1. Когенерация. Биогаз
  2. Когенерация. СУГ
  3. Когенерация. Природный газ

Цель и задача

когенерацияДействующие в настоящее время тарифы на электрическую и тепловую энергию в сочетании с затратами на подключение к городским электрическим и тепловым сетям заставляют все чаще задумываться над альтернативными способами тепло и электроснабжения.

Применение современных прогрессивных энергосберегающих технологий в производстве тепловой и электрической энергии позволяют значительно сократить затраты на содержание и эксплуатацию как тепловых, так и электрических сетей, значительно снизить тарифы на потребляемую тепловую и электрическую энергию.

Основная задача:

Приобретение резервного бесперебойного источника электроэнергии и тепла, снижение дефицита электроэнергии за счет ввода генерирующих мощностей, обретение независимости от поставок электроэнергии и тепла естественными монополиями, снижение затрат на потребляемую тепловую и электрическую энергию;

Когенерация – идеальное преобразование энергии

ООО «БАЗИС-ЭНЕРГО» реализует проекты по когенерации на базе когенерационных установок TEDOM (Чехия) предназначенных для комбинированного производства электроэнергии и тепла. Главным преимуществом когенерационной технологии является высокий коэффициент эффективности производства энергии и значительная экономия топлива по сравнению с отдельным производством каждой из них, что имеет немалое влияние на экологию и экономику производства.

Электрическая энергия и тепло из одного источника

Электрическая энергия, произведенная когенерационной установкой, используется для покрытия собственных нужд данного объекта, где расположена установка, или же эту энергию можно поставлять в сеть. Тепло, произведенное установкой, используется при отоплении зданий, подготовке теплой водя для хозяйственных нужд или при производстве технологического тепла.

Энергия в случаях аварий

Когенерационные установки служат в качестве аварийных источников в местах, где она необходима непрерывно.

Тригенерация

Посредством абсорбционного охладителя можно тепло, произведенное когенерационной установкой, преобразовать в третий вид энергии – холод для использования его в технологических целях или кондиционирования.

Сравнение эффективности отдельного и когенерационного производства электрической энергии, тепла и холода.

диаграмма

Почему использовать когенерацию

Правильно выбранная когенерационная технология сумеет сэкономить своему потребителю значительную часть расходов на закупку энергии, а в случае продажи электроэнергии в сеть также появляется возможность заработать дополнительные денежные средства.

Применяемое топливо

Главным топливом для работы когенерационных установок является природный газ. В последнее время однако стремительно растет количество оборудования, которое использует для своей работы биогаз, свалочный газ, газ с водоочистных станций или другое альтернативное топливо как, например, метан.

Когенерация на станциях, работающих на биогазе

Биогазовая станция строится, прежде всего, возле очистных сооружений сточных вод, на свалках коммунальных отходов или в сельскохозяйственных предприятиях, занимающихся животноводством. Поскольку биогаз обычно возникает как побочный продукт во время обработки органических отходов, эксплуатация когенерационных установок, работающих на этом виде топлива, является с экономической точки зрения очень выгодной. Новое энергетическое законодательство в таком случае гарантирует потребителям когенерационной технологии, которые используют возобновляемые источники энергии, долговременные стабильные закупочные цены электричества на экономически привлекательном уровне.

Если биогазовая станция располагает распределительной сетью природного газа, то можно использовать двухтопливную когенерационную установку для комбинированной эксплуатации на природном газе и биогазе (переключение топлива). Это прежде всего удобно в случае неравномерной продукции биогаза.

Очистное сооружение сточных вод

сооружение сточных вод

Свалка отходов

Свалка отходов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Отходы животноводческих ферм

биогаз

Области применения когенерационной технологии

Когенерационные установки можно использовать во всех объектах, где в течении года требуется постоянный отбор электрической энергии и тепла, или холода. Прежде всего это больницы, дома пенсионеров, плавательные бассейны, бани, зимние стадионы, котельные, гостиницы и пансионаты, универмаги и промышленные объекты. В случае использования биогаза, это могут быть очистные сооружения сточных вод, сельскохозяйственные предприятия и свалки коммунальных отходов.

