Целесообразность применения систем утилизации теплоты ДВС

Рыночная экономика предполагает возможность потреби­телю делать свой выбор источника энергоснабжения, исходя из
стоимости, качества и бесперебойности последнего. 
            Поэтому наряду с «большой» энергетикой в современ­ных условиях весьма значительной становится и роль
объектов малой энергетики, а именно автономных дизель – и двигатель   - генераторов с диапазоном мощностей
200… 3000 кВт и выше.
            Применение автоном­ных энергоисточников с комбинированным производством электрической и тепловой
энергии (когенерация) обеспечит определенный энергетический резерв в централизованной системе и надеж­ность. Малая
энергетика становится не только альтернативой централи­зованной системе, но и основой для быстрого развития  вновь
ос­ваиваемых районах, открывающихся новых производств различного профиля в том числе предприятий нефтегазового
комплекса. Также необходимо отметить актуальность вопроса энергетической безопасности объекта и реализации целевых
программ «Энергосбережения», которые позволяют решать применение когенерационных установок.

            Развитие этого направления определяется целым рядом факторов, главными из которых являются:
            -          выработка ресурсов мощных электростанций России и явно недостаточные темпы ввода новых мощностей;
            -          снижение надежности и качества электроснабжения;
            -         необходимость резервирования энергоснабжения от централизованных источников ввиду увеличения
                       аварийных ситуаций последних и связанных с этим экономических потерь;
            -          большие затраты на ввод мощных электростанций;
            -          небольшие затраты на ввод малых электростанций – тепло –энергетических комплексов;
            -          возможность ввода автономных газовых и дизельных энергетических установок, в короткие сроки.
            -          утилизация попутного газа
            -          возможность получения и полезного использования дешевой отводимой от двигателя теплоты с
                       минимальными транспортными потерями.

          Сегодня отмечается, что недостаточное и некачественное электроснабжение объектов различного назначения -
одним из факторов сдерживания экономического роста.
            Когенерация является практически самым оптимальным вариантом обеспечения надежности снабжения
электрической энергией.  Энергозависимая экономика требует все больше и больше энергии для работы и развития. При
традиционном энергообеспечении возникает множество организационных, финансовых и технических трудностей при
росте мощностей предприятия, поскольку часто необходимы прокладка новых линий электропередач, строительство новых
трансформаторных подстанций, перекладка теплотрасс и т.д. В то же время, когенерация предлагает крайне гибкие и
быстрые в плане наращивания мощностей решения. Наращивание мощностей может осуществляться как малыми, так и
достаточно большими долями. Этим поддерживается точная взаимосвязь между генерацией и потреблением энергии.
Таким образом, обеспечиваются все энергетические нужды, которые всегда сопровождают экономический рост.
            Особенно эффективны энергетические установки, работающие на природном и еще в большой степени на попутном
газе, который в настоящее время в большинстве случаев сжигается на факелах, загрязняя атмосферу и выделяя не кому не
нужное тепло. Данное обстоятельство очень важно при эксплуатации газовых двигателей, в этом случае их применение
способствуют улучшению экологической ситуации в данном конкретном месте и в целом на местности.
            Как известно, ДВС имеют коэффициент полезно используемого тепла топлива – 34 - 40 %, а все остальное тепло
отводится в атмосферу с выхлопными газами и охлаждающей жидкостью (от охлаждения двигателя, масла).
            Величина тепловой мощности, утилизируемой теплоты выхлопных газов и охлаждающей жидкости двигателя
соизмеримы с эффективной мощностью ДВС, а утилизация тепла отводящего с маслом и наддувочным воздухом позволяет
довести коэффициент полезного используемого тепла вводимого с топливом до 80...85 %.
            Наряду, с экономической выгодой получения дешевой электроэнергии от автономного источника, есть реальная
возможность получения и дешевой – «бросовой» теплоты от системы утилизации ДГ. Используя теплоту выхлопных
газов и охлаждающей жидкости газового ДГ мощностью 500 кВт на отопление, возможно снабжать теплом площадь,
обеспечивая нормальную санитарную температуру в помещении, размером в 4...4.5 тыс. м².
            Имея ввиду, что при отопительном сезоне продолжительностью примерно полгода, экономия от "незакупленного"
топлива для отопления составит ощутимую величину, а применение тепло-энергетических комплексов в более суровых
климатических условиях позволит получить еще большую экономическую эффективность.
            Преимущества когенерации  на базе газопоршневых электрогенераторных установок могут представлять особый
интерес для жилищно-коммунальных хозяйств. Например, использование та­ких установок позволяет уменьшить за­траты
на строительство коммуникаций (в 1,5-4 раза по сравнению с подведе­нием централизованного тепла и элект­роэнергии),
поскольку не требует под­ведения отдельно элект­ричества, водопровода с го­рячей водой, необходим только газо­провод
и водопровод с холодной водой. И, надо сказать, эти преимущества ус­пешно используются в жилищно-ком­мунальных  
хозяйствах   европейских стран. Как правило, эти станции монтируют на базе старых котельных, из которых убирается
старое оборудование. Поэтому тепло отпускается жителям близ лежащих домов, а электроэнергия - вцентрализованную сеть.
            Учитывая, обоснованную выше, целесообразность применения когенерационных установок в настоящее время
реализуется инновационный проект по производству систем утилизации вторичной теплоты отводимой от ДВС.
Проектом предусматривается оценка экономической эффективности применения когенерационной установки, а также
осуществление расчета, разработки и изготовления системы утилизации теплоты по индивидуальным параметрам ДВС
отечественного или импортного производства с учетом индивидуальных параметров потребителя утилизируемой теплоты.
            Так, одним из заданий, предусматривается изготовление системы утилизации теплоты блочного исполнения, общая
компоновка которой представлена на рис 1 , а общий вид на рис 2.  

Рис. 1.  Габаритно – присоединительные размеры блока утилизации тепла для газового двигатель – генератора мощностью 500 кВт

Рис. 2. Общий вид блока утилизации теплоты для газового двигатель –генератора мощностью 500 кВт

Данная конструкция блочной системы утилизации теплоты предусматривается устанавливать с газовым двигатель - генератором
мощностью 500 кВт в стационарном или блок – контейнерном исполнении. Блочная компоновка оборудования системы
утилизации теплоты способствует минимизации затрат при монтаже и контролю работоспособности ее на месте эксплуатации. 
            Блок оснащен собственным щитом правления, что позволяет использовать автономную блочную компоновку системы
утилизации теплоты на уже введенных в эксплуатацию объектах, обеспечивающих электроснабжение от поршневых ДВС,
учитывая минимальные затраты на ее монтаж.
            Утилизируемое тепло от ДВС возможно использовать на отопление объектов производственного и бытового назначения,
на горячее водоснабжение различных объектов, а так же на технологические нужды производства. При этом экономия денежных
средств очевидна, т.к. тепло от ДВС не выбрасывается в атмосферу, а непосредственно полезно используется на теплоснабжение
объекта при этом сокращаются закупки топлива для этих нужд. Экономический эффект возрастает от применения такой
технологии при ее реализации в условиях постоянного повышения цен на топливо с учетом затрат на его транспортировку к
месту эксплуатации энергоустановки.

Статья взята из сайта http://www.rupower.ru/