Kogenerasyon

plant kojenerasyon
PA MATTHEW F HILL

Ki sa ki kojenerasyon

La koojenerasyon Li se yon pwosedi ki enèji elektrik ak tèmik ka jwenn ansanm. Sa fè li yon altènativ efikas pou ekipman pou enèji nan operasyon tankou sòlda lan.

Konpare ak yon dèlko ki senp enèji mekanik ak chalè oswa enèji elektrik, nan yon dèlko cogeneration tou de yo reyalize ak chalè a pwodwi yo itilize anvan li transfere nan anviwònman an. Li sanble ak MGU-H nan yon Fòmil 1, oswa nan sèten sistèm rekiperasyon enèji tankou turbo a, elatriye.

Nan fason sa a, enèji elektrik la pwodwi nan motè a se ka pran avantaj pou kèk aplikasyon, ak chalè ki te pwodwi pandan pwosesis jenerasyon an ap itilize tou pou lòt sèvis piblik yo. Nan yon motè combustion entèn oswa dèlko, chalè se tou senpleman gaye san yo pa itilize yo.

Avantaj ak dezavantaj yo

Pami la avantaj nan koojenerasyon yo se:

  • Ekonomize enèji, malgre sa kèk ekspè sijere. Li se akòz ogmantasyon nan pèfòmans tou pran avantaj de chalè a gaye transfòme l 'nan enèji.
  • Ekonomi ekonomik. Lè ou efikas tou implique ekonomi nan gaz, ki nan kouri nan longè konpanse pri a nan sistèm koojenerasyon sa yo.
  • Dérivés nan pwen an premye tou rezilta yo plis respè ak anviwònman an. Si ou gen yon sistèm ki pi efikas, ou gaspiye mwens enèji epi li pi pwòp, epi pa pwodwi plis ak mwens ou menm tou ou ekonomize sou gaz polisyon ak emisyon. Anplis de sa, ka itilize gaz ki pi efikas ak mwens polisyon, tankou gaz.
  • Pi gwo endepandans ak sekirite nan sistèm ekipman pou pouvwa elektrik. Kòm yo jenere pwòp enèji elektrik yo, yo ka plis depann sou rezo yo ak liy kouran, ak nan evènman an nan yon pann kouran, mikwo-pann, surcharj, ak lòt pwoblèm teknik yo, yo pral kontinye opere.
  • Soti nan pwen anvan an li swiv tou sa ou pap depann anpil sou liy kouran yo, ki diminye konsomasyon enèji nan plant ki gen anpil chans yo dwe gaz fosil oswa ki gen gwo emisyon CO2. Ak nan kou, pa diminye itilize nan liy sa yo, mwens gout oswa fluctuations yo pwodwi nan liy lan.
  • Lè yo te pwodwi an plas an menm kote enèji a pral boule, chay la ak kouri yo long yo redwi, e sa implique mwens pèt akòz efè Joule. Sa ogmante efikasite an plis toujou.

Sepandan, li se byen yon teknoloji fin vye granmoun, epi li te itilize depi premye mwatye nan XNUMXyèm syèk la pa anpil konpayi yo pwodwi elektrisite pwòp yo ak ti vapè oswa turbine idwolik e konsa dwe endepandan nan yon fason pi serye pase depann sou rezo elektrik ak liy .. pa trè estab nan moman an. Pou rezon sa a ak pou lòt rezon, tankou lòt sistèm, li tou gen tandans genyen dezavantaj otreman li ta pafè, e sa se pa ka a:

  • Youn nan pi gwo pwoblèm ki genyen ak teknoloji sa a se ke li se chè ak konplèks. Se konsa, sa vle di plis envestisman, byenke ekonomi enèji yo gen tandans konpanse ke premye depans nan kouri nan longè.
  • Antretyen ak reparasyon depans ta ka tou pi wo, akòz pwen anvan an.
  • Anplis de sa, pwodwi enèji sou yon echèl ki pi piti, konpare ak plant gwo, rezilta nan depans ki pi wo, lòt bagay yo te egal.

Kòm ou ka wè, chak sistèm gen li yo avantaj ak dezavantaj yo dwe evalye anvan ou pran yon desizyon.

Klasifikasyon

Plant kogenerasyon kapab sòt selon divès kritè...

Dapre motè chalè a itilize

An jeneral, chak fwa yo fè tantativ pou mete yon plant kogenerasyon nan kèk kategori, referans lan toujou fèt kalite motè chalè itilize kòm yon sous enèji.