 

Основные технические параметры когенерационных установок реализуемых

ООО «БАЗИС-ЭНЕРГО»

(на базе когенерационных установок TEDOM)

ПРИРОДНЫЙ ГАЗ

Электрическая мощность (кВт)

Тепловая мощность (кВт)

Расход газа

3/час)*

Premi F25 A (P)

25

47

8,4

Premi F25 S (P)

24

47

8,4

Cento T88

81

123

25,2

Cento T100 S (P)

100

143

30,3

Cento T120 S (P)

118

169

35,0

Cento T150 S (P)

150

211

43,7

Cento T160 S (P)

160

220

46,1

Cento T300 S (P)

302

422

91,0

Quanto C400 S (P)

412

561

117

Quanto C500 S (P)

514

645

143

Quanto C770 S (P)

785

1010

219

Quanto C1000 S (P)

1050

1387

292

Quanto C1200 S (P)

1172

1519

318

Quanto C1500 S (P)

1465

1845

402

Quanto C2000 S (P)

2010

2166

504

*Данные параметры действительны для природного газа с низшей теплотворной способностью 34 МДж/м3.

Сокращения:

А – асинхронный генератор

S – синхронный генератор


БИОГАЗ

Электрическая мощность (кВт)

Тепловая мощность (кВт)

Расход газа

3/час)*

Premi F25 AP BIO

23

41,5

11,6

Cento T88 SP BIO

76

113

35,6

Cento T100 SP BIO

95

130

42,5

Cento T150 SP BIO

142

193

62,6

Cento T160 SP BIO

150

203

65,3

Quanto C770 SP BIO

785

1344

374

Quanto C1100 SP BIO

1100

1441

459

*Расход приведён для биогаза, содержащего 65% метана при нормальных условиях (00С, 101,325 кПа). В случае других условий данные могут отличаться.

Сокращения:

А – асинхронный генератор

S – синхронный генератор

P – параллельная работа с электросетью

БИОГАЗ И ВЗАИМОСВЯЗИ

Биогаз сам по себе без рационального использования для жизненной среды не приносит никаких преимуществ, в некоторых случаях может быть даже нежелательным. Как пример может служить разведение жвачных животных и овец, которые производят большое количество метана в пищеварительной системе, далее складирование с/х удобрений, разведение риса, добыча ископаемых, и главное, складирование материалов, подлегающих органическому разложению.

Директива Европейского сообщества 99/31/EC o складировании отходов дает странам-членам в обязательство, чтобы они до 2006 года снизили объем биологических отходов на свалках на 75% объема свалок в 1995 году. В следующих годах этот объем должен еще снизиться (в 2009 году на 50% , а в 2016 году на 35%). Складирование этих отходов ведет к образованию метана, который способствует к возникновению тепличного эффекта. Не смотря на то, что некоторые республики получили отсрочку на несколько лет, в будущем они не смогут избежать проблемы, связанной с утилизацией этих отходов.

При этом речь идет не только о соблюдении нормативов ЕС, но и о состоянии жизненной среды, в общем. Попробуйте представить свалку отходов в нескольких шагах от Вашего дома – это искусственный холм, высотой в несколько десятков метров, выпускающий в атмосферу биогаз, который в некоторых странах ЕС более или менее успешно улавливается, но в большинстве случаев уходит в окружающую среду. Именно этот газ с высоким содержанием метана способствует образованию парникового эффекта в 20 раз быстрее, чем CO2. Последствия неконтролируемого выброса биогаза являются не единственной проблемой, с которой приходится сталкиваться в последнее время.

Давайте разберемся в причинах и попытаемся найти некоторые зависимости. На свалках образуются ценные органические материалы, что ведет к развитию жизни на земле, т.к. сбалансированное развитие жизненной среды идет через рециркуляцию всех материалов, т.е. через восстановление всех используемых нами средств и источников. Нарушение этой уравновешенности ведет к истощению источников с одной стороны и накоплению огромного количества отходов с другой.

