Газовые котлы двухконтурные турбированные. Газовый турбинный котел
Газовые котлы двухконтурные турбированные: особенности, виды, принцип работы
Чтобы в квартире можно было проживать комфортно, необходимо наличие горячей воды и оптимальной температуры в помещении. Если зимой отсутствует отопление, это очень серьезно может сказаться на здоровье человека, а без наличия горячего водоснабжения возникают бытовые трудности. Такие проблемы жильцов многоэтажных домов решают обслуживающие организации, а вот жильцы частных домов для этого используют газовые двухконтурные котлы с функцией турбо. Они очень хорошо отапливают дом и обеспечивают его горячим водоснабжением.
Особенности конструкции турбо моделей
Двухконтурный турбированный газовый котел состоит из двух контуров. Первый контур является внешним и предназначается для отопления дома. Второй, который находится внутри оборудования, обеспечивает дом горячим водоснабжением. Благодаря этому котлы турбированные стабильно работают в любое время года.
Главной деталью двухконтурного газового котла является вторичный теплообменник. Он, наряду с подающими трубками и отводами, используется для горячего водоснабжения. Проходящая через внутренний контур вода нагревается до необходимой температуры, а потом через отводы возвращается в систему и отопительный контур.
Необходимо знать, что турбо оборудование, используемое для отопления, предусматривает в обязательном порядке наличие вентилятора, который создает достаточную тягу и осуществляет отвод продуктов горения. Из-за этого турбированный газовый котел не сжигает кислород в помещении, где он установлен, что является его особенностью.
Виды двухконтурных турбированных газовых котлов
Газовые турбируемых котлы бывают:
- напольными;
- настенными.
Напольные модели отличаются большим весом и мощностью. Настенные модели весят гораздо меньше, благодаря чему экономится существующее пространство. Для напольных двухконтурных газовых котлов чаще всего требуется отдельное помещение, хотя их конструктивные особенности не требуют особых ограничений места установки. Напольные модели используются не только для бытовых нужд, но и довольно часто применяются на промышленных предприятиях.
Напольные двухконтурные газовые котлы бывают:
- со стальным теплообменником;
- с чугунным теплообменником.
Весят чугунные теплообменники гораздо больше стальных, и обладают большей толщиной. Срок службы у них довольно длительный. Стальные теплообменники выдерживают ударное воздействие, а благодаря небольшому весу облегчается их транспортировка.
Принцип работы турбируемых котлов
Для правильной эксплуатации оборудования обязательно должна быть создана тяга за счет встроенного вентилятора. Воздух забирается непосредственно с улицы при помощи двух коаксиальных труб. Они вставлены друг в друга и очень крепко соединены между собой.
Воздух, который требуется для поддержания процесса горения, поступает по внутренней трубе. По наружной отводятся продукты горения. Такой котел абсолютно герметичен, благодаря чему исключено проникновение внутрь помещения продуктов горения.
Использование турбируемых котлов, предназначенных для отопления и подогрева воды, имеет неоспоримое преимущество по сравнению с оборудованием без турбо системы. Для работы последних необходим воздух, который находится внутри помещения. При этом неважно, какие это виды – настенные или напольные.
Преимущества турбированных газовых котлов
Такое оборудование имеет следующие преимущества:
- Двухконтурные газовые агрегаты не забирают воздух из помещения, в котором они расположены. Благодаря этому исключается возможность выделения опасных веществ, поэтому такое оборудование не оказывает на здоровье человека никакого негативного воздействия.
- Высокий КПД, связанный с особенностями конструкции оборудования с системой турбо, из-за чего происходит лучшее сгорание топлива.
- Простой монтаж, который допускает возможность подключение оборудования к коаксиальной трубе.
- Безопасность эксплуатации, которая позволяет установить такой котел в любом помещении.
Хотя напольные турбируемые котлы стоят намного дороже атмосферных, они пользуются гораздо большим спросом. Благодаря наличию закрытой камеры снижается расход газа из-за более эффективной теплоотдачи. В результате эксплуатация оборудования обходится дешевле.
Особенности установки
Напольные газовые модели с системой турбо, которые используются для отопления дома, устанавливают в несколько этапов. Перед началом работ необходимо подготовить площадку, на которую впоследствии будет установлен котел.
Затем производят установку труб, которые требуются для отводов продуктов горения, и закрепляют кронштейн, с помощью которого будет удерживаться газовый котел. В конце работ оборудование занимает окончательное положение.
