü təmin etmək üçün ikiqat təhlükəsizlik əlavə edir.

Kogenerasiya zavodu

Mühərriklərin və əməliyyat sistemlərinin növlərini yoxlaya bildiyiniz bir kojenerasiya qurğusu aşağıdakılardan ibarət olacaq əsas maddələr funksiyasına görə:

  • Əsas enerji mənbəyi: bu yanacaq, dizel, təbii qaz, biokütlə, kömür və s kimi əsas yanacaqdır.
  • Mühərrik və ya qazan: əgər fosil yanacaqdırsa, yanmağı həyata keçirmək üçün mühərrikə ehtiyac var. Alternativ ola bilərlər. Və qaz, kömür və ya biokütlə istifadə edirsinizsə, istifadə olunan yanacağın yandırıldığı bir qazan.
  • Turbin və ya generator (mexaniki enerji istifadə sistemi): əvvəlki elementdə əldə edilən enerji bir şaftdan bir turbinə və ya borularla dolaşan və generatorun və ya turbinin təkər şəkilli bıçaqlarını hərəkət etdirən bir qaz vasitəsi ilə ötürülməlidir. Yaranan hərəkətlə elektrik enerjisi turbin və ya generatorun alternatorunda və ya sarımında əldə edilir.
  • İstilik istifadə sistemi: egzozlardan və ya qazandan çıxan yanma qazlarını istilik dəyişdiriciləri vasitəsi ilə kanalizasiya etmək mümkündür ki, bu da mexaniki qüvvədən yeni bir dövrdə istifadə etmək üçün suyu və ya başqa bir qazı qızdıra bilən bir bobindən keçir. digər ikincil turbinlərdə elektrik enerjisi.
  • Soyuducu sistem: istilik dəyişdiriciləri və ya sistemləri də mühərrik üçün soyuducu rolunu oynaya bilər. Bununla birlikdə, qazı və ya buxarı atmosferə buraxmadan əvvəl daha da sərinləmək üçün soyuducu qüllələr kimi başqa sistemlər də ola bilər.
  • Sistemlər köməkçilər: Bir kojenerasiya qurğusunda və ya qurğusunda başqa köməkçi sistemlər ola bilər, məsələn, su təmizləmə sistemləri, buxar üçün təzyiq nəzarəti və s. Ümumiyyətlə tapşırığı avtomatlaşdırmaq üçün xüsusi proqram təminatı olan kompüter sistemləri tərəfindən idarə olunur.
  • Suministro electrico: nəhayət, istehsal olunan elektrik enerjisi birbaşa istifadəçiyə və ya istehlakçıya gedəcək. Müalicə etmək üçün bir enerji təchizatı və ya gərginliyi uyğunlaşdırmaq üçün bir transformatordan keçməli ola bilərsiniz. İstehlakçı yoxdursa, böyük bir batareya kimi bir saxlama sistemi ola bilər.

Bütün bu mərhələlərdən keçərək elektrik enerjisi alınana qədər bir kogenerasiya qurğusu belə işləyir.

İspaniyada kogenerasiya

İspaniyada sənaye prosesi

Cogeneration geniş istifadə olunur Avropa Birliyi və buna görə də İspaniyada Bu tip yüksək səmərəli elektrik stansiyalarının təşviqi həyata keçirilmişdir. Bu tip qurğuların 20 -ci ildə milli elektrik istehsalının təxminən 2020% -ə çatması üçün tədricən artırılması planları həyata keçirilmişdir.

Elektrik enerjisi istehsal etmək üçün yaxşı bir yoldur effektiv və davamlı hələ də fosil yanacaqlardan yüksək asılılıqda olan və bu qədər nüvə və ya bərpa olunan bitkilərə malik olmayan ölkələrdə. Bu kimi enerji istehsal etmək təkcə ətraf mühitə faydalı deyil, həm də istehsal xərclərini və son enerji qiymətini azaltmaq üçün ucuz enerji olacaq.

Bundan əlavə, bu zavodlar enerjinin istehlak edildiyi böyük sənaye və ya şəhər mərkəzlərinin yaxınlığında yerləşərsə, böyük itkilərin qarşısı alınır uzun elektrik xətlərinin Joule təsiri ilə və AC -də DC -dən daha kiçik bir təsirdir. Və daha qısa bir məsafədə təchiz olunarsa, meteoroloji amillər və digər növlər səbəbiylə elektrik xəttində və ya şəbəkədə yaranan problemlərdən qaynaqlanan mümkün kəsintilər və ya kəsilmələr də azalacaq.

Bütün bunlar İspan sənaye parçasına daha çox üstünlük gətirir bu da onu beynəlxalq aləmdə daha rəqabətli edir. 353 -cı ildə istehsal edilən 1990MW kojenerasyondan on il ərzində (2000) demək olar ki 5000MW -a, 2008 -ci ildə isə 6000MW -ı keçdik, lakin ömrünün sonuna çatan və ya təmir edilməsini gözləyən bəzi zavodların geri çəkilməsi buna nail oldu. rəqəm bu gün təxminən 4500MW -a düşdü.

Bununla belə, bir addım atıldığı üçün hələ görüləsi işlər çoxdur kifayət deyil… Və bu, Avropada 125.000MW civarında, hazırda ABŞ -da 82.400MW -a bərabərdir. AB -nin lider ölkələri Almaniyadır, 37.000 MW gücündədir, ardınca İtaliya, Hollandiya, Polşa, Finlandiya və İspaniya gəlir.

