Определение количества тепла на отопление зданий и сооружений

Эффективность использования топливно-энергетических ресурсов сама по себе достаточно интересная величина. Даже при отсутствии потерь вся энергия, затраченная в процессе производства (работы, услуги) не накапливается в продукции, а полностью рассеивается в окружающей среде.

По этой причине само понятие энергоемкости можно применять, и то весьма условно, только по отношению к какому-либо процессу (выпуск, транспортировка, выработка и т.д).

Давайте рассмотрим с Вами основные показатели, при помощи которых можно оценить эффективность использования ТЭР.

Применительно к конкретному виду продукции более корректно использовать понятие энергетической стоимости, определяемой как отношение удельных затрат топливно-энергетических ресурсов на производство единицы этой продукции:

P_i = E_i /Q_i

где:

Q_i — физический объем выпуска продукции в i-м анализируемом;

Ei — физический объем топливно-энергетических ресурсов, израсходованных на производство.

Для количественной оценки эффективности использования ТЭР при производстве продукции целесообразно выбрать величину, называемую индексом энергетической стоимости:

k_i = P_i / P₀ = (E_i / E₀ ) / (Q_i / Q₀ ) = e_i / q_i

Индекс энергетической стоимости показывает, во сколько раз изменилась энергетическая стоимость в текущем i-м анализируемом периоде по сравнению с базовым периодом (i = 0).

Эта формула может быть использована при индексации энергетической стоимости как по каждому отдельному виду ТЭР, израсходованному на производство данной продукции, так и по всей их совокупности.

Если ki больше 1, то это означает, что в i-м анализируемом периоде эффективность использования топливно-энергетических ресурсов уменьшилась по сравнению с базовым периодом.

Наоборот, при ki меньше 1 имеет место соответствующее увеличение энергоэффективности. Величина ki , таким образом, служит индикатором эффективности энергопотребления.

При индексации энергетической стоимости определенного вида товарной продукции величина Qi в формуле может быть представлена как в натурально-вещественном (количество однотипных изделий), так и в денежном (выручка от реализованной продукции) выражении. В последнем случае все объемы товарной продукции должны быть выражены в сопоставимых ценах. Энергозатраты Ei должны быть выражены в соответствующих физических единицах. Если для производства данной продукции используются различные виды ТЭР, то Ei вычисляется путем суммирования энергетических эквивалентов (т.у.т.) использованных ТЭР.

Таким образом, при помощи показателей энергетической стоимости и индекса энергетической стоимости, можно определить фактическую ситуацию на любом предприятии. То есть можно определить эффективность использования топливно-энергетических ресурсов. Проведем расчет энергозатрат на производство льда и требуемых параметров воздуха создающего микроклимат.

2. Технико-экономический анализ.

2.1 Характеристика предприятия

Государственное учреждение «Многофункциональный культурно-спортивный комплекс «Минск-арена» –это один из самых современных мультифункциональных сооружений в Европе, предназначенный для проведения международных спортивных и культурно-развлекательных мероприятий.

«Строительство МКСК «Минск-арена» было обусловлено необходимостью создания условий для проведения спортивных соревнований международного уровня, привлечения туристов, подготовкой спортсменов, занятий населения физической культурой и спортом, а также для проведения культурно-массовых мероприятий», - говорится в Указе Президента Республики Беларусь от 26 декабря 2005 г. №622 «О строительстве в Минске многопрофильного культурно-спортивного комплекса «Минск-арена». Официальное открытие комплекса состоялось 30 января 2010 года Матчем звезд Континентальной хоккейной лиги.

МКСК «Минск-арена» включает в себя четыре основных сооружения – спортивно-культурное сооружение «Арена» (15 000 мест), спортивное сооружение «Велодром» (2 000 мест), спортивное сооружение «Конькобежный стадион» (3 000 мест), а также многоуровневую автостоянку (1080 машино-мест). МКСК «Минск-арена» заняла лидирующее положение, как самая вместительная площадка среди всех площадок команд КХЛ и является одной из ведущих хоккейных арен Европы по вместимости зрителей. Новое сооружение, впечатляющее своим архитектурным решением в стиле хай-тек, превзойдя по внешней красоте, внутреннему дизайну и набору современных услуг все ранее построенные спортивные арены в стране, является не только достопримечательностью Беларуси, но и европейского континента.

Располагая современным оборудованием, полностью соответствующим профессиональным требованиям и уникальным сценическим комплексом, не имеющим аналогов в Беларуси, МКСК «Минск-арена» проводит события, имеющие международное общегосударственное значение в спортивной и культурной жизни страны. Так на площадках многопрофильного культурно-спортивного комплекса уже состоялись Матч звезд Континентальной хоккейной

лиги, чемпионат Европы по трековым гонкам и концерты звезд с мировыми именами.

СКС «Арена» является домашней площадкой для хоккейного клуба «Динамо-Минск», выступающего в КХЛ и станет главной площадкой для проведения Чемпионата мира по хоккею 2014 года. Также здесь состоялся Международный детский конкурс песни «Евровидение-2010».

Для приятного время провождения МКСК «Минск-арена» предлагает посетителям широкий спектр услуг. К примеру, ледовая площадка СС «Конькобежный стадион» всегда открыта для любителей фигурного катания, осуществляется набор детей и взрослых в спортивные секции, втом числе и по фигурному катанию. СС «Велодром» поддержит любителей здорового образа жизни услугами по прокату велосипедов, тренажерного зала, настольного тенниса, бадминтона, мини-футбола, занятиям в школе танцев и другие услуги. В распоряжении взыскательных клиентов в период посещения спортивных и культурно-развлекательных мероприятий – 37 VIP-лож, рестораны, бары, которые привлекают стильным интерьером, гостеприимной и радостной атмосферой, вкусной едой.

Сооружения включают в себя офисные, подсобные и специальные помещения.

Строительный объем комплекса – 1230556,5 м³ , в том числе:

арена – 512991 м³ , КС – 380000 м³ , велодром – 266579,5 м³ , автостоянка – 70986 м³ .

Общая площадь комплекса – 160276,2 м² , в том числе:

арена – 64834,5 м² , КС – 30249 м² , велодром – 26103,7 м² , автостоянка – 39089 м² .

В составе спортивных сооружений предусмотрены следующие функциональные блоки помещений:

· для зрителей;

· инструкторского, тренерского состава и судей;

· федерации спорта;

· для спортсменов;

· для посетителей спортивных залов;

· административно-бытовые помещения для персонала;

· медицинские помещения;

· предприятия общественного питания;

· технические и подсобные помещения.

В состав предприятий общественного питания входят буфеты рестораны и кафе для занимающихся на 50 мест.