Наши предки еще помнят времена, когда в деревнях и поселках не было никаких помоек и свалок и не потому, что они были непорядочными, а потому, что в них не было нужды. Почему? Потому что все материалы использовались практически без отходов. Отходов было мало, не было пластика, пища экономилась, а все биологические отходы превращались в навоз и возвращались на поле.

Этим круговорот питательных элементов завершался и земля снова могла давать продукты и корма. Естественно, что сегодня никто не может нас заставить пользоваться туалетом на выгребной яме, молоко носить в бидоне, всюду ходить пешком. Но мы можем с использованием последних достижений науки и техники использовать источники в возобновляемых циклах и при этом экономить энергию и сырье. Если будем подвергать рециркуляции материалы посредством анаэробной ферментации с образованием биогаза, убьем несколько мух одним ударом, чем поспособствуем улучшению жизненной среды.

КАК ОБРАЗУЕТСЯ БИОГАЗ

Биогаз представляет собой смешанный газ, возникающий в результате разложения органических масс при воздействии различных микроорганизмов при жестких анаэробных условиях (при отсутствии воздуха). Этот процесс можно назвать по-разному, например, загнивания, ферментации, разложения, квашения и т.д. В действительности этот процесс является довольно сложным, о чем свидетельствует тот факт, что его разработкой и исследованием занимаются hemes/advanced/langs/ru.js?v=307" type="text/javascript"> // --> научно-исследовательские институты, хотя в действительности этот процесс известен испокон веков. Биогаз образуется в природе на каждом шагу в результате разложения растительных и животных организмов, при пищеварении травоядных животных, при вы ращивании риса. Мы поставили за цель взять образование биогаза под контроль, что можно осуществить в газовых реакторах, т.е. в изолированных танках, оснащенных смесителем с подогревом.

Такой реактор можно для наглядности сравнить с большой коровой, которая принимает пищу, измельчает ее и постепенно переваривает. Эти процессы весьма подобны, как у животных, так и в реакторах.

С НАУЧНОЙ ТОЧКИ ЗРЕНИЯ ПРОЦЕСС ОБРАЗОВАНИЯ БИОГАЗА МОЖНО РАЗДЕЛИТЬ НА ЧЕТЫРЕ ЭТАПА:

Этап 1 – гидролиз

– первый шаг, от которого зависят последующие процессы образования биогаза. На этом этапе происходит разрушение сложных связей и соединений (полисахаридов, липидов, протеинов) на более простые, растворимые в воде. Этот процесс является интенсивным при обработке биомассы мокрым способом, т.е. в текущем состоянии, при содержании сухого остатка до 14%, и менее интенсивным, даже недостаточным, при обработке биомассы сухим способом, т.е. при содержании сухого остатка до 65%.

Этап 2 – ацидогенезис

– переработка разрушенных и растворенных масс на еще более элементарные вещества – кислоты, алкоголи, CO2 и H2. Образование этих соединений зависит от состава исходной массы, поэтому и объем произведенного биогаза изменяется в зависимости от обрабатываемых материалов. Главным на данном этапе является тот факт, что образованные вещества являются низкомолекулярными, способными к внутриклеточным походам.

Этап 3 – ацетогенезис

– следующий этап переработки продукта на более простые соединения – уксусную кислоту CO2 и H2. На этом этапе происходят в смеси микробные процессы, необходимые для образования необходимого объема водорода, но не оказывающие существенного влияния на объем биогаза. Можно упомянуть только бактерии, служащие для образования соединений серы и водорода, так называемого сероводорода, который в некоторых случаях может неблагоприятно влиять на применяемость биогаза, т.к. имеет неприятный запах и опасен для здоровья.