Установка настенной модели немного отличается. В этом случае перед началом работ в стене делают отверстия, которые будут необходимы для протягивания коаксиальных труб. Затем к стене крепят и подключают газовое оборудование. В завершение устанавливают коаксиальный отвод, соблюдая все необходимые требования.
Заключение
Двухконтурный турбированный газовый котел – незаменимая вещь в доме, в котором постоянно происходят перебои с горячей водой или отсутствует отопление. Несмотря на свою высокую стоимость, такое оборудование замечательно оправдывает и окупает себя. Главное – это правильно установить его, доверив работу специалистам.
kotel.guru
Газогенераторы для выработки электроэнергии на природном газе
Некоторые хозяева загородной недвижимости пытаются организовать автономное отопление и электроснабжение своего жилья. Им на помощь могут придти газогенераторы для выработки электроэнергии на природном газе. В нашей статье опишем принцип работы такого устройства, ознакомимся с основными видами и некоторыми техническими характеристиками.
Содержание статьи
Как работает
Работа генератора заключается в преобразовании мощности потока воздуха, который образуется от сгорания рабочей смеси в электрическую энергию. Как известно, газовые генераторы могут работать и на дровах, но в нашем случае основным видом топлива считается природный газ. В состав самого простого механизма входят следующие элементы:
- Основной компонент — турбина;
- Компрессор для сжатия воздуха;
- Камера сгорания.
Принцип действия установки следующий: после попадания воздуха в компрессор происходит его сжатие, после чего потоки кислорода транспортируются в камеру сгорания. На этом участке определённые дозы топлива попадают в потоки кислорода, происходит загорание смеси.
Обратите внимание! Горение газа происходит при одинаковых параметрах давления. В данном случае камера сгорания применяется для прогревания воздуха.
Устройство поршневого газогенератора на примере модели Green Power
Доведённый до высоких температур газ попадает в турбину, его потоки используются для вращения лопаток. Чуть больше половины вырабатываемой электроэнергии используются для работы компрессора, остальная часть служит для включения генератора. В состав одного рабочего цикла входит два изобарных процесса, которые происходят в выхлопной трубе и камере сгорания.
Принцип работы турбины следующий:
- Сжатие воздуха в компрессоре до получения давления в одну атмосферу;
- Увеличение температуры рабочей смеси в камере сгорания;
- Расширение газов в турбине;
- Освобождение отработанных газов через выхлопную трубу.
Поршневые
Компактный газогенератор
Самыми дешёвыми моделями считаются поршневые генераторы, работающие на газе. По внешнему виду такие установки напоминают бензиновые аналоги. Некоторые приборы могут работать как на бензине, так и на газе. У подобных приборов имеется дополнительный карбюратор и бензобак, что даёт возможность оператору заливать любой из указанных видов топлива для дальнейшего получения электроэнергии.
Поршневой газген состоит из газового редуктора, продуктивность которого выставлена производителем. Выходное отверстие этого приспособления имеет блокировку, что позволяет предотвратить утечку газа при внезапной остановке двигателя.
Следует также обратить внимание на минус использования пропана в качестве топлива в зимнее время года. Дело в том, что рассматриваемый газ плохо испаряется при отрицательных температурах, поэтому редуктор нужно подогревать. В газовых генераторах обычно используют водяное охлаждение вместо воздушного (в бензиновых двигателях). В этом случае горячая вода будет постоянно подогревать редуктор.
Турбинные
Газовый генератор может оборудоваться ещё одним видом двигателя – это турбина. Такое приспособление состоит из трёх основных деталей:
- Компрессор или центробежный нагнетатель с огромным количеством лопаток. Основной задачей этого прибора считается подача сжатого воздуха в камеру сгорания;
- Вторая часть газгена — камера сгорания, выполнена в виде полости. Здесь установлена форсунка для подачи топлива и свеча. Последний элемент в отличие от бензинового двигателя служит для запуска турбины, ведь процесс горения происходит в генераторе постоянно. При нестабильном горении, например, во время запуска турбины, процесс управления зажиганием берёт на себя термопара, которая вмонтирована в камеру сгорания;
- В камере сгорания давление рабочей смеси возрастает в несколько раз. Далее поток газов направляется на лопасти турбины. Лопатки двигателя похожи на нагнетатель компрессора, но их изготавливают из жаропрочного материала. Под высоким давлением газа происходит вращение турбины и лопастей компрессора.
Турбинный газген
Достоинством газовой турбины по сравнению с поршневым генератором считается повышенная мощность и значительный срок службы оборудования. Если в поршневых двигателях рабочий цикл занимает только четверть времени, то в турбине крутящий момент присутствует всегда. Здесь происходят меньшие вибрации, но рассматриваемое оборудование изготавливают из дорогих комплектующих, что в конечном итоге увеличит стоимость прибора.
