Анализ проекта комбинированного производства тепла и электроэнергии презентация

Канады 2001 – 2005.

Анализ проекта комбинированного производства тепла и электроэнергии

Фото: Warren Gretz, DOE/NREL PIX

Электростанция, производящая тепло и электроэнергию

основные моменты анализы проектов КПТЭ
Рассказать о модели RETScreen® для проектов КПТЭ

и выбросов
Уменьшение потерь при передаче энергии
Возможность использовать районную энергосистему
Охлаждение

Что обеспечивают системы, совместно вырабатывающие тепло и электроэнергию?

Фото: Andrew Carlin, Tracy Operators/NREL PIX

Электростанция, работающая на биомассе, США

2/3 тепловой энергии
Это потерянное тепло можно использовать для промышленных процессов, отопления пространства и нагрева воды, охлаждения и т.д.

Adapted from World Alliance for Decentralized Energy

Электроэнергия обычно более ценна, чем тепло

Возобновляемая биомасса,
геотермальная 1 024

Уголь 17 075

Нефть 3 215

Газ 8 384

Атомная 7 777

Гидро 2 705

Общие затраты
первичной энергии на
производство
электроэнергии
41 800

Потери при преобразовании от термального производства 24 726

Валовое производство электроэнергии 15 454

Чистое производство электроэнергии 14 491

Электроэнергия, поставляемая к потребителям 13 153

Промышленность 5 683

Не промышленность 7 470

Потери при передаче и распределении 1 338

Эксплуатация производителями собственных электростанций 963

Потери энергии, связанные с централизованной системой

источника (также называется «Когенерация»)
Использование отработанного тепла от энергопроизводящего оборудования

Коэффициент использования тепла (55/70) = 78,6%

Общий КПД ((30+55)/100) = 85,0%

Топливо

100 единиц

Энергосистема

Тепло +
отработавшие газы
70 единиц

Генератор

Силовая
нагрузка

Электроэнергия
30
единиц

Отработавший газ
15 единиц

Парогенератор-
рекуператор

Тепловая
нагрузка

Тепло
55 единиц

нагревательное устройство
Регенерация отходящего тепла
Тепловой насос ит.д.
Электросиловое оборудование
Газовая турбина
Газовая турбина с комбинирвоанным циклом
Паровая турбина
Поршневой двигатель
Топливный элемент и т.д.

Фото: Rolls-Royce plc

Газовая турбина

Фото : Urban Ziegler, NRCan

Охлаждающее оборудование

и т.д.
Возобновляемые виды топлива
Древесные отходы
Газ из органических отходов (ГОО)
Биогаз
С/х побочные продукты
Сухое измельчённое волокно
Целевые урожаи и т.д.

Геотермальная энергия
Водород и т.д.

Фото: Joel Renner, DOE/ NREL PIX

Геотермальный гейзер

Фото: Warren Gretz, DOE/NREL

Биомасса для КПТЭ

(например, жилые комплексы)
Промышленные процессы

Система КПТЭ с использованием биогаза для
центрального отопления, Швеция

Фото: Urban Ziegler, NRCan

Фото: Urban Ziegler, NRCan

Микро-турбина в теплице

Фото: Urban Ziegler, NRCan

КПТЭ в Ратуше г.Киченер

и охлаждения
Изолированные стальные трубы находятся под землей на глубине 0,6 – 0,8 м
Преимущества по сравнению с автономным энергоснабжением:
Более высокая эффективность
Контроль выбросов в одном месте
Безопасность
Комфорт
Удобство в эксплуатации

Первоначальные затраты обычно выше

Районные энергосистемы

Фото: SweHeat

Районная станция

Фото: SweHeat

Районный отопительный
трубопровод

оборудование
Электрическая разводка
Подъездные пути
Прокладка районного трубопровода
Периодические затраты
Топливо
Эксплуатация и обслуживание
Замена и ремонт оборудования

Вид энергооборудования RETScreen

Стандартные затраты на установку ($/кВт)

Поршневой двигатель

Газовая турбина

Установка с комбинированным циклом

Паровая турбина

Геотермальная система

Топливный элемент

Ветровая турбина

Гидравлическая турбина

Фотоэлектрический модуль

Примечание: типовые затраты на установку приведены в канадских долларах на 1 января 2005 г. Примерный курс обмена был равен 1 кан. $ = 0,81 $США, 1 кан. $ = 0,62 Евро

-

-

-

-

-

-

-

-

-

как для тепла, так и для электроэнергии
Надо обсуждать продажу электроэнергии в сеть, если она не потребляется вся на месте
Обычно станция рассчитана на базовую тепловую нагрузку (т.е. Минимальная тепловая нагрузка при нормальных условиях эксплуатации)
Количество произведенного тепла обычно равно 100% - 200% от количества электроэнергии
Тепло можно использовать для охлаждения с помощью абсорбционных холодильников
Риск, связанный с неуверенностью относительно будущей разницы в ценах на электроэнергию/ природный газ

здания, сельскохозяйственные здания и т.д.