Этап 4 – метаногенезис

– специальные микроорганизмы перерабатывают продукты предыдущих этапов на метан и окись углерода. Все этапы взаимосвязаны в крайних режимах на входе и выходе, поэтому ошибка на одном этапе поведет к нарушению процессов в последующих этапах. Из опыта известно, что на последнем этапе биологические процессы происходят медленнее, чем на предыдущих этапах, в результате чего часто происходит переполнение танков этого этапа. Это изменение отражается на составе газа или на показании pH и часто ведет к переполнению реакторов органическим сухим остатком. На процесс образования биогаза оказывают влияние и другие факторы, например, параметр рН, температура реагентов (должна поддерживаться постоянной), время пребывания в реакторе, нагрузка реактора, промешивание и состав входящих масс. Нужно учитывать, что биогаз является продуктом живых организмов, а каждому организму требуются определенные условия для правильного функционирования.

ПОДГОТОВКА БИОГАЗОВОЙ СТАНЦИИ

Трудно в нескольких словах описать биогазовую станцию, поскольку существует большое количество свалок различного объема от нескольких тонн материала, до сотен тысяч тонн отхода в год.

В первую очередь следует определить объем обрабатываемого материала для расчета технологии. Наравне с этим следует определить его качество и свойства в зависимости от содержания сухого остатка, жиров, от происхождения и содержания примесей. После сбора исходных данных, можно начать разработку проекта биогазовой станции. При этом можно использовать уже существующие объекты в месте создания биогазовой станции, в результате чего снизятся капиталовложения.

Строительство биогазовой станции нельзя назвать простым и быстрым, но с сильным партнером можно преодолеть все трудности.

СТРОИТЕЛЬСТВО И ЭКСПЛУАТАЦИЯ БИОГАЗОВОЙ СТАНЦИИ

При реализации биогазовой станции необходимо определить входящий материал. Что может являться исходным материалом? Практически любые биологические отходы – растительного и животного происхождения. Но не все биологические материалы с точки зрения законодательства и экономической эффективности можно использовать. В качестве примера можно привести образец состава применяемых отходов: испражнения хозяйственных животных, трава, силос, сено, некачественные с/х продукты, отходы пищевой промышленности. Далее в качестве исходного сырья могут использоваться отходы: рассортированные коммунальные отходы, отходы с рынков и базаров, из мясокомбинатов, консервных заводов, сточные воды коммунальные и промышленные...

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭНЕРГИИ БИОГАЗА

Энергия биогаза может использоваться в котле, посредством которого будет отапливаться комплекс фермы, в когенерационной установке, где кроме тепла будет производиться и электрическая энергия, которую полностью или частично можно поставлять в сеть и сократить этим срок окупаемости оборудования биогазовой станции. Принимая во внимание закупочные цены электричества, было бы невыгодно использовать энергию биогаза только к производству тепла. Поэтому когенерационные установки являются более подходящими для использования на биогазовых станциях. Перед приобретением когенерационной установки следует обдумать некоторые вещ и:

1. Каким образом будем эксплуатирова ть когенерационную установку? Если установка будет работать параллельно с сетью или в комбинированном режиме и как аварийный источни к энергии?

2. Имеется ли возможность переключения на природный газ? Если да, то можно использовать двухтопливную систему сжигания как биогаза, так и природного газа. Это может являться выгодным при колебании продукции биогаза в течение года. Также можно смешивать оба газа при низком качестве.

3. Объем биогаза, производимого в биостанции? Этот параметр важен для выбора типа когенерационной установки.

Для производителя когенерационной установки будут нужны еще дополнительные данные о химическом составе газа, его давлении, содержании вредных веществ в газе.

После уточнения всех данных можно приступить к выбору когенерационной установки.

 

Специалисты ООО «БАЗИС-ЭНЕРГО» помогут Вам применить высокэффективные биогазовые технологии на Вашем производстве, оформлят лизинг, окажут поддержку в получении субсидий, а так же в кратчайшие сроки разработают технико-экономическое обоснование для осуществления финансирования.

Свяжитесь с нами по телефонам в Санкт-Петербурге:

+7(812) 710-4070

Либо по электронной почте:

mvk@bazis-group.com

Задайте интересующий Вас вопрос специалисту:

Info@bazis-group.com

 



  
(812) 702-90-23
2008-2016 © Группа компаний "БАЗИС"
Создание сайта - Webcom ART