Микротурбинные установки

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Система контроля и управления

Контроль и  управление микротурбиной осуществляются микропроцессорной системой автоматического  управления (см. схему на рис. 11). Благодаря  высокой степени автоматизации и надежной системе управления установка работает в автоматическом режиме, не требуя постоянного присутствия персонала при нормальном режиме работы. В случае критической ситуации система автоматически выключает установку и запоминает причину аварийного отключения. Система управляет режимами автоматического пуска, остановки, контролирует параметры работы, поступающие с датчиков расхода топлива, температуры, скорости вращения, электрической нагрузки и т. д. В цифровой системе управления реализованы сложные алгоритмы, которые поддерживают устойчивую работу установки и многофункциональность применения с точки зрения пользователя. В частности, предусмотрена возможность автоматического запуска при падении напряжения в сети (при использовании микротурбины в качестве резервного источника электроэнергии). Система управления обеспечивает работу в автономном режиме, в режиме параллельной работы с сетью для снятия пиковых нагрузок и передачи дополнительной электроэнергии в сеть.

Система управления оснащена пультом оператора для  ручного управления и программирования различных режимов. Достоинством системы является функция удаленного управления через каналы связи и сети интернет/ интранет, в том числе управления группами установок, расположенными в разных местах, но работающими как единое целое. Координацию работы системы из нескольких десятков микротурбин осуществляет специальный компьютер — Advanced Power Server, который по заданным алгоритмам синхронизирует работу генераторов и оптимизирует распределение нагрузки. Advanced Power Server позволяет осуществлять управление кластером, содержащим до 100 микротурбин. Может быть задан последовательный, параллельный или смешанный режим работы отдельных установок, объединенных в кластер. Для первоначального пуска турбины каждая установка снабжена блоком аккумуляторных батарей.

 

 

 

 

 

 

 

Схема управления микротурбины

 

Пульт управления

 

 

 

 

 

 

 

Варианты комплектации

Тип управления:

- Работа параллельно с сетью

- Работа в автономном режиме и с сетью

Наличие функции  удаленного управления

-Да (GSM модем, Ethernet)

-Нет

-Давление топлива на входе:

- Низкое

-  Высокое

Выработка тепловой энергии

- Да (со встроенным теплоутилизатором)

- Нет

Дополнительная  функциональность для использования в агрессивных внешних условиях

-Морское исполнение

-Арктическое исполнение

-Взрывозащищенное  исполнение.

-Нет

Конструкция корпуса

- Выкатной защитный кожух из металла или пластика для применения вне помещений

- Защитный кожух для производственного применения вне помещений

- Каркасная стойка

- Без кожуха для монтажа в контейнерах или других местах

 

 

 

 

 

Мировой опыт практичевкого применения микротурбин

На сегодняшний  день по всему миру эксплуатируется  более 4000 микротурбинных установок Capstone, наработавших в совокупности более 20 000 000 операционных часов. В России успешно работает более 400 микротурбин. Число реализованных проектов на базе микротурбин ежегодно растет в  среднем на 15-20%.

Установки Capstone не случайно пользуются спросом и  активно применяются для обеспечения  энергией в самых различных сферах: городское и муниципальное хозяйство, инфраструктура, сельское хозяйство, промышленность, нефтегазовая отрасль, телекоммуникации, объекты социального значения, торгово-развлекательные центры, сегмент HoReCa (отели/рестораны/кафе), малый бизнес, стратегические и военные объекты и др. Микротурбины являются одним из самых современных видов энергогенерирующего оборудования, превосходящим существующие типы генераторов по совокупности потребительских свойств: эколо-гичности, эффективности, экономичности и надёжности. Возможность использования широкого спектра топлива с различными характеристиками состава делает микротурбины Capstone незаменимыми в решении задач по выработке энергии из отходов производства и жизнедеятельности человека.

Три первые микротурбины Capstone С30 были установлены в 1998 году в США, город Галвестон штата  Техас, на предприятии по добыче, переработке  и транспортировке природного газа для обеспечения собственных  потребностей в электроэнергии.

В 2000 году Capstone Turbine Corporation представила  новую модель установки — микротурбину С60, которая впоследствии в 2006 году была модернизирована в модель С65 с увеличенной выходной мощностью  до 65 кВт и КПД — 31%. Примером использования  микротурбин С60 в сфере обслуживания может служить инсталляция двух установок в отеле Рэдиссон, Санта-Мария, штат Калифорния в 2003 году. Они работают круглосуточно 7 дней в неделю параллельно  с сетью. Турбины в режиме когенерации  обеспечивают основную потребность  гостиницы в электричестве и  тепле, а пиковые нагрузки покрываются  из централизованной сети. Такая схема  работы была выбрана для того, чтобы  максимально удовлетворить нужды  отеля в тепле, получить максимальный объем электроэнергии и уменьшить  расходы на потребление от местных  электросетей.

Рекордный КПД  — 96% впервые был достигнут при  инсталляции микротурбины Capstone C30 в городском бассейне города Путен (Нидерланды) в 2000 году. Микротурбина работает в режиме когенерации и обеспечивает объект электроэнергией и теплом, подогревая воду и снабжая электричеством обслуживающую бассейн технику.