Себестоимость электроэнергии газогенератора
Многие покупатели перед приобретением газового генератора обращают внимание на срок окупаемости или себестоимость электроэнергии. По информации, полученной от производителей, стало ясно, что для вырабатывания киловатта электроэнергии потребуется примерно 0,3м3 природного газа. Если превратить эти цифры в стоимость энергоресурсов, то можно придти к следующему выводу. В нынешнем году киловатт электроэнергии в России стоит 3,5 рублей, куб газа – 6,5 рублей.
Установка газогенератора в помещении
Обратите внимание! Из простых подсчётов можно узнать, что один киловатт электроэнергии, полученной от газогенератора, обойдётся его владельцу в 2,1 рубля, что в полтора раза дешевле государственного тарифа. Эта небольшая разница пойдёт на покрытие стоимости прибора, он полностью окупится за 1…1,5 года эксплуатации.
Расход газа
Газовые генераторы считаются достаточно экономным оборудованием. В зависимости от модели на выработку одного киловатта электроэнергии уходит от 0,3 до 0,4м3 природного газа. Мощность таких установок колеблется от 2 до 300 киловатт в час, но для обеспечения загородного дома электроэнергией достаточно генератора с мощностью от 3 до 5 киловатт. Именно на такие модели обращает внимание большинство покупателей.
Цена
Вопрос стоимости актуален для многих потребителей, поэтому опишем технические характеристики некоторых популярных моделей газовых генераторов, особое внимание обратим на их стоимость.
Газогенератор KIPOR KNE5500Е
Газген Kipor KNE5500E – это малогабаритное энергооборудование с поршневым двигателем, который может выработать до 4,5 кВт электроэнергии в час. Топливо должно подаваться на рабочий агрегат под давлением не меньше 2кПа.
Здесь можно использовать баллонный газ и природный, который находится в центральном газопроводе. Средняя стоимость Kipor KNE5500E — 70000 рублей. Указанная установка используется в качестве автономного источника электроснабжения в тёплое время года.
Gazlux СС2500B — один из самых дешевых газогенераторов для выработки электроэнергии на природном газе
Вторая модель газового генератора Gazlux CC2500B считается одной из самых популярных на рынке. Стоит такое оборудование около 47 000 рублей, но его мощность ограничена 2,5 кВт, моторесурс не более 3000 часов беспрерывной работы. Установка может использоваться для работы отопительного насоса во время отключения электроэнергии. Устройство имеет воздушное охлаждение, поэтому используется в тёплое время года или при положительных температурах воздуха в помещении.
Ещё один газовый генератор китайского производства Gazlux CC5000D имеет достаточную мощность для обеспечения электроэнергией небольшого коттеджа или загородного дома. Эта установка оснащена звукоизолирующим материалом, её рекомендовано эксплуатировать внутри помещений. Стоит Gazlux CC5000D 95000 рублей.
udobnovdome.ru
Турбогенераторы в котельных
Минск. Карповцов А.А., исполнительный директор по турбоустановкам Государственного Предприятия «Белэнергосбережение»
ГП «Белэнергосбережение» является основной организацией в Республике Беларусь по проектированию, монтажу и наладке котельных турбогенераторов малой мощности. Пока турбины устанавливаются в промышленных котельных, но уже существуют проекты установки их в котельных жилищно-коммунального хозяйства. В среднем, если турбогенератор работает более 5000 часов в год, то он окупается за 3 года.
Для каждой конкретной котельной делается предварительное экономическое обоснование целесообразности установки турбины. Отработаны методики расчета мощности турбины, проектирования и обоснования инвестиций. Имеются типовые архитектурно-строительные проекты.
Турбины, в основном, устанавливаются в котельных с котлами ДКВР и ДЕ и работают в схеме котельной вместо РОУ, на перепаде давлений пара от котла до промышленного отбора, либо теплообменника. Типовые габариты паровых турбогенераторов, выпускаемых в Калуге: 4X2X2,5 м, на общей раме. Монтаж
сводится к подключению пара и электроэнергии.
В предприятии «Белэнергосбережение» прорабатываются также проекты установки газовых турбин предвключенных перед печами обжига или устройствами сушки в различных технологических процессах. Газ сжигается в камере сгорания, в газовой турбине вырабатывает электрическую энергию, а выхлопные газы с температурой 400-670 ОС используются в технологическом процессе.