Turbine vapè

Motè a chalè ki pi itilize pou plant pouvwa tèmik se anjeneral turbin vapè, se sa ki, yon dèlko konvansyonèl pouvwa elektrik ki pral deplase rotor li gras a enpilsyon an li jenere. presyon vapè jwenn nan yon sous chalè (chodyè chabon, gaz oswa gaz boule, Biomass, raktor nikleyè, ...).

Sepandan, sa a ki kalite turbine li pa tèlman souvan pou koojenerasyon. Sa a ki kalite turbin kapab tou itilize lè gen chalè rezidyèl soti nan yon lòt sous pwodiksyon oswa motè, pran avantaj de li nan jenere mouvman an nan turbine la.

Avèk sa a ki kalite altènatè, la enstale pouvwa Yo wo, nan plizyè MW (megawatt) ak pri enstalasyon yo tou depann sou pouvwa a enstale, byenke li se pi ba konpare ak lòt motè altènatif oswa sik konbine. Par inconvénients yo gen ke fasilite yo yon ti jan konplèks.

Nan dèlko turbine vapè, plizyè sik pandan pwosedi a:

  1. Retounen enstalasyon vapè presyon vapè. Se vapè ki pwodui nan yon chofaj elaji nan yon turbine jiska presyon k ap travay itilizatè a ak vapè echapman ki soti nan turbine a se chalè itil nan sistèm kojenerasyon an.
  2. Ekstraksyon kondanse enstalasyon turbine vapè. Se vapè a elaji nan turbine a nan yon presyon ki anba a atmosferik pa vle di nan yon kondansasyon. Sa a ogmante so a entalpi nan turbine la ak pouvwa li yo.

Turbine gaz

Nan sa a ki kalite turbin, olye pou yo sèvi ak vapè tankou nan ka anvan an, la sèvi ak yon gaz. Nòmalman li se yon gaz echapman soti nan turbin ki te nan yon tanperati ki pi wo oswa nan motè ki degaje konbisyon. Pou fè yon analoji, li se tankou turbo a nan machin oswa MGU-H nan Fòmil 1, ki pran avantaj de gaz yo wo-enèji soti nan echapman yo kondwi turbokonpreseur a anvan yo pèmèt li yo dwe lage nan atmosfè a. Sa pa rive nan motè atmosferik, kote yon fwa combustion rive, gaz yo lage san yo pa itilize anpil ...

Sik konbine

konbine sik konjenerasyon konplo

Nan yon izin konbine sik elektrik de sik tèrmodinamik yo konbine nan menm sistèm pwodiksyon enèji. Sou yon bò, vapè dlo yo itilize ak sou lòt la travay la nan yon pwodwi gaz nan ki degaje konbisyon. Pou egzanp, yon chodyè chabon ka itilize pou chofe dlo ak jenere vapè segondè presyon ki kondwi turbine a nan dèlko elektrik la, epi, nan lòt men an, gaz la soti nan pwodwi a chemine nan ki degaje konbisyon pran avantaj de li nan jenere plis enèji.

Sa vin yon pi wo efikasite ak itilizasyon gaz prensipal. Depi nan yon plant tipik cogeneration li posib pran avantaj de alantou 25 oswa 35% (sede) nan gaz la boule (sa yo ki nan gazolin yo mwens efikas pase sa yo ki nan dyezèl). Se rès la pèdi nan fòm lan nan chalè akòz friksyon nan pati pyès sa yo ak lòt pèt.

Pa ko-génération figi yo ka monte pi wo pase 50% e menm rive pwodiksyon an 85%. Sa se yon anpil, konsidere ke machin nan pafè gen yon pèfòmans 100%, men li se yon bagay teyorik ki pa egziste nan reyalite, chak machin gen yon pèt kèlkeswa jan ti.

Mete Yon egzanp pi pratik, si ou gade motè gazolin yo nan yon sik F1 Otto ak atmosferik, li reyalize yon itilizasyon 30% nan pi bon nan ka yo. Sa vle di ke 70% nan enèji nan gazolin pèdi kòm chalè friksyon epi sèlman 30% transmèt kòm pouvwa traction pou pouse machin nan. Avèk rive nan motè a ibrid ak sistèm tankou MGU-H la ak MGU-K, 50% efikasite te reyalize nan motè turbo konbine avèk elektrik ...