Поршневой двигатель

Фото: GE Jenbacher

Паровой котел – утилизатор
Отработанного тепла

Фото: GE Jenbacher

Больница, Онтарио, Канада

Фото: GE Jenbacher

торговые комплексы, жилые комплексы, больницы, промышленные комплекс и т.д.
Районная энергосистема

Турбина, используемая в Массачусетском
технологическом институте, Кембридж, США

Фото: SweHeat

Районная станция

являются хорошими кандидатами для комбинированного производства тепла и электроэнергии

Сухое измельченное волокно для
выработки тепла на мельнице, Бразилия

Фото: Ralph Overend/ NREL Pix

Также применяется на предприятиях, имеющих отходы производства, которые затем можно использовать для производства тепла и электроэнергии

Камера
сгорания

Топливо

Компрессор

Газовая турбина

Генератор

Силовая нагрузка

Силовая нагрузка

Тепловая нагрузка

Тепловая нагрузка

Генератор

Конденсатор

Пар

Отработанный газ

Порт экстракции

Подача воды

Сжигание в воздуховоде

парогенератор-рекуператор

Паровая турбина

Воздух

Порт обратного давления

Швеция Газ из органических отходов

При разложении отходов на свалках образуется метан
Его можно использовать в качестве топлива для охлаждения, нагревания или в энергетических проектах

Фото: Urban Ziegler, NRCan

Цикл сбора газа из органических отходов

трубопроводная
система для улавливания БГ

фильтр

производство пара

процесс

Компрессор

охлаждающее
сушильное
Устройство

производство
электроэнергии

факел

Фото: Gaz Metropolitan

затрат за срок службы и уменьшения выбросов парниковых газов

Охлаждение, нагревание, электро- энергия и их комбинации
Газовые или паровые турбины, поршневые двигатели, топливные элементы, котлы, компрессоры и т.д.
Различные виды топлива от органических до биомассы и геотермального
Различные стратегии эксплуатации
Механизм расчетов для
органического газа
Районные энергосистемы

Также включает:
Разные языки, переключатель по блокам и инструменты пользователя

электроэнергии
Только охлаждение
Комбинированное производство тепла и электроэнергии
Комбинированное производство холода и электроэнергии
Комбинированное производство тепла и холода
Комбинированное производство холода, тепла и электроэнергии

Топливо

Система отопления

Тепловая нагрузка

Система охлаждения

Нагрузка охлаждения

Электрическая нагрузка

Энергосистема

Топливо

Холод

Электроэнергия

Электроэнергия

Тепло

Тепло

Регенерированное
тепло

тепловая нагрузка

Полупиковая тепловая нагрузка

Пиковая тепловая нагрузка

Янв. Февр. Март Апр. Май Июнь Июль Авг. Сент. Окт. Ноя. Дек.

Апр. Май Июнь Июль Авг. Сент. Окт. Ноя. Дек.

Месяцы

Тепло

Электричество

Холод

Базовая нагрузка охлаждения

Пиковая нагрузка охлаждения

Нагрузка (кВт)

Апр. Май Июнь Июль Авг. Сент. Окт. Ноя. Дек.

Месяцы

Тепло

Электричество

Холод

Базовая электрическая нагрузка

Полупиковая электрическая нагрузка

Пиковая электрическая нагрузка

разработки и примеры RETScreen®

Глава по анализу проектов комбинированного производства тепла и энергии

Упрощенная блок-схема энергетической модели КПТЭ

Оцените нагрузку и потребление:
проект отопления;
Проект по охлаждению
Энергетический проект

Определите характеристики оборудования

Рассчитайте объем поставляемой энергии и соответствующий объем потребляемого топлива

FVB Energy Inc.) и различными бета-тестировщиками от промышленных предприятий, коммунальных служб, правительства и научных сообществ
Сравнивается с несколькими другими моделями и/или измерянными данными, с отличными результатами (например, расчет производительности паровой турбины сравнивается с программным обеспечением GateCycle компании GE, моделирующим энергетические процессы)

Кфунтов/ч = 1 000 ф/ч

Сравнение технических характеристик паровых турбин

рассчитывает кривые спроса и нагрузки, поставляемую энергию и потребление топлива для различных комбинаций систем отопления, охлаждения и/или энергосистем, используя минимальное количество входных данных
RETScreen обеспечивает значительную экономию затрат на этапе предварительного анализа экономической целесообразности проекта

комбинированного производства тепла и электроэнергии
Курс RETScreen® International по анализу проектов, использующих чистую энергию