Для зрителей предусмотрены трибуны, вестибюль, гардеробы верхней одежды, санузлы, курительные и буфет. Общая вместимость трибун составляет 20 тысяч человек.

Для размещения инструкторского и тренерского состава используются площади помещений федерации и комнаты отдыха с душевыми и санузлами.

Для представителей федерации и организаторов запроектированы офисные помещения.

Раздевалки для спортсменов рассчитаны на максимальную пропускную способность соответствуя каждому спортивному сооружению за смену.

Для спортсменов и посетителей имеются сауны и комнаты отдыха.

Тепло- и электроснабжение ГУ МКСК «Минск-Арена» осуществляется от сетей РУП «Минскэнерго». Расчетный учет потребления тепловой энергии – предусмотрен коммерческими приборами учета, электроэнергии – полными электронными многотарифными счетчиками, интегрированными в систему АСКУЭ всего комплекса «Минск-арена». Для системы электрообогрева кровли, электрокаменок парильных помещений саун, а также для тепловых завес предусмотрен отдельный двухтарифный учет электроэнергии.

2.2 Основные технологические агрегаты, понятие и принцип производства комплекса.

2.2.1 Понятие и принцип создания микроклимата зданий, производства льда.

Основная производственная деятельность, осуществляемая на оказание услуг, является создание ледовых площадок комплекса и поддержание требуемого микроклимата зданий. Например, при проведении массовых мероприятий необходимо выдерживать одни параметры температуры и влажности, при отсутствии мероприятий совсем другие. СКС «Арена» и СС «Конькобежный стадион» обладают ледовыми площадками, а СС «Велодром» велотреком, который должен эксплуатироваться при температурных режимах кардинально отличающиеся от Арены и Стадиона. Все это и обуславливает контроль и регулирование параметров воздуха зданий, отвечающий требованием эксплуатации комплекса. Кроме этого, с точки зрения энергопотребления поддержание заданных параметров занимает до 70 % от общего потребления комплексом.

Все управление производится с централизованного диспетчерского пункта, создание необходимых параметров воздуха и льда со станций кондиционирования и холода ледовых катков соответственно.

На станции кондиционирования установлены три компрессора, установленной мощностью 710 кВт каждый, двадцать пять насосов для циркуляции охлаждающей жидкости, мощностью 15 кВт каждый, вентиляторы для охлаждения хладагента в количестве девяносто шести штук по 2,2 кВт.

Принцип получения воздуха заданных параметров следующий. Компрессор, создавая необходимое давление подает хладагент с отрицательной температурой в теплообменник, где хладагент охлаждает водаглюколивую жидкость (охлаждающая жидкость), далее эта охлажденная жидкость подается на устройства обработки воздуха, оснащенные также и устройствами для подогрева воздуха. Путем регулирования оптимальной подачи тепловой энергии и холода со станции кондиционирования получают воздух необходимых параметров. Вентиляторами, полученный воздух, подается в здание комплекса.

После теплообмена хладагент, которым выступает фреон, охлаждается в конденсаторных установках при помощи естественной тяги, а при недостаточности ее, путем автоматического включения вентиляторов. Охлажденный фреон вновь поступает в компрессор.

На СС «Велодром» отсутствует централизованное охлаждение, так как поддерживаемая температура не требует более низких значений, по сравнению с Ареной и Стадионом. Если требуется охладить воздух, установлены две холодильные машины по 50 кВт каждая. Подготовленный воздух передается на ядро велотрека с помощью, установленных по радиусу вентиляторов.

Создание ледового покрытия комплекса осуществляется с помощью четырех компрессоров, установленных на станции холода ледовых катков. Принцип получения холода такой же, как и на станции кондиционирования. Отличие только в том, что охлажденная водаглюколивая смесь поступает не в систему обработки воздуха, как на станции кондиционирования, а в систему циркуляции. Система циркуляции представляет собой систему патрубков, которые залиты в бетоне, образуя тем самым специальную плиту. На охлажденную плиту заливается вода, которая благодаря отрицательной температуре плиты кристаллизуется и превращается в лед.

Воздух стадиона, охлаждается посредством теплообмена в воздухоохладителях, контур для которых питается четырьмя (4) насосами (один как резерв) с полным расходом 380 m3/h с водой при температуре 7°C.

Воздух Арены, охлаждается посредством теплообмена в радиаторах контур которых питается четырьмя (4) насосами (один как резерв) с полным расходом 800 m3/h с водой при температуре 7°C.

Вода питает УОВ и затем возвращается к резервуару при температуре 12°C.

Секции регулирования воздушного потока

Система обработки воздуха состоит из двух отдельных сетей, первая находится на Стадионе, а вторая на Арене.

Каждое местоположение оснащено множеством секций, способных регулировать воздушный поток таким образом, чтобы поддерживать температуру воздуха, обеспечивающую рабочее состояние льда и, в то же время, обеспечивать приемлемые тепловые условия для зрителей.

Секции регулирования воздуха состоят из воздухоохладителей и воздухонагревателей, фильтров, вентиляторов с электродвигателями, они оснащены алюминиевыми каркасами шириной 50 мм, которые представляют собой изолированные панели.

Секции регулирования воздуха на Стадионе

Установлены две разные системы распределения воздуха

Первая, с целью регулировать поток воздуха на трибунах, состоит из:

- шести (6) установок, способных регулировать воздух изнутри и снаружи по мере необходимости с пропускной способностью 15.000 м³/ч каждая;

- шести (6) установок, способных отклонять поток воздуха с пропускной способностью 15.000 м³/ч каждая.

Вторая, с целью регулировать поток воздуха на катке, состоит из:

- девяти (9) установок, способных регулировать воздух с пропускной способностью 50.000 м³/ч;

- одной (1) установок с пропускной способностью 40.000 м³/ч, способной извлекать воздух из внутренней среды, управлять им и направлять в 9 вышеописанных секций;

- одной (1) установок, способной обезвоживать воздух, направляемый к катку;

В этой системе используются воздушные распылители для того, чтобы доставить воздух к поверхности катка.

2.2.2 Основные технологические агрегаты

Чиллеры по производству льда

Чиллеры разделены на две группы согласно их функциям.

Первая группа относится к оборудованию по производству льда, в то время как вторая относится к оборудованию кондиционирования.

Четырех (4-х) винтовой компрессор используется для низкой фазы эксплуатации с Экономайзером с закрытым внешним хладообменником.