Si gaz yo itilize nan koojenerasyon yo pi efikas pase sa tradisyonèl yo, tankou kèk gaz, oswa plis zanmitay anviwònman an, tankou Biomass (dechè ki otreman pa ta dwe itilize), enèji ka pwodwi ak yon pi ba enpak sou anviwònman an.

Ak jwenn yon pèfòmans ki pi wo vle di ke ou gen yon sistèm pi efikas, Se poutèt sa, pwodwi plis enèji ak mwens emisyon CO2, yon bagay ki nan tan ijans klima enpòtan anpil.

Altènatif motè entèn combustion

Finalman, nan kalite yo selon ki kalite motè, ou gen tou tipik la resipwòk motè entèn combustion, tankou sa yo ki nan machin oswa motosiklèt. Yo rele yo paske yo itilize yon gaz likid ki sou fòm piki nan silenn yo pou jenere yon eksplozyon oswa entèn combustion ki pral jenere yon mouvman resipwòk yon piston ki pral tache ak yon arbr pou transfòme mouvman resipwòk la nan rotary nan yon aks.

Motè sa yo ka nan divès kalite, tankou sa yo ki nan sik la Otto (gazolin), oswa sa yo ki nan sik la Diesel (dyezèl). Kèlkeswa gaz yo itilize, ak kèlkeswa kalite ang ban yo genyen, mouvman an ap toujou altènatif. Sa diferansye yo de rotary, tankou avyon avyon, oswa motè Wankel.

Dapre sekans jenerasyon ak konsomasyon

Patisipe nan la sekans jenerasyon ak konsomasyon enèji, yo genyen:

  • Header oswa sistèm topping: se sik sa yo nan ki yon motè combustion entèn yo pral youn nan ki bay enèji nan sistèm nan kojenerasyon jwenn chalè a ak elektrisite itilize pa itilizatè a. Sa se, li se sistèm nan konvansyonèl yo.
  • Ke oswa sistèm fon: se fatra chalè oswa gaz itilize yo jwenn itil chalè ak elektrisite, se sa ki, li se yon kalite sistèm rekiperasyon enèji. Nan fason sa a li posib pou jenere enèji nan fatra ki ta gaspiye nan nenpòt lòt motè.

Daprè koneksyon altènatè a

Daprè koneksyon altènatè a ou ka genyen:

  • Sistèm izole oswa zile: sistèm kojenerasyon an pa pral konekte nan griy elektrisite piblik la, men yo dwe gen pwòp regilatè li yo nan pwodwi pouvwa ak frekans pou enèji elektrik la pwodwi. Sa a se tankou yon dèlko izole.
  • Sistèm entegre oswa konekte: se sistèm kojenerasyon an ki konekte nan paralèl ak griy la elektrisite piblik, se konsa itilizatè a yo pral kapab jwenn tou de ekipman pou soti nan kadriyaj la ak nan dèlko a. Sa ajoute doub sekirite pou garanti ekipman pou si youn nan de sistèm yo echwe.

Plant kogenerasyon

Yon plant kogenerasyon, kounye a ke ou te kapab tcheke ki kalite motè ak sistèm opere, ap konpoze de sa ki annapre yo atik debaz yo pou fonksyonabilite li yo:

  • Prensipal sous enèji: sa se gaz prensipal la, tankou gaz, dyezèl, gaz natirèl, Biomass, chabon, elatriye.
  • Motè oswa chofaj: si li se yon gaz fosil, se yon motè ki nesesè pote soti nan ki degaje konbisyon an. Yo ka altènatif. Men, si gaz, chabon oswa Biomass yo itilize, yon chodyè kote gaz la itilize boule.
  • Turbine oswa dèlko (sistèm itilizasyon enèji mekanik): enèji a jwenn nan eleman anvan an dwe transmèt soti nan yon arbr nan yon turbine oswa pa vle di nan yon gaz ki sikile nan tiyo ak deplase lam yo ki gen fòm wou nan dèlko a oswa turbine. Avèk mouvman an pwodwi, se enèji elektrik la jwenn nan altènatè a oswa likidasyon nan turbine la oswa dèlko.
  • Sistèm itilizasyon chalè: li posib pou chanèl gaz ki degaje konbisyon yo soti nan echapman yo oswa sa yo ki soti nan chofaj la nan echanjeur chalè, fè yo pase nan yon bobin ki ka chofe dlo oswa yon lòt gaz pou kapab pran avantaj de fòs mekanik sa a nan yon nouvo sik jenere enèji elektrik nan lòt turbin segondè yo.
  • Sistèm Refrijerasyon: Echanjeur yo chalè oswa sistèm ka sèvi tou kòm glasyè pou motè a. Sepandan, gen pouvwa pou lòt sistèm tankou gwo fò tou won refwadisman plis refwadi gaz la oswa vapè anvan yo lage li nan atmosfè a.
  • Sistèm oksilyè: Ka gen lòt sistèm oksilyè nan yon plant koogenerasyon oswa plant, tankou sistèm tretman dlo, kontwòl presyon pou vapè, elatriye. Anjeneral kontwole pa sistèm òdinatè ak lojisyèl espesifik otomatize travay la.
  • Ekipman pou pouvwa: finalman, enèji elektrik la pwodwi pral ale dirèkteman nan itilizatè a oswa konsomatè. Ou ka gen yo ale nan yon ekipman pou pouvwa trete li oswa nan yon transfòmatè adapte vòltaj la. Si pa gen okenn konsomatè, ta ka gen yon sistèm depo, tankou yon gwo batri.