Также прорабатывается возможность установки парогазотурбинных установок, имеющих идеальный термодинамический цикл.
г. Жодино Минской области, ОАО «Свитанак»
Сколубович В.И. - главный энергетик
В трикотажном производстве используется пар давлением 5 кгс/см2. Ранее пар поступал от ТЭЦ по паропроводу длиной более 2 км с большими потерями тепла.
Технико-экономический расчет показал выгодность строительства отдельной заводской котельной. Строительство было включено в программу Комитета по энергосбе-
режению республики и в котельной была запроектирована установка паровой турбины с электрогенератором Калужского турбинного завода.
Котельная с двумя котлами ДЕ 25 и одним ДЕ 10 построены в 1998-99 гг. Турбогенератор смонтирован в октябре-декабре 1999 г. 75% от его стоимости оплатило государство через ГП «Белэнергосбережение».
Турбины работают на перепаде давлений пара с 11 кгс/см2 после котлов до 5 кгс/см2. Электрическая мощность 600 кВт. Реальная выработка 200-400 кВт в зависимости от расхода пара на технологию. Максимальный расход пара на турбину при мощности 600 кВт - 28 т/ч, реальный расход не превышает 23 т/ч. Конденсат пара после красильных аппаратов с температурой 120 ОС направляется на отопительный и горячеводный бойлеры, охлаждается до 40 ОС и в дальнейшем не используется из-за частичного загрязнения.
Общая мощность потребления электроэнергии предприятием 3,5 МВт, что определило схему использования вырабатываемой электроэнергии только на собственные нужды.
Опыт работы.
Турбогенератор эксплуатируется более 7 месяцев, серьезных проблем не возникало. Эксплуатация осуществляется персоналом котельной и сводится к контролю температуры и давления масла, контролю вибрации и отсутствию течей.
Турбина полностью автоматизирована, включая пуск и останов.
Трудности в первые два месяца работы были из-за переменного расхода пара на технологию. При уменьшении расхода пара ниже 8 т/ч через 20 секунд срабатывает защита турбины и перекрывает пар -далее по цепочке: из-за повышения давления срабатывает автоматика котлов и они отключаются. Сейчас при снижении расхода пара по согласованию с технологами либо подключается дополнительная нагруз-
ка, на 15-20 мин., чтоб удержать турбину, либо пар направляется на редукционное устройство, а турбина отключается.
Специально использовать турбину только на выработку электроэнергии в конкретной схеме оказалось экономически нецелесообразно.
Чтоб заинтересовать эксплуатационный персонал, на предприятии создали собственный фонд энергосбережения, из которого осуществляется доплата работникам.
г. Калуга
Федоров В.А. - генеральный директор Научно-Производственного внедренческого предприятия «Турбокон», доктор технических наук
В случае с превращением котельных в мини-ТЭЦ на производство 1 кВт/часа электроэнергии расходуется примерно 150 гр. условного топлива, вместо 344 в среднем по РАО ЕЭС России. Причем энергия от сгорания этого топлива в котельных часто просто теряется в дросселирующих устройствах. Это направление известно давно, но не было отечественных турбин малой мощности от 250 кВт до 3 МВт. И предприятие «Турбокон» с 1993 г. занялось разработкой и изготовлением таких турбин совместно с Калужским турбинным заводом.
Установка турбин параллельно дросселирующим устройствам позволяет получить электроэнергию, которая, примерно, в 8 раз дешевле покупной. Причем капитальные
вложения тоже ниже в 5 раз, т.к. основное оборудование уже есть. Сейчас выпущено уже более 40 турбогенераторов, они работают в России, Белоруссии, Казахстане и Дании.
Конкретные проекты.
Путеремонтный завод в Калуге: котельная, кроме производства, отапливает большой городской район. Здесь сделан демонстрационный центр, который поддержали Минэнерго, Министерство науки и администрация Калужской области.
В этом году на основе частного капитала запущены три турбины в Кирове на бумажной фабрике: 4 МВт и две - по 500 кВт. С одного
котла БКЗ с паропроизводитель-ностью 40 т/ч при срабатывании давления пара от 39 до 4 кгс/см2 удается снять 4 МВт.
В Новосибирске начинается довольно крупная программа. Сейчас идет монтаж турбины 6 МВт в котельной завода искусственного волокна, которая в основном отапливает поселок Искитим.
Очень большая программа по Белоруссии, с серьезной государственной поддержкой.
В Данию поставлена турбина 0,6 МВт для работы в отопительной котельной, также на перепаде давлений пара.
Обслуживание.