Охладитель : R507a

Марка : Gea – Консистентная смазка

Тип : MX LR 2400

Охладительная способность : 1432 кВт каждый

Температура испарения : -25°C

Температура конденсирования : +43°C

Перегрев : 10 K

Мощность потребления : 615,3 кВт

Мощность установленного мотора : 710 кВт

Скорость компрессора : 2950 оборотов в минуту

Передача : прямая

Способность масляного охладителя : 44 кВт

Каждый винтовой компрессор был рассчитан на 2 заранее предусмотренные стадии согласно структуре и оснащен следующими частями:

- Винтовой компрессор Grasso, модель V c постоянным внутренним коэффициентом объема и с постоянным контролем производительности приблизительно от 10 до 100%, современный асимметричный ротор с СОР-характеристиками выше среднего при полной и частичной загруженности.

-Двигатель с электроприводом 2940 оборотов в минуту, 3 фазы 10.000V, 50 Гц, IP55 с термисторами пригодными для работы с софтстартерами.

-Вертикальный масляный сепаратор оснащен соединенными фильтрами и капельным фильтром пропускной способностью 10 ppm. Общее количество масла необходимое для поддержания процесса может быть получено при сложении этой цифры с количеством масла необходимым в паровой фазе, что зависит от давления пара и температурой освобожденного газа.

-Масляный радиатор для масляного сепаратора 400V, 2ph, 50 Гц дополненный термостатом и временным ограничителем.

-Масляный охладитель, охлажденный Термосифон.

-Термостатический тройной клапан для контроля за температурой масла.

-Циркулирующие компоненты масла.

-Компоненты экономайзера.

-Объединенный клапан всасывая остановка/контроль.

- Объединенный пусковой клапан остановка/контроль.

-Клапан регулирования давления масла / масляный фильтр.

-Неизнашиваемое пластинчатое стальное сцепление с двойной защитой.

-Фиксирующий элемент для каждого из оснований мотора, чтобы выравнивать мотор компрессора.

-Инструменты для измерения давления и температуры, показывающие состояние всасывания, стока.

Теплообменники

Каждый охладитель связан с двумя теплообменниками необходимыми для утилизации тепла.

Состоит из оболочки и трубы теплообменника. В оболочке протекает R507a, в то время как в трубе протекает смесь этиленового гликоля и вода.

Четырнадцать теплообменников-утилизаторов тепла.

Марка :WTK

Применение :“анти-замораживание” под катком

Теплопроизводительность: 240 кВт

Вторичный охладитель :смесь этиленгликоль и вода

Температура входа : +30°C

Температура выхода : +35°C

Норма циркуляции воды : 35 м³/ч

Конструкция : нержавеющая сталь 316

Приблизительные размеры:

Длина : 2.392мм

Диаметр покрытия : 324 мм

Воздушные конденсаторы / жидкие приемники

Существует две группы воздушных конденсаторов и жидких приемников, согласно проекту по оборудованию.

Первая группа относится к оборудованию для производства льда, в то время как вторая относится оборудованию кондиционеров.

Охлаждающие воздушные конденсаторы /жидкие приемники

Восемь воздушных конденсаторов, произведенные Thermokey, модель JKH-2890.CD

Технические характеристики каждого конденсатора:

Охладитель : R507a

Возможный отвод тепла : 1401,8 кВт

Температура конденсации : 43°C

Температура воздуха : 32°C

Мощность мотора вентилятора : 3,6x16 кВт

Норма потока воздуха : 480.000 м³/ч

Приблизительные размеры:

Длина : 10.182 мм

Ширина : 2.400 мм

Высота : 2.300 мм

Каждый воздушный конденсатор состоит из :

-Вентиляторов с электродвигателем.

-Сжатой катушки, разработанной для резкого снижения давления, со трубами скошенными для свободного дренажа жидкого охладителя, распределительного водосборника на стороне входного отверстия пара и собирательного водосборникa на стороне стока жидкости.

-Сжатая катушка состоит из двух секций:

Каждая секция оснащена запорным клапаном и очистительным клапаном на стороне входного отверстия газа и на стороне стока жидкости.

Технические характеристики приемника:

марка : WTK

Запроектированное давление : 24 Бар(a)

Диаметр : 508 мм

Длина : 3.476 мм

Объем : приблизительно 0,6 м³

Содержание жидкости в 80% : 500 дм³

Приемник оснащен следующим:

·две аварийные сигнализации высокого уровня; высокого уровня и высочайшего уровня

·уровневый передатчик, который показывает уровень в Scada-системе

·измеритель уровня

·двойной вспомогательный клапан давления

·необходимые перекрывающие клапаны

·запасные жидкие соединители

·масляное дренажное оборудование

·индикатор давления

2.2.4 Установка обработки воздуха

Объем подачи[м3/ч] 50000

Питание

Установленная эл. мощность [kW] : 22

Напряжение [V] : 400

Частота [Hz] : 50

Структура с обшивкой

Структура сделана в виде штампованной алюминиевой рамы со стекловолокном, укрепленным нейлоновыми угловыми соединениями и с промежуточными стойками внутри панелей.

Внутренняя поверхность полностью гладкая с целью уменьшения накопления пыли и облегчения уборки.

Панели сэндвич толщиной 50 мм из металлических листов (материал указан ниже) с промежуточным термоаккустическим изоляционным материалом из полиуретана, введенного в соотношении 45 kg/m3.

Уплотнение между панелью и рамой вставленное между обшивкой двух панелей, а так же дополнительное внутреннее уплотнение между панелями и панелью и промежуточными опорами.

Оцинкованная опорная структура с отверстиями для поднятия краном или вильчатым погрузчиком.

Оцинкованные болты для скрепления панелей.

Дверь(заслонка) доступа в вентиляционный, увлажнительный и фильтровый отделы с ручками и петлями или нарезными головками (отделы под давлением)

Синтетические гофрированные фильтры толщиной 48мм, противопожарный Класс 1, рама из оцинкованной стали и защитная сеть из электросваренной проволоки из оцинкованной нержавеющей стали.

Автоматический ротационный фильтр, состоящий из рамы из оцинкованной стали, моторедуктора коаксиального типа; дифференциального реле давления с регулируемой установкой 100 e 250 Пa, микровыключателя упора-ограничителя, эл.щита; фильтрующего рулона из синтетического волокна с увеличивающейся плотностью намотанный на картонную трубу, толщиной 15 мм и длиной 15 м.

Плоские ячеечные фильтры из синтетического плиссированного волокна толщиной 48мм, противопожарные 1 класса, каркас из оцинкованой стали; защитная сеть из проволоки из оцинкованной стали высокой прочности.

Жёсткие карманные фильтры для больших объёмов, изготовленные из стекловолокна субмикроника, противопожарные 1 класса; укреплённые снаружи высокопрочной плёнкой.

