Эффективность когенерационной установки на базе дизельного двигателя при неравномерном графике электрической нагрузки

Особенность электрической энергии состоит в том, что ее нужно производить в данный момент столько, сколько необходимо потребителю. Однако графики потребления энергии имеют весьма неравномерный характер по времени суток. Для покрытия пиковых нагрузок применяется высокоманевренное оборудование, обладающее зачастую меньшей экономичностью. Это оборудование эксплуатируется в режимах частичной мощности, где его эффективность заметно снижается. Одним из реальных способов выхода из этой ситуации может быть использование тепловых насосов (ТН) в схемах с когенерационными установками(КУ) на базе тепловых двигателей. В этом случае появляется возможность использовать тепловой двигатель в экономичном режиме в течение всего времени суток, а излишки электроэнергии в ночные часы направить на привод теплового насоса. В работе рассмотрены два варианта работы когенерационной установки на базе дизельного двигателя в схемах энергообеспечения отдельного потребителя в условиях неравномерного графика электрической нагрузки. В качестве примера взята КУ фирмы Wartsila 12V32. Такие установки эксплуатируются в отдаленных районах РФ. Основные данные КУ в расчетном режиме следующие. Дизель-генератор: электрическая мощность - 6000 кВт, часовой расход топлива - 1080 кг/ч, тепловая мощность - 5240 кВт, температура ОГ - 485 °C, эффективный КПД - 0,46, коэффициент использования теплоты топлива 0,89. В первом варианте КУ работает в стандартном режиме. Таким образом обеспечивается выработка электрической мощности в соответствии с графиком. Во втором варианте КУ используется совместно с ТН для получения дополнительной тепловой мощности. Расчеты показали, что включением теплового насоса в схему когенерационной установки, работающей в режиме неравномерного графика электрической нагрузки, можно обеспечить работу дизеля в течение всего времени суток в режиме максимального КПД и повысить коэффициент использования теплоты топлива на 17-20 %.

дизельный двигатель, тепловой насос, когенерационная установка, неравномерный график электрической нагрузки