Что такое КГУ простыми словами, как работает когенерационная установка

Когенерационная установка превращает один источник топлива в электричество и тепло одновременно. В этой статье  объясняем принцип работы простым языком, разбираем сильные и слабые стороны технологии и показываем, в каких случаях КГУ становится самой выгодной инвестицией в энергетику предприятия.

Что такое когенерация и почему о ней снова говорят

Когенерация — это одновременное производство двух полезных продуктов из одного источника топлива: электрической энергии и тепла. Само слово состоит из двух частей: «ко» (вместе) и «генерация» (производство). По-английски это звучит как CHP — combined heat and power.

Классическая схема энергоснабжения предприятия выглядит иначе. Электричество вы покупаете из сети — оно произведено где-то на крупной ТЭС, прошло сотни километров по проводам с потерями, и до вашего счётчика дошла только часть того, что сгорело в топке. Тепло вы получаете отдельно: своя котельная, которая жжёт газ или уголь специально для горячей воды и отопления. Получается, что одно и то же предприятие платит дважды — за электричество в одной точке и за тепло в другой.

Когенерация ломает эту схему. Один двигатель, работающий на газе или дизеле, крутит генератор и производит электричество. Это происходит на любой обычной электростанции. Разница в том, что выхлопные газы такого двигателя имеют температуру 400–500 °C, а охлаждающая жидкость двигателя нагревается до 90 °C. В традиционной схеме это тепло просто выбрасывается в атмосферу — теряется. В когенерационной установке оно улавливается теплообменниками и идёт на отопление, горячее водоснабжение или технологические процессы.

Простыми словами: вы платите за топливо один раз, а получаете два результата — электричество и тепло. Поэтому КПД когенерации достигает 85–92%, тогда как у обычной электростанции — 35–40%.

О когенерации в Украине заговорили с новой силой по двум причинам. Первая — рост тарифов на электричество и газ заставил предприятия пересмотреть, как они тратят на энергию. Вторая — атаки на энергетическую инфраструктуру и блэкауты сделали автономность не приятным бонусом, а условием выживания производства.

Что такое КГУ простыми словами, как работает когенерационная установка. Из чего она состоит.

Что такое КГУ простыми словами, как работает когенерационная установка.

В упрощённом виде КГУ — это четыре основных компонента, собранных в единый комплекс.

Двигатель внутреннего сгорания. Сердце установки. Может быть газовым (работает на природном газе, биогазе, шахтном газе) или дизельным (работает на дизельном топливе, биодизеле, растительных маслах). Двигатели Дизельмаш моделей 6ЧН25/34 и 8ЧНП25/34 рассчитаны на ресурс до 80 000 моточасов до капитального ремонта — это примерно 9 лет непрерывной работы.

Электрический генератор. Преобразует механическую энергию вращения двигателя в электрическую. Соединяется с двигателем напрямую или через муфту.

Теплообменники. Главное отличие КГУ от обычного генератора. Здесь утилизируется тепло выхлопа (через выхлопной теплообменник) и тепло системы охлаждения двигателя (через рубашечный теплообменник). На выходе вы получаете горячую воду 90 °C для отопления или, при более глубокой утилизации, пар для технологических процессов.

Система управления. Шкаф автоматики, который синхронизирует работу установки с сетью или поддерживает автономный режим, контролирует параметры, защищает от аварий и собирает статистику работы.

Какое топливо может использовать КГУ

Выбор топлива — один из ключевых вопросов, который определяет экономику проекта. Дизельмаш производит установки под несколько типов топлива:

·        Природный газ — основной выбор для большинства промышленных предприятий с подключением к газовой сети. Самый дешёвый вариант по стоимости киловатт-часа.

·        Биогаз — газ, получаемый из органических отходов: навоза, силоса, отходов пищевой переработки. Особенно выгоден для агропредприятий с собственным сырьём, потому что фактически даёт «бесплатное» топливо.

·        Шахтный газ (метан угольных пластов) — идеальное решение для угольных шахт, где этот газ всё равно нужно отводить из соображений безопасности.

·        Свалочный газ — образуется естественным образом на полигонах ТБО. Превращение отходов в электричество.

·        Дизельное топливо и биодизель — для объектов без газоснабжения или с нерегулярной нагрузкой.

Каждый вариант имеет свою экономику. Природный газ предсказуем по цене, но требует подключения. Биогаз — самый выгодный по себестоимости энергии, но требует собственного источника сырья и оборудования для его подготовки. Дизель — самый дорогой по топливу, но даёт максимальную гибкость и автономность.

Где КГУ выгодна, а где — нет

Когенерация выгодна там, где предприятие постоянно нуждается одновременно в электричестве и в тепле. Если нагрузка нерегулярная или нужна только электроэнергия — экономика проекта ухудшается.

Идеальный профиль для КГУ

Предприятие с непрерывным циклом работы (24/7 или 16 часов в день), круглогодичной потребностью в тепле или паре, постоянной электрической нагрузкой и подключением к газовой сети.

К таким предприятиям относятся молочные комбинаты и мясоперерабатывающие производства, теплицы (особенно с дополнительным использованием СО₂ из выхлопа), теплокоммунэнерго и общинные котельные, агропредприятия с переработкой и собственным сырьём для биогаза, гостинично-курортные комплексы с большой потребностью в тепле, фармацевтические и химические производства.

Когенерация не очень выгодна для офисных зданий без потребности в тепле летом, для производств с резкими пиками нагрузки и долгими простоями, для объектов с краткосрочной потребностью в энергии (стройплощадки, временные объекты). В этих случаях лучше посмотреть на резервный дизельный генератор или гибридные решения.

Какие мощности производит Дизельмаш

Линейка когенерационных установок Дизельмаш покрывает диапазон от 315 до 750 кВт электрической мощности. Это самые востребованные размерности для среднего бизнеса в Украине.

КГУ 315 кВт подходит для небольших производств, фермерских хозяйств с биогазом, небольших общинных котельных, теплиц до 1 гектара.

КГУ 500 кВт (модель ДвГ1А-500) — самый универсальный размер. Подходит для молочных комбинатов средней мощности, теплиц 2–3 га, теплокоммунэнерго в небольших городах, агропредприятий с переработкой.

КГУ 630 кВт (модель ДвГ1А-630) — для крупных предприятий, тепличных комплексов 3–5 га, теплокоммунэнерго среднего города.

КГУ 750 кВт — для крупных промышленных объектов или каскадного подключения нескольких установок для большего общего покрытия нагрузки.

Если вам нужна другая мощность — это решается комбинацией нескольких установок. Например, два ДвГ1А-500 в каскаде дают 1 МВт с возможностью гибкого регулирования: одна установка может работать в базовом режиме, вторая — подключаться на пиковые нагрузки.

Что дальше: как принять решение

Если КГУ выглядит как подходящее решение для вашего предприятия, следующий шаг — технико-экономический расчёт (ТЭО). Он отвечает на главный вопрос инвестора: за сколько окупится установка именно в ваших условиях.

Для ТЭО нужны конкретные данные о вашем предприятии: часы работы в сутки и в году, средняя электрическая нагрузка и пиковая нагрузка, потребность в тепле или паре с разбивкой по сезонам, текущие тарифы на электричество и газ, площадь, которую можно выделить под установку.

Дизельмаш делает индивидуальный расчёт окупаемости бесплатно — пришлёт цифры по вашим вводным за 3 рабочих дня.

Узнайте, окупится ли КГУ для вашего предприятия

ЗАКАЗАТЬ РАСЧЕТ