Структура из твёрдого прессованного полистирена и изоляцией из полиуретановой смолы между фильтрующими секциями

Секция водяного нагрева

Изготовлен из оцинкованной стали, оснащен медными или стальными коллекторами, а так же дренажными и вентиляционными отверстиями. Установка на перекладины/рельсы для легкого извлечения в случае необходимости проведения текущего ремонта. Противоточное течение воды и воздуха.

Секция батарей охлаждения воды

Изготовлен из оцинкованной стали со стальными или медными коллекторами, оснащен клапаном для выпуска воздуха и воды Установка на перекладины/рельсы для легкого извлечения в случае необходимости проведения текущего ремонта. Противоточное течение воды и воздуха. В наборе с поддоном для сбора конденсата.

Секция приточной вентиляции

Обычная база для вентилятора и мотора (фиксированного при помощи натяжного шкива приводного ремня Рапид), амортизированного резиновыми антивибрантами или регулирующимися пружинами в соответствии с размером вентилятора;

Антивибрационное соединение между вентиляционным отверстием и фронтальной утолщенной резиновой панелью в соответствии с размером вентилятора

Вентиляционный отдел оборудован входной дверцей для ухода/проведения текущего ремонта с армированным стеклом для обеспечения безопасности и/или микропереключателем безопасности.

Вентиляторы центрифугированного типа с двойной втяжкой в соответствии с нормой DIN323 серия конструкции R20 с лопастным колесом, сбалансированным статически и динамически. Улитка из оцинкованной стали.

Вентиляторы в паре с электрическими двигателями закрытого типа с наружной вентиляцией. Моторы имеют степень IP55 и изоляцию класса F.

Они - трехфазовые, асинхронные, роторно-элеваторного типа с резервом установленной мощности минимум 10%.

Спаривание осуществлено при помощи клиновых приводных ремней и шкивов высокого качества “SP” DIN7753, последние фиксируются при помощи конических втулок без механизма извлечения.

Номинальная мощность [kW] 22

светильники

2.3 Технический учет энергетических ресурсов аскуэ, определение среденей нагрузки в час

2.4 Определение расхода электрической энергии

Определение расхода электроэнергии расчетным методом осуществляется на основании номинальной установленной мощности, степени использования мощности и времени работы.

Расход электроэнергии на технологию производства производится по формуле:

W _цех = P _цех,j · K _и,j · T _j ,ч;

где P цех,j – номинальная мощность электрооборудования, кВт;

K и,j – коэффициент использования установленной мощности,

T j - время работы, часов.

Поскольку комплекс имеет ряд электрооборудования и электропотребителей, работающего в различных режимах, рассчитаем расход электроэнергии для каждого из них в отдельности.

W_компр= 710*0,3*7*8000= 11 928 000 кВт*ч

W_УОВ=22*0,2*25*8000= 880 000 кВт*ч

W_нс=15*0,2*40*8000= 960 000 кВт*ч

W_пр=500*0,5*4150=1 037 500 кВт*ч,

где W_компр- потребление электроэнергии в год компрессорами станций ледовых катков и кондиционирования

W_УОВ -потребление электроэнергии в год устройствами обработки воздуха

W_нс- потребление электроэнергии в год насосами станций ледовых катков и кондиционирования

W_пр- потребление электроэнергии в год прочими потребителями (оргтехника, бытовые электроприборы, сауны, кафе и т.п.)

Расход электроэнергии на освещение зависит от установленной мощности осветительных установок и времени их работы. Последнее зависит от коэффициента спроса, годового числа часов использования максимума осветительной нагрузки.

Годовой расход электроэнергии на освещение определяется по формуле:

W_осв. = P_осв. x K_и x T_м, кВт·ч,

где Р осв. – суммарная установленная мощность осветительных установок, кВт;

Wосв.- расход электроэнергии на освещение, кВт·ч;

K и - для внутреннего освещения Ки = 0,6 - 0,95

Tм - годовое число часов использования максимума осветительной аппаратуры.

Основные осветительные установки установлены на ядре Арены, Стадиона и Велодрома. Рассчитаем расход электроэнергии для каждого из них.

W_{осв.арена}=525*0,9*2000= 945 000

W_{осв.стадион}=630*0,7*3000= 1 323 000

W_{осв.велодром}=125*0,9*4000= 450 000

Итого суммарная потребность в электроэнергии в год составит:

W_Σ= W_компр +W_УОВ +W_нс +W_пр +W_{осв.арена} +W_{осв.стадион} +W_{осв.велодром}

W_Σ=11 928 000+880 000+960 000+1 037 500+945 000+1 323 000+ 450 000 =

17 523 000 кВт*ч

2.5 Определение расхода тепловой энергии

Расход теплоэнергии на отопление и вентиляцию зданий и сооружений определяется по формуле:

Q_oб. = Q_o. + Q_в, Гкал.

где: Q_o. - расход тепла на отопление зданий и сооружений;

Q_в. - расход тепла на вентиляцию зданий и сооружений.

Определение количества тепла на отопление зданий и сооружений

Количество тепловой энергии, необходимой для отопления определяется по формуле:

Q_o = H_o · W_o, Гкал/год,

где Ho – индивидуальная норма расхода тепла на отопление, ккал/(м³·сут.·°С);

Wo - удельная нормативная работа обогрева, тыс. м 3 * сут.* С.

Рассчитаем потребность в тепловой энергии на отопление:

Q_о = 3000*3,2 = 9600 Гкал в год

2.5.2 Определение количества тепла на вентиляцию зданий и сооружений

Потребность в тепле систем приточно-вытяжной вентиляции определяется по формуле:

Qв = Vв* Кв· qв · ( tв – t ср.в ) · Nв · Tв , Гкал /год,

где Vв - вентилируемый наружный объем здания, м³;

qв - вентиляционная удельная тепловая характеристика, ккал / м³·сут.·°С;

Кв - коэффициент, показывающий долю вентилируемых помещений от общего объема здания

tв - температура воздуха внутри помещения, град;

t ср.в. – средняя температура наружного воздуха за отопительный период, °С;

Nв - продолжительность отопительного периода, сут. (учитываются только рабочие дни, поскольку в выходные и праздничные дни вентиляция отключена);

Tв. - число часов работы системы вентиляции здания в течение суток, час.

Рассчитаем потребность в тепловой энергии на вентиляцию

Qв = 1230556,5 м³*0,2*0,0002*(18+20)*180*24= 6 284, 698 Гкал в год

2.5.3 Расчет расхода тепловой энергии на горячее водоснабжение

Годовой расход теплоэнергии на горячее водоснабжение определяется по формуле:

Q y = G у. г.в. ·CB · (tk – tH ) · N · 10 , Гкал /год

G y.г.в. – расход горячей воды на сантехнические приборы, литр/сутки;

CB - теплоемкость воды, приравнено =1 ккал/кг·°С;

tk - температура горячей воды, ( +55 °С);

tH - температура холодной воды,( +5°С для отопительного периода и +15 °С для летнего периода);

N - количество дней в периоде.