Yüksək səmərəli koenerasiya

Unutmayın ki, birləşmə yaradır MWh qiyməti (Saatda meqavat) digər istehsal mənbələrindən istifadə etməklə müqayisədə 5.5 ilə 8 avro arasındadır. Və bu dalğalanmalar kojenerasiya qurğusunun səmərəliliyinə bağlıdır. Daha yüksək səmərəliliyiniz varsa, qənaət daha çox olacaq və emissiyalar daha aşağı olacaq.

C üçünyüksək səmərəlilik əldə etmək cogeneration -da, əvvəlki hissələrdə oxuduğunuz kimi ayrı dövrlər əvəzinə birləşmiş dövrlər istifadə olunur. Bu şəkildə istifadə olunan ilkin yanacaqdan daha yüksək performans əldə etmək mümkündür.

Kogenerasiya və tullantılar

kül. Kogenerasiya tullantıları

Yüksək səmərəli kojenerasiya CO2 tullantılarını və tullantılarını azaltmaq fosil yanacaq istifadə edən istilik elektrik stansiyalarına nisbətən bərabər şəraitdə istehsal olunur. Bundan əlavə, ənənəvi yanacaq əvəzinə biokütlə istifadə edilərsə, digər sənaye sahələrindən (qida sənayesinin dəriləri, qabıqları və ya sümükləri, su təmizləyici qurğulardan quru bərk tullantılar və s.) Tullantıların məhv edilməsinə kömək edir.

Kojenerasiya qurğusunun özünün tullantılarına gəldikdə, istehsal olunan hər bir MW üçün daha az dərəcədə olsa da, ümumiyyətlə hər hansı digər istilik qurğusuna bənzəyir. Bu qalıqlar yanma və qazların küllərindən keçir. Hətta bəzi küllər digər sənaye sahələrində yenidən istifadə edilə bilər. Məsələn, bəziləri ekoloji sementlər xammal kimi digər sənayelərdən kül istifadə edə bilərlər.

Biokütlənin birləşməsi

kogenerasiya və biokütlə, bir yanacaq və təkrar emal

La biokütlə İstilik elektrik stansiyaları üçün getdikcə daha çox istifadə olunan bir yanacaq növüdür. İnsan fəaliyyəti və ya sənaye tullantıları ilə yığılan və əvvəllər sadəcə poliqonlara atıldıqda enerji üçün istifadə edilə bilən maddələrdir. Bu tullantılar birbaşa istilik mənbəyi əldə etmək və enerji istehsal etmək üçün yandırıla bilər və ya yandırmaq və sonrakı enerji istehsalı üçün istifadə etmək üçün müəyyən prosedurlarla yanacağa çevrilə bilər.

Biokütlə nümunələri səs:

  • Ağac və bitki budama qalıqları, quru yarpaqlar, saman və s.
  • Qalan biokütlə və ya sənaye məhsullarından əldə edilən bitki suyu kimi yan məhsullar
  • fabriklərdə soyulmuş yağ, soyulmuş meyvə və qoz -fındıq, dülgərlik və mişar fabrikinin qalıqları, kağız fabrikinin qalıqları, mebel və s.
  • Çirkab suların təmizlənməsi nəticəsində qatı qalıqlar. Kanalizasiya tullantılarının mayalanmasından və ya heyvandarlıq nəcisindən fermentasiya qazları belə metan kimi qazlar çıxara bilər.
  • Yağların təkrar emalı.
  • Bioyanacaq (taxıl və toxum) əldə etmək üçün xüsusi olaraq yığılmış bitkilər, məsələn, biodizel, bioetanol və s.

Sonuncu hal istisna olmaqla, bütün əvvəlki hallarda xüsusi bir yanacaq istehsal etmək lazım deyil, əks halda atılacaq və çox güman ki, çirkləndirən yan məhsullardan istifadə etmək lazımdır.

Təbii qazla birləşmə

kojenerasiya üçün qaz turbini

Digər fosil yanacaqlardan və ya biokütlədən istifadə etmək əvəzinə kojenerasiya da edilə bilər yanacaq kimi təbii qaz. Avropa Birliyi 80 -cı ilə nisbətən 95 -ci ildə istixana qazlarını (GHG) 2050% ilə 1990% arasında azaltmağı hədəfləyir və bunun üçün təbii qaz da daxil olmaqla bir çox alternativi araşdırır.

İlk addım, 27 -cu ilə qədər istixana qazının azalmasını 40% azaltmaq üçün AB ərazisində istehsal olunan enerjinin 2030% -ə çatdırılmasıdır. çünki:

  • Digər yanacaqlardan daha az CO2 yayır, buna görə istixana təsirini azaltmağa kömək edir və hava keyfiyyətini yaxşılaşdırır.
  • Yanma zamanı hissəciklər yaymır.
  • Karbonmonoksit emissiyalarını 80%azaldır.
  • İqtisadi qənaət də əsas amil olardı, çünki mayeləri benzinə nisbətən 50%, dizelə nisbətən 30% azaldar.
  • Qaz yanması, digər alternativ daxili yanma mühərriklərinə nisbətən daha az səs -küy yayır.

Sizə bir fikir vermək üçün təbii qazdan yalnız Nedgia Cegas şəbəkələri vasitəsi ilə istifadə etməyə icazə verilir 1.800.000 ton CO2 azdır.

Kombinə edilmiş dövr kojenerasiyası

Artıq nə olduğunu öyrənə bildiniz birləşdirilmiş dövrbu da kogenerasiyanı daha da səmərəli edir və daha yaxşı əsas yanacaq verir. Daha əvvəl də qeyd etdiyim kimi, bu həm də tullantıları azaltmağa və daha ucuz bir şəkildə daha çox enerji əldə etməyə imkan verir. Və hamısı istiliyin daha yaxşı istifadəsi üçün kombinə edilmiş dövrələrin istifadəsi sayəsində.