В октябре 2008 года компания Greenviroment Ltd., являющаяся дистрибьютором Capstone в Германии, ввела в эксплуатацию первую в мире микротурбинную электростанцию Capstone C200, потребляющую биогаз на ферме неподалеку от Франкфурта. Установка работает в режиме когенерации. Производимое тепло используется для подогрева метантенков, а также для обеспечения жилых и хозяйственных помещений.

Один из первых проектов в области утилизации попутного  нефтяного газа реализовала компания «ПанКанадиан Петролеум Лтд.» (PanCanadian Petroleum). Специалисты компании быстро осознали и оценили потенциал  новой технологии малой энергетики, позволяющей сократить сжигание бросового газа в факелах, использовать низкокалорийный газ и практически бесплатно производить электричество. Особенно ценной оказалась способность микротурбин работать на высокосернистом нефтяном газе, содержащем до 7% Н^. В 1999 году «ПанКанадиан» закупила семь микротурбин С30 для своих промыслов в Канаде, провинция Альберта. Вырабатываемое электричество потребляется на месте для питания компрессоров, насосов и другого промыслового оборудования. Специалисты отмечают низкую трудоемкость и стоимость обслуживания микротурбин, поскольку установки работают на воздушных подшипниках без использования смазки или охлаждающей жидкости. Ежегодное обслуживание заключается в основном в замене воздушного фильтра. Их можно смонтировать буквально за один день и сразу использовать, т. к. микротурбины поставляются в полной заводской готовности, отвечающей принципу «включи и работай».

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Примеры применения микротубин в мире

 

     Свалка округа соук, мэдисон, штат висконсин

Свалка округа Соук, расположенная недалеко от Мэдисона, столицы штата Висконсин, содержит более 650 000 тонн отходов. В прошлом, метан, выделявшийся в процессе разложения отходов, просто сжигался. Сегодня ситуация изменилась — этот газ служит топливом для 24 микротурбин Capstone С30, производящих электроэнергию, которую затем продают в централизованную сеть. Электричества, получаемого таким образом, хватает для полного обеспечения нужд в электроэнергии более чем 300 домов. Изначально, в 2003 году, было установлено 12 микротурбин, но затем мощности постепенно наращивались, и теперь это самая большая микротурбинная система к востоку от Скалистых гор. Использование микротурбин Capstone позволило значительно снизить объем выбросов по сравнению с традиционным сжиганием метана на факеле. Таким образом, помимо получения экономической выгоды, модернизация свалки внесла значительный вклад в сохранение окружающей среды.

 

 

Экологически  чистый транспорт

По маршруту вдоль  недавно реконструированной набережной Ньюкасла ежедневно курсирует 10 автобусов. Экологичные автобусы прекрасно  вписываются в свежее оформление новой набережной, прежде всего, благодаря  микротурбинам Capstone C30, установленным  в автобусах. Микротурбины Capstone C30 работают во взаимодействии с бортовыми аккумуляторами, что позволяет непрерывно производить  электроэнергию необходимую для  движения автобуса. При поступлении  соответствующей команды от автоматической системы контроля автобуса микротурбина производит подзарядку батарей, благодаря  этому автобусы могут работать до 10 часов в день без подзарядки или заправки в центральном депо.

 

 

 

 

Утилизация биогаза  на водоочистных сооружениях

водоочистная  станция cossato spolina, биелла, Италия

До того как  на водоочистной станции Cossato Spolina, обслуживающей  нужды более чем 520 000 жителей, был  установлен микротурбинный генератор  С200, около 2600 м3 биогаза, ежедневно производимого  предприятием, сжигалось на факеле. Только небольшая часть биогаза  использовалась для подогрева метантенка. После установки микротурбины Capstone С200 с теплоутилизатором каждый кубический метр биогаза используется для питания турбогенератора, производящего 1,7 млн. кВтч электрической энергии в год для собственных нужд станции и 2,3 млн. кВтч тепловой энергии в год для обогрева метантенка. Использование такой когенерационной системы позволило снизить выброс углекислого газа на 1,8 тонн в год.

 

 

 

 

Энергообеспечение курортных зон и памятников архитектуры

курорт villa olmi, флоренция, италия

Вилла Olmi была построена  в 15 веке. Реконструкция превратила эту некогда частную виллу в роскошный курортный отель, в котором прекрасно сочетаются богатая история и новейшие технологии. Три микротурбины Capstone С60 со встроенным теплоутилизационным модулем обеспечивают здание и плавательный бассейн электричеством и теплом, а также питают абсорбционный чиллер, предназначенный для кондиционирования помещений летом. Собственная энергосистема работает в двойном режиме (автономно и параллельно с общей электрической сетью), что обеспечивает непрерывное энергоснабжение во время перебоев в сети. Данная тригенерационная система является ярким примером того, как современные технологии могут уживаться с историческими памятниками. Проект курируется Государственной службой по охране исторических памятников во Флоренции.

 

Вывод

Микротурбины  — это современное оборудование для автономного теплоэнергоснабжения потребителей, сочетающее в себе отличные технические и эксплуатационные характеристики. Непревзойденные потребительские свойства и тщательная проработка всех элементов с применением инновационных технологий, позволяющих выделить микротурбины в отдельный класс энергогенерирующего оборудования. Микротурбины идеально отвечают нуждам современной распределенной энергетики, прежде всего, за счет своих конструктивных особенностей.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы:

1. http://www.bpcenergy.ru/capstone/
2. http://www.capstone.ru/
3. http://www.fpk-gmbh.ru/microturb.php