Sa a se ki jan yon plant cogeneration travay depi nan konmansman an jiskaske yo jwenn enèji elektrik la, ale atravè tout etap sa yo.

Kogenerasyon nan peyi Espay

kojenerasyon an Espay yon pwosesis endistriyèl

Kogenerasyon lajman itilize nan Inyon Ewopeyen an, ak Se poutèt sa tou nan Espay Sa a ki kalite segondè-efikasite plant jenerasyon pouvwa te ankouraje. Plan yo te aplike pou ogmante piti piti kalite plant sa yo pou yo rive nan prèske 20% nan pwodiksyon elektrisite nasyonal la nan 2020.

Li se yon bon fason pou jenere elektrisite efikas ak dirab andedan peyi ki toujou gen yon gwo depandans sou konbistib fosil epi ki pa gen anpil plant nikleyè oswa renouvlab. Pwodui enèji tankou sa a se pa sèlman bon pou anviwònman an, li pral tou bon mache enèji diminye depans pou pwodiksyon ak pri enèji final la.

Anplis de sa, si plant sa yo sitiye tou pre gwo sant endistriyèl yo oswa iben kote enèji a boule, gwo pèt yo evite pa efè Joule nan liy pouvwa long, e ke nan AC se yon efè pi piti anpil pase nan DC. Men, si li apwovizyone nan yon distans ki pi kout, koupe posib nan rezèv la oswa blakawout ki te koze pa pwoblèm nan liy lan pouvwa, oswa rezo, akòz faktè meteyorolojik ak lòt kalite, yo tou redwi.

Tout sa pote plis avantaj nan twal endistriyèl Panyòl la ki fè li pi konpetitif entènasyonalman. Soti nan 353MW nan koojenerasyon ki te pwodwi an 1990 nou te ogmante nan dis ane (2000) a prèske 5000MW ak nan 2008 depase 6000MW, men retrè a nan kèk plant ki te rive nan fen lavi yo oswa yo te annatant renovasyon te reyalize ke sa a Sa figi te tonbe nan alantou 4500MW jodi a.

Sepandan, gen toujou anpil fè, menm jan yo te fè yon etap pa ase... E ke nan Ewòp se alantou 125.000 MW kounye a soti nan cogeneration, konpare ak 82.400 MW nan Etazini yo. Peyi dirijan yo nan Inyon Ewopeyen an se Almay, ak 37.000 MW, ki te swiv pa Itali, Netherlands, Polòy, Fenlann ak Espay.

Segondè efikasite kojenerasyon

Mete nan tèt ou ke kojenerasyon fè pri MWh la (Megawatt pou chak èdtan) se ant € 5.5 ak € 8 mwens pase lè l sèvi avèk lòt sous pwodiksyon an. Ak moun ki fluctuations yo akòz efikasite nan plant la cogeneration. Si ou gen youn nan pi gwo efikasite, ekonomi yo pral pi gwo ak emisyon yo pi ba yo.

Pou Creyalize efikasite segondè nan koojenerasyon, sik konbine yo te itilize olye pou yo separe, menm jan ou te deja li nan seksyon anvan yo. Nan fason sa a, li posib ekstrè pi gwo pèfòmans nan gaz prensipal la itilize yo.