Определим расход теплоэнергии на горячее водоснабжение для отопительного периода

Q y з=10000*1*(55-5)*180*10= 900 Гкал за период

Определим расход теплоэнергии на горячее водоснабжение для летнего периода

Q y л = 10000*1*(55-15)*180*10= 720 Гкал за период

Расход теплоэнергии в год на горячее водоснабжение составит:

Qy= Qyл + Qyз

Qy = 900+720 = 1620 Гкал в год

Итого суммарная потребность в тепловой энергии в год составит:

QΣ=Qo + Qв + Qy

Q_Σ= 9 600 + 6 285+ 1 620 = 17 505 Гкал в год

3. Оценка возможностей повышения схемы эффективности энергоснабжения

3.1 Анализ существующей схемы энергоснабжения.

Электроснабжение многопрофильного культурно-спортивного комплекса «Минск-арена» осуществляется от районной распределительной подстанции РП-218, расположенной на территории комплекса и которая в свою очередь запитана пятью питающими линиями на напряжении 10кВ от трёх независимых источников электроснабжения РП-205 п/с «Ждановичи», РП-197 п/с «Лыньковская» и ПС «Весьнянка», находящихся в ведении Минских городских кабельных сетей.

Такая схема обеспечивает бесперебойность электроснабжения комплекса и входящих в его состав спортивных сооружений «Велодром» на 2000 мест, «Конькобежный стадион» на 3000 мест и «Зрелищной арены» на 15000 мест, а также автомобильной стоянки на 1080 парковочных мест.

РП-218 является первичным распределительным пунктом на напряжении 10кВ и в свою очередь питает двенадцать отходящих кабельных линий по которым осуществляется электроснабжение трансформаторных подстанций соответствующих зданий комплекса в следующем порядке:

1. Автостоянка – ТП-3224 с двумя трансформаторами типа ТСЗГ/1000/10/0,4 мощностью в 1000 кВА;

2. СС «Велодром» – ТП-3225 с двумя трансформаторами типа ТСЗГ/1250/10/0,4 мощностью в 1250 кВА;

3. СС «Конькобежный стадион» – ТП-3226 с двумя трансформаторами типа ТСЗГ/1250/10/0,4 мощностью в 1250 кВА и ТП-3227 с двумя трансформаторами типа ТСЗГ/1250/10/0,4 мощностью в 1250 кВА;

4. СКС «Арена» – ТП-3228 с четырьмя трансформаторами типа ТСЗГ/1000/10/0,4 мощностью в 1000 кВА и ТП-3219 с двумя трансформаторами типа ТСЗГ/1250/10/0,4 мощностью в 1250 кВА.

Также имеются два отдельных вторичных распределительных пункта на напряжении 10кВ запитанные от РП-218 двумя кабельными линиями каждый:

1. РП-225 для электроснабжения четырёх электродвигателей напряжением 10кВ и мощностью 710кВт компрессоров холодильной станции ледовых катков;

2. РП-226 для электроснабжения трёх электродвигателей напряжением 10кВ и мощностью 710кВт компрессоров холодильной станции кондиционирования.

Для электроснабжения зданий комплекса и распределения электроэнергии на напряжении 0,4кВ предусмотрены :

- главные распределительные щиты ГРЩ-1; 2; 3; 4; 5.1; 5.2; 6 совмещённые с низковольтными щитами трансформаторных подстанций;

-вторичные распределительные щиты (ВРЩ) расположенные в электрощитовых помещениях зданий;

- групповые силовые и осветительные щиты и шкафы, расположенные у электроприёмников по месту.

ГРЩ состоят из двух секций и выполнены из панелей с автоматическими выключателями. В щитах ГРЩ 0,4кВ установлено оборудование, позволяющее предусмотреть АВР с самовозвратом, телеуправление, телеизмерение и контроль с выводом параметров измерения на щит дежурного персонала.

По степени обеспечения надёжности электроснабжения электроприёмники зданий комплекса относятся к потребителям II категории.

Светильники аварийного освещения (освещение безопасности и эвакуационное освещение), приборы оповещения о пожаре, системы охранно-пожарной сигнализации, оборудование систем АСУ, система видеонаблюдения, относятся к электроприёмникам особой группы I категории. Для них предусмотрены третьи независимые источники электроснабжения, в качестве которых используются источники бесперебойного питания (ИБП) с аккумуляторными батареями, рассчитанными на работу в автономном режиме в течении одного часа, а также в отдельных светильниках встроенные аккумуляторы.

Пожарные насосы, электроприёмники систем автоматического аэрозольного пожаротушения и вентиляторы дымоудаления относятся к потребителям I категории. Для них предусмотрены децентрализованные устройства АВР, предназначенные для переключения электропитания указанных потребителей с основного ввода на резервный. Для пожарных насосов АВР осуществляется по цепям управления.

Управление электродвигателями вентиляционных систем и насосов предусмотрено – местное; дистанционное; автоматическое; из диспетчерской АСУ.

Для централизованного автоматического отключения при пожаре систем вентиляции и кондиционирования воздуха на распределительных линиях, питающих указанные системы, предусмотрены автоматические выключатели с независимым расцепителем.

Теплоснабжение МКСК «Минск-арена» осуществляется от «Минских тепловых сетей». Подключение к тепловым сетям осуществлено в одном узле. Сама схема теплоснабжения представляет собой трубопроводную магистраль с обратной и прямой подачей, от магистрали осуществлено ответвление трубопроводов на индивидуальные тепловые пункты (ИТП) каждого из зданий, а именно- Арены, Стадиона и Велодрома. В ИТП осуществляется питание тепловой энергией для нужд отопления, вентиляции и горячего водоснабжения.

Рассмотрим затраты на энергию в 2010 и 2011 годах. Фактическое потребление ресурсов в рассматриваемых ресурсах составило.

Потребление электроэнергии в 2010 году

Потребление электроэнергии в 2011 году

Из таблиц наблюдается неравномерность потребления в одинаковых месяцах 2010 и 2011 гг.. Это объясняется следующими факторами: в начале 2010 г. ввод в эксплуатацию технологического оборудования не был доведен до финальной стадии; на протяжении всего 2010 г. оборудование не отключалось в летний период из-за приемки в эксплуатацию основных технологических агрегатов, установленных на станции кондиционирования и холода ледовых катков; в начале 2011 г. оборудование работало в штатном режиме и отключалось в летний период из-за нецелесообразности его использования.

Потребление тепловой энергии в 2010 году.

Потребление тепловой энергии в 2011 году.