Текущее обслуживание сводится
к осмотру 1 раз в смену, профилактические работы проводятся 1 раз в год в летнее время, либо собственным персоналом, либо нашим персоналом по договору сервисного обслуживания. Уровень качества очень высокий и, даже по сравнению с котельным оборудованием, турбины требуют гораздо меньшего ухода. Срок эксплуатации машины - 40 лет, т.е. через 20 лет можно провести какую-то ревизию ротора.
Сравнение вариантов газовых и паровых турбин.
После газовой турбины через котел-утилизатор идет примерно в 5 раз больше газа, чем при простом сжигании газа в паровом котле. Это определяет то, что общий КПД цикла с газовой турбиной всегда на 2-3% ниже, чем КПД цикла с паровой турбиной. Но газовая турбина вырабатывает больше электроэнергии.
Если учесть всю экономию от выработки в котельной электроэнергии посредством паровой турбины, то себестоимость выработки тепла снижается в среднем на 14%.
Работа на общую сеть.
Раньше были проблемы по подключению генераторов к центральной энергосистеме. Но сейчас Министерство энергетики обязало все энергосистемы подключать эти мини-ТЭЦ к общей энергосистеме и принимать электроэнергию.
Правила присоединения малых электростанций, с использованием энергосберегающих технологий, применяемых в качестве основных или резервных источников питания для электроприемников потребителей, вступили в силу в марте 2000 года, разработаны они были на основании существующих «Правил эксплуатации электроустановок потребителей», утвержденных Главгосэнергонадзором Минтопэнерго России в 1992 году. Правилами допускаются к эксплуатации малые электростанции, на которых полностью смонтированы, проверены и испытаны в необходимом объеме оборудование, устройства защиты и автоматики, контрольно-измерительные приборы и сигнализация, провода и кабели, средства защиты, в том числе счетчики передаваемой активной и реактивной энергии.
До ввода в эксплуатацию малой электростанции, работа которой возможна параллельно с сетью теплоснабжающей организации, потребителем должна быть разработана и согласована с энергоснабжающей организацией инструкция, определяющая режим работы малой электростанции и порядок взаимоотношений между сторонами при ее использовании.
Стоимость электроэнергии, покупаемой региональной системой от независимых производителей, осуществляющей мероприятия по энергосбережению, утверждается региональной энергетической комиссией. Штрафные санкции со стороны региональной энергосистемы, к имеющим малые электростанции, не применяются при превышении заявленной мощности на величину, не превышающую номинальную мощность малой электростанции.
Очень важно отметить, что турбогенераторы работают не только в рамках энергосберегающей технологии, но и могут обеспечить автономную работу котельной при авариях в центральной энергосистеме, и предотвратить «замораживание» крупных жилых массивов.
Новые разработки.
КПД выработки электроэнергии на паровых турбогенераторах составляет 95 %, т.к. турбины работают не в конденсационном цикле. Это возможно осуществить только в паровых котельных, но мы пошли дальше и разработали установки, которые будут работать на горячей
воде. Сейчас изготавливаются опытные образцы. Машины будут мощностью 100-150 кВт, они также позволят обеспечить энергосбережение и автономную работу водогрейных котельных при отключениях в энергосистеме.
Это чисто реактивные турбины с испарением воды при движении по соплам проточной части и конденсацией в конденсаторе, охлаждаемом сетевой водой. Т.е. на входе в турбину вода и на выходе тоже вода, только с более низкой температурой. Это авторская разработка коллектива «Турбокона», не имеющая мировых аналогов.
Финансирование проектов.
Хотя на выходе вторая редакция целевой федеральной программы «Энергосбережение России» и в ней технологии преобразования котельных в мини-ТЭЦ присутствуют во всех разделах, государственное финансирование по этой целевой программе очень не значительно.
В Белоруссии наоборот, значительная часть идет из бюджета, причем присутствует «и кнут, и пряник», т.е. дается очень льготный инвестиционный кредит, а если предприятия не внедряют энергосберегающие технологии, то на них сваливаются штрафы.
Учитывая недостаточные средства у предприятий, «Турбокон», кроме традиционных договоров купли-продажи, начал заключать договора лизинга.
По лизингу в России поставлено уже 9 машин со сроком оплаты от 5 до 20 лет с выплатами из части получаемой экономии.
Мощности завода позволяют выпускать турбогенераторы суммарной мощностью 800 МВт/год.
Стоимость 1 кВт установленной мощности «под ключ» от 200 до 400 долл. в зависимости от мощности турбины.
Срок окупаемости проектов 1—4 года, также в зависимости от мощности.
www.combienergy.ru