Kogenerasyon ak dechè

sann. Kogenerasyon dechè

High-efikasite koojenerasyon tou diminye emisyon CO2 ak dechè pwodwi nan kondisyon egal konpare ak plant pouvwa tèmik ki itilize konbistib fosil. Anplis de sa, si yo itilize Biomass olye pou yo konbistib tradisyonèl yo, li se tou ede detwi dechè soti nan lòt endistri yo (kache, kokiy oswa zo ki soti nan endistri a manje, sèk dechè solid soti nan plant tretman dlo, elatriye).

Konsènan dechè ki soti nan plant koojenerasyon nan tèt li, li se anjeneral menm jan ak nenpòt lòt plant tèmik, byenke nan yon limit pi piti pou chak MW pwodwi. Sa yo résidus pase nan sann dife ki sòti nan konbisyon ak gaz. Menm kèk sann dife ka reyitilize pou lòt endistri yo. Pou egzanp, kèk siman ekolojik yo ka itilize sann ki soti nan lòt endistri yo kòm matyè premyè.

Koojenerasyon Byomass

kojenerasyon ak Biomass, yon gaz ak resiklaj

La Biomass Li se yon kalite gaz ki de pli zan pli itilize pou plant pouvwa tèmik. Li se matyè ki akimile pa aktivite imen oswa dechè endistriyèl ki ka itilize pou enèji lè deja li te tou senpleman jete nan depotwa yo. Sa yo fatra ka boule dirèkteman nan jwenn yon sous chalè ak jenere enèji oswa transfòme an gaz nan sèten pwosedi yo dwe itilize tou pou boule ak pwodiksyon enèji ki vin apre.

Egzanp Biomass son:

  • Koupe pyebwa ak plant, fèy sèk, pay, elatriye.
  • Byomass rezidyèl oswa sous-pwodwi nan endistri a, tankou dlo legim ki sòti nan jwenn
  • nan lwil oliv, fwi kale ak nwa kale nan faktori, rete nan chapant ak syaj, rete nan faktori papye, mèb, elatriye.
  • Solid rete kòm yon rezilta nan tretman dlo ize. Menm gaz fèmantasyon soti nan fèmantasyon nan fatra dlo egou oswa eskreman bèt ka pwodwi gaz tankou metàn.
  • Resiklaj nan lwil.
  • Rekòt espesyalman rekolt pou jwenn biocarburants (sereyal ak grenn), tankou le, le, etc.

Eksepte nan ka ki sot pase a, nan tout sa yo anvan li pa nesesè yo pwodwi yon gaz espesifik, tou senpleman pran avantaj de pa pwodwi ki ta otreman fini yo te jete lwen, ak gen plis chans polisyon.

Kogenerasyon ak gaz natirèl

turbine gaz pou koojenerasyon

Olye pou yo sèvi ak lòt konbistib fosil oswa Biomass, koojenerasyon kapab tou fèt pa gaz natirèl kòm gaz. Inyon Ewopeyen an gen pou objaktif pou diminye gaz lakòz efè tèmik (GHG) ant 80% ak 95% nan 2050 konpare ak 1990, e pou sa li eksplore altènativ anpil, ki gen ladan gaz natirèl.

Yon premye etap se ogmante renouvelables a 27% nan pwodiksyon nan teritwa a EC diminye GHG rediksyon pa 40% pa 2030. E sa tou implique ranplase lòt gaz pou gaz natirèl paske:

  • Li emèt mwens CO2 pase lòt konbistib, kidonk li ede redwi efè a lakòz efè tèmik, ak amelyore kalite lè.
  • Li pa emèt patikil nan konbisyon li yo.
  • Diminye emisyon monoksid kabòn pa 80%.
  • Ekonomi ekonomik ta dwe tou yon faktè kle, depi li ta redwi pri a pa 50% konpare ak gazolin ak 30% konpare ak dyezèl.
  • Gaz konbisyon emèt mwens polisyon bri pase lòt motè altènatif konbisyon entèn yo.

Pou ba ou yon lide, lè l sèvi avèk gaz natirèl sèlman nan rezo yo nan Nedgia Cegas pèmèt yo emèt 1.800.000 tòn CO2 mwens.

Cogeneration sik konbine

Ou te deja kapab etidye sa ki la sik konbine, ki fè koojenerasyon menm pi efikas ak rezilta nan pi wo efikasite gaz prensipal la. Kòm mwen deja mansyone, sa a pèmèt tou diminye emisyon ak jwenn plis enèji nan yon fason pi bon mache. Ak tout gras a lè l sèvi avèk sik konbine pou pi bon pou sèvi ak chalè.