В настоящее время МКСК «Минск-арена» покупает энергию у РУП «Минскэнерго». Этот вариант естественно не требует расчета капиталовложений и себестоимости энергии, так как все необходимое оборудование уже смонтировано. Затраты является только плата за энергию, потребленную комплексом, производимую по тарифам, выставляемы филиалом «Энергосбыт» РУП «Минскэнерго». Оплата производится согласно счет-фактурам, предоставляемыми «Энергосбытом» ежемесячно. Для объективности анализа рассмотрим два расчетных периода — 2010 и 2011 годы

Затраты на электроэнергию в 2010 г.

Затраты на электроэнергию в 2011 г.

Суммарные денежные затраты на покупку электроэнергии в 2010 году составили 7 894 950 606 белорусских рублей, что в расчетном периоде составляло 2 631 650 долларов США, денежные затраты в 2011 году составили 16 793 444 568, что является 2 753 709 долларов США.

Приведем затраты на тепловую энергию за 2010 и 2011 годы.

Суммарные денежные затраты на оплату счетов за тепловую энергию за 2010 год составили 1 523 489 786 белорусских рублей, что в пересчете на актуальный курс доллара составило 507 829 $. Расчет за 2011 год составил 2 839 110 163 белорусских рубля, что равняется 593 391 $.

Рассчитаем общую сумму затрат на покупку энергии в данных расчетных периодах.

И=И_ээ+И_тэ

Итого за 2010 год:

И = 7 894 950 606 + 1 523 489 786 = 9 418 440 392 бел. руб

И = 2 631 650 + 507 829 = 3 139 479 $

Итого за 2011 год:

И = 16 793 444 568 + 2 839 110 163 = 19 632 554 731 бел. руб.

И = 2 753 709 + 593 391 = 3 347 100 $

Ввиду того, что в 2011 году было введено в эксплуатацию оборудование, которое по причине незавершенности монтажа не было включено в работу в 2010 году, данные за 2011 год будут являться основополагающими в сравнительных расчетах, при выборе вариантов энергоснабжения.

Тарифы на электроэнергию, устанавливаемые «Минскэнерго» включают в себя, естественно, не только генерацию электроэнергии, но и ее передачу и распределение.

Обладая достаточным по количеству и по суммарной электрической мощности оборудованием, технический и административный персонал МКСК «Минск-арена» рассматривает возможность установки собственной генерации.

Основными факторами для установки генерирующего оборудования являются:

- снижение материальных затрат на электроэнергию

- обеспечение надежности энергоснабжения комплекса

- продажа избытка электроэнергии в сеть РУП «Минскэнерго».

В качестве генерирующего оборудования рассмотрены два производителя: Capstone и Caterpillar.

3.2 Описание, принцип действия и технические характеристики внедряемых установок генерации энергии

3.2.1 Понятие, описание и принцип действия ГТЭС Capstone С1000

Capstone Turbine Corporation, США – ведущий мировой производитель микротурбинных энергетических систем, первым представивший на мировом рынке коммерческие микротурбиные электростанции.

На сегодняшний день Capstone разрабатывает и производит микротурбины в диапазоне мощностей 30 кВт – 1 МВт.

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, защищенных более чем 100 патентами, позволяют выделить микротурбины в отдельный класс энергогенерирующего оборудования. Микротурбины идеально отвечают нуждам современной распределенной энергетики, прежде всего, за счет своих конструктивных особенностей.

Микротурбинный двигатель состоит всего из одной движущейся детали — вращающегося вала, на котором соосно расположены электрический генератор, компрессор и непосредственно турбина. В установке не используются редукторы или другие механические приводы.

Уникальной конструктивной особенностью двигателя является применение воздушных подшипников, за счет которых достигается рекордная скорость вращения вала — 96 000 оборотов в минуту. Они поддерживают вал ротора генератора в подвешенном бесконтактном состоянии. Воздушный подшипник состоит из двух компонентов. Внешняя часть, выполненная из особого высокотемпературного сплава, имеет цилиндрическую форму. Внутренняя часть представляет собой тонкую волнообразную окружность, выполняющую роль пружины под которой расположена лента. Пружины создают силу противодействия лентам и воздуху, что позволяет валу находится в устойчивом положении на воздушных подушках. Благодаря особой аэродинамической форме подшипника при скорости вращения свыше 2000 оборотов в минуту образуется воздушная плёнка, которая отделяет вал от ленты подшипника и защищает его от износа. Эта инновация дает возможность отказаться от использования масла, высокий расход которого у других видов оборудования составляет значительную часть эксплуатационных затрат. Кроме того, малое количество сопрягаемых частей снижает до минимума риск повреждения деталей турбогенератора и обеспечивает высоконадежную и безопасную работу микротурбины. Это также является одним из ключевых факторов длительного срока службы до капитального ремонта — до 60 000 часов. За счет высокой частоты вращения вала и воздушных подшипников достигается низкий уровень шума и вибраций энергоустановки.

Низкие рабочие температуры снижают уровень эмиссии окислов азота, благодаря чему уровень выбросов СO и NOx не превышает 9 ppm, что позволяет отнести микротурбины к одному из самых экологически чистых источников генерации энергии. Другой уникальной особенностью турбин является компоновка основных узлов агрегата. В компактном корпусе размещены компрессор, камера сгорания, рекуператор, непосредственно турбина и постоянные магниты электрогенератора. Генератор охлаждается набегающим потоком воздуха, что исключает необходимость организации системы жидкостного охлаждения и повышает надежность и экономичность оборудования в процессе эксплуатации. Благодаря использованию воздухо-воздушного теплообменника (рекуператора) в конструкции турбодвигателя, микротурбины имеют высокий для турбогенераторов электрический КПД — до 35%.

Рекуператор использует тепловую энергию выхлопа для предварительного нагрева воздуха в камере сгорания, что позволяет снизить объем потребляемого топлива практически в два раза. Благодаря высокой степени автоматизации энергосистема на базе микротурбин может функционировать без постоянного присутствия обслуживающего персонала. Контроль над работой турбин осуществляется посредством микропроцессорной системы автоматического управления через GSM модем, координирующий работу установок вне зависимости от их расположения. Это позволяет размещать установки в труднодоступных районах на необслуживаемых объектах, таких как радиорелейные станции и линейная часть газопроводов. В совокупности эти свойства обеспечивают надежную работу оборудования и позволяют минимизировать время технического обслуживания.

Срок до капитального ремонта микротурбин при соблюдении условий эксплуатации составляет 60 000 часов, а периодические сервисные работы производятся каждые 8000 часов, т.е. не чаще 1 раза в год. Различные модификации микротурбинных установок дают возможность индивидуального подхода к решению задач автономного энергоснабжения различных групп потребителей.

Основные узлы и агрегаты электростанций:

газовая микротурбина

рекуператор

теплообменник - вода / выхлопные газы

силовая электроника (выпрямитель, инвертор, фильтр)

воздушная система охлаждения силовой электроники

система автоматического управления микрогенераторной установки

панель управления микротурбинной электростанции

аккумуляторные батареи

Комплектация микротурбинных установок:

Высокоскоростной генератор

Автоматический выключатель

Аккумуляторные батареи для запуска микротурбины

Зарядное устройство аккумуляторной батареи

Воздушный фильтр микротурбинной установки

Выпрямитель

Инвертор

Корпус микротурбины

Интерфейс

Схема микротурбинной установки

Принцип работы

Перед подачей в микротурбину внешний воздух проходит через входной воздушный фильтр малого сопротивления, использующийся для очистки воздуха, а также для снижения потери мощности двигателя. Отфильтрованный внешний воздух, проходя через генератор, охлаждает обмотки статора, что позволяет отказаться от использования дополнительных устройств охлаждения генератора. Уменьшение числа компонентов двигателя ведет к упрощению конструкции, сведению к минимуму риска поломки отдельной составной части и, как следствие, повышению надежности всей системы. Компрессор увеличивает давление воздуха, откуда сжатый воздух поступает в рекуператор. Использование рекуператора повышает электрический КПД двигателя и позволяет в 2 раза снизить объем потребляемого топлива за счет использования тепловой энергии выхлопа для подогрева воздуха, поступающего в камеру сгорания. Нагретый сжатый воздух поступает в камеру сгорания, где смешивается с топливом, и происходит возгорание смеси. Горение топливно-воздушной смеси происходит при постоянном давлении и низких рабочих температурах, что приводит к снижению вредных атмосферных выбросов. Камера сгорания и колесо турбины выполнены из специальных высокотемпературных материалов, что дает возможность использовать широкий диапазон топлива с различной теплотворной способностью.

Схема работы микротурбины

Специальные антикоррозийные материалы, примененные в составе системы подвода топлива к форсункам, позволяют микротурбине работать на высокосернистом топливе с содержанием сероводорода (H2S) до 7%. Условно низкие температуры сгорания топлива (510–954 °С), при которых достигается минимальный уровень вредных выбросов в атмосферу, являются достаточными для сжигания высокосернистого газа без нанесения вреда двигателю. Температура выхлопных газов (260–309 °С) препятствуют образованию конденсата серной кислоты и, как следствие, быстрому износу деталей турбины. Это также является одним из факторов увеличения ресурса до капитального ремонта. В турбине энергия горячего газа преобразуется в работу. При входе в сопловой аппарат турбины под действием высоких температур горячие газы расширяются, и их тепловая энергия преобразуется в кинетическую. Затем, в роторной части турбины, кинетическая энергия газов переходит в механическую энергию вращения ротора турбогенератора. Высокая частота вращения ротора (до 96 000 об./мин.) позволила добиться уменьшения габаритов турбины, благодаря чему энергоустановка имеет малый вес и компактные габаритные размеры. Часть мощности турбины расходуется на работу воздушного компрессора, а оставшаяся часть является полезной выходной мощностью. Газотурбинный двигатель приводит во вращение находящийся с ним на одном валу высокоскоростной генератор.

Если установка оборудована системой когенерации (утилизации тепла выхлопных газов), то выхлопные газы из рекуператора проходят через теплообменник. Данный теплообменник передает тепло выхлопных газов циркулирующей воде, использующейся в промышленных и коммунальных системах горячего водоснабжения, обогрева помещений или для других нужд. Общий КПД турбины (электрический и тепловой) при таком режиме достигает 92%, что приводит к значительной экономии топлива и снижению себестоимости вырабатываемой энергии. Благодаря применению в конструкции двигателя особого типа генератора с постоянным магнитом в роторе и электрического инвертора вместо традиционного синхронного генератора с редуктором, частота вращения ротора микротурбины изменяется от 45 000 до 96 000 оборотов и при этом не связана с выходным напряжением. Отсутствие этой связи и возможность изменения частоты вращения в широком диапазоне приводит к оптимальному расходу топлива, пропорциональному нагрузке.

Для запуска микротурбинной установки используется блок аккумуляторных батарей, который компенсирует ток нагрузки, в то время как двигатель набирает обороты. За счет этого, микротурбина способна выдерживать 80%-й наброс нагрузки. При единовременном сбросе нагрузки до 80% часть тока берет на себя блок аккумуляторных батарей, а скорость вращения вала замедляется с помощью тормозных резисторов. Таким образом, достигается абсолютная эластичность к нагрузке без увеличения износа двигателя и существенного снижения КПД энергосистемы. Это свойство особенно важно для объектов с непрерывным, но неравномерным потреблением энергии, таких как объекты ЖКХ и инфраструктуры, городские жилые районы и коттеджные поселки. Силовая цифровая электроника управляет работой микротурбины и всех ее вспомогательных систем. Она преобразует переменный ток переменной частоты от генератора в постоянный ток, а затем в переменный ток постоянной частоты промышленной сети — 50 Гц, 380 В. Это позволяет практически мгновенно реагировать на изменение нагрузки и выдавать требуемую мощность. Принцип работы микротурбин Capstone схематично показан на рисунке.

Режимы работы

Когенерация

Помимо генерации электричества турбина может вырабатывать тепло. Для этого она должна быть укомплектована специальным устройством, утилизирующим теплоту выхлопных газов. Такие энергетические системы, совместно вырабатывающие электричество и тепло, относятся к классу CHP (Combined Heat and Power). В случае микротурбин их называют microCHP. Для микротурбин сконструировано несколько типов таких теплообменников, рассчитанных на совместную работу с одной, двумя, четырьмя и более микротурбинами. Их производят в США, Европе, Японии. Возможно применение российских утилизаторов тепла, соответствующих по производительности, размерам соединительной арматуры и другим параметрам конструкции микротурбины. Применение установок microCHP резко повышает общий КПД (до 90% и выше) и решает задачи теплоснабжения для отопления и получения горячей воды.

Тригенерация

Комбинированное производство электричества, тепла и холода. Холод вырабатывается абсорбционной холодильной машиной посредством утилизации тепла выхлопных газов турбины. Принцип действия абсорбционных холодильных машин (АБХМ) основан на том, что вода в условиях вакуума испаряется при низких температурах, и при испарении уносит тепло от воздуха системы кондиционирования. В абсорбционных холодильных машинах раствор бромистого лития (LiBr) — очень сильный абсорбент воды — поглощает пар, переносящий тепло охлаждающей воды, превращаясь в разбавленный раствор, который откачивается в генератор, где выпаривается, нагреваясь от горячего пара, воды, выхлопных газов и т. п. Концентрированный раствор LiBr возвращается в абсорбер, а водяной пар направляется в конденсатор, чтобы процесс повторился.

Параллельно с сетью

В этом режиме микротурбинная установка вырабатывает электрический ток, синхронизированный с сетью по напряжению и частоте.

Автономно

Автономный режим характеризуется работой микротурбинной установки независимо от сети в качестве основного источника энергии. В этом режиме выходная мощность определяется потребителем, параметры электрического тока настраиваются в соответствии с потребностями нагрузки по напряжению и частоте. Устройство для автономной работы включает преобразователь энергии, координирующий работу блока аккумуляторных батарей (АКБ). Он имеет зарядное устройство и производит необходимые соединения между основной системой управления и блоком АКБ. Запуск и работа микротурбины осуществляются в автоматическом режиме.

Двойной режим (автономно и параллельно с сетью)

В этом режиме микротурбина подключена к местной сети и, по желанию потребителя, может быть переключена в автономный режим работы. Переключение может производиться в ручном режиме и автоматически, через контроллер двойного режима.

Топливо

Микротурбинные установки не требуют предварительной газоочистки при работе на большинстве видов газового топлива. При этом теплотворная способность газа должна находиться в пределах от 2 500 до 24 000 ккал/м3.

Природный газ высокого или низкого давления

Биогаз: мусорный газ; газ, получающийся при очистке сточных вод; анаэробный газ

Попутный нефтяной газ, факельный газ

Жидкие виды топлива: керосин, дизельное топливо, биодизельное топливо

Низкокалорийные газы

Газы с нестабильными характеристиками состава

Сжиженный газ: природный газ (метан), пропан-бутан

Шахтный метан, метан угольных пластов

Коксовые газы

Сингаз (синтез-газ)

Свойства

Простая конструкция и отсутствие трущихся деталей, обеспечивающие высокую надежность; быстроту и легкость монтажа, подключения к топливным и электрическим коммуникациям; возможность сервисного обслуживания и капитального ремонта на месте эксплуатации в течение 1 дня.

Уникальные воздушные подшипники, исключающие необходимость использования моторного масла, охлаждающей жидкости и лубрикантов.

Низкий уровень шума (до 60 dBA) и вибраций дающие широкие возможности для выбора места размещения.

Периодическое сервисное обслуживание каждые 8000 часов, не чаще 1 раза в год.

Удобная система дистанционного мониторинга и контроля параметров работы микротурбины через GSM модем.

Эластичность к нагрузкам, способность работать в диапазоне нагрузки от 0 до 100% без остановок и снижения ресурса.

Потребление широкого спектра топлива, в том числе с нестабильными характеристиками состава и содержанием сероводорода до 7%.

Непрерывность работы в автономном режиме или параллельно с централизованной сетью.

Ресурс до капитального ремонта — до 60 000 часов.

Высокий КПД в режиме когенерации и тригенерации — до 92%.

Компактные размеры, надежная опорная поверхность.

Интегрированная система синхронизации и защиты энергомодуля.

Одни из лучших в мире экологических показателей — уровень выбросов парниковых газов не превышает 9 ppm

Микротурбинные системы серии С1000 — новейшая разработка Capstone Turbine Corporation. Микротурбинные системы серии С1000 были специально спроектированы для размещения оборудования в едином компактном пространстве. Их основой стал микротурбинный двигатель С200. Основное преимущество заключается в уникальном решении всех коммуникаций энергоблока, за счет которого осуществляется внутреннее резервирование, позволяющее выводить/вводить отдельные двигатели в эксплуатацию, не прерывая работу всей энергосистемы. Это обеспечивает удобство и независимость обслуживания каждого модуля С200, входящего в состав системы.

В результате достигается высокая степень надежности всего энергоблока, что позволяет избежать перебоев или полного прекращения подачи электроэнергии при остановке одного или нескольких двигателей. Модель С200 обладает рядом конструктивных особенностей, благодаря которым увеличен электрический КПД до 35% и общий срок службы установки:

упорный подшипник вынесен в холодную зону;

увеличено расстояние между подшипниками вала ротора;

увеличен рекуператор.

Системы серии С1000 отличаются компактностью, модульностью конструкции и масштабируемостью. В зависимости от потребностей заказчика они могут комплектоваться энергоблоками С200 в количестве от 1 до 5. Выходную электрическую мощность любой из установок семейства С1000 можно оперативно увеличить до максимального значения в 1 МВт при сохранении исходных габаритных размеров. Блочно-модульная конструкция позволяет устанавливать энергосистемы С1000 друг на друга, что дает возможность оптимально разместить их на ограниченной площади.

3+.2.2 Понятие, описание и принцип действия ГТЭС Caterpillar G3520C LE

Газопоршневая электростанция

На сегодняшний день для выработки тепловой и электрической энергии все чаще стали использоваться газопоршневые установки внутреннего сгорания.

Газопоршневая установка — это система генерации, созданная на основе газопоршневого двигателя, позволяющая преобразовывать внутреннюю энергию топлива (газа) в энергию электричества. Возможно получение двух видов энергии, (тепло и электричество) и этот процесс называется «когенерация». В случае если в газопоршневых установках используется технология, позволяющая получать ещё и холод (очень актуально для вентиляции, холодоснабжения складов, промышленного охлаждения), то данная технология будет называться «тригенерация». Газопоршневые установки дают полную независимость от региональных энергоносителей и позволяют избежать дополнительных затрат на строительство энергосетей.

Фирма Caterpillar имеет большой опыт в изготовлении газопоршневых электростанций. Используя технологию, в которой применяются детали проверенные временем дизельных электростанций можно быть уверенным в качестве и долговечности поставляемой продукции.

Газопоршневая электростанция – это более эффективная технология, позволяющая получить высокую производительность при гораздо меньших затратах как на техническое обслуживание, так и на топливные энергоносители.

Каждая газопоршневая электростанция фирмы Caterpillar может работать на топливном газе низкого давления без дополнительного газодожимного оборудования. Что является бесспорным преимуществом перед аналогами других фирм.

Газодизельные электростанции Caterpillar способны полностью удовлетворить текущие потребности предприятий различных отраслей в электричестве и тепловой энергии. Электростанции Caterpillar могут быть адаптированы для синхронной работы с внешней электросетью. Электростанции Caterpillar могут служить источником резервного или аварийного электроснабжения. Газопоршневые генераторные установки Caterpillar имеют электрическую мощность от 5 до 5700 кВт. Для получения большей совокупной мощности электростанции объединяются в энергосистему. Электростанции Cat